Fonksiyonel aşamalı SiC-TiB2-Al kompozitlerin spark plazma sinterleme yöntemi ile üretimi ve karakterizasyonu

Abstract

Bu tez çalışmasında, fonksiyonel aşamalı SiC-TiB2-Al kompozit malzemelerin üretimi ve karakterizasyonu üzerine çalışılmıştır. Çalışmanın başlangıç aşamasında, fonksiyonel aşamalı malzeme yaklaşımı ile iki farklı tasarım yapılmıştır. Tasarlanan FAM lara ait tabaka bileşimleri SPS (spark plazma sinterlemesi) yöntemi kullanılarak 1800˚C' de 5 dakika süreyle sinterlenmiştir. Elde edilen fonksiyonel aşamalı kompozit malzemelerin SEM ve/veya optik mikroskop, XRD yöntemiyle içyapı incelemeleri ve faz analizleri yapılmış, aynı zamanda sertlikleri ve yoğunlukları ölçülmüştür. Yapılan çalışmalar sonucunda; TiB2 katkısının SiC'nin sinterlenmesine ve SiC-TiB2-Al kompozit malzemesinin sertliğine olumlu yönde etki yaptığı gözlemlenmiştir. Üretilen kompozit malzemelerin gözenekliliğin %1 in altında olduğu belirlenmiştir. Yapılan FAM tasarımlarında hedeflendiği gibi ön ve arka yüzey arasında aşamalı olarak sertlik ve kırılma tokluğu geçişleri sağlanmıştır.

In this thesis, the production and characterization of functionally graded SiC-TiB2-Al composites was investigated. At the begining of the study, two different designs were made with the functionally graded material approach. The composite layers of the of the designed FGMs were sintered at 1800°C for 5 minutes by using SPS (spark plasma sintering) method. Bulk density and open porosity of the composites were measured by Archiemede's method. Phase analysis was accomplished by XRD, and microstructural analysis was carried out by using SEM and/or optical microscopy. Hardness and density of produced composites was also measured. It was determined that TiB2 addition has a positive effect on sintering of SiC, and hardness of SiC-TiB2-Al composite materials. Residual porosity of the produced FGM composite materials was determined to be less than %1. In produced FGMs, hardness and fracture toughness was observed to change gradually from one surface to the other, as was aimed at.