AA2024 matrisli karbon nanotüp takviyeli metal matrisli nanokompozitlerin toz metalurjisi yöntemiyle üretimi ve özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, toz metalürjisi yöntemi ile AA2024 matrisli KNT takviyeli nano kompozit malzemeleri üretildi. KNT tozları dört farklı zaman diliminde (15, 30, 45 ve 60 dakika) dört farklı dağılım metodundan (normal, manyetik, ultrasonik ve mekanik) geçirilmiştir. Dağılım metodlarından geçirilen KNT'lerin SEM görüntüleri incelenerek en iyi sonucu veren ultrasonik dağılım metodu olarak belirlenmiştir. Ultrasonik dağılım metodu uygulanan KNT miktarı olarak ağırlıkça %0.125, %0.25, %0.5 ve %1.0 seçilmiştir. Öğütme işlemi 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5 ve 3.0 saat olmak üzere altı farklı zaman diliminde gerçekleştirilmiştir. Elde edilen tozların tane boyutu ölçülmüş, toz morfolojisi incelenmiştir. Kompozit tozlarından sıcak presleme ile kompozit malzemeler üretildi. Üretilen bu numunelerin yoğunluk, sertlik, elektrik iletkenliği, çekme mukavemeti değerleri ölçülmüş ve iç yapıları incelenmiştir. Sıcak presleme ile üretilen bu numuneler daha sonra sinterleme işleminden geçirilmiştir. Yapılan çalışmalar sonunda, sıcak preslenmiş numunelerin sertlik değerleri, öğütme süresi ile beraber artış göstermiştir. Yoğunluk değerlerinde ise KNT miktarına göre düşüş gözlemlenmiştir. Sinterlenen malzemelerin sertlik, yoğunluk değerlerinde azalma görülürken elektrik iletkenliği değerlerinde ise artış gözlemlenmiştir. Çekme mukavemet değerlerinde ise KNT miktarı arttıkça azalma meydana gelmiştir.

In this study, AA2024 matrix CNT reinforced metal matrix composites (MMCs) were produced by powder metallurgy method. CNT powders were passed through four different dispersion methods (normal, magnetic, ultrasonic and mechanical) in four different time periods (15, 30, 45 and 60 minutes). SEM analyzes were performed by taking samples from the CNTs in which each dispersion methods were performed. The best results obtained dispersion method was determined as ultrasonic dispersion by examination of SEM images. CNT amounts were determined as weight percentage of 0.125, 0.25, 0.5 and 1.0. The milling process was performed in six different time periods, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5 and 3.0 hours. The particle size of the obtained powders were measured and powder morphology was examined by SEM. Composite materials were produced from composite powders by hot pressing method. The density, hardness, electrical conductivity, tensile strength values of these samples were measured and their microstructures were examined by SEM. These samples which were produced by hot pressing were then sintered. At the end of the studies, hardness values of hot pressed samples increased with grinding time. Density values decreased compared to the amount of CNT. While the hardness and density values of the sintered materials decreased, the electrical conductivity values increased. Tensile strength values decreased as the amount of CNT increased.