Atık döküm kumundan ayrılan tozların kompozitler için matriks olarak üretilmesi
Production of matrix for composites with powders separated from waste foundry sand
Yazar: BERKE KOVANCI
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ SİNEM ÇEVİK
Ondokuz Mayıs Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering ; Seramik Mühendisliği = Ceramic Engineering

Özet:
Türkiye'de imalat sanayiinde öncelik; üretim, ürün kalitesi ve maliyete verilmiş olup, geri kazanım uygulamaları ikinci planda bırakılmıştır. Geri dönüşüme verilen önem arttırılarak ve gereksiz malzeme tüketimini azaltarak doğal kaynakların verimli şekilde kullanılmasının sağlanması üzerinde durulması gereken önemli bir konudur. Atık döküm kumlarının (ADK) atık olarak yok edilmesi yerine çevre dostu yöntemlerle katma değeri olan faydalı ürünlere dönüştürülmesi, gelişmiş ülkelerde üzerinde sıkça durulan bir konu olmasına rağmen ülkemizde maalesef bu konuyla ilgili çalışmalar henüz yetersiz kalmaktadır. Döküm işlemleri sırasında ortaya çıkan ADK'ların bertarafı yerine geri kazanılması; üretim maliyetlerinde, kayda değer bir tasarruf sağlayacaktır.  Geri dönüştürülebilecek bu malzemelerin doğaya atılması hem çevre için olumsuz etkilere hem de doğal kaynakların daha hızlı tükenmesine sebep olacaktır. Bu çalışmada, Karadeniz Bölgesi'nde faaliyet gösteren bir dökümhane tesisinde, çelik döküm işlemi sırasında yüksek miktarlarda ortaya çıkan ADK'nın kompozit malzemeler için değerlendirilmesi üzerine çalışılmıştır. Bu kapsamda atık tozlar uygun bir kimyasal bağlayıcı (PVA) madde ile bir araya getirilerek kompozit malzemeler için seramik bir matriks malzemesi üretilmeye çalışılmıştır. Elde edilen numunelerin basma dayanımı, yoğunluk, su emme değerleri incelenmiştir. Atık tozlar ve bağlayıcı farklı yöntemler kullanılarak bir araya getirilmiştir. Hazırlanan karışımlar tek eksenli pres makinesi ile 1x1x1 cm boyutlarında olacak şekilde şekillendirilmiştir. Şekillendirme işleminden alınan yaş haldeki numuneler 1200 °C'de 5 saat süreyle sinterlenmiştir. Karakterizasyon çalışmaları kapsamında numunelerin Optik Mikroskop incelemeleri, SEM, XRD ve XRF analizleri yapılmıştır. Sinterlenen numunelere yapılan basma ve arşimed yoğunluk deneyleri neticesinde Bilyalı Değirmen yöntemiyle hazırlanan numunelerde en yüksek 145 MPa basma dayanımına ve en düşük %8.1 su emme değerine ulaşılmıştır.

Abstract:
Priority in production industry in Turkey; production, product quality and cost are given and recycling applications are left in the second place. Increasing the importance given to recycling and reducing the unnecessary consumption of materials are important issue that should be focused on ensuring efficient use of natural resources. Instead of wasting of waste sands, transforming them into useful products by environmentally friendly methods is an issue frequently emphasized in developed countries but unfortunately, these are inadequate in our country. Disposal of them, instead of recycling, into the environment will cause negative impacts on environment as well as faster depletion of natural resources. In present study it was studied on evaluation of WFS, which is generated at high amount in foundry established in Black Sea Region, for composite materials. In this scope waste powders were combined with a suitable chemical binder (PVA) to produce a ceramic matrix for composites. The compressive strenght, density and water absorption values of the obtained samples were investigated. Waste powders and binder are combined by using different methods. The prepared mixtures were shaped with 1x1x1 cm dimensions by an uniaxial press. The samples from the forming process were sintered at 1200 °C for 5 hours. Optical microscopy, SEM, XRD and XRF analyzes were performed for characterization. As a result of compression and archimedes density tests performed on sintered samples, it was reached maximum compressive strength of 145 MPa and minimum water absorption value of 8.1% by Ball Mill method.