Soğuk preslenmiş ve sinterlenmiş metal matrisli silisyum karbür takviyeli kompozitlerin  difüzyon  kaynağı ile birleştirilebiliğini araştırılması
Investigation of the joinability cold pressed and sintered metal matrix silicon carbide reinforced composites by diffusion welding
Yazar: OTMAN FARJ MOHAMMED ABUKHDAIR
Danışman: DOÇ. DR. ÖZKAN ESKİ
Kastamonu Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Bakır = Copper

Özet:
Bakır, yüksek elektriksel ve termal iletkenliği, iĢleme kolaylığı ve iyi korozyon direnci nedeniyle endüstriyel uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Bununla birlikte, bakırın ayrıca düĢük sertlik, düĢük akma dayanımı ve zayıf sünme direnci gibi bazı belirgin sınırlamaları vardır. Bakır, insanlık tarihinin ilk ve iĢlenmiĢ metallerinden biridir ve gümüĢten sonra en iyi termal ve elektrik iletkenliğine sahip ikinci metaldir.
Metal veya seramik matriste karbürlerin kullanımı, aĢınmaya dayanıklı malzemelerin üretiminde giderek daha popüler hale gelmekte ve endüstride önemli bir kullanım payına sahip olmaktadır. Bakır esaslı bir kompozit matris, SiC parçacıkları gibi seramiklerle güçlendirilmektedir. Metal matris kompozitler (MMK'ler) için takviye olarak kabul edilen silisyum karbür (SiC) ayrıca düĢük yoğunluk, yüksek mukavemet, yüksek sertlik ve yüksek elastisite modülüne sahiptir.
Bu çalıĢma, silisyum karbür (SiC) ile güçlendirilmiĢ bakır esaslı bir kompozit matrisin difüzyon kaynağını incelemeyi amaçlamaktadır. Numunelerin üretimi için, bakır tozuna hacimce %5, %10 ve %15 oranında silisyum karbür ilave edilerek elde edilen karıĢım 350 MPa basınç altında tek eksenli olarak soğuk preslenmiĢ ve sonrasında 45 dakika süreyle 800 °C'de sinterlenmiĢtir. Elde edilen muneler 800 °C ve 850 °C sıcaklıkta, 30, 45 ve 60 dakika süreyle argon atmosferinde, 2 MPa basınç altında difüzyon kaynağı ile birleĢtirilmiĢtir.
Üretim parametrelerinin etkisinin belirlenmesi amacıyla sertlik, yoğunluk ölçümleri yapılmıĢ, iç yapıları taramalı elektron mikroskobu ile incelenmiĢtir. Kaynak iĢlemi sonrasında üç noktalı eğme testi uygulanmıĢ ve sonuçlar kaynak edilmemiĢ numunelerle karĢılaĢtırılmıĢtır. %10 SiC katkısında 850 C ve 60 dakika difüzyon kaynağı koĢullarında enine kopma dayanımı açısından en iyi sonuçlar elde edilmiĢtir. Bu elde edilen değerler kaynaksız numunenin %90'lık kısmına denk gelmektedir.

Abstract:
Copper is widely used in industrial applications because of its high electrical and thermal conductivity, easiness of processing and good corrosion resistance. However, copper also has some distinct limitations such as low hardness, low tensile yield strength, and poor creep resistance. Copper is one of the first and processed metals of human history and is the second metal with the best thermal and electrical conductivity after silver.
The use of carbides in metal or ceramic matrix is becoming increasingly popular in the production of abrasion-resistant materials, and the industry has an important share of usage. A copper-based composite matrix is reinforced with ceramics like SiC particles. Silicon carbide (SiC) also has low density, high strength, high hardness and high Young's modulus, which are considered to be reinforcement for metal matrix composites (MMCs).
The current study is an effort to study the diffusion welding of a copper-based composite matrix reinforced with silicon carbide (SiC). The reinforcement is added in the form of silicon carbide in the various ratios 5%, 10%, and 15% SiC by volume of copper alloy that is produced by using uniaxial cold pressing under a pressure of (350MPa) of pressure and then sintered at 800 °C for 45 minutes. The Copper-based material are joined by diffusion welding in argon atmosphere under 2 MPa pressure, using temperatures 800 °C and 850 °C and diffusion times 30, 45 and 60 minutes to make the materials more applicable in the industry.
Determining the effect of parameters on hardnes and density are examined and microstructure observed by scanning electron microscopes (SEM). Finally, three-point bending test applied and the results compared to unwelded samples. The best results were obtained in terms of transverse rupture strength at 850oC and 60 minutes diffusion welding conditions with 10% SiC additive. These obtained values correspond to 90% of the sample without welding.