Elektrometalurjik yöntemle metalik bakır ve bakır çinko alaşım tozlarının üretimi ve üretim koşullarının optimizasyonu
Electrometallurgical production of metallic copper and copper-zinc alloy powders and optimization of their production conditions
Yazar: GÖKÇE HAPÇI
Danışman: DOÇ. DR. GÖKHAN ORHAN
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2008
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Bakır = Copper ; Bakır alaşımları = Copper alloys ; Pirinç alaşımları = Brass alloys ; Toz metalurjisi = Powder metallurgy

Özet:
Bakır ve bakır-çinko alaşım tozları yüksek elektriksel ve termal iletkenliği, iyi korozyon dayanımı ve kolay şekillendirilebilir olmasından dolayı endüstrinin pek çok alanında kullanılmaktadır.Elektrolitik bakır tozu üretim deneylerinde; üretim parametreleri ve parametrelerin toz morfolojisine etkileri araştırılmıştır. Deneylerde incelenen parametreler ve seviyeleri aşağıda verilmektedir.?Akım yoğunluğu: 200, 250 ve 300 mA/cm2?Bakır iyon konsantrasyonu: 5, 10 ve 20 g/L?Katot devir hızı: 140, 550 ve 1100 dak-1?Sıcaklık: 30, 45 ve 60°CDöner silindir katotlu hücrede gerçekleştirilen deneyler sonucunda elde edilen bakır tozlarının akım verimleri, çalışma koşullarına bağlı olarak, % 70?100 aralığında, spesifik enerji tüketimleri ise 2.72?4.10 kWh/kg Cu aralığında elde edilmiştir.Elektrolitik bakır-çinko alaşım tozu üretimi ve üretim koşullarının optimizasyonuna yönelik gerçekleştirilen deneylerde çalışma şartlarının alaşım bileşimi, akım verimi ve alaşım tozunun morfolojisi üzerine etkileri yanıt yüzey analizi (RSM) deneysel tasarım metoduna göre incelenmiştir. Deneylerde incelenen parametreler ve seviyeleri aşağıda verilmektedir.?Akım yoğunluğu: 75, 100, 125, 150 ve 175 mA/cm2?Cu/Zn mol oranı: 1, 3, 5, 7 ve 9?Karıştırma hızı: 0, 125, 250, 375 ve 500 dak-1?Sıcaklık: 25, 30, 35, 40 ve 45 °CElde edilen elektrolitik Cu-Zn alaşım tozlarının akım verimleri, çalışma şartlarına bağlı olarak % 68.5?99.4 aralığında, spesifik enerji tüketimleri ise 2.74?4.15 kWh/kg alaşım aralığında değişmektedir. Endüstriyel anlamı olan farklı bileşimindeki bakır-çinko alaşım tozları değişik çalışma şartlarında elektroliz yöntemi ile elde edilebilmiştir.

Abstract:
Copper and copper-zinc alloy powders are widely used in many industrial areas because of their high electrical and thermal conductivity, good corrosion resistance and formability properties.In production of copper powders, the effect of the production parameters listed below were studied on the morphology.?Current Density: 175, 200, 250 and 300 mA/cm2?Concentration of copper ion: 5, 10 and 20 g/L?Rotational speed of the cathode: 140, 550 and 1100 rpm?Temperature: 30, 45 and 60°CThe current efficiency values of copper powders produced in a rotating cylinderical cathode cell ranged from 70 to 100% which correspond to the specific energy consumption values of 2.72 to 4.10 kWh/kg Cu.?Response Surface Methodology? experimental design method was used in all experiments carried out to produce electrolytic Cu-Zn alloy powders. In production of Cu-Zn powder, the effect of the production parameters listed below were studied on alloy composition, current efficiency and morphology.?Current Density: 75, 100 125, 150 and 175 mA/cm2?Cu/Zn mole ratio: 1, 3, 5, 7 and 9?Stirring speed: 0, 125, 250, 375 and 500 rpm?Temperature: 25, 30, 35, 40 and 45 °CElectrolytic Cu-Zn alloy powders in different composition including some commercial ones were obtained in the current efficiency range of 68.5 to 99.4 % which correspond to the specific energy consumption range of 2.74 to 4.15 kWh/kg alloy.