Geri Dön

Termogravimetrik analize göre alüminyum esaslı hibrit kompozitlerin sinterleme işlemi süresinde kütle değişim nedenlerinin ispatlanması

Investigation and validation of mass change mechanisms during the sintering process of aluminum-based hybrid composites using thermogravimetric analysis

PDF İndir

  1. Tez No: 944170
  2. Yazar: BERK YAYLALI
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ SELDA KAYRAL
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2025
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Manisa Celal Bayar Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine ve İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Konstrüksiyon ve İmalat Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 149

Özet

Toz metalurjisi, 19. yy'den beri gelişen toz üretimi, karıştırma, sıkıştırma, sinterleme aşamalarını içeren bir metal imalat yöntemidir ve sürekli olarak gelişme kaydetmektedir. Çeşitli üretim teknikleri ile elde edilen tozlar homojen bir şekilde karıştırılır ve metal kalıp içinde sıkıştırılarak, yüksek sıcaklıkta ve kontrollü atmosferde parçaların mukavemet kazanmasını sağlamak amacıyla sinterlenmektedir. Sinterleme işleminin doğru yapılması malzemenin mekanik ve fiziksel özelliklerine etkisi açısından büyük öneme sahiptir. Bu sebeple sinterleme parametrelerin doğru seçimi önem arz etmektedir. Sinterleme işlemi ile ilgili literatürde yaygın olarak kullanılan malzeme ergime sıcaklığının 0,7-0,8 katı yaklaşımı genellikle doğru olmakla birlikte farklı kompozit malzemelerin üretimi durumunda bu sıcaklıkların değişimi söz konusudur. Bu bağlamda, sinterleme sıcaklığının belirlenmesinde termogravimetrik analizlerin kompozit malzeme üretiminde daha doğru ve hassas yaklaşım sunmaktadır. Termogravimetrik analiz (TGA) ve diferansiyel termal analiz (DTA), kütle kaybı-kazanımların ve ergime sıcaklıklarının belirlenmesi için kullanılmaktadır. TGA, bozunma nedeniyle meydana gelen kütle kaybını, DTA ise sıcaklık değişimlerini göstermektedir. Bu analizler, malzemenin termal kararlılığını değerlendirme açısından çok önemlidir. Araştırmanın ana hedefi, literatürde bulunmayan alüminyum matrisli hibrit kompozit malzemelerin üretilmesi sırasında TGA/DTA analizi desteğiyle sinterleme esnasındaki sıcaklık değişiminden meydana gelen kütle değişimlerinin detaylı bir şekilde incelenerek kütle kayıp ve kazanımlarının kaynağını tespit etmektir. Bu çalışmada, %99,9 saflıkta alüminyum tozu matris olarak, Cu, Mg, Zn, grafen, SiC, B4C ve WC gibi takviye elemanlarıyla 8 farklı toz karışımı hazırlanmıştır. Karışımlar homojenleştirilip TGA/DTA analizi ile kütle değişimleri incelenmiştir. TGA/DTA analizinden elde edilen kütle artışı ve kütle azalışı sıcaklıkları belirlenmiş ve 110 MPa basınçta preslenen numunelere bu sıcaklıklara göre sinterleme işlemi uygulanmıştır. Üretilen hibrit kompozit malzemelerin mekanik özellikleri yoğunluk ve sertlik testleriyle değerlendirilmiştir. Mikroyapısal karakterizasyon ve olası faz dönüşümleri ise Optik Mikroskop, Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), Enerji Dağılım Spektrometresi (EDS), X-Işını Enerji Dağılım Spektroskopisi (EDX) ve X-Işını Difraksiyonu (XRD) analizleri ile incelenmiştir.

Özet (Çeviri)

Powder metallurgy is a metal manufacturing method that has been evolving since the 19th century, encompassing the stages of powder production, mixing, compaction, and sintering, and it continues to advance steadily. Powders produced by various techniques are homogenously mixed and compressed within a metal mold. They are then sintered at high temperatures in a controlled atmosphere to enhance the strength of the parts. The correct execution of the sintering process is crucial for the material's mechanical and physical properties. Therefore, the proper selection of sintering parameters is of great importance. Although the approach of using 0.7-0.8 times the melting temperature of the material is generally accurate and widely used in the literature for the sintering process, this temperature can vary when producing different composite materials. In this context, thermogravimetric analyses offer a more precise and accurate approach for determining sintering temperatures in composite material production. Thermogravimetric Analysis (TGA) and Differential Thermal Analysis (DTA) are used to determine mass losses/gains and melting temperatures. TGA measures mass loss due to degradation, while DTA shows temperature changes. These analyses are crucial for evaluating the thermal stability of materials. The primary objective of this research is to investigate the detailed mass changes that occur during the sintering process of aluminum matrix hybrid composite materials, which are not well-documented in the literature, using TGA/DTA analysis. The goal is to identify the sources of mass loss and gain resulting from temperature changes during sintering. In this study, eight different powder mixtures were prepared using 99.9% pure aluminum powder as the matrix, reinforced with Cu, Mg, Zn, graphene, SiC, B₄C, and WC. The mixtures were homogenized, and their mass change behavior was examined through Thermogravimetric Analysis/Differential Thermal Analysis (TGA/DTA). Based on the temperatures corresponding to mass gain and loss observed in the TGA/DTA results, the samples pressed under 110 MPa were subjected to sintering at the determined temperatures. The mechanical properties of the produced hybrid composite materials were evaluated through density and hardness tests. Microstructural characterization and possible phase transformations were investigated using Optical Microscopy, Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy Dispersive Spectroscopy (EDS), Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDX), and X-ray Diffraction (XRD) analyses.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    424026

    Seramik katkılı alüminyum esaslı köpük kompozit üretimi ve karakterizasyonu

    Production and characterization of ceramic reinforced aluminum matrix composite foam

    EREN ONUKLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    Metalurji MühendisliğiEskişehir Osmangazi Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. BİLGE YAMAN

  2. Tez No

    917312

    CoCrFeNiAlx (x=0.2; 0.6; 1.0; 1.5) yüksek entropili alaşım sistemlerin mekanik alaşımlamasının optimizasyonu ve B4C takviyesinin spark plazma sinterleme prosesine etkisinin araştırılması

    Optimization of mechanical alloying of CoCrFeNiAlx (x=0.2; 0.6; 1.0; 1.5) high entropy alloy systems and investigation the effect of B4C addition on spark plasma sintering process

    YUSUF BARAN ÇİÇEK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2025

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. GÜLTEKİN GÖLLER

  3. Tez No

    894343

    Development of natural fiber reinforced composites with flame retardant fillers

    Alev geciktirici katkılar ile doğal lif takviyeli kompozitler geliştirilmesi

    MOHAMMAD SHOHAG ALAM

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Tekstil ve Tekstil Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Tekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ALİ DEMİR

  4. Tez No

    902345

    Development of high density polyethylene based composites for additive manufacturing used in shipbuilding industry

    Gemi inşaati endüstrisindeki eklemeli imalatta kullanılmak üzere yüksek yoğunluklu polietilen esaslı kompozit malzeme geliştirilmesi

    AYBERK SÖZEN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Gemi MühendisliğiDokuz Eylül Üniversitesi

    Deniz Bilimleri Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. GÖKDENİZ NEŞER

  5. Tez No

    582782

    Development of flame retardant and antibacterial nanoparticle doped polypropylene fibers

    Nanoboyutlu güç tutuşur ve antibakteriyel katkılı polipropilen lif geliştirilmesi

    AYFER İREM KOCA

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Polimer Bilim ve TeknolojisiEskişehir Teknik Üniversitesi

    İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUSTAFA ERDEM ÜREYEN

Geri Dön