Alüminyum matrisli hibrit kompozitlerin mekanik alaşımlandırma yolu ile üretimi ve yapısal karakterizasyonu

Abstract

Bu çalışma, alüminyum matrisli ve seramik parçacık takviyeli mikron altı hibrit kompozit tozların mekanik öğütme yöntemi ile üretimini ve yapısal karakterizasyonunun araştırılmasını kapsamaktadır. Matris malzemesi olarak yüksek saflıkta Al tozu ve takviye elemanı olarak ise Al2O3, SiC, B4C ve ZrO2 seramik tozları ağırlıkça değişen oranlarda kullanılmıştır. Öğütme işlemleri için gezegen tipi bilyalı değirmen kullanılmıştır. Yapmış olduğumuz bütün deneysel çalışmalar da 10:1 şarj oranı, 20 mm - 10 mm çapında tungsten karbür bilyalar ve 250 ml WC hazne kullanılmıştır. Hazırlanan toz 200 dakika/devir sabit dönme hızında 100 saat boyunca öğütme ile gerçekleştirilmiştir. Öğütme atmosferi olarak spektrometrik argon gazı ile süreç kontrol etkeni olarak stearik asit (C18H36O2) kullanılmıştır.Hibrit kompozit tozlardan alınan numunelere FE-SEM ve X-RD analizleri yapılmıştır. FE-SEM görüntüleri üzerinde yapılan tane boyutu analizleri, artan öğütmeyle tanelerin ufaldığını göstermektedir. Tane boyutu analizleri incelendiğinde en küçük tane boyutu Al-% 5 B4C-%10 ZrO2 hibrit kompozitte görülmektedir. X-RD sonuçlarına göre de %85-90 oranlarından fazlalığı oluşturan alüminyuma ait pikler görüntülenirken, öğütme işlemi ilerledikçe takviye elemanlarına ait piklerde ortaya çıkmıştır.

This study involves the production and characterization of aluminum matrix and ceramic particle reinforced submicron hybrid composite powders by mechanical milling. High purity Al powder was used as matrix material and Al2O3, SiC, B4C and ZrO2 ceramic powders were used in varying proportions as reinforcing elements. Planetary ball mill is used for grinding operations. In all our experimental studies, 10: 1 charge ratio, 20 mm - 10 mm diameter tungsten carbide balls and 250 ml WC chamber were used. The prepared powder was milled for 100 hours at a constant rotation speed of 200 minutes / revolution. Spectrometric argon gas was used as the grinding atmosphere and stearic acid (C18H36O2) was used as process control agent.FE-SEM and X-RD analyzes were performed on hybrid composite powders. Grain size analyzes on FE-SEM images show that the grains crumble with increasing milling. When grain size analysis is examined, the smallest grain size is seen in SiC added hybrid composites. According to the results of X-RD, while the peaks of aluminum, which constitute more than 85-90%, were displayed, the peaks of the reinforcing elements emerged as the grinding process proceeded.