AA2024/h-BN/B4C hibrit nanokompozitlerin üretimi ve özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Çalışmada; AA2024/h-BN ve AA2024/B4C nanokompozitleri ve AA2024/h-BN/B4C hibrit nanokompozitleri toz metalurjisi yöntemi kullanılarak üretildi. Matris malzemesi olarak ortalama parçacık boyutu 110 μm olan AA2024 tozu kullanıldı ve içerisine ortalama parçacık boyutu 100 nm olan h-BN ve 50 nm olan B4C partikülleri öğütme işlemi uygulanarak takviye edildi. Nanokompozitler için takviye oranları ağırlıkça %0.25, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 3.0, 4.0 ve 5.0, hibrit nanokompozitler için ağırlıkça %0.25, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0 ve 3.0 öğütme işlemi 1 saat olarak gerçekleştirildi. Öğütülen tozlar 560° sıcaklıkta 250 MPa basınçta vakum altında sıcak preslenerek nanokompozitler ve hibrit nanokompozitler üretildi. Üretilen nanokompozit ve hibrit nanokompozitlerin karakterizasyonu (SEM, XRD), fiziksel özellikleri (yoğunluk, gözenek miktarı), mekanik özellikleri (çekme, sertlik), aşınma özellikleri ve kimyasal özellikleri (elektrokimyasal korozyon) testleri ile belirlenmiştir. Elde edilen test sonuçlarında AA2024/h-BN nanokompozitlerinde artan takviye oranı ile gözenek miktarı ve aşınma dayanımı artarken çekme mukavemeti, sertlik ve yoğunluk değerlerinin azaldığı görüldü. AA2024/B4C nanokompozit ve AA2024/h-BN/B4C hibrit nanokompozitlerde ise artan takviye oranı ile gözenek miktarı, aşınma dayanımı ve sertlik artarken, yoğunluk değerlerinin azaldığı görüldü. Çekme mukavemeti ise belli bir orana kadar arttıktan sonra düşüş göstermiştir. Korozyon testleri sonucunda AA2024/h-BN, AA2024/B4C nanokompozit ve AA2024/h-BN/B4C hibrit nanokompozitlerde belli bir orana kadar korozyon direnci artmış daha sonra düşüş göstermiştir.

In this study; AA2024/h-BN and AA2024/B4C nanocomposites and AA2024/h-BN/B4C hybrid nanocomposites were produced using powder metallurgy. The average particle size of the AA2024 powder used as the matrix material was 110 µm, with h-BN and B4C particles having an average particle size of 100 nm and 50 nm respectively, reinforced by grinding. The reinforcement rates for the nanocomposites were 0.25, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 3.0, 4.0 and 5.0 wt.%, for the hybrid nanocomposites, 0.25, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0 and 3.0 wt.%. The ground powders were hot pressed under vacuum at 250 MPa at 560 °C to produce nanocomposites and hybrid nanocomposites. The characterization of produced nanocomposites and hybrid nanocomposites was carried out using (SEM, XRD), along with mechanical properties (tensile, hardness), wear characteristics, physical properties (density, pore amount) and chemical properties (electrochemical corrosion) tests. In the obtained test results, it was seen that increasing the reinforcement of AA2024/h-BN nanocomposites increased pore amount and wear resistance while tensile strength, hardness and density values decreased. In AA2024/B4C nanocomposites and AA2024/h-BN/B4C hybrid nanocomposites, the amount of pore, wear resistance and hardness increased with increasing reinforcement rate, while the density values decreased. Tensile strength decreased after increasing to a certain ratio. Corrosion tests showed that AA2024/h-BN, AA2024/B4C nanocomposite and AA2024/h-BN/B4C hybrid nanocomposites have increased their corrosion resistance to a certain extent and then decreased.