Karbonize edilmiş yumurta kabuğu takviyeli alüminyum matrisli kompozitin üretilmesi ve özelliklerinin incelenmesi
Production and investigation of the properties of aluminum matrix composite with carbonized egg shell reinforced
Yazar: TUĞBA YENİLMEZ
Danışman: PROF. DR. RECEP ÇALIN
Kırıkkale Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Savunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Savunma ve Savunma Teknolojileri = Defense and Defense Technologies

Özet:
Bu çalışmada toz metalurjisi (TM)  ve vakum infiltrasyon yöntemleri kullanılarak ticari saflıkta alüminyum (Al) ile ağırlıkça %2, %4 ve  %6 karbonize edilmiş yumurta kabuğu takviyeli Al kompozit ve takviye içermeyen Al matrisli numuneler üretilmiştir. Takviye elemanı olarak kullanılan yumurta kabukları toplanıp yıkanmış ardından kurutma işlemine tabi tutulmuştur. Fırında kuruma işleminin ardından toz haline getirilen yumurta kabukları karbonizasyon işlemi için 500 0C de 3 saat süreyle tutulmuştur. Matris malzemesi alüminyum ve takviye elemanı karbonize yumurta kabuğu tozu bilyalı değirmende 400 rpm dönme hızında 1 saat süreyle tutularak toz karışımı elde edilmiştir. Toz karışımı tek yönlü preste 30 kN basınçla sıkıştırılarak test numuneleri üretilmiştir. Daha sonra numuneler, 610 0C sıcaklıkta 2 saat süreyle sinterlenmiştir. Sinterleme esnasında koruyucu gaz olarak Argon(Ar) gazı kullanılmıştır.
İnfiltrasyon numuneleri ise hazırlanan toz karışımları çelik boruların içerisine yerleştirilerek 750 0C de sıvı Al ergiyiğinin içerisine daldırılmış 3 dakika süreyle 750 0C sıcaklıkta ve 580 mm-Hg vakum basıncı altında test numuneleri üretilmiştir.
Üretilen numunelere Brinell sertlik testi yapılarak değişen takviye oranlarının sertlik değerleri üzerindeki etkisi belirlenmiştir. Daha sonra üretilen numuneler mikroyapı analizi, XRD, SEM, EDS incelemelerine tabi tutularak takviye oranının mikroyapıya etkileri analiz edilmiştir.
Artan takviye oranına bağlı olarak her iki yöntemde de sertlikte artış gözlenmiş ancak TM yöntemi ile üretilen numunelerin sertlikleri infiltrasyon yöntemi ile üretilen numunelerin sertliğine göre daha düşük olduğu görülmüştür. 

Anahtar Kelimeler: Al, yumurta kabuğu, kompozit, TM, infiltrasyon

Abstract:
In this study, 2%,4% and 6% carbonized eggshell reinforced and non-reinforced Al matrix composites were produced with commercial grade aluminum(Al) using powder metallurgy (TM) and vacuum infiltration methods. Egg shells used as reinforcement elements were collected, washed and then dried. After the drying process, the powdered egg shells were kept at 500 0C for 3 hours fort he carbonization process. The powder mixture was obtained by keeping the matrix material aluminum and the reinforcement element carbonized eggshell powder in a ball mill at a rotational speed of 400 rpm for 1 hour.Test samples were produced by compressing the powder mixture with a pressure of 30 kN in a one-way press. Then the samples were sintered at 610 0C for 2 hours. Argon (Ar) gas was used as the shielding gas during sintering.
On the other hand, the powder mixtures prepared for infiltration samples were placed in stell pipes and immersed in liquid Al melt at 750 0C for 3 minutes, at 750 0C and under 580 mm-Hg vacuum pressure, test samples were produced.
The effect of varying reinforcement ratios on hardness values was determined by performing Brinell hardness test on the produced samples. 
Then, the produced samples were subjected to microstructure analysis, XRD, SEM, EDS examinations and the effects of reinforcement ratio on microstructure were analyzed. 
Depending on the increasing reinforcement ratio, an increase in hardness was observed in both methods, but the hardness of the samples produced by the TM method was lower than the hardness of the samples produced by the infiltration method.

Keywords: Al, Eggshell, Composite, TM, İnfiltration