Cowb takviyeli nanokompozitlerin geliştirilmesi
Development of cowb rei̇nforced nanocomposi̇tes
- Tez No: 957479
- Danışmanlar: PROF. DR. AYTEKİN HİTİT
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Metallurgical Engineering, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Afyon Kocatepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 98
Özet
Metalik camların kristalizasyonu yöntemi kullanılarak üretilen kompozitlerin, yüksek sertlik değerine ancak nispeten daha düşük kırılma tokluğu değerine sahip olduğu ortaya koyulmuştur. Literatürde yer alan benzer çalışmalarda öncelikle alaşımın bor (B) miktarının sistematik olarak artırılması üzerine çalışmalar yapılmış, ardından elde edilen alaşım sistemi içerisinden seçilen metalik cam alaşımının kristalizasyonu ile kompozit malzeme üretimi gerçekleştirilmiştir. Ancak bu B miktarındaki artışın Ni-katı çözeltisinin ve CoWB oluşumunu hızlandırdığı görülmüştür. Düşük bor içeriğine sahip, üretimleri gerçekleştirilen alaşımları karakterize etmek amacıyla gerçekleştirilen X-ışınları kırınımı (XRD) analizleri sonucunda %15 B içeriğine sahip dört farklı alaşımında 0.3 mm kesit kalınlığında tamamen amorf yapıda olduğu belirlenmiştir. Buna karşın 0.5 mm kesit kalınlığına sahip %15 B içeren alaşımların hiçbirinin tamamen amorf yapıda olmadığı tespit edilmiştir. 0.3 mm kesit kalınlığına sahip %15 bor içeriğine sahip alaşım sistemi içerisinden tamamen amorf yapıda olduğu belirlenen Ni49Co18W18B15 (CD4) metalik cam alaşımı kompozit üretmek üzere seçilmiştir. 0.3 mm kesit kalınlığına sahip % 13 B içeren alaşımların 3 tanesinin amorf olmadığı, 0,5 mm kesit kalınlığına sahip alaşımların ise tamamının amorf olmadığı görülmüştür. Buradaki alaşım grubunda Ni miktarının en yüksek olması istendiğinden tamamen amorf yapıda olan Ni51Co18W18B13 (CD8) metalik cam alaşımı kompozit üretmek üzere seçilmiştir. Kompozit üretimi, 900 K izotermal sıcaklıkta, 25 ila 200 dakika arasında değişen sürelerde metalik cam alaşımının kristalizasyonu ile gerçekleştirilmiştir. Öncül olarak seçilen Ni49Co18W18B15 ve Ni51Co18W18B13 alaşımlarının mikroyapısı, mekanik özellikleri ile korozyon davranışı tez çalışması kapsamında incelenmiştir. Gerçekleştirilen analizler sonucunda Ni49Co18W18B15 metalik cam alaşımının kristalizasyonu ile üretilen kompozitlerin 125 dakikalık ısıl işlem süresinde en yüksek sertlik değeri olan 1325 HV değerine ulaştığı tespit edilmiştir. Ni51Co18W18B13 metalik cam alaşımının kristalizasyonu ile üretilen kompozitlerin 150 dakikalık ısıl işlem süresinde en yüksek sertlik değeri olan 1294 HV değerine ulaştığı tespit edilmiştir. 200 dakika ısıl işlem süresine tabi tutulan Ni49Co18W18B15 ve Ni51Co18W18B13 kompozitlerine 19.6 N ve 49 N olmak üzere uygulanan farklı yükler sonucunda elde edilen kırılma tokluğu değerleri ise 6.4-10.3 Mpa.m½ şeklindedir. Elde edilen Ni49Co18W18B15 ve Ni51Co18W18B13 kompozitlerinin 1M HCl, 1M H2SO4, % 3.5 NaCI ve 1M NaOH çözeltileri içerisindeki korozyon dayanımları (Ikor) ölçülmüştür. Ölçümler sonucunda alaşım içerisinde bulunan nikel miktarının fazla olması sebebiyle, Ni49Co18W18B15 ve Ni51Co18W18B13 kompozitlerinin literatürede yer alan diğer çalışmalara kıyasla nispeten yüksek korozyon direncine sahip olduğu ortaya koyulmuştur.
Özet (Çeviri)
It has been demonstrated that composites produced using the crystallization method of metallic glasses have high hardness values but relatively lower fracture toughness values. In similar studies found in the literature, the amount of boron (B) in the alloy was systematically increased, and then the composite material was produced by crystallizing the selected metallic glass alloy from the obtained alloy system. However, it has been observed that this increase in B content accelerates the formation of Ni solid solution and CoWB. As a result of X-ray diffraction (XRD) analyses conducted to characterize the alloys produced with low boron content, it was determined that four different alloys with 15% B content had a completely amorphous structure with a 0.3 mm section thickness. However, it was determined that none of the alloys containing 15% B with a thickness of 0.5 mm were completely amorphous. Among the alloy systems with a boron content of 15% and a section thickness of 0.3 mm, the Ni49Co18W18B15 (CD4) metallic glass alloy, which was determined to be completely amorphous, was selected for composite production. It was observed that 3 of the alloys with a thickness of 0.3 mm and containing 13% B were not amorphous, and none of the alloys with a thickness of 0.5 mm were amorphous. Since the highest amount of Ni was desired in this alloy group, the fully amorphous Ni51Co18W18B13 (CD8) metallic glass alloy was chosen for composite production. The composite production was carried out by crystallizing the metallic glass alloy at an isothermal temperature of 900 K for varying durations between 25 and 200 minutes. The microstructure, mechanical properties, and corrosion behavior of the Ni49Co18W18B15 and Ni51Co18W18B13 alloys, chosen as precursors, were examined as part of the thesis study. As a result of the conducted analyses, it was determined that the composites produced by the crystallization of the Ni49Co18W18B15 metallic glass alloy reached the highest hardness value of 1325 HV during a 125-minute heat treatment period. It has been determined that the composites produced by the crystallization of the Ni51Co18W18B13 metallic glass alloy reached the highest hardness value of 1294 HV during a 150-minute heat treatment period. The fracture toughness values obtained from the Ni49Co18W18B15 and Ni51Co18W18B13 composites subjected to a 200-minute heat treatment duration, with different loads of 19.6 N and 49 N applied, are in the range of 9-10 Mpa.m½. The corrosion resistances (Ikor) of the obtained Ni49Co18W18B15 and Ni51Co18W18B13 composites in 1M HCl, 1M H2SO4, 3.5% NaCl, and 1M NaOH solutions were measured. As a result of the measurements, it was revealed that the Ni49Co18W18B15 and Ni51Co18W18B13 composites have relatively high corrosion resistance compared to other studies in the literature due to the high amount of nickel present in the alloy.
Benzer Tezler
- Kobalt ve tungstenin Ni-CoWB kompozitlerinin mekanik özelliklerine etkisi
Effect of cobalt and tungsten on mechanical properties of Ni-CoWB composites
EMRE AKDAĞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Metalurji MühendisliğiAfyon Kocatepe ÜniversitesiFen Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYTEKİN HİTİT
- Nikel esaslı metalik camların kristalizasyonu ile kompozit malzeme üretimi
Production of composite materials by crystallization of ni based metallic glasses
MUHAMMED EMİR KARA
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Metalurji MühendisliğiAfyon Kocatepe ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYTEKİN HİTİT
- Termoreaktif difüzyon tekniği ile borlanmış WC-Co esaslı kesici takımların karekterizasyonu ve aşınma davranışının incelenmesi
The charecterization and wear behaviour of WC-Co based materials boronized within molten salt bath
ÖMER ORUÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2006
Makine MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMakine Eğitimi Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. SAKIP KÖKSAL
- Nikel esaslı metalik camların kristallenme davranışlarının incelenmesi
Investigation of crystallization behavior of nickel based metallic glasses
ENES ERSÖZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Metalurji MühendisliğiAfyon Kocatepe ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ZİYA ÖZGÜR YAZICI