Sic seramik preform optimizasyonu ve fonksiyonel derecelendirilmiş alüminyum matris kompozit üretimi

Abstract

Son yıllarda, partikül takviyeli alüminyum metal matris kompozitler (AMMK); yüksekmukavemet, düşük yoğunluk ve yüksek aşınma direncine sahip olması sebebiylehavacılık ve savunma sanayinde gittikçe artan bir öneme sahip olmuştur. Buözelliklerinden dolayı kompozit malzemeler, diğer malzemelere kıyasla özelikleriningeliştirilmeye açık ve çeşitlendirilmeye daha uygun olduğu görülmektedir.Bu çalışma iki aşamada gerçekleştirilmiştir. İlk aşamada, replikasyon yöntemi ile anaiskelet yapıyı oluşturan Silisyum karbür (SiC) seramik köpükler üretilmiştir. Ağırlıkça(Ağ.) formülize edilmiş silisik asit (H4SiO4) ve sitrik asit (C6H8O7) türevi %18, %25, %50katkı oranlarına sahip SiC seramik köpükler 1200 °C'de 90 dakikada sinterlenmiştir.Yapılan çalışmalar sonucunda belirlenen %18 Ağ. formülize edilmiş silisik asit ve sitrikasit türevi ile katkılandırılmış olan kompozisyon optimum olarak belirlenmiştir. Dahasonra sinterlenmiş numunelerin karakterizasyonunda, elementel analizi için X-ışınıspektroskopisi (EDS), faz analizleri için X-ışını difraksiyonu (XRD), ağ yapılarınınmorfolojilerini ortaya çıkarmak için Makro stereo mikroskop ve yoğunlaşmadavranışlarını incelemek için ise Taramalı elektron mikroskobu (SEM) cihazlarıkullanılmıştır.Partikül takviyeli SiC seramik köpük üretiminde kullanılan formülize edilmiş silisik asitve sitrik asitin, mekanik özelliklere olumlu/geliştirici etkisi olduğu, basma testi yapılarakgörülmüştür.Son olarak da 10 ve 20 ppi oranına sahip SiC seramik köpüklere döküm yöntemi ilealüminyum metali infiltre edilerek 2 katmanlı fonksiyonel derecelendirilmiş metalmatrisli kompozit malzeme üretimi başarılı bir şekilde gerçekleştirilmiştir.Anahtar Kelimeler: Seramik köpük, metal matrisli kompozit, silisyum karbür, polimeriksünger, replikasyon yöntemi

Particulate reinforced aluminum alloy matrix composites (Al MMC's) with high strength,high resistance to wear and low density properties have become important in theaerospace and the defense industry recently, when compared to other similar engineeringmaterials, novel composite materials can derive from the Al MMCs due to their superiorpropertiesThis study was carried out in two stages. First, SiC ceramic foams which form the mainnet structure, were produced. by a replication method . SiC ceramic foam having differentamounts of formulated silicic acid additive and citric acid (18%, 25 % and 50 % wt.) weresintered at 1200 °C for 90 min. As a consequence of the study, the composition of 18(wt%) formulated silicic acid and citric acid was choosen as an optimum ratio. Thereafter,In the characterization of the sintered samples, conventional characterization methodswere performed to analysis the sintered samples; X-ray spectroscopy (EDS) for ultimateanalysis, X-ray diffraction (XRD) for the determination of phase composition, Macrostereo microscope to reveal the morphology of the network structures and ScanningElectron Microscope (SEM) for examination the densification behavior.Mechanical properties of the sintered samples were evaluated and characterized by acompressive testing instrument. These results revealed that the additive of silicic acidinfluenced and enhanced the mechanical properties of the sintered ceramic foams.In the last stage, Liquid aluminum metal was infiltrated without squeezing to the highporous foams with 10 and 20 ppi. Therefore, fabrication of functionally graded metalmatrix composite was successfully carried out as two-layer in a body.Keywords: Ceramic foam, metal matrix composite, silicon carbide, polymeric sponge,replication method