Al-Ni/GO ve Al-Ni/TiO2 metal matrisli kompozit malzemelerin üretilmesi ve karakterizasyonu
Production and characterization of Al-Ni/GO and Al-Ni/TiO2 metal matrix composite materials
Yazar: BERNA BÜLBÜL
Danışman: DOÇ. DR. MUSTAFA OKUMUŞ
Batman Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasında, metal matrisli Al10Ni/TiO2 ve Al10Ni/GO kompozitleri farklı katkı oranlarında ve farklı öğütme sürelerinde mekaniksel alaşımlama metodu ile toz olarak üretilmiştir. Preslenen tozlar farklı sıcaklıklarda sinterleme işlemine maruz bırakılmıştır. Öğütme süresinin ve sinter sıcaklığının kompozitin yapısal ve termal özellikleri üzerine olan etkileri araştırılmıştır. Ayrıca üretilen bazı kompozitlerin belirli yük altında aşınma davranışları incelenmiştir. Üretilen kompozitlerin yapısal özellikleri X-ışını kırınımı (XRD) ile, termal özellikleri ise diferansiyel termal analiz (DTA) ile incelenmiştir. Toz olarak üretilen kompozitlerin preslenmesi, sinterlenmesi, parlatılması ve dağlanması sonrası, yüzey analizleri optik mikroskop (OM) ile incelenmiştir ve ayrıca yüzey mikrosertlikleri de ölçülmüştür. Kompozitlerin deneysel ve teoriksel yoğunlukları hesaplandıktan sonra bazı kompozitlerin 5, 10 ve 15 N yük altında aşınma davranışları incelenmiştir. XRD ve OM sonuçlarına göre öğütme süresi arttıkça daha homojen bir yapı ve tane boyutunda küçülme olmuştur. DTA sonuçları sürekli ısıtma esnasında faz dönüşümü ve kristalleşmeleri işaret eden bir dizi endotermik ve ekzotermik pikler göstermiştir. Sinterleme sıcaklığı arttıkça yeni intermetalik fazların oluşumu ve mikrosertliğin arttığı gözlenmiştir. Üretilen kompozitlerde maksimum mikrosertlik değeri 20 h öğütme ile üretilen ve 500 oC'de sinterlenen Al10Ni/TiO2 kompozit numunesinde 541±10 HV olarak bulunmuştur. Elde edilen bu sonuçlara göre Al10Ni/TiO2 kompozitlerin mekanik özelliklerinin Al10Ni/GO kompozitlerin mekanik özelliklerinden daha üstün olduğu anlaşılmıştır. Ayrıca elde edilen analiz sonuçlarının birbirleriyle ve literatür çalışmalarıyla uyum içinde olduğu görülmüştür.

Abstract:
In this thesis, metal matrix Al10Ni/TiO2 and Al10Ni/GO composites were produced as powder by mechanical alloying method at different reinforcement ratios and different grinding times. Pressed powders were subjected to sintering process at different temperatures. The effects of grinding time and sintering temperature on the structural and thermal properties of the composites were investigated. In addition, the wear behavior of some produced composites under a certain load was investigated. The structural properties of the produced composites were examined by X-ray diffraction (XRD), and the thermal properties were investigated by differential thermal analysis (DTA). After the pressing, sintering, polishing and etching of the composites produced as powder, the surface analysis was examined with an optical microscope (OM) and the surface microhardness was also measured. After calculating the experimental and theoretical densities of the composites, the wear behavior of some composites under 5, 10 and 15N loads were investigated. According to the XRD and OM results, as the grinding time increased, a more homogeneous structure and particle size reduction occurred. The DTA results showed a series of endothermic and exothermic peaks indicating phase transformation and crystallizations during continuous heating. It was observed that as the sintering temperature increased, the formation of new intermetallic phases and microhardness increased. The maximum microhardness value of the produced composites was found as 541 ± 10 HV in the Al10Ni/TiO2 composite sample produced with 20h grinding and sintered at 500 oC. According to these results, it was understood that the mechanical properties of Al10Ni/TiO2 composites were superior to the mechanical properties of Al10Ni/GO composites. Also the analysis results obtained were found to be in agreement with each other and literature.