İndüksiyonla sıcak işlemin grafen/Si3N4 takviyeli Al2024 esaslı kompozitlerin mekanik özelliklerine ve mikroyapısına olan etkisinin araştırılması
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Ondokuz Mayıs Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, Makine Mühendisliği Anabilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2021
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Ümmet MAHMUTOĞLU
Danışman: Mahmut Can Şenel
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu çalışmada, ağırlıkça %0,15, 0,30 ve 0,45 grafen nanotabaka (GNT) takviyeli Al2024 alüminyum esaslı kompozitler (Al2024-GNT), ağırlıkça %1, 3, 6, 9, 12 silisyum nitrür (Si3N4) takviyeli Al2024 alüminyum esaslı kompozitler (Al2024-Si3N4) ve GNT-Si3N4 takviyeli Al2024 alüminyum kompozitler toz metalürjisi yöntemi ile üretilmiştir. Üretilen kompozitlere sinterleme sonrası indüksiyonla sıcak işlem (SSİSİ) uygulanmıştır. Böylece, grafen/Si3N4 takviyesinin ve SSİSİ işleminin üretilen nunumelerin yoğunluğuna, gözenekliliğine, Vickers sertliğine, basma dayanımına ve mikroyapısına olan etkisi incelenmiştir. Sinterleme işlemi 600 °C sıcaklıkta 60 dk süresince, SSİSİ ise 500 °C sıcaklıkta 60 s süresince gerçekleştirilmiştir. Grafen takviyeli Al2024 alüminyum esaslı kompozitler için yürütülen fiziksel ve mekanik testler neticesinde; en yüksek deneysel yoğunluk (2,65 g/cm3), Vickers sertliği (100,3 HV), basma dayanımı (482,6 MPa) ve en düşük gözeneklilik oranı (%4,6) SSİSİ uygulanmış Al2024-%0,15GNT kompozit yapıda elde edilmiştir. Toz metalürjisi yöntemiyle üretilen Al2024-Si3N4 kompozit malzemeler içerisinde en yüksek deneysel yoğunluk (2,71 g/cm3), Vickers sertliği (105,2 HV), basma dayanımı (510 MPa) ve en düşük gözeneklilik oranı (%3,8) SSİSİ uygulanmış Al2024-%9Si3N4 kompozit yapıda elde edilmiştir. Bu Si3N4 katkı oranı (%9Si3N4) esas alınarak Al2024-%9Si3N4-xGNT (x=ağırlıkça %0,15, 0,30, 0,45) kompozit malzemeler hazırlanmıştır. Bu kompozitler içerisinde ise; en yüksek deneysel yoğunluk (2,73 g/cm3), Vickers sertliği (108,5 HV), basma dayanımı (560 MPa) ve en düşük gözeneklilik oranı (%3,6) SSİSİ uygulanmış Al2024-%9Si3N4-%0,15GNT alüminyum hibrit kompozitlerde elde edilmiştir. Yürütülen mikroyapı incelemeleri neticesinde; ağırlıkça %9 Si3N4 ve %0,15 GNT katkı oranından sonra nano boyutlu grafenin ve mikron altı boyutlu Si3N4'ün topaklandığı ve bu sebeple de numunelerin mekanik ve fiziksel özelliklerinin düştüğü tespit edilmiştir. Ayrıca SSİSİ uygulanan numunelerde, tanelerin daha iyi yönlendiği, mikroyapının daha yoğun olduğu gözlenmiş olup bu durumun numunelerin mekanik özelliklerini de olumlu yönde etkilediği sonucuna varılmıştır.