Atık alüminyum kullanarak grafen ve silisyum nitrür takviyeli kompozit üretimi ve karakterizasyonu
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Ondokuz Mayıs Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, Makine Mühendisliği Anabilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2017
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: BURAK ÖZTOP
Danışman: Mevlüt Gürbüz
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu çalışma; hem ekonomik hem de kolay bir yöntem olan karıştırma döküm yöntemi kullanılarak, silisyum nitrür (Si3N4) ve grafen takviyeli alüminyum matrisli kompozit (AMK) malzeme üretmek, bu malzemelerin mekanik ve mikroyapı özelliklerini incelemek amacıyla yapılmıştır. Üretimi yapılan kompozit malzemelerin matrisi için saf alüminyum veya ticari alüminyum alaşımları yerine atık alüminyum içecek kutuları kullanılmıştır. Takviye elemanı olarak ise grafen ve Si3N4 tozları kullanılmıştır. Çalışmanın birinci aşamasında; atık içecek kutularının üzerindeki boyaların giderilmesi için ön ergitme işlemi uygulanmış, elde edilen sıvı ergiyik kalıplara dökülerek külçeler halinde matris malzemesi elde edilmiştir. İkinci aşamada, külçe alüminyumlar ergitme fırını potasında ergitilerek, ağırlıkça % 0.1, 0.3 ve 0.5 oranında grafen ve % 0.5, 0.75 ve 1 oranında Si3N4 tozları ile takviye edilerek iki farklı türde kompozit malzeme üretilmiştir. Üçüncü aşamada ise, elde edilen kompozitlerin mekanik ve mikroyapı özellikleri incelenmiştir. Si3N4 takviyeli kompozitlerde, artan takviye oranına bağlı olarak, çekme mukavemeti 54,5 MPa'dan 105,17 MPa'ya, darbe mukavemeti 4,94 J'den 13,18 J'ye ve sertlik 70 HV'den 87,9 HV'ye yükselmiştir. Yapılan yoğunluk ölçümlerinde takviye oranının artmasıyla yoğunluğun ve gözenek oranının arttığı görülmüştür. Üretilen kompozitlerin taramalı elektron mikroskobu (SEM) görüntülerinden, takviye malzemesinin homojen olarak dağıldığı görülmüştür. Grafen takviyeli kompozitlerde ise çekme mukavemeti 54,5 Mpa'dan 158,96 Mpa'ya kadar artmış ve en yüksek çekme mukavemeti % 0.3 takviye oranında elde edilmiştir. Sertlik değeri 70 HV'den 80,05 HV'ye yükselmiş, en yüksek sertlik % 0.1 takviye oranında elde edilmiştir. Darbe dayanımı 4,94 J'den 30,04 J'ye yükselmiş, en yüksek darbe dayanım değerinin yine % 0.1 takviye oranında elde edildiği görülmüştür. Grafen takviyeli kompozitlerin yoğunluğunun, artan takviye oranıyla birlikte düştüğü, gözenek oranının ise artış gösterdiği belirlenmiştir. SEM görüntülerinden grafen plakaların, alüminyum tane sınırlarına yerleştiği görülmüştür.