Metalik baryum-alüminyum başlangıç tozlarının düşük sıcaklıkta oksidasyonu ile alüminyum matrisli kompozit üretimi
Production of metalic matrix composites via oxidation of barium-aluminum metallic powder precursor at low temperature
Yazar: RAMAZAN ÇITAK
Danışman: DOÇ. DR. MEHMET TÜRKER
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metal Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 1998
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering ; Teknik Eğitim = Technical Education
Dizin: Alüminyum kompozitler = Aluminum composites ; Baryum = Barium ; Başlangıç tozu = Starting powder ; Oksitlenme = Oxidation

Özet:
Metal matrisli kompozit üretiminde en çok kullanılan toz metalürjisi ve ergitme metotlarında maliyet, takviye elemanı-matris uyumu, ıslatma ve yüksek sıcaklıkta oluşan problemler gibi üretimle ilgili sınırlamalar mevcuttur. Bu sınırlamaların bir kısmını elimine edebilmek için alüminyum ve baryum metalik başlangıç tozlarının döner ve titreşimli değirmenlerde farklı sürelerde mekanik olarak alaşımlandıktan soma kullanılan tozların ergime sıcaklığı altındaki sıcaklıklarda ve kontrollü atmosferlerde oksidasyonuyla alüminyum matris içerisinde baryumalüminat (Ba3x41206 veya BaAl2Oe) refrakter özellikli takviye elemanı oluşturulmuştur. Mekanik alaşımlama sürelerinin yoğunluk, reaksiyon oluşumu ve kompozitin mikroyapısı üzerindeki etkisi belirlenerek üretilen kompozit malzemenin dört nokta eğme deneyleri ile kırılma tokluğu ve eğilme mukavemeti tespit edilmiştir. Ham yoğunluk ve kompozitin son yoğunluğunun mekanik alaşımlama süresi ile önce arttığı uzun sürelerde ise düştüğü tespit edilmiştir. Ayrıca mekanik alaşımlama sürelerinin oluşan reaksiyonlar ve kompozit mikroyapısı üzerinde oldukça etkili olduğu tespit edilmiştir. Kompozitin düşük sıcaklıkta katı-hal reaksiyonu ile üretilmesi mümkün olmakla birlikte kırılma tokluğu ve eğilme mukavemetinin nispeten düşük olduğu belirlenmiştir. Anahtar Kelimeler : Kompozit malzeme, Oksidasyon, Kırılma tokluğu

Abstract:
In powder metallurgy and cast method used for production of metal matrix composites, there are some limitations such as cost, compatibility of matrix and reinforcement, wetting and problems at high temperature. To eliminate some of these limits, after mechanically alloying metallic barium and aluminium precursor powders for different duration, bariumaluminate (Ba3Al206 or BaAI2O6) refractor reinforcement was formed in Al matrix via oxidation of these powders at low temperature and controlled atmosphere. Effect of mechanical alloying time on density, reaction and composite microstructure has been determined. Fracture toughness and bend strength of this composite have been determined by using four-point bend test. It has been found that green and final density of the composite first increased then decreased with mechanical alloying time and also mechanical alloying time is rather effective on composite microstructure and reactions took place during oxidation. Production of aluminum matrix composite with bariumaluminate via solid state reaction is possible, however fracture toughness and bend strength of the composite are relatively low. Key Words : Composite Materials, Oxidation, Fracture toughness