Bakır içermeyen sürtünme kompozitlerinde seramik takviye cinsi ve miktarının tribolojik özelliklere etkisi
The effect of ceramic reinforcement type and amount on tribological properties i̇n copper-free friction composites
- Tez No: 1019751
- Danışmanlar: DOÇ. DR. BANU SUGÖZÜ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Mersin Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Çevresel düzenlemeler doğrultusunda bakır kullanımının aşamalı olarak sınırlandırılması, otomotiv endüstrisinde bakırsız fren balatalarının geliştirilmesini zorunlu hale getirmiştir. Bu tez çalışmasında, tamamen bakırsız fren balatalarında Al₂O₃, SiO₂ ve ZrSiO₄ seramik takviyelerinin türü ile ağırlık oranlarının (%5, %10, %15) tribolojik performans, aşınma davranışı, sürtünme stabilitesi ve aşınmış yüzey morfolojisi üzerindeki etkileri sistematik olarak incelenmiştir. Sabit bir ana formülasyona üç farklı seramik katkı uygulanarak dokuz bakırsız kompozit numune üretilmiş ve performans değerlendirmesi bu numuneler üzerinden gerçekleştirilmiştir. Sürtünme ve aşınma testleri pin-on-disc test cihazında 6 bar basınç, 616 devir/dakika hız ve 10 dakika süreyle gerçekleştirilmiş; sürtünme katsayısı, özgül aşınma oranı, yüzey sıcaklığı ve aşınmış yüzeylerin taramalı elektron mikroskobu (SEM) analizleri kapsamlı biçimde değerlendirilmiştir. Elde edilen bulgular, Al₂O₃ takviyesinin düşük katkı oranlarında sürtünme katsayısını artırdığını, ancak katkı oranı yükseldikçe sürtünme stabilitesi ile aşınma direncinin belirgin biçimde azaldığını göstermiştir. SiO₂ takviyesi tüm oranlarda sürtünme katsayısını düşürmüş; yüksek katkı seviyelerinde ise adezif aşınma mekanizmasının yoğunlaşmasına bağlı olarak malzeme kaybının arttığı gözlenmiştir. ZrSiO₄ takviyesinde ise diğer katkılara kıyasla daha dengeli bir performans elde edilmiştir. Özellikle %5 ZrSiO₄ katkılı Z5 numunesi, referans numuneye kıyasla daha yüksek ortalama sürtünme katsayısı (0,58), daha yüksek sürtünme stabilitesi (%79.5), daha düşük özgül aşınma oranı ve SEM analizlerinde gözlenen daha düzenli yüzey yapısı ile dikkat çekmiş; bu nedenle çalışmada değerlendirilen katkılar arasında en uygun performans profiline sahip numune olarak belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
In line with environmental regulations, the gradual restriction of copper use has necessitated the development of copper-free brake pads in the automotive industry. In this thesis, the effects of the type and weight percentage (5, 10, and 15 wt.%) of ceramic reinforcements Al₂O₃, SiO₂, and ZrSiO₄ on the tribological performance, wear behavior, friction stability, and worn surface morphology of fully copper-free brake pads were systematically investigated. Nine copper-free composite specimens were produced by incorporating three different ceramic additives into a fixed base formulation, and their performance was evaluated.Friction and wear tests were conducted using a pin-on-disc tribometer under a pressure of 6 bar, a rotational speed of 616 rpm, and a test duration of 10 min. The coefficient of friction, specific wear rate, surface temperature, and scanning electron microscopy (SEM) analyses of the worn surfaces were comprehensively evaluated. The results showed that Al₂O₃ reinforcement increased the coefficient of friction at low reinforcement contents; however, increasing the reinforcement content resulted in a significant reduction in both friction stability and wear resistance. SiO₂ reinforcement reduced the coefficient of friction at all reinforcement levels, while higher contents led to increased material loss due to the intensification of adhesive wear mechanisms. In contrast, ZrSiO₄ reinforcement exhibited a more balanced tribological performance than the other additives. In particular, the Z5 specimen containing 5 wt.% ZrSiO₄ demonstrated a higher average coefficient of friction (0.58), greater friction stability (79.5%), a lower specific wear rate, and a more uniform worn surface morphology compared with the reference specimen. Therefore, among all formulations evaluated in this study, the Z5 specimen exhibited the best overall performance.
Benzer Tezler
- Seramik takviyeli metal matriksli kompozitlerde seramik özelliklerinin mekanik özellikler üzerindeki etkilerinin incelenmesi
Investigation of the influence of ceramic properties on mechanical properties in ceramic reinforced metal matrix composites
MEHMET GÖKBAYRAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Uçak MühendisliğiErciyes ÜniversitesiUçak Gövde Motor Bakım Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MAHMUT ÇELİK
DR. ÖĞR. ÜYESİ OĞUZHAN ŞAHİN
- Metal infiltre edilmiş mikro poroz karbon kompozitlerin aşınma ve sürtünme davranışının karakterizasyonu
Başlık çevirisi yok
GÜLTEKİN GÖLLER
Doktora
Türkçe
1997
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ADNAN TEKİN
- Bakır içermeyen fren sürtünme kompozitlerinin tasarımı, üretimi ve karakterizasyonu
Design, production and characterization of copper-free brake friction composites
HAYRİ TOLGA TUNCEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiMersin ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BANU SUGÖZÜ
- Organik fren balatalarında kullanılan metal tozlarının sürtünme ve aşınma performansının incelenmesi
Investigation of wear and friction performance of metal powders in organic brakes
İREM BURCU ALGAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Metalurji MühendisliğiGazi ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ADEM KURT
- Manyetik sıçratma tekniği ile üretilmiş Mo2N ve nanokompozit Mo-N-Cu kaplamaların aşınma davranışlarının karşılaştırılması
Comparison of fretting behavior of Mo2N and nanocomposite Mo-N-Cu coatings produced by magnetron sputtering technique
AHMET ÖZTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2003
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA ÜRGEN