Karbon Nanotüp takviyeli ZA-27 Esaslı Kompozitlerde Karbon Nanotüp Takviye Oranının Mikroyapı Ve Bazı Mekanik Özelliklere Etkisi

Son yıllarda kullanılmakta olan mevcut mühendislik malzemeleri gelişen teknolojinin ihtiyaçları karşısında yetersiz kalmaktadır. Bu sorunu çözmek için daha üstün niteliklerde malzeme araştırmaları gelişerek kompozit malzemeler ortaya çıkmıştır. Kompozitlerin en önemli özelliği hafif, uzun ömürlü ve yüksek dayanımlı malzemeler olmasıdır. Bu üstün özelliklerinden dolayı tüm endüstri alanlarında yaygın olarak kullanılmaktadırlar. Son zamanlarda bu kompozit malzemelerin arasına, nano katkılı daha üstün özellikteki kompozitler katılmıştır. Bu çalışmada çok duvarlı karbon nanotüp (MWCNT) katkılı, ZA-27 (çinkoalüminyum) esaslı nano kompozitler toz metalurjisi yöntemiyle üretilmiştir. ZA-27 alaşımı içerisine farklı oranlarda (%0,5 - %1,0 - %1,5 - %3,0) MWCNT takviye edilmiştir. Üretilen ZA-27 nano katkılı kompozitlerin, taramalı elektron mikroskobunda (SEM) mikroyapıları incelenmiştir. Bazı mekanik özellikleri tespit etmek üzere; yoğunlukları ölçülerek sertlik ve çapraz kırılma deneyleri yapılmıştır. Deneyler sonucunda elde edilen verilere göre nano kompozit malzemelerin içerisindeki nano takviye miktarlarının, kompozitin mekanik özellikleri üzerindeki etkisi değerlendirilmiştir.

Effect of Carbon Nanotube Reinforcement Ratio on Microstructure and Some Mechanical Properties in ZA-27 Based Composites Reinforced with Carbon Nanotube

Classical engineering materials used in recent years are inadequate against the needs of developing technology. In order to solve this problem, advanced material researches were developed and composite materials emerged. The most important feature of composites is that they are light, long lasting and high strength materials. Because of these superior properties, they are widely used in all industrial areas. Recently, among these composite materials, more nano-doped composites have been added. In this study, multi-walled carbon nanotube (MWCNT) doped, ZA-27 (zinc-aluminum) based nano composites were produced by powder metallurgy method. ZA-27 alloy in different proportions (0.5% - 1.0% - 1.5% - 3.0%) MWCNT are reinforced. The microstructures of the produced ZA-27 nano doped composites were investigated under scanning electron microscope (SEM). In order to determine some mechanical properties; density and hardness and cross fracture tests were performed. According to the data obtained from the experiments, the effect of the amount of nano-reinforcements in the nano-composite materials on the mechanical properties of the composite was evaluated.

Kaynakça

ASTM-B 528-05. (2008). Standard Test Method for Transverse Rupture Strength of Metal Powder Specimens. ASTM International West Conshohocken, PA 19428-2959, United States.

Bakshi, S. R., Lahiri, D., Agarwal, A. (2010). Carbon nanotube reinforced metal matrix composites – A Review. International Materials Reviews, 55 (1), 41-61. doi:10.1179/095066009X12572530170543

Çelebi, M., Çuvalcı, H., Çanakçı, A., Güler O. (2015). Nano-Parçacık Takviyesinin Mekanik Alaşımlama Yöntemiyle Üretilen ZA-27/Al2O3 Kompozitlerinin Mekanik Özelliklerine Etkisi. MYT-2015, Bayburt, 197-203.

Dalmis, R., Cuvalci, H., Canakci, A., Guler, O. (2016). Investigation of Graphite Nano Particle Addition on The Physical and Mechanical Properties Of ZA27 Composites. Advanced Composites Letters, 25 (2), 37-42. doi: 10.1177/096369351602500202

El-Sayed Sherif, M., Latief F.H., Junaedi H., Almajid A. A. (2012). Influence of Exfoliated Graphite Nanoplatelets Particles Additions and Sintering Temperature on the Mechanical Properties of Aluminum Matrix Composites. Int. J. Electrochem. Sci., 7 4352-4361.

Garg, P., Gupta, P., Kumar, D., Parkash, O., (2016). Structural and Mechanical Properties of Graphene reinforced Aluminum Matrix Composites. J. Mater. Environ. Sci. 7 (5), 1461-1473.

Islak, S., Kır, D., Buytoz, S. (2014). Effect of Sintering Temperature on Electrical and Microstructure Properties of Hot Pressed Cu-TiC Composites. Science of Sintering, 46, 15-21. doi: 10.2298/SOS1401015I

Pul, M. (2019). Karbon Nanotüp (CNT) Ve Nano Grafen (G) Takviyeli Al 2024 Kompozitlerin Vorteks Yöntemiyle Üretilerek Aşınma Ve İşlenebilme Özelliklerinin İncelenmesi. Uluslararası Mühendislik Araştırma ve Geliştirme Dergisi, 11 (1), 370-382. doi:10.29137/umagd.493868

Saheb, N., Khalil, A., Hakeem, A., S., Laoui, T., Al-Aqeeli, N. (2012). Carbon Nanotube Reinforced Al6061 and Al2124 Nanocomposites. ECCM15 - 15th European Conference on Composite Materials, June 24 to 28, Venice, Italy.

Şenel, M. C., Gürbüz, M., Koç, E. (2017). Grafen takviyeli alüminyum esaslı kompozitlerin üretimi ve karakterizasyonu. Pamukkale University Journal of Engineering Sciences, 23( 8), 974-978. doi: 10.5505/pajes.2017.65902

Zhou, M., Qu, X., Ren, L., Fan, L., Zhang, Y., Guo, Y., Quan, G., Tang, Q., Liu, B., Sun, H. (2017). The Effects of Carbon Nanotubes on the Mechanical and Wear Properties of AZ31 Alloy. Materials, 10, 1385, 1-17. doi:10.3390/ma10121385

Kaynak Göster