AL2O3 takviyeli alüminyum matrisli kompozit üretimi, mekanik ve fiziksel özellikleri ile mikroyapı karakterizasyonu

Abstract

Partikül takviyeli, metal matrisli kompozitlere(MMK) son yıllarda, büyük ilgi gösterilmiştir. Seramik takviye partiküllerin, alüminyum alaşımlarına katılmasıyla, elastiklik modülünde, çekme,akma dayanımında, aşınma direncinde ve sertliğinde,takviye hacim oranlarına (Vp) bağlı olarak,belirgin artışlar sağlanmıştır.Ayrıca ısıl iletkenlik ve ısıl genleşme değerlerindek uygunluk,birçok otomotiv uygulamada,MMK'leri çekici hale getirmektedir. Genel olarak,yüksek performanslı kompozitler,çok pahalı olan sürekli fiber takviyeli olarak üretilirler. Oysaki seramik partikül takviyeli kompozitler daha düşük performans/maliyet oranı vermektedirler.Bu sebepten otomotiv sektörü için,en ilgi çekici olanlar,pahalı olmayan ve ergiyik metal yöntemi ile üretilen seramik partikül takviyeli kompozitlerdir. Alüminyum matrisli kompozit üretiminde, ergiyik karıştırma(vorteks) yöntemi kullanılmıştır. Bu çalışmada, otomotiv endüstrisinde, özellikle fren diski, hafıf-jant ve bazı motor aksamı uygulamalarına alternatif olabilecek ETİAL 120(443) matris alaşımlı Al203partikül takviyeli MMK üretimi amaçlanmıştır.Bu amaç doğrultusunda,%5,%10 ve %15 takviye hacim oranlarında, matrise AJ2O3 partiküller ilave edilerek kompozit malzeme üretimi gerçekleştirilmiştir. Kompozit üretimi, deneyler sonucu, optimum olarak tespit edilen, 800 °C ergiyik karıştırma sıcaklığı,500 dev/dak karıştırma hızı ve 500 °C'de ön ısıtılmış takviye partikül sıcaklğı, koşullarında gerçekleştirilmiştir.Karıştırma safhasındaki, aşırı oksidasyon meyli ve homojen partikül dağılımındaki güçlükler,MMK malzeme üretiminde sınırlayıcı engeller olarak sayılabilir. Bu zorluklarlukların giderilmesi ile ilgili öneriler tezin bilgi akışı içinde sunulmuştur. Üretimi tamamlanan kompozit malzemelerin, mekanik ve fiziksel özelliklerin tespiti için çekme,eğme, darbe,yoğunluk, aşınma ve sertlik testleri ile mikroyapı ve tarama elektron mikroskobu ile kırılma yüzeyi incelemeleri yapılmıştır. Testler sonucunda, aşınma çekme,eğme dayanımı, elastiklik modülü değerlerinde,takviye hacim oranı artışı ile yükselme,buna mukabil, darbe dayanımında azalma görülmüştür. Böylece üretilen kompozit malzemenin özellikleri itibari ile otomotiv sektöründe kullanımı mümkün olacağı belirlenmiştir.