AL2O3 takviyeli alüminyum matrisli kompozit üretimi, mekanik ve fiziksel özellikleri ile mikroyapı karakterizasyonu
AL2O3 particle reinforced metal matrix composites: Fabrication and properties
- Tez No: 95029
- Danışmanlar: PROF. DR. AHMET TOPUZ, PROF. DR. İBRAHİM UZMAN, PROF. DR. YILMAZ TAPTIK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2000
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 105
Özet
ÖZET Partikül takviyeli, metal matrisli kompozitlere(MMK) son yıllarda, büyük ilgi gösterilmiştir. Seramik takviye partiküllerin, alüminyum alaşımlarına katılmasıyla, elastiklik modülünde, çekme,akma dayanımında, aşınma direncinde ve sertliğinde,takviye hacim oranlarına (Vp) bağlı olarak,belirgin artışlar sağlanmıştır.Ayrıca ısıl iletkenlik ve ısıl genleşme değerlerindek uygunluk,birçok otomotiv uygulamada,MMK'leri çekici hale getirmektedir. Genel olarak,yüksek performanslı kompozitler,çok pahalı olan sürekli fiber takviyeli olarak üretilirler. Oysaki seramik partikül takviyeli kompozitler daha düşük performans/maliyet oranı vermektedirler.Bu sebepten otomotiv sektörü için,en ilgi çekici olanlar,pahalı olmayan ve ergiyik metal yöntemi ile üretilen seramik partikül takviyeli kompozitlerdir. Alüminyum matrisli kompozit üretiminde, ergiyik karıştırma(vorteks) yöntemi kullanılmıştır. Bu çalışmada, otomotiv endüstrisinde, özellikle fren diski, hafıf-jant ve bazı motor aksamı uygulamalarına alternatif olabilecek ETİAL 120(443) matris alaşımlı Al203partikül takviyeli MMK üretimi amaçlanmıştır.Bu amaç doğrultusunda,%5,%10 ve %15 takviye hacim oranlarında, matrise AJ2O3 partiküller ilave edilerek kompozit malzeme üretimi gerçekleştirilmiştir. Kompozit üretimi, deneyler sonucu, optimum olarak tespit edilen, 800 °C ergiyik karıştırma sıcaklığı,500 dev/dak karıştırma hızı ve 500 °C'de ön ısıtılmış takviye partikül sıcaklğı, koşullarında gerçekleştirilmiştir.Karıştırma safhasındaki, aşırı oksidasyon meyli ve homojen partikül dağılımındaki güçlükler,MMK malzeme üretiminde sınırlayıcı engeller olarak sayılabilir. Bu zorluklarlukların giderilmesi ile ilgili öneriler tezin bilgi akışı içinde sunulmuştur. Üretimi tamamlanan kompozit malzemelerin, mekanik ve fiziksel özelliklerin tespiti için çekme,eğme, darbe,yoğunluk, aşınma ve sertlik testleri ile mikroyapı ve tarama elektron mikroskobu ile kırılma yüzeyi incelemeleri yapılmıştır. Testler sonucunda, aşınma çekme,eğme dayanımı, elastiklik modülü değerlerinde,takviye hacim oranı artışı ile yükselme,buna mukabil, darbe dayanımında azalma görülmüştür. Böylece üretilen kompozit malzemenin özellikleri itibari ile otomotiv sektöründe kullanımı mümkün olacağı belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT In the recent years,there are special interest in the particle reinforced metal matrix composites(MMCs).By the addition of ceramic reinforcement particles in various volume fraction(Vp) to the aluminum alloys possesses unique combination of properties not achievable in monolithic material;these properties may include high, elastic modulus,tensile strenght, wear resistance,hardness and low coefficient of thermal expansion with high thermal conductivity which many of these properties are desirable for automotive applications. The early work on composites considered continuous fiber reinforcement,it was soon appearent that the high cost of continuous fibers,would restrict their use. This led to the development of discontinuously reinforced composites particularly AJ2O3 and SiC particle reinforced composites which have low cost rates. Therfore the most attractive composites for automotive industry are particle reinforced MMCs produced by molten metal methods. Molten metal mixing (vortex) method is used to manufacture Al-MMC.The objective of this work is to produce A1203 particle reinforced aluminum Etial 120(443 -alloy) matris composite particularly for disc rotors,wheels and some engine components applications in the automotive industry. With this goal,the composite is produced by addition of %5,10 and 1 5 volume fraction A1203 reinforcement particles. From early experimental works,optimum process conditions are determined as;molten metal mixing temperature at 800 °C,mixer rotation at 500 r.p.m. and preheated temperature of AI2O3 particles at 500 °C.During mixing stage, excessive metal oxidation and difficulties in uniform reinforcement distribution are main barriers faced for composite manufacturing.However, in the discussions of this study, suggestions made to overcome these matters. Tensile,bending,impact, density, wear and hardness experimental tests are applied to determine mechanical and physical properties of the composite and examination done by optical and scanning electron microscope of fractured surfaces for microstructure characterization. By the end of experimental tests, elastic modulus,tensile,bending strenght and wear resistance increased with incresing particle reinforcement volume fraction(Vp), opposed to that impact strenght decreased. Thus,with considering the properties of the manufactured composite,it seems to be a potential material for the automotive applications.
Benzer Tezler
- Geleneksel ve atık takviyeli metal matrisli kompozitlerin mekanik ve fiziksel özelliklerinin incelenmesi
Traditional and waste reinforced metal matrix composites investigation of mechanical and physical characteristics
AKİF TOK
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Makine MühendisliğiBartın ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. SERKAN ATEŞ
- SiC ve Al2O3 takviyeli Al-Mg kompozitin toz metalurjisi yöntemi ile üretiminin araştırılması
Investigation of production of Al-Mg composites reinforced by SiC ve Al2O3 through powder metalurgy method
MEHMET KURT
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Metalurji MühendisliğiFırat ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜL TOSUN
- 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
- Basınçlı infiltrasyon yöntemi ile üretilen AA2024 ve AA6061 matrisli, B4C ve SiC takviyeli kompozitlerin üretimi içyapı, fiziksel ve mekanik özelliklerin incelenmesi
Analysing the effect of B4C and SiC on microstructure, physical and mechanic properties of AA2024 and AA6061 matrix composites, fabricated from pressure infiltration
ALPEREN REFİK BİLAL ÖZSARI
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Metalurji MühendisliğiUşak ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ KADİR GÜNDOĞAN
- Toz metalurjisi yöntemiyle alüminyum matrisli bor karbür takviyeli kompozitlerin üretilmesi ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
Production of boron carbide reinforced aluminium matrix composites using powder metallurgy method and investigation of their mechanical properties
GÜRKAN AKIN