Grafen ve karbon nanotüp ikili partikül takviyeli alüminyum matrisli kompozitlerin üretilmesi 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: TÜLİN ŞENBAŞ
Danışman: Mahmut Can Şenel
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu tez çalışmasında, Al6061-grafen, Al6061-karbon nanotüp ve Al6061-karbon nanotüp-grafen kompozit yapılar toz metalürjisi ve indüksiyonla sıcak presleme yöntemleriyle üretilmiştir. Takviye oranlarının ve ısıl işlem türlerinin (sinterleme ve indüksiyonla sıcak presleme) üretilen kompozitlerin mikroyapısına, mekanik (yoğunluk, gözeneklilik oranı, Vickers sertliği) ve tribolojik özelliklerine (sürtünme katsayısı, aşınma oranı ve kütle kaybı) olan etkisi incelenmiştir. Al6061 matrise ağırlıkça %0,1, 0,3, 0,5 oranında grafen takviye edilerek üretilen numunelere uygulanan testler neticesinde; en iyi mekanik ve tribolojik özellikler sinterlendikten sonra indüksiyonla sıcak preslenmiş Al6061-%0,1grafen kompozitte elde edilmiştir. Al6061-%0,1grafen takviyeli kompozitin yoğunluğu 2,6 g/cm3, sertlik 126 HV, aşınma oranı 4x10-7 mm3/(Nm) ve kütle kaybı 0,0026 g olarak belirlenmiştir. Ağırlıkça %0,1 grafen takviyesinden sonra grafenin topaklanması kompozitin özelliklerini olumsuz yönde etkilemiştir. Ağırlıkça %0,1, 0,3, 0,5 karbon nanotüp takviyeli Al6061 matrisli kompozitlere uygulanan testler sonucunda; en yüksek yoğunluk (2,59 g/cm3) ve Vickers sertliği (119 HV) sinterlenmiş ve indüksiyonla sıcak preslenmiş ağırlıkça %0,1 karbon nanotüp takviyeli kompozit yapıda ulaşılmıştır. Ayrıca bu kompozit yapının en düşük aşınma oranına (5,1x10-7 mm3/(Nm)), kütle kaybına (0,0033 g) ve en yoğun mikro yapıya sahip olduğu görülmüştür. Karbon nanotüp takviyesiyle belirli bir orana kadar (ağırlıkça %0,1) mekanik özeliklerin iyileştiği tespit edilmiştir. Toz metalürjisi yöntemiyle üretilen Al6061 matrisli grafen ve karbon nanotüp ikili partikül takviyeli kompozitlerde en iyi mekanik ve tribolojik özelliklerin sinterlendikten sonra indüksiyonla sıcak preslenmiş Al6061-%0,1karbon nanotüp-%0,1grafen hibrit kompozitte olduğu tespit edilmiştir. Bu ikili partikül takviyeli kompozitin yoğunluğu 2,59 g/cm3 , sertliği 135 HV, aşınma oranı 3,52x10-7 mm3/(Nm) ve kütle kaybı 0,0023 g olarak belirlenmiştir. Sonuç olarak Al6061 matrise ağırlıkça %0,1 karbon nanotüp ve %0,1 grafen takviyesinin kompozitin mekanik ve tribolojik özelliklerini iyileştirdiği tespit edilmiştir. Ayrıca sadece sinterleme işlemine kıyasla sinterleme sonrası indüksiyonla sıcak presleme işleminin matris ve takviye elemanı arasındaki ara yüzey bağını artırarak kompozitin mekanik ve tribolojik özelliklerini iyileştirdiği görülmüştür.