Al2O3 TANECİK BOYUTUNUN VE KATKI ORANININ ALÜMİNYUM MATRİSLİ KOMPOZİTLERİN MEKANİK ÖZELLİKLERİ VE MİKROYAPISI ÜZERİNE OLAN ETKİSİ

Bu çalışmada, ağırlıkça farklı katkı oranlarında (%0-30) alümina (Al2O3) takviyeli alüminyum (Al) matrisli kompozitler toz metalurjisi yöntemiyle üretilmiştir. Kompozit malzeme üretiminde, takviye elemanı olarak nano alümina (n-Al2O3) veya mikron boyutlu alümina (m-Al2O3) tozları kullanılmıştır. Alümina tanecik boyutunun ve alümina katkı oranının Al-Al2O3 kompozitin deneysel yoğunluğu, Vickers sertliği, basma dayanımı ve mikroyapısı üzerine olan etkisi incelenmiştir. En iyi deneysel yoğunluk (2.70 g/cm3), Vickers sertliği (51.5 HV) ve basma dayanımı (165 MPa) Al-(m-%30Al2O3) kompozitte elde edilmiştir. Nano alümina katkılı alüminyum matrisli kompozit yapıda ise ağırlıkça %2 nano alümina katkısından sonra alümina taneciklerin topaklanması sebebiyle kompozitin mekanik özellikleri kötüleşmiştir. Sonuç olarak, Al-(m-Al2O3) kompozit yapıda deneysel yoğunluğun, mekanik özelliklerin (Vickers sertliği, basma dayanımı) daha iyi olduğu ve mikroyapının daha yoğun olduğu tespit edilmiştir.

Anahtar Kelimeler:

Kompozit malzeme, toz metalürjisi, alümina, alüminyum

PDF

___

[1] KALEMTAŞ, A., “Metal Matrisli Kompozitlere Genel Bir Bakış”, Putech & Composites, 22, 18-30, 2014.
[2] ŞENEL, M.C., GÜRBÜZ, M., KOÇ, E., “Grafen Takviyeli Alüminyum Matrisli Yeni Nesil Kompozitler”, Mühendis ve Makine Dergisi, 56, 669, 36-47, 2015.
[3] ŞAHİN, Y., Kompozit Malzemelere Giriş, Seçkin Yayınevi, Ankara, Türkiye, 2006
[4] ÖZTOP, B., GÜRBÜZ, M. “Investigation of Properties of Composites Produced from Waste Aluminum with Si3N4 Reinforcement”, Technological Applied Sciences, 13, 1, 57-66, 2018.
[5] TORRALBA, J.M., COSTA, C.E., VELASCO, F., “P/M Aluminum Matrix Composites: an Overview”, Journal of Materials Processing Technology, 133, 1, 203-206, 2003.
[6] KACZMAR JW, PIETRZAK, K., WLONSINSKI, W., “The Production and Application of Metal Matrix Composite Materials”, Journal of Materials Processing Technology, 106, 58-67, 2000.
[7] SRIVASTAVA, N., CHAUDHARI, G.P., “Microstructural Evolution and Mechanical Behavior of Ultrasonically Synthesized Al6061-Nano Alumina Composites”, Materials Science&Engineering A, 724, 199-207, 2018.
[8] KOK, M., “Production and Mechanical Properties of Al2O3 Particle-Reinforced 2024 Aluminium Alloy Composites”, Journal of Materials Processing Technology 161, 381–387, 2005.
[9] EZATPOUR, H.R., TORABI PARIZI, M., SAJJADI, S.A., EBRAHIMI, G.R., CHAICHI, A., “Microstructure, Mechanical Analysis and Optimal Selection of 7075 Aluminum Alloy Based Composite Reinforced with Alumina Nanoparticles”, Materials Chemistry and Physics, 178, 119-127, 2016.
[10] CHEN, C., DING, Z., TAN, Q., QI, H., He, Y., “Preperation of Nano α-Alumina Powder and Wear Resistance of Nanoparticles Reinforced Composite Coating”, Powder Technology, 257, 83-87, 2014.
[11] SAJJADI, S.A., EZATPOUR, H.R., BEYGI, H., “Microstructure and Mechanical Properties of Al–Al2O3 Micro and Nano Composites Fabricated by Stir Casting”, Materials Science and Engineering A, 528, 8765– 8771, 2011.
[12] ŞAHİN, İ., “Alüminyum Matrisli Kompozit Malzemelerin Matkap ile Delinmesi Konusunda Yapılan Çalışmaların İncelenmesi”, Mühendis ve Makina Dergisi, 55, 649, 9-16, 2014.
[13] KURŞUN, T., “Alüminyum Esaslı SiC takviyeli Metal Matrisli Kompozitlerin Birleştirilmesinde Al4C3 Oluşumunun Önlenmesi ve Sinerjik Kontrollü Darbeli MIG (GMAW-P) Kaynak Yöntemi”, Selçuk Üniversitesi Teknik Bilimler Meslek Yüksekokulu Teknik-Online Dergi, 10, 1, 86-98, 2011.
[14] GÜRBÜZ, M., ŞENEL, M.C., KOÇ, E., “The Effect of Sintering Temperature, Time and Graphene Addition on the Mechanical Properties and Microstructure of Aluminum Composites”, Journal of Composite Materials, 52, 4, 553-563, 2018.
[15] DIETER, G.E., Mechanical Metallurgy, McGraw-Hill Press, New York, USA, 1976.
[16] ŞENEL, M.C., GÜRBÜZ, M., KOÇ, E., “Fabrication and Characterization of SiC and Si3N4 Aluminum Matrix Composites”, Universal Journal of Materials Science, 5, 4, 95-101, 2017.
[17] ŞENEL, M.C., GÜRBÜZ, M., KOÇ, E., “The Fabrication and Characterization of Synergistic Al-SiC-GNPs Hybrid Composites”, Composites Part B-Engineering, 154, 1-9, 2018.