Alümina ile Ti6Al4V ve AISI 316L paslanmaz çeliğin aktif sert lehimleme yöntemi ile birleştirme parametrelerinin araştırılması
Investigation of joining parameters of alumina to Ti6Al4V ve AISI 316L stainless steel by active brazing method
Yazar: EREN ONUKLU
Danışman: DOÇ. DR. BİLGE YAMAN ISLAK
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Malzeme Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Seramikler, metal malzemeler ile birleştirilerek muadili malzemelere kıyasla mekanik, termal, kimyasal dayanım gibi özellikler açısından çeşitli avantajlar sunmakta ve bu doğrultuda akademik ve endüstriyel alanda ilgi görmektedir. Son yıllarda birçok alanda kullanımı söz konusu olması ve geleneksel birleştirme yöntemlerine göre daha kolay ve kısa bir üretim prosesine sahip olması nedenleriyle aktif sert lehimleme yöntemine olan ilgi artmıştır. Ancak araştırmaların devam ederek literatürün bu konuda genişletilmesi gerekmektedir. Bu kapsamda yeterli mukavemete sahip alümina – metal yapıların elde edilmesi ihtiyacı bulunmaktadır. 
Bu tez çalışmasında medikal, havacılık ve savunma sanayinde tercih edilen seramik ve metal malzemelerin aktif sert lehimleme tekniği kullanılarak birleştirilmesi ve birleştirme işlemine yönelik parametrelerin tespit edilmesi amaçlanmıştır. Bu kapsamda alümina ile AISI 316L paslanmaz çelik ve Ti6Al4V titanyum alaşımı, gümüş bazlı aktif sert lehim dolgu alaşımı (63,0Ag, 35,25Cu, 1,75Ti) kullanılarak birleştirilmiştir. Farklı parametreler ile üretilen numunelerin; yüzey pürüzlülük etkisi, mikroyapısal karakterizasyon, mekanik ve ısıl şok testleri açısından değerlendirilerek proses optimizasyonu gerçekleştirilmiştir. 
İki ana metal için de 0,45 µm ortalama pürüzlülük değerine sahip seramik birleşme yüzeyi kullanılarak ve 10-5 mbar sert lehim vakum değerinde, 830°C'de 10 dakika aktif sert lehimleme prosesinin uygulanması durumunda en yüksek kesme mukavemet değerleri (66,62 - 61,58 MPa) elde edilmiştir.

Abstract:
Joining ceramics to metal materials offers various advantages in terms of properties such as mechanical, thermal and chemical resistance compared to equivalent materials, and they attract attention in the academic and industrial fields. In recent years, the interest in active brazing method has increased due to its use in many areas and its easier and shorter production process compared to traditional joining methods. However, it is necessary to improve the literature data on this subject by continuing the researches. In this context, there is a need to obtain alumina-metal structures with sufficient strength.
In this thesis, it is aimed to join ceramic and metal materials, which are preferred in the medical, aerospace and defense industries, by active brazing technique and to determine the parameters for the joining process. In this context, alumina and AISI 316L stainless steel and Ti6Al4V titanium alloy were joined using silver-based active brazing filler alloy (63,0Ag, 35,25Cu, 1,75Ti). Samples produced with different parameters; the process optimization was carried out by investigation the surface roughness effect, microstructural characterization, mechanical and thermal shock tests.
For both base metals; ceramic mating surface with an average roughness value of 0.45 µm should be used and when the active brazing process was applied at 830°C for 10 minutes at brazing vacuum value of 10-5 mbar.