Mischantus ve zeytin çekirdeği parçacık esaslı fren balatasının deneysel olarak araştırılması
The experi̇mental i̇nvesti̇gati̇on on brake pad based on mi̇scanthus and oli̇ve seed parti̇cles
Yazar: GÜRHAN GEDİK
Danışman: PROF. DR. RECAİ KUŞ
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Otomotiv Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Fren balatası üretiminde uzun yıllar kullanılan asbestin insan sağlığını olumsuz etkilemesi ve pek çok ciddi hastalığa neden olmasıyla birlikte ülkemizde ve birçok gelişmiş ülkede kullanımı yasaklanmıştır. Bununla birlikle takviye malzemesi olarak asbest yerine kullanılabilecek alternatif malzemeler araştırılmaya başlanmıştır. Bu çalışmada amaç: asbestin yerine ekolojik malzeme olan mischantus ve zeytin çekirdeği parçacıkları kullanılarak üretilen birim fren balata malzemesinin fiziksel ve tribolojik etkilerinin incelenmesidir. Bu çalışma sonucunda asbestin yerine kullanılacak organik ürünlerin çevreye ve insan sağlığına zararının olmaması ve maliyetinin düşük olmasıyla birlikte sürtünme katsayısı, aşınma oranı gibi özelliklerinin belirlenerek TS555 ve TS9076 standartlarına uygunluğu araştırılmıştır. 
Çalışmada takviye malzemesi olarak mischantus ve zeytin çekirdeği, bağlayıcı olarak fenolik reçine, dolgu malzemesi olarak barit, yağlayıcı olarak grafit, aşındırıcı olarak alümina ve sürtünme düzenleyici olarakta bronz kullanılmıştır. Bileşimi oluşturan malzemelerin elek analizi yapıldıktan sonra 0,001 g hassasiyetindeki terazide tartılarak ve kütlece oranları hazırlanmış ve 15 dk boyunca karıştırılmıştır. Hazırlanan karışımlar 150ºC'de ve 25 MPa basınçta preslenmiştir. Üretilen numunelere parlatma ve ultrasonik temizleme yapılmıştır. Mikroyapı için stereo ışık mikroskobu ile görüntü alınmıştır. Bu çalışmada yoğunluk, sertlik ve pin-on disk aşınma testleri yapılmış, mikroyapı ve SEM görüntüleri alınmıştır. Üretilen numunelerin deney sonuçları ve görüntüleri ticari balata numunesiyle karşılaştırılmıştır. 
Sonuç olarak takviye malzemelerindeki artışın sürtünme katsayısını attırdığı, aşınma oranını, yoğunluğu ve çok azda olsa sertliği düşürdüğü görülmüştür. Kütlece %6 oranındaki numunelerin daha yüksek aşınma oranına ve daha düşük sürtünme katsayısına sahip olduğu, kütlece %18 oranındaki numunelerin ise daha düşük aşınma oranına ve daha yüksek sürtünme katsayısına sahip olduğu görülmüştür. Tüm işlemlerin SEM görüntüleriyle uyumlu olduğu görülmüştür. Ticari balata ile karşılaştırıldığında ise mischantus ve zeytin çekirdeği takviye malzemelerinin kullanılabilir olduğu görülmüştür.

Abstract:
The use of asbestos, which has been used in the production of brake pads for many years, has been banned in our country and in many developed countries, as it adversely affects human health and causes many serious diseases. However, alternative materials that can be used instead of asbestos as reinforcement materials have been started to be searched. The aim of this study is to examine the physical and tribological effects of the unit brake lining material produced by using mischantus and olive seed particles, which are ecological materials instead of asbestos. As a result of this study, it was investigated that the organic products to be used instead of asbestos have no harm to the environment and human health and are low in cost, as well as their friction coefficient, wear rate, and their compliance with TS555 and TS9076 standards.
In the study, mischantus and olive seed were used as reinforcement material, phenolic resin as binder, barite as filling material, graphite as lubricant, alumina as abrasive and bronze as friction regulator. After the sieve analysis of the materials that make up the composition, they were weighed in a balance with a sensitivity of 0.001 g and their proportions were prepared and mixed for 15 minutes. The prepared mixtures were pressed at 150ºC and 25 MPa pressure. Polishing and ultrasonic cleaning were applied to the produced samples. Images were taken with a stereo light microscope for microstructure. In this study, density, hardness and pin-on disc wear tests were performed, microstructure and SEM images were taken. The test results and images of the produced samples were compared with the commercial lining sample.
As a result, it has been observed that the increase in the reinforcement materials increases the friction coefficient, decreases the wear rate, density and hardness, even if only slightly. It was observed that 6% by weight samples had higher wear rate and lower friction coefficient, while 18% by weight samples had lower wear rate and higher friction coefficient. It has been observed that all transactions are compatible with SEM images. When compared with commercial lining, it has been observed that mischantus and olive seed reinforcement materials can be used.