SiC takviyeli alüminyum matriks kompozit üretimi ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
Fabrication of SiC reinforced aluminum matrix composite and investigation of its mechanical properties
Yazar: SERAP KARAKOÇ
Danışman: PROF. DR. ADEM DEMİR
Sakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Alüminyum = Aluminum ; Aşınma = Wear ; Metal matrisli kompozitler = Metal matrix composites ; Silisyum karbür = Silicon carbide ; Sürtünme katsayısı = Friction coefficient ; İnfiltrasyon = Infiltration

Özet:
Bu çalışmada, öncelikle SiC esaslı seramik preform gözenek oluşturucu ilave yöntemi üretilmiştir. Ortalama 40 mikron tane boyutunda (SiC) partikülleri farklı oranlarda PVC (polivinilklorür) tozlar, bentonit ve seramik sır, su ile karıştırılarak seramik çamur haline getirilmiştir. Hazırlanan seramik çamur kademeli olarak 1150 0C'de çıkarılmış bu sıcaklıkta 30 dakika tutularak sıvı faz sinterlenmesi ile preform üretimi gerçekleştirilmiştir. Sinterlenme sonrası üretilen gözenekli seramiklerin; gözenek yapısı, gözenek büyüklükleri ve gözenekler arası geçişler, taramalı elektron mikroskop (SEM) ile inceleme yapılmıştır. Üretimi yapılan seramik preformun yoğunluğu ve gözenek miktarı tespit edilerek hacimce % 20,78 silisyum karbür, % 66,49 PVC tozu, % 1,33 bentonit, % 11,41 seramik sırrın bir araya gelmesi ile oluşan seramik çamurun sinterlenmesiyle elde edilen gözenekli seramik, optimum gözenek morfolojisi ve yoğunluğuna sahip olduğu belirlenmiştir. Silisyum karbür esaslı gözenekli seramik üretiminde kullanılan hacimce formüle edilmiş PVC tozunun miktarı arttıkça gözenekli seramikte yoğunluğunun düştüğü ve gözenek miktarının arttığı gözlemlenmiştir. Çalışma sonucunda retüküle gözenekli seramik preform başarı ile üretilmiştir. Optimum özellikte olduğu tespit edilen seramik preforma basınçlı döküm infiltrasyonu ile ergiyik sıvı alüminyum alaşımı infiltre edilerek alüminyum matrisli kompozit malzeme imalatı gerçekleştirilmiştir. Üretilen kompozit malzemelerin mikro yapısal özellikleri, sertlik testi ile mekanik özellikleri ve aşınma testi ile tribolojik özellikleri tespit edilmiştir.

Abstract:
In this study, first of all, SiC-based ceramic preform was produced by the pore-forming addition method. PVC (polyvinylchloride) powders, bentonite and ceramic glaze with an average of 40 micron grain size (SiC) particles in different proportions were mixed with water and turned into ceramic mud. The prepared ceramic sludge was gradually removed at 1150°C and kept at this temperature for 30 minutes, and preform production was carried out by liquid phase sintering. The pore structure, pore sizes and interpore transitions of the porous ceramics produced after sintering were investigated by scanning electron microscope (SEM). The density of the ceramic preform produced and the amount of leakage were determined. It has been determined that the porous ceramic obtained by sintering the ceramic mud formed by the combination of  % 20.78 silicon carbide, % 66.49 PVC powder, % 1.33 bentonite, % 11.41 ceramic glaze by volume has the optimum pore morphology and density. It was observed that as the amount of formulated PVC powder used in the production of silicon carbide-based porous ceramics increased, the porous ceramic density decreased and the pore amount increased. After sintering, reticulated porous ceramic preform was produced successfully. Aluminum matrix composite material was produced by infiltrating molten liquid aluminum alloy with pressure casting infiltration of ceramic preform, which was determined to have optimum properties. Microstructural properties, mechanical properties with hardness test, and tribological properties with abrasion test of the produced composite materials were determined. As a result of this study, it was determined that the expected properties from a metal matrix composite were achieved.