Al-B4C kompozitlerinde ıslatılabilirliği artırmak amacıyla B4C partiküllerinin yüzey özelliklerinin değiştirilmesi

Abstract

Alüminyum matrisli, bor karbür (B4C) takviyeli kompozit malzemelerin geleneksel yöntemlerle üretiminde sıvı alüminyumun B4C partiküllerini ıslatabilirliğinin düşük olduğu bilinmektedir. Bu kompozitlerin başarılı bir şekilde üretilebilmesi için alüminyum metalinin B4C üzerindeki düşük ıslatılabilirlik probleminin çözülmesi gerekmektedir. İyi ıslatmanın temel koşulu katı seramik faz ile sıvı metal matris ara yüzeyinde kompozitin dökümü sırasında yeterli bağ kurabilmektir. Al-B4C kompozit malzemelerinin döküm yöntemleriyle üretiminde, takviye partiküllerinin kaplanması, takviye partiküllerine ön ısıtma uygulanması gibi işlemler matris/takviye ara yüzeyinde ıslatılabilirliği ve ara yüzey bağ kuvvetini artırmaktadır. Nikel, alüminyum matrisli kompozit malzemelerde takviye fazın kaplanması için en çok tercih edilen metaldir. Bu çalışmada B4C partiküllerinin alüminyum ve alaşımları tarafından ıslatılmasının iyileştirilmesi için, partiküllerin yüzey özellikleri iki farklı yöntemle değiştirilmiştir. Birinci yöntemde, Al-B4C ara yüzeyinde ıslatılabilirliği artırmak için B4C partiküllerinin yüzeyleri akımsız nikel ile kaplanmıştır. İkinci yöntemde ise, partikülleri, farklı sıcaklıklarda oksitleyerek yüzeylerinde bor oksit tabakası oluşturulması sağlanmıştır. Akımsız nikel kaplanmış B4C partikülleri kullanılarak döküm yöntemi ile alüminyum matrisli kompozit malzeme üretilmiştir. Yapılan çalışmalardan akımsız nikel kaplanarak ve kısmi oksitlenerek yüzey özellikleri değiştirilen B4C partiküllerinin, ergitme koşullarının optimizasyonu sağlandığında sıvı alüminyum tarafından ıslatılabilirliğinin iyileştirilebileceği sonucuna varılmıştır.