Titanyum diborür ilaveleri ile Ti3SiC2 esaslı malzemelerin tribolojik özelliklerinin iyileştirilmesi
Enhancement of tribological properties of Ti3SiC2 based materials with the addition of titanium diboride
- Tez No: 561082
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ BİLGE YAMAN ISLAK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Ti3SiC2, TiB2, SPS, Triboloji, Ti3SiC2, TiB2, SPS, Tribology
- Yıl: 2019
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Eskişehir Osmangazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Malzeme Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 108
Özet
ÖZET Bu çalışmada; Ti3SiC2 MAX fazının tribolojik uygulamalardaki kullanımının yaygınlaştırılması için TiB2 ilavesiyle mekanik, ısıl ve tribolojik özelliklerinin geliştirilmesi amaçlanmıştır. Ti3SiC2; Ti, Si, TiC, Al başlangıç tozlarından elektrik akımı destekli sinterleme (SPS) yöntemi ile sentezlenmiştir. Dışarıdan SiC ilavesi yerine başlangıç tozlarının mol oranlarının ayarlanmasıyla sinterleme sırasında SiC oluşumu sağlanmıştır. Ağırlıkça %17 SiC, %83 Ti3SiC2 içeren matris numuneler üretilmiştir. SiC içeren matris ile özelliklerde gösterilen gelişmenin belirlenebilmesi için %100 Ti3SiC2 içeren referans malzeme sentezlenmiştir. Sinterlemede Al ve fazladan Si ilavesinin etkisinin anlaşılması için 0,2 mol Al ve molce %10 fazladan Si içeren toz karışımları ile Al ve fazladan Si içermeyen toz karışımları hazırlanmıştır. Al ve fazladan Si içermeyen başlangıç tozlarından sinterlenen %100 Ti3SiC2'den oluşan ve SiC içeren numunelerde TiC empürite fazı oluşumu tespit edilmiştir. Al ve Si ilavesiyle sinterlenen matris numunelerde empürite faz oluşumu engellenmiştir. Kompozit malzeme sentezinde %83 Ti3SiC2, %17 SiC içeren matris kullanılmıştır. Bütün numunelerin teorik yoğunluklarının %98'in üzerinde olduğu belirlenmiştir. Ti3SiC2'ye TiB2 ilavesiyle sertlik, ısıl yayınım ve aşınma direnci geliştirilmiştir. Belirtilen özelliklerde en yüksek değerler %15 TiB2 ilavesiyle elde edilmiştir. Ti3SiC2-15TiB2 kompozitinin sertlik değeri %100 Ti3SiC2 içeren matris numuneden %47, SiC içeren matris numuneden %12 daha fazladır. 100 0C ve 600 0C'deki ısıl yayınım değerleri SiC takviyeli matristen sırasıyla %56,85 ve %61,94 daha fazladır. Aşınma direnci %15 TiB2 ilavesiyle referans numuneye göre yaklaşık %97 geliştirilmiştir.
Özet (Çeviri)
SUMMARY In this study, it is aimed to enhance the mechanical, thermal and tribological properties of Ti3SiC2 MAX phase with the addition of TiB2 to promote its use in tribological applications. Ti3SiC2 was synthesized from Ti, Si, TiC, Al starting powders by spark plasma sinterig (SPS) technique. SiC formation during sintering was supplied by adjusting the molar ratios of starting powders instead of external SiC addition. Matrix samples which contain 17% SiC, 83% Ti3SiC2 by weight were produced. The reference material containing 100% Ti3SiC2 was synthesized to determine the improvement in properties shown by the SiC containing matrix. In order to understand the effect of the addition of Al and extra Si in the sintering, powder mixtures containing 0,2 mol Al and %10 excess Si by mol and Al and extra Si free powder mixtures were prepared. TiC impurity phase formation was determined in SiC containing samples and 100% Ti3SiC2 containing samples which were sintered from Al and extra Si free powder mixtures. Impurity phase formation was prevented in matrix samples sintered by addition of Al and Si. 83% Ti3SiC2 and 17% SiC containing matrix was used for composite material synthesis. It was determined that the theoretical density of all samples was over 98%. Hardness, thermal diffusivity and abrasion resistance were enhanced by adding TiB2 to Ti3SiC2. The highest values for stated properties were obtained by adding 15% TiB2. The hardness of Ti3SiC2-15TiB2 composite is 47% more than matrix sample containing 100% Ti3SiC2 and 12% higher than SiC containing matrix sample. Thermal diffusivity values at 100 0C and 600 0C are 56,85% and 61,94% higher than SiC reinforced matrix, respectively. The abrasion resistance was improved by about 97% compared to the reference sample with the addition of 15% TiB2.
Benzer Tezler
- Zirkonyum karbür esaslı seramiklerin spark plazma sinterleme yöntemi ile üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of zirconium carbide based composites prepared by spark plasma sintering
ÖZDEN ORMANCI ÖZTÜRK
Doktora
Türkçe
2017
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLTEKİN GÖLLER
- Titanyum katkılı Titanyum Diborür seramiklerinin spark plazma sinterleme yöntemi ile üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of Titanium diboride ceramics with titanium addition by spark plasma sintering
TUĞÇE DEDEAĞAÇLI
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİLİZ ÇINAR ŞAHİN
- Nano boyutta titanyum diborür katkılı sıcak preslenmiş hegzagonal bor nitrür-titanyum diborür kompozitlerinin özelliklerinin incelenmesi
An investigation on the properties of nano titanium diboride reinforced hexagonal boron nitride-titanium diboride composites
ÇAĞLAR ÇELİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDÜLKADİR OKAN ADDEMİR
- TiB2 coating on different substrates via dual process:CA-PDV and CRTD-Bor
Farklı malzemeler üzerinde çift işlem (KA-FBB, KRTD-Bor) ile TiB2 kaplamasının elde edilmesi
MEHRAN KARIMZADEHKHOEI
Doktora
İngilizce
2024
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLDEM KARTAL ŞİRELİ
PROF. DR. MUSTAFA KAMİL ÜRGEN
- B4C-TiB2 nanokompozit tozlarının kendiliğinden ilerleyen yüksek sıcaklık sentezi (SHS) ile üretimi, proses optimizasyonu ve spark plazma sinterleme (SPS) prosesine shs nanotozlarının etkisi
Production of B4C-TiB2 nanocomposite powder by self-propagating high temperature synthesis (SHS), process optimization and effect of SHS nanoparticles on spark plasma sintering (SPS) process
OZAN ÇOBAN
Doktora
Türkçe
2023
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MAHMUT ERCAN AÇMA