Alüminyum-karbon tozlarından mekanik alaşımlama ve sonrası işlemlerle Al4C3 sentezlenmesi
Synthesis of Al4C3 from aluminium-carbon powders after mechanical alloying and post treatments
Yazar: BÜLENT BOSTAN
Danışman: DOÇ. DR. A. TAMER ÖZDEMİR
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metal Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2003
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Alüminyum = Aluminum ; Karbon = Carbon ; Mekanik alaşımlama = Mechanical alloying ; Sentezleme = Synthesizing ; Sinterleme = Sintering

Özet:
ALÜMİNYUM-KARBON TOZLARINDAN MEKANİK ALAŞIMLAMA VE SONRASI İŞLEMLERLE Aİ4C3 SENTEZLENMESİ (DOKTORA TEZİ) Bülent BOSTAN GAZİ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ Haziran 2003 ÖZET Bu çalışmada saf Al veC tozları yatay atritörde mekanik alaşımlama (MA) işlemine tabi tutulmuştur. Alüminyuma %2 oranında karbon ilave edilmiş ve işlem 475°C'de bakır talaşı üzerinden geçirilerek arıtılmış argon atmosferinde gerçekleştirilmiştir. Su soğutmalı sistemde, tozlara 20:1 bilya toz oranında ve 600 dev/dak. öğütme hızında 1 ve 2 saat MA uygulanmıştır. Daha sonra, 600 ve 1200 MPa basınç altında preslenen deney numuneleri 550°C'de, 2-64 saat arasında ve argon atmosferinde sinterlenmişlerdir. MA süresine bağlı değişimleri belirlemek için toz boyut analizleri yapılmıştır. MA sonrası XRD analizi yapılmış ve AI4C3 oluşumu tespit edilmeye çalışılmıştır. Aynı tozlar sinterleme öncesi ve sonrası %50 oranında deforme edilmişler ve böylece karbür oluşumunda deformasyon etkileri incelenmiştir. Sinterlemeler sonrası karbon replika ve folyo teknikleriyle TEM çalışmaları yapılmıştır. Ayrıca, deney numunelerinin optik, SEM, EDAX ve XRD analizleri yapılmıştır. Oluşan AI4C3 parçacıklarının sertliğe ve akım direncine olan etkileri incelenmiştir. Optik ve SEM incelemeleri sonunda MA süresinin ve presleme basıncının sinterlemede etkin rol oynadığı tespit edilmiştir. XRD analizleri ve TEM sonuçları, sinterlenen malzemelerde AI4C3 dönüşümünün gerçekleştiğini göstermektedir. Oluşan karbür parçacık boyutlarının 10-60 nm arasında11 değiştiği belirlenmiştir. Direnç ölçümleri sonucunda, genelde tüm deney numunelerinin 10"6 ohm mertebelerinde bir dirence sahip olduğunu tespit edilmiştir. Bilim Kodu Anahtar Kelimeler Sayfa Adedi Tez Yöneticisi 626.19.01 Al, C, MA, Sinterleme, AI4C3, Sentezleme 121 Doç. Dr. A.Tamer ÖZDEMİR

Abstract:
Ill SYNTHESIS OF AI4C3FROM ALUMINUM-CARBON POWDERS AFTER MECHANICAL ALLOYING AND POST TREATMENTS (Ph.D. Thesis) Bülent BOSTAN GAZI UNIVERSITY INSTITUTE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY June 2003 ABSTRACT In this work, mixture of pure aluminium and carbon powders were mechanically alloyed via a horizontal attritor. Powders were processed in a water cooled system under a protective atmosphere of argon which was purified by passing through copper scrap at 475 °C. The ratio of balls to powders was 20:1 where Al powders were mixed with 2 % graphite and milled in the horizontal attritor running at a speed of 600 rev. /min for 1 and 2 hours. Later, samples of alloyed powders were cold pressed under 600 and 1200 MPa pressure conditions and then sintered at 550 °C for 2-64 hours again under purified argon gas. To study the effect of MA and its duration on several parameters, the size and distribution of powders were quantified and XRD analyses were conducted to verify any occurrence of AI4C3 precipitates during the MA process. The same alloyed powders were sequentially cold formed by 50 % before and after the process of sintering to clarify the effect of deformation on AI4C3 formation. The sintered samples were examined by optical, scanning (SEM) and transmission electron microscopy (TEM) techniques. Particularly, for TEM studies, carbon replicas and thin foils were used. Also, hardness values and resistivities of samples were analysed. Through these investigations, the duration of MA and the pressure of cold pressing were found to be effective on sintering. Results of XRD and TEM analyses revealed that, particular, afterIV sintering the rate of AI4C3 formation increased considerably. It was found that AI4C3 particles were 10-60 nm in size and resistivities of all samples were with in the order of 10"6 ohm. Science Code Key Words Page Numbers Adviser 626.19.01 Al, C, MA, Sintering, AI4C3, Synthesis 121 Doç. Dr. A.Tamer ÖZDEMİR