Bazı kompozitlerde elastik ve termal iletim özellikleri arasındaki ilişkinin deneysel olarak belirlenmesi
The experimental determination of the relationship between elastic properties and thermal conductivity of some composites
Yazar: VİLDAN ÖZKAN
Danışman: PROF. M. SELAMİ KILIÇKAYA ; YRD. DOÇ. İSMAİL HAKKI SARPÜN
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı / Genel Fizik Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2012
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering ; Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering ; Seramik Mühendisliği = Ceramic Engineering
Dizin: Elastik malzeme = Elastic material ; Elastik modül = Elastic module ; Fononlar = Phonons ; Kompozit yapılar = Composite structures ; Kompozitler = Composites ; Termal analiz = Thermal analysis ; Termal özellikler = Thermal properties ; Ultrason = Ultrasound ; Ultrasonik hız = Ultrasonic velocity ; Ultrasonik yöntemler = Ultrasonic methods

Özet:
Bu çalışma kapsamında, çeşitli kompozitlerin üretimi ve üretilen kompozit numunelerin fiziksel özelliklerinin ortaya çıkarılması amaçlanmıştır. Numune hazırlama için klasik toz metalürjisi yöntemi kullanılmıştır. Seramik tabanlı kompozit numuneleri hazırlamak için WC (Tungsten Karbür) tozu ile bağlayıcı faz olarak Fe (Demir), Co (Kobalt), Ni (Nikel) ve Ti (Titanyum) tozları kullanılarak WC-Co-Ni, WC-Co-Ti ve WC-Fe-Ti kompozitleri; metal tabanlı kompozit numuneleri hazırlamak için ise taban malzemesi olarak Fe tozu ve bağlayıcı faz olarak Fe, Co, Ni, Ti ve Cr (Krom)tozları kullanılarak Fe-Co-Ni, Fe-Cr-Ni ve Fe-Ti-Ni kompozitleri üretilmiştir. Farklı oranlarda karışımlar hazırlandıktan sonra sinterleme işlemleri geleneksel tüp fırında 1000°C'de yapılmıştır. Üretilen kompozitlerin Young modülü (E), Arşimet prensibinden yararlanılarak ölçülen yoğunlukları, ultrasonik darbe-yankı (puls-eko) yöntemi ve daldırma (immersion) yöntemi ile ölçülen ultrasonik hızları yardımıyla hesaplanmıştır. Termal iletkenlik katsayıları ise sıcak disk yöntemi kullanılarak ölçülmüştür. İki farklı yöntemle hesaplanan Young modülü ile termal iletkenlik arasındaki ilişki incelenmiş ve elde edilen sonuçlar literatürden elde edilen değerlerle kıyaslanmıştır. Ayrıca yapılan çalışmada darbe-yankı yöntemi ve daldırma yöntemi ile hesaplanan ultrasonik boyuna ve enine dalga hızları ile üretilen kompozitlerin yüzde oranları arasındaki ilişki incelenmiş olup yapının iç yapısı, dayanıklılığı, gözenekliliği vb. özellikleri hakkında bilgi edinilmiştir.

Abstract:
It is aimed to produce some composites and to reveal the physical features of the produced composites in this study. The method of classic powder metallurgy has been used for sample preparation. WC-Co-Ni, WC-Co-Ti and WC-Fe-Ti composites have been produced with the use of WC (Tungsten carbide) powder and the two of the Fe (Iron), Co (Cobalt), Ni (Nickel) and Ti (Titanium) powders as binder phase for the preparation of ceramic-metal composite samples. On the other hand, in order toproduce metal based composite samples Fe-Co-Ni, Fe-Cr-Ni and Fe-Ti-Ni have been produced by selecting Fe powder as base material and two of the Fe, Co, Ni, Ti and Cr (Chromium) powders as binder phase. Sintering has been applied in conventional furnace with 1000°C after the mixtures have been prepared with different ratios. The Young modulus (E) of the produced composites has been measured with the help of the density measured through Archimedes principle and the ultrasonic velocity measured through ultrasonic pulse-echo method and immersion method. Thermal conductivity has been measured via hot disk method. The relation between the Youngmodulus which is measured through two different methods and thermal conductivity have been physically examined and the obtained results have been compared to the literature. Moreover, within the study the relationship between ultrasonic longitudinal and transverse wave velocity measured with the methods of pulse-echo and immersion,and the percentages of the produced composites has been analyzed and the informationabout the features of the structure like microstructure, reliability and porosity has been obtained.