Bakır esaslı kompozit elektrik motor fırçası üretimi ve özelliklerinin incelenmesi
Production of copper based electrical motor brushes and investigation of properites
- Tez No: 482553
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HAMDULLAH ÇUVALCI
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği, Enerji, Makine Mühendisliği, Industrial and Industrial Engineering, Energy, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Karadeniz Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 211
Özet
Bu çalışma, elektrik motorlarında hareketli kısım (rotor) ile direkt olarak temas halinde bulunan, elektriksel olarak iletken ve aşınma elemanı olan elektrik motor fırçalarının üretimi ve özelliklerinin incelenmesi üzerine yürütülmüştür. Çalışma kapsamında, bakır matrisli ve değişen oranlarda grafen (Gr), hegzagonal bor nitrür (h-BN), alümina (Al2O3), bor karbür (B4C) ve silisyum karbür (SiC) takviyeleri içeren, ikili ve üçlü (hibrit) kompozitlerden oluşan elektrik motor fırçaları üretilmiş ve özellikleri incelenmiştir. Kompozit tozları, 8 saatlik mekanik alaşımlama süresine müteakip 500 MPa (±5 MPa) basınç altında, soğuk ve tek tesirli hidrolik pres ile kompakt hale getirildi. Kalıplanan numuneler 900 oC'de indirgeyici gaz atmosferinde 1 saat süre ile sinterlendi. Her numune 100 kPa yay basıncı; 8, 16, 24, 32 m/s'lik dönme hızları ve 4, 8, 12, 16 A/cm2'lik akım yoğunluklarında deneye tabi tutulmuştur. Her numunenin elektriksel iletkenlikleri, poroziteleri, sertlikleri, aşınma kayıpları, yüzey pürüzlülükleri ve çalışma esnasındaki oluşan sıcaklık değişimleri incelenmiştir. Numunelerin elektriksel iletkenlikleri incelendiğinde, artan takviye oranı ile elektrik iletkenliklerinin düştüğü tespit edilmiştir. Elektriksel iletkenlik açısından en olumsuz takviye malzemesinin SiC olduğu tespit edilmiştir. Elektro-mekanik aşınma deneyleri incelendiğinde ağırlıkça %5 grafene ek %1 Al2O3 içeren fırçada 0.083 N ile en düşük sürtünme kuvveti ölçülmüştür. Üretilen fırça numunelerinin ağırlık kayıpları değerlendirildiğinde ise en fazla ağırlık kaybının ağırlıkça %20 h-BN bakır esaslı fırçada, 32 m/s'lik dönme hızı ve 16 A/cm2'lik akım yoğunluğu koşullarında gerçekleştiği tespit edilmiştir. Ayrıca verilen numune için toplam ağırlık kaybının ortalamada 152.4 mg olduğu görülmüştür. Üretilen numunelerin porozite değerleri incelendiğinde ise genel olarak artan takviye oranı ile porozite oranının arttığı tespit edilmiştir. Ayrıca en yüksek porozite oranının ağırlıkça %15 grafen takviyesine ek %1 B4C içeren numunede % 22.4 olarak gerçekleştiği tespit edilmiştir. Sertlik değerleri incelendiğinde genel eğilimin artan takviye oranı ile sertliğin azalması yönünde olduğu görülmüştür. En yüksek sertlik değerinin ise ağırlıkça %5 Gr içeren bakır esaslı kompozit fırçada (20 BSD) olduğu tespit edilmiştir.
Özet (Çeviri)
This study was carried out on the examination of the production and properties of electric motor brushes which act as electrically conductive and wear elements in direct contact with the moving part (rotor) of electric motors. Within the scope of the study, electric motor brushes were produced and their characteristics were investigated in six different groups consisting of copper matrix composites containing graphene, hexagonal boron nitride, alumina, boron carbide and silicon carbide reinforcements in varying proportions. The composite powders were compacted with a cold and single-acting hydraulic press under a pressure of 500 MPa (±5 MPa) following 8 hours of mechanical alloying process. The molded samples were sintered at 900 ° C for 1 hour in a reducing gas atmosphere. Each sample was tested three times at 100 kPa spring pressure, 8, 16, 24, 32 m/s rotational speeds and current densities of 4, 8, 12, 16 A/cm2. In addition to that, the electrical conductivities, porosities, hardness, wear losses, surface roughness and temperature changes (oC) during testing were investigated for each sample. It was determined that the electrical conductivity decreased with increasing reinforcement ratio. In terms of electrical conductivity, it was determined that SiC is the most negative reinforcement material. When the electro-mechanical abrasion tests were examined, the lowest friction force (N) was measured with 0.083 N on a brush containing 5 wt. % graphene with 1 wt. % Al2O3. The lowest voltage drop (V) was measured with 0.03 V on a sample containing 10 wt. % Gr. with 0.5 wt. % Al2O3. When the weight loss of the brush samples were evaluated, it was determined that the most weight loss was achieved with a sample of 20 wt. % h-BN reinforced copper-based brush, at the rotation speed of 32 m/s with a current density of 16 A/cm2. It was also found that the average weight loss for this sample was 152.4 mg. When the hardness values were examined, it was seen that the general tendency in the hardness of samples decreased with the increasing of reinforcement ratio. The highest hardness value was found on the copper based composite brush (20 HB) containing 5 wt. % Gr.
Benzer Tezler
- Bakir esaslı kontak malzemesinin T/M yöntemiyle üretimi ve bazı özellikleri
Production of copper based contact metarial by P/M and its properties
DUYGU ÖZDEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Metalurji MühendisliğiFırat ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERTAN EVİN
- Difüzyon kaynağı ile birleştirilmiş TM bakır esaslı kompozit malzemelerin mikroyapı ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of microstructure and mechanical properties of powder metallurgy (PM) copper-based composites welded by diffusion technique
MARWAN ABDUSSALAM MOHAMMED ELHEMSHERI
Doktora
Türkçe
2022
Mühendislik BilimleriKastamonu ÜniversitesiMalzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖZKAN ESKİ
- Grafen takviyeli alüminyum ve bakır esaslı yenilikçi malzemelerin toz metalurjisi ile üretiminin geliştirilmesi
Development of graphene-reinforced aluminum and copper based innovative materials production by powder metallurgy
GÖKÇE BORAND
Doktora
Türkçe
2023
Metalurji MühendisliğiBursa Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DENİZ UZUNSOY
DOÇ. DR. NAZLI AKÇAMLI KAYA
- Cu/MgB2 süperi̇letken telleri̇n toz i̇çi̇nde toz tekni̇ği̇ i̇le üreti̇lebi̇li̇rli̇ği̇ni̇n i̇ncelenmesi̇
An investigation on the manufacturabi̇li̇ty of Cu/Mgb2 superconductor wires using powder-in-powder method
EMRE CİMİNLİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Makine MühendisliğiErciyes ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FEHMİ NAİR
- Soğuk preslenmiş ve sinterlenmiş metal matrisli silisyum karbür takviyeli kompozitlerin difüzyon kaynağı ile birleştirilebiliğini araştırılması
Investigation of the joinability cold pressed and sintered metal matrix silicon carbide reinforced composites by diffusion welding
OTMAN FARJ MOHAMMED ABUKHDAIR
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Mühendislik BilimleriKastamonu ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZKAN ESKİ