Farklı oranlarda alüminyum-bor oksit-karbon karışımlarından mekanokimyasal  yöntem ile oda sıcaklığında Al2O3-B4C  kompozit sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of Al2O3-B4C composites at room temperature by mechanochemical method from aluminum-boron oxide-carbon mixtures at different ratios
Yazar: ÜMİT KOÇ
Danışman: PROF. DR. REMZİ GÖREN ; DR. ÖĞR. ÜYESİ HEDİYE AYDIN
Dumlupınar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasında Al2O3-B4C kompozitin mekanokimyasal yöntemle sentezi gerçekleştirilmiştir. Başlangıç malzemeleri olarak mikrometre boyutlarında Al, B2O3 ve C toz malzemeleri kullanılmıştır. Stokiyometrik oranlarda başlangıç malzemelerinden oluşturulan kompozisyonlar argon atmosferinde 500 rpm' de 4, 5, 6, 7, 8, 9 ve 10 saat süreler boyunca öğütme işlemi yapılmıştır. Öğütme işlemi gezegensel değirmende 10 mm ve 20 mm çaplarında  paslanmaz çelik bilyalar ile 125 ml hacim değerine sahip paslanmaz çelik potalar kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Bilya/toz oranı 20/1 olacak şekilde seçilmiştir. Öğütmeler sırasında safsızlık olarak gelen demiri (Fe) gidermek için 3 M HCI asit çözeltisinde 3 saat boyunca 105ºC'de 350 devir/dakika' da liç işlemi yapılmıştır. Liç işlem sonrası tozlar filtre edilmiş ve saf su ile yıkama yapılmıştır. Elde edilen tozlar 75ºC'de 48 saat boyunca kurutulmuştur. 
Tane boyut analizlerinde 6 saat ve 10 saat öğütme sonunda sırası ile 286 nm ve 186 nm ortalam tane boyutuna ulaşılmıştır. FT-IR analizlerinde Al-O bağlarına ait piklerin 413 cm-1 - 816 cm-1 arasında ve B-C bağlarının 1066 cm-1 - 1081 cm-1, 1522 cm-1 - 1529 cm-1, 1022 cm-1 ve 1027 cm-1 pik değerlerine sahip olduğu belirlenmiştir. BET analizlerinde en yüksek yüzey alanı değerine  6 saat öğütmede 64,72 m2/g ve en düşük yüzey alanı değerine 10 saat öğütme sonunda 5,8 m2/g olarak tespit edilmiştir. 8 saat öğütülmüş numuneler bağlayıcı ilaveli ve ilavesiz olarak tek eksenli pres ve soğuk izostatik pres ile şekillendirilmiştir. Numuneler 1550ºC'de argon atmosferinde 5 saat sinterlenmesi sonucunda elde edilen katı numunelerin Arşimet yöntemi ile yoğunlukları ölçülmüştür. Relatif %86 en yüksek yoğunluk değerine bağlayıcı ilaveli soğuk izostatik preste yapılan şekillendirme ile ulaşılmıştır.

Abstract:
In this thesis study, synthesis of Al2O3-B4C composite was carried out by mechanochemical method. Al, B2O3 and C powder materials were used as starting materials in micrometer size. The stoichiometric ratios of the starting materials were milled at 500 rpm for 4, 5, 6, 7, 8, 9 and 10 hours in an argon atmosphere. Milling was carried out using planetary stainless steel balls with diameters of 10 mm and 20 mm and stainless steel pots with a volume value of 125 ml. Ball/powder ratio is selected to be 1/20. During milling from the iron as an impurity (Fe) to eliminate the 3 M HCl acid solution at 105ºC for 3 hours at 350 rpm is made the leaching process. After leaching the powder by washing with distilled water and filtered. The obtained powders were dried at 75ºC for 48 hours. 
In the grain size analyzes, average grain size of 286 nm and 186 nm was reached with the order of 6 hours and 10 hours after milling. FTIR analysis showed that the peaks of Al-O bonds were between 413 cm-1 and 816 cm-1 and B-C bonds of 1066 cm-1 - 1081 cm-1, 1522 cm-1 - 1529 cm-1, 1022 cm-1 respectively. In the BET analysis, the highest surface area value was found to be 64.72 m2/g for 6 hours of milling and 5.8 m2/g for 10 hours of milling at the lowest surface area value. The densities of the solid samples obtained as a result of the sintering of the samples at 1550°C for 5 hours in an argon atmosphere were measured by the Archimedes method. The relative density of 86% was achieved by shaping with a cold isostatic press with a binder additive to the highest density value.