Hurda alüminyumdan alümina ve grafen takviyeli alüminyum hibrit kompozitlerin üretimi ve karakterizasyonu
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Ondokuz Mayıs Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, Makine Mühendisliği Anabilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: TOLGAHAN ARAPOĞLU
Danışman: Mahmut Can Şenel
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu tez çalışmasında, azot gazı altında karıştırmalı döküm yöntemiyle alüminyum matrise farklı katkı oranlarında Al2O3 (ağırlıkça %3, 6, 9) ve grafen nano tabaka (ağırlıkça %0,5, 1, 1,5) takviyesi yapılarak Al6013-Al2O3 ve Al6013-Al2O3-grafen kompozitleri üretilmiştir. Çalışma kapsamında üretilen kompozitlerin değişen takviye oranına göre mikroyapısı, mekanik (yoğunluk, Vickers sertlik, gözeneklilik oranı) ve tribolojik özellikleri (aşınma oranı, kütle kaybı, sürtünme katsayısı) detaylı bir şekilde incelenmiştir. Al6013-Al2O3 kompozitlere uygulanan mekanik ve tribolojik testler neticesinde; en yüksek Vickers sertliği (153±4 HV), en düşük aşınma oranı (1,14x10-7 mm3/(Nm)), en düşük gözeneklilik oranı (%5,86) ve sürtünme katsayısı (µ=0,3) Al6013-%6Al2O3 kompozitte tespit edilmiştir. SEM analizlerinde %9 alümina takviye edildiğinde alüminanın topaklandığı gözlemlenmiştir. Bu topaklanma Al6013-%9Al2O3 kompozitin mekanik ve tribolojik özelliklerini olumsuz yönde etkilemiştir. Bu nedenle Al6013-%6Al2O3 kompozitine farklı oranlarda grafen takviye edilmiştir. Al6013-%6Al2O3-grafen hibrit kompozitleri arasında en iyi mekanik ve tribolojik özelliklere (deneysel yoğunluk, gözeneklilik oranı, sertlik ve aşınma oranı, sürtünme katsayısı) Al6013-%6Al2O3-%0,5grafen (2,66 g/cm3, %4,7, 164±4 HV, 6,77x10-8 mm3/Nm, µ=0,21) hibrit kompozitte ulaşılmıştır. Alüminyum matrise ağırlıkça %0,5 grafen ilave edildiği durumda kompozitin mekanik ve tribolojik özelliklerinin iyileştiği tespit edilmiştir. Yapılan SEM analizlerinde ağırlıkça %1 ve %1,5 grafen içeren hibrit kompozitlerde grafenin topaklandığı gözlemlenmiştir. Bu durum ağırlıkça %0,5 grafen takviye oranından sonra elektrostatik çekim kuvvetleri nedeniyle grafenin topaklanma eğilimine girmesinden kaynaklanmış ve malzemenin mekanik ile tribolojik özelliklerinde düşüşe sebep olmuştur. Sonuç olarak Al6013 matrise belirli oranlarda alümina ve grafen takviyesiyle malzemenin mekanik ve tribolojik özelliklerinde iyileşme olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca azot gazı altında karıştırmalı döküm yönteminin etkili bir üretim yöntemi olduğu kanıtlanmıştır.