Alüminyum matrisli nanokompozit malzemelerin ekstrüzyon yöntemiyle üretimi ve karakterizasyonu
Fabrication and characterization of aluminum matrix nanocomposite materials by extrusion method
- Tez No: 911960
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ HAKAN ADA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kastamonu Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 118
Özet
Bu yüksek lisans tez çalışmasında AA6061 alaşımına üstün mekanik özellikler (mukavemet, sertlik, aşınma direnci) kazandırabilmek için nano boyuttaki seramik tozlardan toz metalurjisi yöntemi kullanılarak sıcak ekstrüzyon yöntemiyle tekli, ikili ve üçlü kompozit malzemeler tel çubuk olarak üretilmiştir. Çalışmada toz metalurjisi metoduyla AA6061 matrise, ağırlıkça %3; %6; %9 oranlarında B4C, SiC ve TiC nano parçacıklar takviye edilmiş ve biyetler üretilmiştir. Üretilen biyetler daha sonra ekstrüzyon işlemine tabi tutularak tel çubuklar üretilmiştir. Ekstrüzyon ile üretim esnasında; sıcaklık, soğuma hızı ve süresi gibi farklılıklar nedeniyle mekanik özelliklerde oluşabilecek değişimlerin önüne geçmek için üretim sonrasında tüm numunelere eşit şartlarda yaşlandırma işlemi uygulanmıştır. Ekstrüzyon ile üretilen tel çubukların mikroyapısal karakterizasyonu aşamasında; optik mikroskop, SEM, EDS, XRD incelemeleri gerçekleştirilmiştir. Mekanik karakterizasyon aşamasında ise sertlik ve aşınma testleri uygulanmıştır. Ayrıca numunelere yoğunluk ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Tez çalışması sonucunda takviye partiküllerin aşınma ve sertlik davranışını genel olarak olumlu etkilediği yorumu yapılabilir. Özellikle B4C takviyesinin AA6061 matrisi içinde sertlik ve aşınma dayanımlarını TiC ve SiC takviye elemanlarına kıyasla daha olumlu yönde etkilediği, ayrıca hibrit yapıların yine aşınma ve sertlik davranışının tekli ve üçlü yapıya göre daha olumlu olduğu tespit edilmiştir. Yapılan deneyler sonucunda aşınmaya bağlı en düşük ağırlık kaybı değerlerinin %91 AA6061 + %4,5 SiC + %4,5 B4C kompozit malzemeye ait olduğu tespit edilmiş ve 15N yükte iyileşme oranı %131 olarak hesaplanmıştır. Aynı malzemenin sertlik deneyleri sonucunda 75,7 HB ile en yüksek sertlik değeri sergilediği görülmüş ve ana malzemeye kıyasla %53,24 iyileşme olduğu tespit edilmiştir.
Özet (Çeviri)
In this master's thesis study, to impart superior mechanical properties (strength, hardness, wear resistance) to AA6061 alloy, single, binary and ternary composite materials were produced as wire rods by hot extrusion method using powder metallurgy method from nano-sized ceramic powders. In the study, B4C, SiC and TiC nanoparticles were reinforced to AA6061 matrix by powder metallurgy method at 3%, 6%, and 9% by weight and billets were produced. The billets that were produced were then subjected to an extrusion process to produce wire rods. During production by extrusion, in order to prevent changes that may occur in mechanical properties due to differences such as temperature, cooling rate and time, all samples were subjected to an ageing process under equal conditions after production. In the microstructural characterization stage of the wire rods produced by extrusion, optical microscopes, SEM, EDS, and XRD examinations were performed. In the mechanical characterization stage, hardness and wear tests were applied. In addition, density measurements were performed on the samples. As a result of the thesis study, it can be commented that reinforcement particles generally affect the wear and hardness behaviour positively. In particular, it was determined that B4C reinforcement affected the hardness and wear resistance more positively in the AA6061 matrix compared to TiC and SiC reinforcement elements and also that the wear and hardness behaviour of hybrid structures was more positive than single and triple structures. As a result of the experiments, it was determined that the lowest weight loss values due to wear belonged to 91% AA6061 + 4.5% SiC + 4.5% B4C composite material and the recovery rate at 15N load was calculated as 131%. As a result of the hardness tests of the same material, it was seen that it exhibited the highest hardness value with 75.7 HB and it was determined that there was a 53.24% improvement compared to the main material.
Benzer Tezler
- Modifiye edilmiş çift tabakalı magnezyum-alüminyum hidroksit takviyeli nişasta bazlı biyopolimer nanokompozitlerin incelenmesi
Investigation of starch-based biopolymer nanocomposites reinforced with modified magnesium-aluminum layered double hydroxide
SEMİHA MURAT
Doktora
Türkçe
2024
BiyomühendislikYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EMEL AKYOL
PROF. DR. MEHMET SAYIP EROĞLU
- Fabrication and investigation of carbon nanotube reinforced aluminum matrix composite material
Karbon nanotüp takviyeli alüminyum matrisli kompozit malzeme üretimi ve özelliklerinin incelenmesi
BEDRİ ONUR KÜÇÜKYILDIRIM
Doktora
İngilizce
2012
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞEGÜL AKDOĞAN EKER
- Aviyonik kutu imalatı için alüminyum ve kompozit malzemelerin termal performans açısından kıyaslanması
Comparison of the aluminum and nanocomposite materials in terms of thermal performance for manufacturing an avionics box
MELİH ATEŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Havacılık Mühendisliğiİnönü ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RASİM BEHÇET
- Atık alüminyum matrisli ve nano partikül takviyeli kompozit malzemelerin mekanik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of mechanical properties of waste aluminum matrix and nanoparticle reinforced composite materials
MUHAMMED GÖKSOY
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiHarran ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET DİRİLMİŞ
- Karbon nanotüp katkılı karbon elyaf epoksi nanokompozitlerin işlenebilirliğinin incelenmesi
Investigation of machinability of carbon fiber epoxy nanocomposites with carbon nanotubes
HATİCE YAKUT PEKTÜRK
Doktora
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiKarabük Üniversitesiİmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BİLGE DEMİR