Grafen-Si3N4 takviyeli Tİ6Al4V matrisli hibrit kompozitlerin üretimi ve karakterizasyonu

ERDEM SAYIN

Grafen-Si3N4 takviyeli Tİ6Al4V matrisli 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: 2020

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: ERDEM SAYIN

Danışman: Mevlüt Gürbüz

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Bu çalışmada, farklı takviye oranlarına sahip grafen, Si3N4 ve hibrit grafen/Si3N4 takviyeli Ti6Al4V matrisli kompozit malzemeler toz metalürjisi yöntemi ile üretilmiştir. Üretimi gerçekleştirilen tüm kompozit malzemelerin yoğunluk, gözeneklilik, sertlik, basma, aşınma ve mikroyapı analizleri gerçekleştirilmiştir. Ti6Al4V-grafen kompozit malzemelerinin üretimi için yapılan ön çalışmada en uygun sinterleme sıcaklığı ve süresi sırasıyla 1300 oC ve 120 dk olarak belirlenmiştir. Üretimi gerçekleştirilen bütün kompozit malzemeler için aynı sinterleme sıcaklığı ve süresi kullanılmıştır. Grafen takviyeli kompozit malzemelerde en iyi sonuçları, 4,19 g/cm3 deneysel yoğunluk, 440,8 HV0,5 sertlik, 1736 MPa maksimum basma dayanımı ile ağ. %0,15 grafen takviyeli kompozit malzemeler vermiştir. Ti6Al4V matrisine takviye edilen ağ. %0,15 grafen takviyesi aşınma direncinde de en iyi iyileşmeyi göstermiştir. Ti6Al4V-Si3N4 kompozit malzemelerinde en iyi sonuçları, 4,13 g/cm3 deneysel yoğunluk ve 1539 MPa maksimum basma dayanımı ile ağ. %1 Si3N4 takviyeli numune, 634,5 HV0,5 sertlik ile ise ağ. %5 Si3N4 takviyeli numune vermiştir. Aşınma direnci, ağırlıkça Si3N4 takviye oranının artmasıyla birlikte gelişme göstermiştir. En iyi hibrit kompozisyonu ağ. %0,15 grafen, %1 Si3N4 takviyeli Ti6Al4V (Ti64-0,15Grafen-1Si3N4) matrisli kompozit malzemede belirlenmiştir. Ti6Al4V-0,15Grafen-1Si3N4 kompozit malzemesinin sonuçlarında en yüksek deneysel yoğunluk, sertlik ve maksimum basma dayanımı sırasıyla 4.34 g/cm3, 485 HV0,5, 1485 MPa olarak tespit edilmiştir. Aşınma direnci, hibrit kompozit malzemelerde ağırlıkça grafen takviye oranının artmasıyla birlikte gelişme göstermiştir.