Cu25W Kompozit Tozunun Bilyeli Öğütme Yöntemiyle Üretimine Farklı İşlem Kontrol Katkılarının Etkisinin İncelenmesi
Investigation of the Effect of Different Process Control Agents on the Production of Cu25W Composite Powder via Ball Milling Technique
Yazar: Bıyık, Serkan
Dergi: Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, Vol. 9 No. 2, 2018
Anahtar kelimeler: Engineering ; Mühendislik ; Bakır-esaslı kompozitler,Bilyeli öğütme,Etanol,İşlem kontrol katkısı,Metanol,Tungsten ; Copper-based composites,Ball milling,Ethanol,Process control agent,Methanol,Tungsten

Bakır(Cu) esaslı kompozitler, özellikle de tungsten (W) veya molibden gibi refraktermetal içeren bileşimler geleneksel malzemelere göre daha geniş bir sıcaklıkaralığında üstün fiziksel ve mekanik özellikler sergilerler. Cu-esaslırefrakter metal içerikli kompozitler yüksek sertlikleri, iyi derecede ısıl veelektriksel iletkenlikleri ve ark-erozyonuna karşı yüksek dirençleri sebebiyleözellikle elektrik kontak malzemeleri olarak yaygın bir şekildekullanılmaktadır. Söz konusu kompozitlerin bilyeli öğütme yöntemiyle üretimimümkün olmakla birlikte bu yöntemde mevcut olan işlem kontrol katkısı, öğütmehızı, bilye-toz-ağırlık oranı, öğütme süresi vb. gibi birçok işlemdeğişkenlerinin etkilerinin ayrı ayrı incelenmesi önem arz etmektedir. Buçalışmada; bilyeli öğütme değişkenlerinden bir tanesi olan işlem kontrolkatkısının, Cu-esaslı W-takviyeli kompozit tozunun üretimine olan etkisiincelenmiştir. Bu amaçla sıvı işlem kontrol katkılarından olan etanol vemetanol; element haldeki Cu ve W tozlarından hazırlanan karışımlara ayrı ayrıkatılarak iki istasyonlu gezegen tip bilyeli öğütücüde öğütme işlemlerigerçekleştirilmiştir. Etanol ve metanol katkılarının Cu25W toz boyut vemorfolojisine olan etkileri parçacık boyut analizi ve taramalı elektronmikroskopisi (SEM) kullanılarak incelenmiştir. Artan öğütme süresi ile birlikteher iki bileşimde de ortalama parçacık boyutunda azalma gözlenmiştir. Sözkonusu azalma özellikle metanol katkısı içeren toz karışımında daha belirginolduğundan dolayı Cu25W kompozit tozunun üretiminde ağırlıkça % 2’lik oran içinbir işlem kontrol katkısı olarak metanolün etanole göre daha etkili olduğugörülmüştür. Ayrıca, metanol katkısı ile 25 saatlik öğütme süresi sonundaetanol katkılı toz karışımına nazaran daha homojen bir dağılım elde edildiğigörülmüştür.

Copper (Cu)based composites, especially compositions containing refractory metals such astungsten (W) or molybdenum, exhibit superior physical and mechanical propertiesover a wide range of temperatures compared to conventional materials. Due totheir high hardness, good electrical and thermal conductivities, and excellentarc-erosion resistance; Cu-based refractory metal reinforced composites arefrequently used as electrical contact materials. Although, it is possible toproduce aforementioned composites via ball milling technique, this method alsocontains several parameters that have to be investigated in detail, such asprocess control agent, milling speed, ball-to-powder weight ratio, millingtime, and so on. In this paper; the effect of process control agent, which isone of the most important parameters in ball milling technique, on productionof Cu-based W-reinforced composite powder was investigated. For thispurpose, two different liquid process control agents, namely ethanol andmethanol were separately added to powder mixtures containing elemental Cu andW, and then ball milling experiments were performed using a two stationaryplanetary-type ball mill. The effects of ethanol and methanol additions onparticle size and morphology of Cu25W powder mixture was investigated usinglaser diffraction analysis (Mastersizer) and scanning electron microscopy(SEM). It was found that average particle size values of both compositionsdecreased with increasing milling duration. Considering its improved particlesize reduction effectiveness as a process control agent, methanol at the amountof 2 wt.% was found to be more effective comparing to the same amount ofethanol in terms of producing Cu25W composite powder. Besides, more homogeneousdispersion of elements was achieved in powder mixture containing methanol afterball milling duration of 25 hours.