Alüminyum matrisli hibrit kompozit malzemelerin mekanik ve mikroyapı özellikleri

Abstract

Al matrisli kompozitler, son yıllarda otomobil, havacılık, deniz, yüksek hızlı trenler gibi alanlarda birçok geleneksel metalin yerini almasıyla son yıllarda giderek daha fazla kullanılmaktadır. Hibrit kompozitlerin mükemmel özellikleri de dikkate alındığında Al matrisli kompozitlerin etkisi daha da artmaktadır. Farklı partiküller matrise bir arada katılarak üstün özelliklere sahip hibrit kompozitler üretilmektedir. Burada partikülün miktarı ve dağılımı hibrit kompozitin mekanik özelliklerini kontrol eden en önemli unsurdur.Bu tezde, AlCu matrisne farklı oranlarda bor karbür (B4C), hegzagonal bor nitrür (hBN) ve grafit (Gr) ilave edierek sıcak presleme yöntemi kullanılarak üretilmiştir. Kompozit olarak AlCu, AlCu-10hBN, AlCu-8hBN-2Gr, AlCu-5hBN-5B4C, AlCu-10B4C, AlCu-8B4C-2Gr ve AlCu-4hBN-4B4C-2Gr bileşime sahip numune 550 °C sıcaklıkta, 5 dakika sinterleme süresinde ve 35 MPa presleme basıncında üretilmiştir.Numunelerin, mikroyapı ve mekanik özellikleri araştırılmıştır. Mikroyapı olarak optik mikroskop, taramalı elektron mikroskobu ve XRD analiz teknikleri kullanılmıştır. Numunelerin deneysel yoğunlukları helyum piktometresi ile ölçülmüştür. Mekanik özellikler olarak sertlik ve çapraz kırılma dayanımı özellikleri ölçülmüştür. Mikroyapı olarak matris içerisinde takviye partiküllerin homojen dağıldığı bir yapı elde edilmiştir. AlCu-10hBN numunesinde kompoziti oluşturan bileşenler haricinde B2O fazı oluşmuştur. Diğer kompozitlerde farklı bir faz oluşmamıştır. Numunelerin sertlik ve çapraz kırılma dayanımları partikül ilavesi ile belirgin olarak artmıştır.

Al matrix composites have been increasingly used in recent years for many years in the areas of automobile, aviation, marine, high-speed trains, where many traditional metals have been replaced. When the excellent properties of hybrid composites are taken into account, the effect of Al matrix composites is further increased. Hybrid composites with superior properties are produced by adding different particles together. Here, the amount and distribution of particles is the most important factor controlling the mechanical properties of the hybrid composite.In this thesis, AlCu matrix was produced by using hot pressing method by adding boron carbide (B4C), hexagonal boron nitride (hBN) and graphite (Gr) at different ratios. The samples with compositions of AlCu, AlCu-10hBN, AlCu-8hBN-2Gr, AlCu-5hBN-5B4C, AlCu-10B4C, AlCu-8B4C-2Gr and AlCu-4hBN-4B4C-2Gr as composites were sintered at 550 ° C for 5 minutes and 35 MPa pressing pressure.Microstructure and mechanical properties of specimens were investigated. Optical microscope, scanning electron microscope and XRD analysis techniques were used as microstructure. The experimental densities of the samples were measured by helium pycnometer. Hardness and transverse rupture strength properties are measured as mechanical properties.As a microstructure, a structure in which the reinforcing particles are partially homogeneously dispersed in the matrix is obtained. The B2O phase was formed in the AlCu-10hBN sample except for the components forming the composition. No other phase was formed in the other composites. The hardness and transverse rupture strength of the samples were significantly increased by particulate addition.