Sic seramik preform optimizasyonu ve fonksiyonel derecelendirilmiş alüminyum matris kompozit üretimi
Sic ceramic preform optimization and productionof functional graded aluminum matrix composite
Yazar: EBRU YILMAZ
Danışman: DOÇ. DR. FATİH ÇALIŞKAN
Sakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Son yıllarda, partikül takviyeli alüminyum metal matris kompozitler (AMMK); yüksek
mukavemet, düşük yoğunluk ve yüksek aşınma direncine sahip olması sebebiyle
havacılık ve savunma sanayinde gittikçe artan bir öneme sahip olmuştur. Bu
özelliklerinden dolayı kompozit malzemeler, diğer malzemelere kıyasla özeliklerinin
geliştirilmeye açık ve çeşitlendirilmeye daha uygun olduğu görülmektedir.
Bu çalışma iki aşamada gerçekleştirilmiştir. İlk aşamada, replikasyon yöntemi ile ana
iskelet yapıyı oluşturan Silisyum karbür (SiC) seramik köpükler üretilmiştir. Ağırlıkça
(Ağ.) formülize edilmiş silisik asit (H4SiO4) ve sitrik asit (C6H8O7) türevi %18, %25, %50
katkı oranlarına sahip SiC seramik köpükler 1200 °C'de 90 dakikada sinterlenmiştir.
Yapılan çalışmalar sonucunda belirlenen %18 Ağ. formülize edilmiş silisik asit ve sitrik
asit türevi ile katkılandırılmış olan kompozisyon optimum olarak belirlenmiştir. Daha
sonra sinterlenmiş numunelerin karakterizasyonunda, elementel analizi için X-ışını
spektroskopisi (EDS), faz analizleri için X-ışını difraksiyonu (XRD), ağ yapılarının
morfolojilerini ortaya çıkarmak için Makro stereo mikroskop ve yoğunlaşma
davranışlarını incelemek için ise Taramalı elektron mikroskobu (SEM) cihazları
kullanılmıştır.
Partikül takviyeli SiC seramik köpük üretiminde kullanılan formülize edilmiş silisik asit
ve sitrik asitin, mekanik özelliklere olumlu/geliştirici etkisi olduğu, basma testi yapılarak
görülmüştür.
Son olarak da 10 ve 20 ppi oranına sahip SiC seramik köpüklere döküm yöntemi ile
alüminyum metali infiltre edilerek 2 katmanlı fonksiyonel derecelendirilmiş metal
matrisli kompozit malzeme üretimi başarılı bir şekilde gerçekleştirilmiştir.
Anahtar Kelimeler: Seramik köpük, metal matrisli kompozit, silisyum karbür, polimerik
sünger, replikasyon yöntemi

Abstract:
Particulate reinforced aluminum alloy matrix composites (Al MMC's) with high strength,
high resistance to wear and low density properties have become important in the
aerospace and the defense industry recently, when compared to other similar engineering
materials, novel composite materials can derive from the Al MMCs due to their superior
properties
This study was carried out in two stages. First, SiC ceramic foams which form the main
net structure, were produced. by a replication method . SiC ceramic foam having different
amounts of formulated silicic acid additive and citric acid (18%, 25 % and 50 % wt.) were
sintered at 1200 °C for 90 min. As a consequence of the study, the composition of 18
(wt%) formulated silicic acid and citric acid was choosen as an optimum ratio. Thereafter,
In the characterization of the sintered samples, conventional characterization methods
were performed to analysis the sintered samples; X-ray spectroscopy (EDS) for ultimate
analysis, X-ray diffraction (XRD) for the determination of phase composition, Macro
stereo microscope to reveal the morphology of the network structures and Scanning
Electron Microscope (SEM) for examination the densification behavior.
Mechanical properties of the sintered samples were evaluated and characterized by a
compressive testing instrument. These results revealed that the additive of silicic acid
influenced and enhanced the mechanical properties of the sintered ceramic foams.
In the last stage, Liquid aluminum metal was infiltrated without squeezing to the high
porous foams with 10 and 20 ppi. Therefore, fabrication of functionally graded metal
matrix composite was successfully carried out as two-layer in a body.
Keywords: Ceramic foam, metal matrix composite, silicon carbide, polymeric sponge,
replication method