SiC partikül takviyesı ile yüzeyi modifiye edilmiş karbon esaslı malzemelerin üretimi ve karakterizasyonu
Manufacturing and characterization of surface modified carbon materials with SiC particle reinforcement
- Tez No: 1017158
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ENBİYA TÜREDİ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kocaeli Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Karbon malzemeler, düşük yoğunluk, yüksek mukavemet, yüksek ısıl iletkenlik ve düşük termal genleşme katsayısı gibi üstün özellikleri sayesinde geniş uygulama alanına sahiptir. Ancak üretim süreçlerinin çok aşamalı ve maliyetli olması kullanımını sınırlandırmaktadır. Bu çalışmada, karbon malzemelerin üretiminde klasik sıvı faz infiltrasyonuna dayalı yöntem kullanılmıştır. Polimerik hammadde olarak, yüksek karbon verimine sahip olması ve aynı zamanda bağlayıcı özellik göstermesi nedeniyle Carbores P (Rütgers Basic Aromatics GmbH) kullanılmıştır. Matriste dolgu olarak farklı oranlarda grafit tozu kullanılarak, grafit ve Carbores P için uygun karıştırma yönteminin belirlenmesine yönelik çeşitli kompozisyonlarda deneyler gerçekleştirilmiştir. Numuneler soğuk presleme ile şekillendirilmiş, karbonizasyon ve tekrarlı infiltrasyon işlemleri ile gözeneklilik azaltılmıştır. Çalışmaya özgü olarak, sıvı faz infiltrasyonu öncesinde elektroforetik infiltrasyon yöntemi ile gözenekli karbon yapıya SiC partikülleri infiltre edilmiştir. Gözenekliliği kademeli olarak azaltılan karbon malzemelerin yoğunlukları belirlenmiş; mekanik özellikleri nanoindentasyon ve üç nokta eğme testleri ile değerlendirilmiştir. Tribolojik özellikleri ball-on-disc aşınma testleri ile ve SiC'ün yüzeye tutunma davranışları çizik testi ile incelenmiştir. Ayrıca, numunelerin mikroyapısal karakterizasyonu ışık mikroskobu ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Nanoindentasyon sonuçları, SiC kaplı numunelerde sertlik ve elastik modülün arttığını, penetrasyon derinliğinin azaldığını göstermiştir. Çizik testleri, SiC kaplı numunelerde hasar başlangıcının daha yüksek yüklerde gerçekleştiğini ortaya koymuştur. Tribolojik testlerde ise kaplamalı numunelerde önemli ölçüde düşük aşınma oranı elde edilmiştir.
Özet (Çeviri)
Carbon materials have a wide range of applications due to their outstanding properties such as low density, high strength, high thermal conductivity, and low thermal expansion coefficient. However, their multi-step and costly production processes limit their widespread use. In this study, carbon-based materials were produced using a conventional liquid-phase infiltration method. Carbores P (Rütgers Basic Aromatics GmbH) was used as the polymeric precursor due to its high carbon yield and binding capability. Graphite powder was incorporated into the matrix in different ratios, and suitable mixing conditions were determined. The samples were shaped by cold pressing, followed by carbonization and repeated infiltration processes to reduce porosity. As a novel approach, silicon carbide (SiC) particles were introduced into the porous carbon structure via electrophoretic infiltration prior to liquid-phase infiltration. The density of the samples was measured, and their mechanical properties were evaluated using nanoindentation and three point bending tests. Tribological properties were investigated using ball-on-disc wear tests, while adhesion behavior was analyzed by scratch testing. Microstructural characterization was performed using optical microscopy and scanning electron microscopy (SEM). Results showed that SiC-coated samples exhibited higher hardness and elastic modulus, lower penetration depth, delayed damage initiation and significantly reduced wear rates.
Benzer Tezler
- Alüminyum matrisli ikincil faz ve seramik partikül takviyeli kompozit malzemenin üretimi ve karekterizasyonu
Production and characterization of aluminum matrix secondaryphase and ceramic particle reinforced composite material
AÇELYA SANDIKOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Metalurji MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YAHYA KEMAL TÜR
DOÇ. ÇAĞLAR YÜKSEL
- Production of copper - silicon carbide composites for thermal management applications by electroforming process
Termal yönetim uygulamalarında kullanılmak üzere bakır - silisyum karbür kompozitinin elektroşekillendirme yöntemi ile üretimi
BURAK EVREN
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA KAMİL ÜRGEN
- Elektroforetik infiltrasyon tekniği kullanılarak SiC partikül takviyesiyle yoğunluğu artırılan karbon malzemelerin mekanik özelliklerinin geliştirilmesi
Development of mechanical properties of carbon materials with increased density by particle reinforcement of SiC electrophoretic infiltration technique
RIFAT BAŞAR ÇELİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Metalurji MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ENBİYA TÜREDİ
- Partikül ve fiber takviyeli alüminyum matrisli kompozitin balistik performansının incelenmesi
Investigation of ballistic performance of particulate and fiber reinforced aluminium matrix composites
AFŞIN ALPER CERİT
Yüksek Lisans
Türkçe
2004
Makine MühendisliğiErciyes ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. BAKİ KARAMIŞ
- Partikül takviyeli kompozitlerin kırılma tokluğunun belirlenmesi
Determination of fracture toughness of particulate reinforced composites
KAMİL SEÇKİN BORAZAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Makine MühendisliğiUşak ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALİT GÜN