Manyetit nanopartikül takviyeli metal matrisli nanokompozitlerin sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of magnetite nanoparticle reinforced metal matrix nanocomposites
Yazar: KIYMET YILDIRIM
Danışman: DOÇ. DR. NURETTİN ELTUĞRAL
Karabük Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Bu çalışmada hidrotermal koşullarda manyetit (Fe3O4) nanopartiküller sentezlendi ve daha sonrasında yine hidrotermal koşullarda karbonla kaplı olan formları da sentezlenmiştir. Sentezlenen bu nanopartiküller AZ71 magnezyum alaşımına takviye elemanı olarak katılmak suretiyle karıştırmalı döküm yöntemi kullanılarak magnezyum nanokompozitler ve takviye malzemelerinin alaşımda yaptığı değişikleri incelemek için ayrıca AZ71 referans alaşımı elde edildi. Elde edilen nanokompozitlerin mekanik özellikleri ile korozyon davranışları incelenmiştir. Takviye elemanları olan Fe3O4 ve karbon kaplı Fe3O4 manyetit nanopartiküller FESEM-EDX, FTIR ve XRD analizleriyle karakterize edildi ve sentezlenen nanopartiküllerin tipik manyetit nanopartikül karakterini açıkça sergilediği gözlemlendi. Nanokompozitlere yapılan analizler sonucunda ise sertlik, aşınma ve korozyon değerleri takviye malzemelerinin artmasıyla düşerken, basma gerilmelerinde bir iyileşme olduğu açıkça gözlemlendi. Vücut sıvıları deneyinde ise kompozit içinde takviye malzemelerinin artması, vücut sıvıları içerisinde hızlı bir şekilde korozyona uğramalarına sebep oldu. Bununla birlikte karbon kaplı manyetit nanopartikül takviyeli AZ71 nanokompozitinin, 14. günün sonunda vücut sıvıları içerisinde tamamen korozyona uğradığı ve sıvı içerisinde dağıldığı gözlemlendi.

Abstract:
In this study, magnetite (Fe3O4) nanoparticles were synthesized under hydrothermal conditions and later on, carbon-coated magnetite nanoparticles were also synthesized by the same method. These synthesized nanoparticles were added to the AZ71 magnesium alloy as reinforcement elements and the AZ71 reference alloy was obtained by using the stir casting method to examine the changes that magnesium nanocomposites and reinforcement materials make in the alloy. The mechanical properties and corrosion behaviors of the obtained nanocomposites were examined. The reinforcement elements Fe3O4 and carbon-coated Fe3O4 magnetite nanoparticles were characterized by FESEM-EDX, FTIR and XRD analyses and it was observed that the synthesized nanoparticles clearly exhibited the typical magnetic behavior. As a result of the analyses performed on the nanocomposites, it was clearly observed that while the hardness, wear and corrosion values decreased with the increase in reinforcement materials, an improvement in compressive stresses was observed. In the body fluids experiment, the increase in reinforcement materials in the composite matrix caused them to corrode rapidly in body fluids. However, it was observed that the carbon-coated magnetite nanoparticle-reinforced AZ71 nanocomposite was completely corroded in body fluids and dispersed in the liquid at the end of the 14th day.