Alüminyum matrisli seramik takviyeli kompozit malzeme üretimi ve fiziksel karakterizasyonu
Production and physical characterization of ceramic reinforced composite materials with aluminum matrix
Yazar: RECEP DABAK
Danışman: DOÇ. DR. BERAT BARIŞ BULDUM
Mersin Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Makine Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Son yıllarda, teknolojiye bağlı olarak imalat endüstrisinin gelişmesiyle üstün özellikli malzemelere olan ihtiyaç artmaktadır. İhtiyaçların karşılanması için bilim insanları tarafından özelliklileri üstün malzeme üretimi ile ilgili çalışmalar yapılmaktadır. Bu çalışmaların başında gelen kompozitler, mukavemeti ve elastik modülü yüksek, ısıl genleşmesi düşük özelliklerinden dolayı gelişmekte olan teknolojinin önemli unsurlarından birisi haline gelmiştir. Ulaşım endüstrisinde, uzay - havacılık sanayisinde ve ticari hayatta yaygın olarak kullanılan ısı dayanımı, kimyasal direnç, rijitlik ve mukavemet konularında yüksek özellik gösteren kompozit malzemeler kullanılmaktadır. Bu tez çalışması kapsamında, elde edilmek istenen kompozit malzemelerin yapısal ve mekanik etkilerini inceleyebilmek amacıyla matris malzemesi olarak 2014 serisi alüminyum tercih edilmiştir. Takviye elemanı olarak ise farklı oranlarda silisyum karbür (%3, %5, %7) ve titanyum karbür (%3, %5, %7) seramik tozları kuma döküm yöntemiyle kompozit malzemeler elde edilmiştir. Matris malzemesinin ergitme işleminin gerçekleştirilmesi, ergiyen matris malzemesi ile seramik tozlarının karıştırılma işlemin yapılmasıyla kum kalıba döküm işlemleri gerçekleştirilmiştir. Bu işlemlerin ardından kesme kuvveti, çekme deneyi, aşınma deneyi, mikrosertlik testi, mikroskobik incelemeler, XRD analizi ve SEM incelemesi yapılmış; farklı takviye oranlarındaki kompozit malzemelerin mekanik özellikleri ve yapı üzerindeki etkileri belirlenmiştir. Yapılan kesme kuvveti ölçümlerinde takviye oranındaki ve ilerleme miktarındaki artışla kuvvet değerlerinin de arttığı belirlenmiştir. Çekme deneyinde belirli bir takviye oranına kadar çekme dayanımının arttığı daha sonra ise düştüğü belirlenmiştir. Aşınma deneyinde ise takviye oranındaki artış ile sertlik artışının doğru orantılı olmasından dolayı ağırlık kaybının azaldığı ayrıca alınan yoldaki artışla beraberde ağırlık kaybının arttığı belirlenmiştir. Mikrosertlik testinde artan takviye oranında sertlik değerlerininde arttığı belirlenmiştir. Yapılan XRD analizinde belirli piklerin oluştuğu görülmüştür. SEM incelemesinde ise seramik tozların belirli noktalarda homojenlik sağladığı belirlenmiştir. Sonuç olarak ise takviye edilen seramik tozların kompozit malzeme üretiminde mekanik ve yapısal etkileri görülmüştür.

Abstract:
In recent years, due to the development of the manufacturing industry with the development of high-tech materials are increasing. With the site of science for meeting the needs made in areas related to superior material production. At the beginning of these studies, composites are becoming one of the leading technologies in our technology which has high strength and elastic modulus and low thermal expansion. This thesis development content was preferred as an alternative to the 2014 series as an adjustable matrix material to examine the structural and mechanical effects of composite materials to be obtained in the transport industry, space - aerospace industry and commercially used heat resistance, chemical resistance, rigidity and strength. Silicon carbide (3%, 5%, 7%) and titanium carbide (3%, 5%, 7%) ceramic powders were obtained in the composite by using the sand method. The melting of the matrix material was carried out in the sand mold by mixing the ceramic powders using the melting matrix material. These operations were done by shear force, tensile test, abrasion test, microhardness test, microscopic examinations, XRD analysis and SEM analysis; mechanical properties of composite materials in different reinforcement ratios and composition of building materials. Constructional force measuring devices with increased reinforcement ratio and varying amounts of force values. In the tensile test, it increases the strength by pulling up to a reinforcement ratio and then decreases. In the abrasion test, when the increase in the weight loss increases with the increase in the increasing path on the days when the weight loss decreases before the increase in the reinforcement ratio and the hardness increase is proportional. In the microhardness test, it was determined that the hardness values increased at the increasing reinforcement rate. In the XRD analysis, specific peaks were observed. In SEM analysis, it was determined that ceramic powders provide homogeneity at certain points. As a result, mechanical and structural effects of reinforced ceramic powders in composite material production were observed.