Alüminyum/perlit-uçucu kül/grafen hibrit kompozitlerin aşınma davranışları ve karakterizasyonu
Wear behavior and characterization of aluminum / perlite-flyash/ graphene hybrid composites
Yazar: SELİN BAYDEMİR
Danışman: PROF. DR. MEHTAP MURATOĞLU
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Bu çalışmada, alüminyum alaşımı üzerine hidrotermal yöntem ile grafen/uçucukül-genleştirilmiş perlit kombinasyonlarında hazırlanan solüsyonlar ile kaplama yapılması amaçlanmıştır. Grafen /uçucu kül-genleştirilmiş perlit (%10, %20 ve %30) ile farklı kombinasyonlarda kaplama solüsyonları hazırlanmıştır. Al6013 alaşımı numuneleri, hidrotermal cihazda bu solüsyonlar kullanılarak 24 saat 240oC' de kaplama işlemine tabi tutulmuştur. Kaplanan numunelere 450oC sıcaklıkta 1 saat boyunca sinterleme ısıl işlemi uygulanmıştır. Al6013 Alüminyum alaşımı üzerine yapılan kompozit kaplamaların, taramalı elektron mikroskobu (SEM), enerji yayılımlı X-ışını analizi (EDX), X-ışını kırınım analizi (XRD), yüzey pürüzlülüğü, mikro-sertlik ve aşınma testleri yapılmıştır. Sonuç olarak SEM, EDX ve XRD analizi ile A6013 Alüminyum alaşımı üzerinde kompozit kaplama oluşmuştur. Grafen, uçucu kül veya genleştirilmiş perlitten oluşan kaplama yüzeyde, katmanlı ve birbirine benzer rast gele dağılmış ince katmanlar şeklinde, grafen benzeri bir yapıda görülmüştür. Mikro-sertlik ölçümleri incelendiğinde en yüksek sertlik %30 genleştirilmiş perlit takviyeli numunede görülmüştür. Aşınma testleri ile takviye edilen uçucu kül oranı arttıkça aşınma direnci azalmıştır. Takviye edilen genleştirilmiş perlit oranı arttıkça ise aşınma direnci artmıştır. Numunelere takviye edilen uçucu kül ve genleştirilmiş perlitli numunelerden en iyi aşınma direncini uçucu kül takviyeli numune göstermiştir.

Abstract:
In this study, it is aimed to coat aluminum alloy with solutions prepared in graphene / volatile-expanded perlite combinations by hydrothermal method. Coating solutions were prepared in different combinations with graphene / fly ash-expanded perlite (10%, 20% and 30%). Al6013 alloy samples were coated for 24 hours at 240oC using these solutions in a hydrothermal device.Sintered heat treatment was applied to the coated samples for 1 hour at 450oC. Al6013 Aluminum alloy was placed in the hydrothermal device and added to the solutions prepared separately for each sample. The samples were coated in the hydrothermal device at 240oC for 24 hours. The coated samples were sintered heat treated at 450oC for 1 hour. Scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray analysis (EDX), X-ray diffraction analysis (XRD), surface roughness, micro-hardness and wear tests of composite coatings made on Al6013 aluminum alloy were performed. As a result, composite coating was formed on A6013 Aluminum alloy by SEM, EDX and XRD analysis. The coating consisting of graphene, fly ash or expanded perlite was seen on the surface in the form of layered and similarly distributed thin layers, with a graphene-like structure. When the micro-hardness measurements were examined, the highest hardness was seen in the 30% expanded perlite reinforced sample. Abrasion resistance decreased as the rate of fly ash increased with the abrasion tests. As the reinforced expanded perlite ratio increased, the wear resistance increased. The fly ash reinforced sample showed the best abrasion resistance among samples with fly ash and expanded perlite reinforced to the samples.