Mg-SiO2 metal matrisli kompozıtlerin üretimi ve özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, SiO2 parçacık takviyeli magnezyum metal matrisli kompozitler toz metalürjisi yöntemiyle üretilmiştir. Kompozit malzemeler ağırlıkça % 5, % 10 ve % 15 SiO2 ilave edilerek elde edilmiştir. Toz karışımlar koruma atmosferli glow-box içerisinde tartılarak hazırlanmış ve karıştırma kabı (vial'e) içerisine burada konulmuştur. Hazırlanmış tozlar TURBO SPEX 8000D cihazında karıştırılmıştır. Toz karışımlar 550 MPa'da tek yönlü bir kalıpta preslenerek blok numuneler halinde üretilmiştir. Elde edilen bütün numuneler, 45 dakika süreyle 550 oC vakum kontrollü difüzyon fırınında argon gazı ortamında sinterlenmiştir. Sinterleme sonrası numunelerin mikroyapı incelemeleri, sertlik, yoğunluk ve gözenek ölçümleri yapılmıştır. Ayrıca, aşınma deneyleri farklı hız ve yüklerde pin-on-disk türü deney cihazında gerçekleşmiştir. Aşınmış yüzeylerin karakterize edilmesi için tarama elektron mikroskobu (SEM) incelemesi yapılmıştır.Sonuç olarak, üretilen kompozitin sertliği ve yoğunluğu artan ilave oranının artışına paralel olarak arttığı görülmüş ve kompozit malzeme içerisindeki seramiğin tane boyutu küçüldükçe aşınma miktarının arttığı kompozit malzeme içerisindeki seramiğin oranı arttıkça aşınma miktarının azaldığı belirlenmiştir. Ayrıca yük artıkça hem matris hem de kompozitte aşınma miktarı arttığı görülmüştür.

In this study, SiO2 particle reinforced pure magnezyum based composites were produced by powder metallurgy method (P/M). The weight fractions of SiO2 particles were varied from 5%, 10% and 15% in the mixtures. The mixed powders were pressed under a pressure of 550 MPa in a cylindrical die and the cylindrical specimens were produced. The produced samples were sintered at 550 ºC for 45 minutes in a vacuum control led diffusion oven under argon inert gas. Optical microscopic examination, hardness, density and porosity measurement were carried out. In addition, wear tests were performed in a pin-on-disc type of wear machine under different loads and speeds. Furthermore, scanning electron microscope (SEM) were used to characterize the worn surfaces of the composites.The experimental results indicated that hardness and density increased with increasing particle contents. It was found that wear rate of the composite and its mixture increased with increasing load while it decreased with increasing the particle size. The wear rate decreased significantly with increasing SiO2 content in the composite. Furthermore, the wear rate also increased with increasing applied load for both mixture and the composite.