AlB4Cp kompozitlerinin toz metalurjisi yöntemi ile üretimi ve karakterizasyonu

Abstract

Metal matrisli kompozit malzemelerin önemi bilim ve teknoloji alanındaki gelişmeler sonucunda gün geçtikçe artmaktadır. Metal matrisli kompozitlerin en çok kullanılan türlerinden olan aluminyum matrisli kompozit malzemeler (AMK), düşük ağırlık, yüksek spesifik modulü, düşük termal genleşme katsayısı ve iyi aşınma dayanımı özelliklerine sahiptir. Al matrisli kompozitlere yüksek sertlik ve mukavemet kazandırmak amacıyla seramik (Al2O3, SiC, B4C) partiküller katılmaktadır. Al matrisli kompozit malzemeler, genel olarak otomobil, uçak-uzay, savunma ve spor endüstrisinde kullanılmaktadır. Partikül takviyeli AMK malzemelerin üretim yöntemlerinden biri toz metalurjisidir. Toz metalurjisi yönteminde ergitme yapılmadığı için, özellikle yüksek ergime sıcaklığına sahip metal ve seramik malzeme içeren kompozitlerin üretim maliyeti düşmektedir.Bu çalışmada, B4C takviyeli alüminyum matrisli kompozit malzemeler iki aşamalı deney uygulaması ile toz metalurjisi yöntemi kullanılarak üretilmiştir. Birinci aşama deneyde farklı presleme basıncı, sinterleme süresi ve atmosferinin Al/B4C kompozitinin yoğunluk, sertlik değerleri ile mikroyapısal özelliklerine etkisi araştırılmıştır. Ölçümler, presleme basıncı artışı ile yoğunluk ve sertlik değerlerinin arttığını, sinterleme parametrelerinin ise kompozit malzemenin özellikleri üzerinde presleme basıncına nazaran daha az etkiye sebep olduğu görülmüştür. Birinci aşama deneyler sonucunda optimum presleme basıncı 600 MPa olarak belirlenmiş ve ikinci aşama deneylerde kullanılması kararlaştırılmıştır. İkinci aşama deneylerde farklı B4C takviye elemanı boyutu, matris-takviye elemanı arayüzeyi ile sinterleme süresi ve sıcaklığının kompozitin yoğunluk, sertlik, basma mukavemeti ile mikroyapısal özellikleri üzerindeki etkisi incelenmiştir. Çalışmada deneysel tasarım kullanılmış ve ANOVA ile değişkenlerin malzemenin özelliklerini hangi oranda etkilediği incelenmiştir. Çalışmalar sonucunda, takviye elemanı ön işleminin Al/B4C kompozit numunelerinin özelliklerini en fazla etkileyen faktör olduğu belirlenmiştir.