Bakır-volfram kompozitlerinin mekanik alaşımlama ve sinterleme yöntemleri ile üretilmesi ve karakterizasyonu
Fabrication and characterisation of copper –tungsten composites by mechanical alloying and sintering methods
Yazar: UFUK VURANAY
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ DİDEM OVALI DÖNDAŞ
Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Makine Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Günümüzde, ticari değerlere sahip metal esaslı malzemeler arasında bakır ve bakır esaslı kompozitler gösterdikleri üstün özellikleri nedeniyle farklı uygulamalar için önem arz etmektedir. Sahip oldukları yüksek elektriksel ve termal iletkenlik ve iyi korozyon direnci nedeniyle bakır ve bakır esaslı kompozitler, elektronik paketleme, elektrik kontakları ve kaynak elektrotları gibi termal ve elektronik uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmada, farklı oranda volfram takviye edilen bakır tozları hem karıştırma hem de yüksek enerjili öğütme işlemlerinden geçirilmiştir. Üretilen kompozit tozlarına, tek eksenli soğuk pres ile farklı basınçlar uygulanarak sıkıştırma davranışları incelenmiştir. Farklı pres basınçları ile sıkıştırılan numunelerin 850 °C'de 2sa süre ile yapılan sinterleme sonucunca sinterlenebilirlik davranışları incelenmiştir. Seçilen sıkıştırma basıncı ile farklı sıcaklık ve sürelerde sinterleme yapılarak karşılaştırılmıştır. Üretilen kompozitlerin mikroyapısal karakterizasyonları, X-ışınları difraksiyonu, optik mikroskobu ve taramalı elektron mikroskobu yöntemleri ile gerçekleştirilmiştir. Mekanik özellikleri, Vickers mikrosertlik ve aşınma testleri yapılarak ortaya çıkarılmıştır. Son olarak, elektriksel iletkenlik probu kullanılarak üretilen kompozitlerin elektriksel iletkenlikleri incelenmiştir. Sonuçlara göre en yüksek sertlik (110 HV) ve iyi aşınma oranı (0,54±0,09 x10-3 mm3/Nm) değerlerini mekanik alaşımlanmış ağ. %20 W içeren bakır kompozit numunesi göstermiştir.

Abstract:
Currently, among the commercially valuable metal-based materials, copper and copper-based composites are important for different applications due to their superior properties. Due to their high electrical and thermal conductivity and good corrosion resistance, copper and copper-based composites are widely used in thermal and electronic applications such as electronic packaging, electrical contacts and welding electrodes. In this study, copper powders reinforced with different proportions of tungsten were subjected to both mixing and high-energy milling processes. Compression behaviour of the produced composite powders was investigated by applying different pressures with a uniaxial cold press. The sinterability behaviour of the samples compressed with different compress pressures was investigated as a result of sintering at 850 °C for 2 hours. The samples compressed with the selected compression pressure were compared by sintering at different temperatures and times. Microstructural characterization of the fabricated composites was carried out by X-ray diffraction, optical microscopy and scanning electron microscopy. The mechanical properties were determined by Vickers microhardness and wear tests. Finally, the electrical conductivity of the composites was investigated using an electrical conductivity probe. According to the results, the highest hardness (110 HV) and good wear rate (0.54±0.09 x10-3 mm3/Nm) values were shown by the copper composite sample containing 20% W in the mechanically alloyed sample.