Karbon Nanotüp Takviyeli Al6061 Matrisli Kompozitlerin Aşınma ve Sürtünme Davranışının Araştırılması


ŞENEL M. C., ŞENBAŞ T.

Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, cilt.14, sa.3, ss.1240-1252, 2024 (TRDizin) identifier

Özet

Yürütülen çalışma kapsamında, toz metalürjisi ve sıcak preslemeyle üretilen karbon nanotüp katkılı (ağırlıkça %0.1, 0.3, 0.5) Al6061 esaslı kompozitlerin aşınma ve sürtünme davranışı araştırılmıştır. Üretim süreci; tozların karıştırılması, filtreleme, kurutma, presleme, sinterleme ve sıcak presleme işlem adımlarından oluşmaktadır. Üretilen numunelerin aşınma ve sürtünme özellikleri pin-on disk aşınma test düzeneği yardımıyla incelenmiştir. Numunelerin aşınmış ve kırık yüzeyleri, taramalı elektron mikroskobuyla analiz edilmiştir. Yürütülen testler neticesinde en yüksek sertlik değeri (118 HV), minimum aşınma oranı (5.1×10-7 mm3/(Nm)) ve minimum kütle kaybı (0.0033 g) Al6061-%0.1karbon nanotüp kompozit yapıda elde edilmiştir. Al6061 alaşımına kıyasla Al6061-%0.1karbon nanotüp kompozitin sertliğinin %10.2 ve aşınma oranının %17.6 oranında iyileştiği tespit edilmiştir. Karbon nanotüp katkısının ağırlıkça %0.1 oranına kadar Al6061 matrisli kompozitin tribolojik özelliklerini iyileştirdiği belirlenmiştir. Ağırlıkça %0.1’in üzerindeki katkı oranlarında ise karbon nanotüpün kümelenmesi sebebiyle kompozitin sertliği ve aşınma oranı düşmüştür.
In the present study, wear and friction behavior of Al6061-based composites reinforced with carbon nanotube (0.1, 0.3, 0.5wt.%) fabricated via the powder metallurgy and hot-pressing were investigated. Production process consists of the process steps of mixing powders, filtering, drying, pressing, sintering and hot pressing. The wear and friction behavior of the produced samples were examined with the help of a pin-on-disc wear test device. The worn and fracture surfaces of the samples were researched by scanning electron microscopy. As a result of the tests conducted, the highest hardness value (118 HV), minimum wear rate (5.1×10-7 mm3/(Nm)), and minimum mass loss (0.0033 g) were obtained in the Al6061-0.1%carbon nanotube composite structure. It was determined that the hardness and wear rate of the Al6061- 0.1%carbon nanotube improved by 10.2% and 17.6% compared to the Al6061 alloy. It has been determined that carbon nanotube reinforcement up to 0.1wt.% amount improves the tribological properties of Al6061 matrix composite. Hardness and wear rate of the composite were decreased due to the clustering of carbon nanotube after 0.1wt.% reinforcement ratio.