Sıcak presleme yöntemi ile üretilen Alumix-231 matrisli B4C/ SiC/Al2O3 takviyeli malzemelerin mikroyapısal ve radyoaktif zırhlama özelliklerinin incelenmesi
Microstructural and radioactive shielding analyses of Alumix-231 and Alumix-231 reinforced with B4C/SiC/ Al2O3 particle produced through hot pressing
Yazar: LEILI ESLAM JAMALGOLZARI
Danışman: DOÇ. DR. UĞUR GÖKMEN
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasında, Alumix 231 matrisli Al2O3, SiC ve B4C parçacık takviyeli kompozit malzemeler ve takviye elemanı içermeyen Alumix-231 bloklar toz metalurjisi yöntemi kullanılarak üretilmiştir.  Kompozit malzeme üretiminde matris malzemesi olarak Alumix-231 ve ağırlıkça %10 takviye elemanı Al2O3, SiC ve B4C seramik parçacıkları ayrı ayrı kullanılmıştır. Takviye elemanı ve matris tozları 3 boyutlu karıştırıcıda 30 dakika süreyle karıştırılmıştır. Karışım tozlar tek eksenli basınç altında preslenerek toz metal blok numuneler elde edilmiştir. Üretilen numunelerin Arşimet prensibi kullanılarak yoğunluk değerleri tespit edilmiştir. Üretimi gerçekleştirilen kompozit malzemelerin optik mikroskop, SEM ve EDS analizleri gerçekleştirilmiştir. Kompozit malzemelerin ve takviye elemanı içermeyen Alumix-231'in, radyasyon zırhlama özellikleri teorik olarak PSD programı ile deneysel olarak ise Co-60 ve Cs-137 radyasyon kaynakları kullanılarak incelenmiştir. Bu malzemeler için deneysel ve teorik olarak elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır.  Teorik ve deneysel hesaplamalar sonucunda, gama radyasyonuna karşı en düşük zırhlayıcı özelliğe sahip malzeme Alumix-231+%10 B4C kompozit malzemesi iken, gama radyasyonuna karşı en yüksek zırhlayıcı özelliğe sahip malzeme Alumix-231+%10 Al2O3 kompozit malzemesi olduğu tespit edilmiştir.

Abstract:
In this thesis, Al2O3, SiC and B4C particle reinforced composite materials with Alumix 231 matrix and Alumix-231 blocks without reinforcement elements were produced using powder metallurgy method.  In the production of composite material, Alumix-231 used as matrix material and 10% by weight of reinforcement element Al2O3, SiC and B4C ceramic particles were used separately.  The reinforcement element and matrix powders were mixed in a 3D mixer for 30 minutes. Powder metal block samples were obtained by pressing the mixed powders under uniaxial pressure. Density values of the produced samples were determined by using Archimedes principle. Optical microscope, SEM and EDS analyzes of the produced composite materials were carried out. The radiation shielding properties of composite materials and Alumix-231 not containing reinforcement elements were investigated theoretically using the the PSD software, and experimentally using Co-60 and Cs-137 radiation sources. The experimental and theoretical results for these materials were compared with each other.  As a result of the theoretical and experimental calculations, it was determined that Alumix-231+10% B4C composite material has the lowest shielding property against gamma radiation, while Alumix-231+10% Al2O3 composite material has the highest shielding property against gamma radiation.