Farklı takviyelerle güçlendirilmiş bakır esaslı kompozitlerin toz metalurjisi yöntemi ile üretimi ve analizleri
Production and analyses of copper based composites reinforced with different reinforcements by powder metallurgy method
Yazar: GAMZE İSPİRLİOĞLU KARA
Danışman: DOÇ. DR. SİNAN SEZEK ; PROF. DR. BÜNYAMİN AKSAKAL
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Amaç: Hibrit kompozitler, Cu ana matris tozlarına ağırlıkça farklı oranlarda B, B4C, Gr ve CNT takviyeleri ile toz metalürjisi üretim yöntemi ile üretilmiştir. Alternatif hibrit kompozitlerin üretilmesi ile mekanik, tribolojik ve korozyon özelliklerinin iyileştirilerek endüstriyel uygulama alanlarının genişletilmesi hedeflenmektedir.
Yöntem: Bu çalışma toz metalürjisi üretim yöntemi ile tartım, karışım, presleme ve sinterleme olmak üzere dört aşamada gerçekleştirilmiştir.
Bulgular: Sertlik sonuçları artan sinterleme sıcaklığı ve azalan takviye partikül boyutu ile artmış ve aşınma testlerinde de benzer sonuçlar elde edilmiştir. En yüksek sertlik sonucu     850 °C'de 142 HV ile sinterlenen Cu-Cr-4B hibrit kompozitte elde edilmiştir. Cu-Cr-4B numunesinde saf Cu numunesine göre %76,25 oranında daha yüksek bir değere ulaşılmıştır. Hibrit kompozitlerin aşınma direncinin de artan sinterleme sıcaklığı ile arttığı gözlemlenmiştir. Korozyon testlerinde, grafit takviyesi ile korozyon direnci saf bakıra kıyasla artmıştır. Kompozitin korozyon direnci B/B4C takviye oranı arttıkça (%3'e kadar) artmış ve optimum değer Cu-Cr-3B'de elde edilmiştir. Bununla birlikte, kompozitin korozyon direnci CNT takviyesi ile saf Cu'ya göre düşmüştür. 
Sonuç: Cr, B, B4C, Gr takviyelerinin mekanik, tribolojik ve korozyon özelliklerini olumlu yönde etkilediği, CNT içeriğinin ise mekanik ve tribolojik özellikleri iyileştirdiği ve korozyon direncini azalttığı görülmüştür.

Anahtar Kelimeler: Toz metalürjisi, Hibrit Kompozit, Bakır, Bor, Grafit, Karbon nanotüp

Abstract:
Purpose: Hybrid composites were produced with B, B4C, Gr, and CNT reinforcements by powder metallurgy production method at different ratios by weight to Cu main matrix powders. By producing alternative hybrid composites, it is aimed to expand their industrial application areas by improving their mechanical, tribological, and corrosion properties.
Method: This study was carried out by the powder metallurgy production method in four stages; weighing, mixture, pressing, and sintering.
Findings: Hardness results increased with increasing sintering temperature and decreasing reinforcement particle size and similar results were obtained in wear tests. The highest hardness result was obtained in Cu-Cr-4B hybrid composite sintered at 850 °C with 142 HV. A higher value of 76,25% was reached in the Cu-Gr-CNT sample than in the pure Cu sample. It was also observed that the wear resistance of hybrid composites increased with increasing sintering temperature. Corrosion resistance increased with graphite reinforcement compared to pure copper through the corrosion tests. The corrosion resistance of the composite increased as the B/B4C reinforcement ratio increased (up to 3%) and the optimum value was obtained in Cu-Cr-3B. However, the corrosion resistance of the composite decreased with CNT reinforcement to pure Cu. 
Results: It was shown that Cr, B, B4C, and Gr reinforcements positively affected mechanical, tribological, and corrosion properties, while CNT content improved mechanical and tribological properties and reduced corrosion resistance.

Keywords: Powder metallurgy, Hybrid Composite, Copper, Boron, Graphite, Carbon nanotube