Şerit döküm yöntemiyle grafen takviyeli Ti6Al4V kompozitlerin üretimi ve karakterizasyonu

---

Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Ondokuz Mayıs Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, Makine Mühendisliği Anabilim Dalı, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2024

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: EMİNE ÖZLEM DENGİZ

Danışman: Mevlüt Gürbüz

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Titanyum (Ti) ve alaşımları yüksek özgül mukavemet, düşük yoğunluk, yüksek kimyasal direnç ve aynı zamanda iyi biyouyumluluk sergiler. Bu özellikler de onları biyomedikal uygulamalar, uzay ve havacılık gibi alanlarda temel yapısal malzeme konumuna getirmiştir. Ti alaşımlarından üretilen tek katmanlı ve çok katmanlı levhalar bu uygulama alanlarında sıklıkla kullanılmaktadır. Bu doktora tezinde Ti6Al4V (Ti64) alaşımının şerit döküm yöntemiyle grafen katkılı çok katmanlı kompozit levha formunda üretilmesi ve üretilen malzemenin karakterizasyon çalışmalarının yapılması amaçlanmıştır. Bu amaçla, bir takım fiziksel ve mekanik özelliklerinin güçlendirilmesi için Ti64 matris içerisine farklı oranlarda grafen takviyesi yapılmıştır. Şerit döküm yönteminde birtakım bağlayıcı, plastikleştirici ve çözücü organiklerin en uygun oranlarda ilavesiyle akışkan kıvama getirilen döküm çamuru bir altlık üzerine ince şeritler halinde dökülerek, sıyırıcı bir bıçak yardımıyla yayılır ve kurutma işlemi gerçekleştirilir. Bu çalışmada şerit döküm çamuru parametrelerinin en uygun koşullarda sağlandığı karışım oranı; %60 Ti64, %10 etanol, %10 ksilen, %3 PVB, %1 PEG ve %16 MEK kullanılan bileşim olmuştur. Döküm altlık malzemesi olarak mylar film kullanımı en iyi sonucu vermiştir. Şerit döküm yönteminde kullanılan döküm düzeneği de yine bu tez çalışması kapsamında tasarlanıp üretilerek kompozitlerin üretimi için faaliyete geçirilmiştir. 0,933x10-5 mm3/Nm değeri ile en düşük aşınma oranı 30-G numunesinde görülmektedir. Kompozitlerin üretilmesi sonrası aşınma dayanımı ve sertlik ölçümü gibi mekanik testler, termal iletkenlik davranışının incelenmesi ve içyapı incelemeleri gerçekleştirilmiştir. Böylece grafen takviyesinin uygulanma biçiminin ve takviye miktarının kompozit malzemenin özelliklerine olan etkisi incelenmiştir. SEM görüntülerine göre, presleme basıncının artmasıyla birlikte daha homojen ve yoğun bir malzeme yapısı görülmektedir. Gözeneklilik ise basınç artışı ile birlikte büyük oranda azalmıştır. En yüksek sertlik değeri 676,87 HV0,1 ile %0,45 grafen takviyesinde ölçülmüştür. Termal iletkenlik davranışına göre, 30-G kodlu numune en yüksek termal iletkenlik özelliği sergilemiştir. Çalışmanın sonucunda, grafen takviyesinin Ti64 malzemesinin termal iletkenliğini, aşınma dayanımını ve sertlik değerini artırıcı bir etki yarattığı ortaya konulmuştur.