Geri Dön

Bakır matrisli TiB2-grafit katkılı hibrit kompozitlerin üretimi, mekanik ve mikroyapı özelliklerinin incelenmesi

Production of copper matrix TiB2-graphite reinforced hybrid composites and investigation of their mechanical and microstructural properties

PDF İndir

  1. Tez No: 993546
  2. Yazar: ÖZNUR AKYOL
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ TUĞBA MUTUK
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Metalurji Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Metallurgical Engineering, Engineering Sciences
  6. Anahtar Kelimeler: Hibrit kompozit, Metal matrisli kompozitler, Hybrid composite, Metal matrix composites
  7. Yıl: 2025
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Ondokuz Mayıs Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Bu çalışmada, toz metalurjisi yöntemi kullanılarak iki aşamalı bir üretim gerçekleştirilmiştir. İlk aşamada, bakır matrise farklı oranlarda (ağ. % 1.5, 2.5, 3.5) titanyum diborür (TiB₂) takviyelendirilerek, Cu–TiB₂ kompozitleri üretilmiştir. Farklı sinterleme sıcaklıkları ve sürelerinin kompozitlerin yoğunluğu, görünür porozitesi ve Vickers sertliği üzerindeki etkileri incelenerek optimum sinterleme parametreleri belirlenmiştir. Yapılan değerlendirmeler sonucunda, Cu–TiB₂ kompozitleri için en uygun sinterleme sıcaklığı ve süresinin 800 °C ve 60 dakika olduğu tespit edilmiş ve tüm numunelere bu sinterleme sıcaklığı ve süresi uygulanmıştır. Optimum sıcaklık ve sürede üretilen Cu–TiB₂ kompozitlerinde, en uygun TiB₂ katkı oranını belirlemek amacıyla basma dayanımı, aşınma dayanımı testleri ve mikroyapı analizleri gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın ikinci aşamasında ise, TiB₂ için belirlenen optimum katkı oranı esas alınarak, farklı oranlarda (ağ. %1, %3, %5, %7) grafit içeren Cu–TiB₂–Gr hibrit kompozitleri, toz metalurjisi yöntemiyle üretilmiştir. Farklı grafit takviye oranlarının kompozitlerin yoğunluk, gözeneklilik, mekanik özellikler (Vickers sertliği ve basma dayanımı), aşınma dayanımı, elektriksel direnç ve mikroyapı üzerindeki etkileri detaylı olarak incelenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, Cu–TiB₂ kompozitleri arasında en yüksek bağıl yoğunluk (~%90), en düşük porozite (~%10), en yüksek sertlik (120,5 HV), maksimum basma dayanımı (~ 630 MPa), en düşük hacim kaybı (15 N yük altında, 0,217 mm³), en düşük ve en kararlı sürtünme katsayısı değerleri ile %3,5 TiB₂ katkılı kompozitte elde edilmiş ve bu oran optimum katkı oranı olarak belirlenmiştir. İkinci aşamada üretilen Cu–%3,5TiB₂–Gr hibrit kompozitlerinde ise en yüksek bağıl yoğunluk (%87 ± 2), en düşük porozite (%13 ± 2), en yüksek sertlik (~87 HV), maksimum basma dayanımı (~ 650 MPa), en düşük hacim kaybı (15 N yük altında, 0,315 mm³), düşük ve dengeli sürtünme katsayısı değerleri ve saf bakıra en yakın elektriksel özdirenç değeri ile %1 grafit katkılı Cu-%3.5TiB2-%1Gr hibrit kompozitte elde edilmiştir.

Özet (Çeviri)

In this study, a two-stage production process was carried out using the powder metallurgy method. In the first stage, Cu–TiB₂ composites were produced by reinforcing a copper matrix with titanium diboride (TiB₂) at different ratios (1.5%, 2.5%, 3.5% wt.). The effects of different sintering temperatures and times on the density, apparent porosity, and Vickers hardness of the composites were investigated to determine the optimum sintering parameters. As a result of the evaluations, it was determined that the most suitable sintering temperature and time for Cu–TiB₂ composites was 800 °C and 60 minutes, and this sintering temperature and time were applied to all samples. In the Cu–TiB₂ composites produced at the optimum temperature and time, compressive strength, wear resistance tests, and microstructure analyses were performed to determine the most suitable TiB₂ reinforcement ratio. In the second phase of the study, Cu–TiB₂–Gr hybrid composites containing different percentages (1%, 3%, 5%, 7% wt.) of graphite were produced by powder metallurgy, based on the optimum additive ratio determined for TiB₂. The effects of different graphite reinforcement ratios on the density, porosity, mechanical properties (Vickers hardness and compressive strength), wear resistance, electrical resistance, and microstructure of the composites were investigated in detail. According to the results obtained, among the Cu–TiB₂ composites, the highest relative density (~90%), the lowest porosity (~10%), the highest hardness (120.5 HV), the maximum compressive strength (~630 MPa), the lowest volume loss (under 15 N load, 0.217 mm³), and the lowest and most stable coefficient of friction were obtained in the composite with 3.5% TiB₂ additive, and this ratio was determined as the optimum additive ratio. In the second stage, among the Cu–3.5%TiB₂–Gr hybrid composites produced, the highest relative density (87 ± 2%), the lowest porosity (13 ± 2%), the highest hardness (~87 HV), the maximum compressive strength (~650 MPa), the lowest volume loss (0.315 mm³ under 15 N load), low and balanced friction coefficient values, and electrical resistivity values close to those of pure copper were obtained in the Cu-3.5%TiB₂-1%Gr hybrid composite with 1% graphite additive.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    559987

    Al2O3, TiB2 parçacık takviyeli alüminyum matrisli kompozitlerin sıcak presleme ile üretimi ve karakterizasyonu

    Production and characterization of Al2O3, TiB2 reinforced aluminum matrix composites by hot press

    SERTAÇ FERAT POLAT

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Makine MühendisliğiAkdeniz Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HASAN ERDEM ÇAMURLU

  2. Tez No

    316138

    Alüminyum matrisli kompozitlerin basınçsız sinterleme ile üretimi ve karakterizasyonu

    Production and characterization of aluminium matrix composites via pressureless sintering

    FEYZİ EMRAH BAŞAR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2011

    Metalurji MühendisliğiAkdeniz Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. HASAN ERDEM ÇAMURLU

  3. Tez No

    335731

    Farklı seramik takviyeli bakır matrisli kompozit kaplamalar ile elektrik kontak malzemelerinin yüzey özelliklerinin geliştirilmesi

    Improvement of surface properties of electrical contact materials with different ceramic reinforced copper matrix composite coatings

    ÇAĞDAŞ ÇALLI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2013

    Seramik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. EYÜP SABRİ KAYALI

  4. Tez No

    389307

    Mekanik alaşımlama yöntemleri ile üretilmiş Al15Si2,5Cu0,5Mg matriksli ve CeO2, Y2O3, La2O3 pekiştiricili kompozitlerin geliştirilmesi ve karakterizasyonu

    Development and characterization of Al15Si2,5Cu0,5Mg matriksli ve CeO2, Y2O3, La2O3 reinforced composites synthesized by mechanical alloying

    EMRE TEKOĞLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUSTAFA LUTFİ ÖVEÇOĞLU

  5. Tez No

    527952

    Bakır matrisli bor karbür takviyeli kompozitlerin mikroyapı ve mekanik özelliklerinin araştırılması

    Copper matrix microstructure and mechanical properties of boron carbide reinforced composites

    FURKAN GÜLAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Makine MühendisliğiBingöl Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ZÜLKÜF BALALAN

Geri Dön