Geri Dön

Al-ZrO2-grafen ve Al-SiO2-grafen hibrit kompozitlerin mekanik, tribolojik özelliklerinin ve mikroyapısının incelenmesi

Investigation of the mechanical, tribological properties and microstructure of Al-ZrO2-graphene and Al-SiO2-graphene hybrid composites

PDF İndir

  1. Tez No: 726771
  2. Yazar: MUZAFFER ÜSTÜN
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ MAHMUT CAN ŞENEL
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Alüminyum, Grafen, ZrO2, SiO2, Toz Metalürjisi, Metal Matrisli Kompozit, Metal matrisli kompozitler, Toz metalurjisi, Aluminum, Graphene, SiO2, ZrO2, Powder Metallurgy, Metal Matrix Composite, Metal matrix composites
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Ondokuz Mayıs Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Bu çalışmada, Al-SiO2, Al-ZrO2, Al-SiO2-grafen ve Al-ZrO2-grafen kompozitler toz metalürjisi yöntemiyle üretilmiştir. Alüminyum matris içerisine SiO2 (ağırlıkça %1, 3, 6, 9), ZrO2 (ağırlıkça %1, 3, 6, 9, 12) ve grafen (ağırlıkça %0,15, 0,30, 0,45) katkısının kompozitlerin mekanik (yoğunluk, gözeneklilik oranı sertlik, basma dayanımı), tribolojik (kütle kaybı aşınma oranı, sürtünme katsayısı) özelliklerine ve mikroyapısına olan etkileri incelenmiştir. Al-SiO2 kompozit numunelere uygulanan mekanik ve tribolojik test sonuçlarına göre; en iyi mekanik özellikler ile minimum aşınmanın Al-%6SiO2 kompozit yapıda elde edildiği belirlenmiştir. Grafen katkısının etkisini belirlemek amacıyla Al-%6SiO2 yapıya ağırlıkça %0,15, 0,30 ve 0,45 oranlarında grafen eklenerek Al-%6SiO2-grafen hibrit kompozitler üretilmiştir. Üretilen kompozitlere uygulanan testler neticesinde; en yüksek deneysel yoğunluk (2,66 g/cm3), Vickers sertliği (61,8±1,5 HV), basma dayanımı (390,4 MPa) ile en düşük aşınma oranı (2,9×10-3 mm3/(Nm)), kütle kaybı (10 mg) ve sürtünme katsayısı (0,21) Al-%6SiO2-%0,15grafen kompozit yapıda elde edilmiştir. Artan grafen katkı oranıyla mekanik ve tribolojik özelliklerin kötüleştiği belirlenmiştir. Bu durum, taramalı elektron mikroskobuyla gerçekleştirilen kırık yüzey mikroyapı incelemeleriyle de doğrulanmıştır. Al-ZrO2 kompozit numunelere uygulanan mekanik ve tribolojik testler neticesinde; maksimum deneysel yoğunluk, Vickers sertliği, basma dayanımı ile en düşük aşınma oranı, kütle kaybı ve sürtünme katsayısı Al-%9ZrO2 kompozitte elde edilmiştir. Al-%9ZrO2 yapı içerisine ağırlıkça %0,15, 0,30, 0,45 katkı oranlarında grafen eklenerek Al-%9ZrO2-grafen hibrit kompozitler üretilmiştir. Üretilen kompozitlere uygulanan testler neticesinde; en iyi mekanik özellikler (yoğunluk: 2,86 g/cm3, sertlik: 75±2 HV, basma dayanımı: 490 MPa) ve tribolojik özellikler (kütle kaybı: 11 mg, aşınma oranı: 3,1x 10-3 mm3/(Nm), sürtünme katsayısı: 0,15) Al-%9ZrO2-%0,15grafen kompozit yapıda elde edilmiştir. Kompozit yapı içerisinde artan grafen takviyesiyle grafenin topaklanma eğilimine girdiği ve bu durumun da mekanik özellikleri olumsuz yönde etkilediği tespit edilmiştir.

Özet (Çeviri)

In this study, Al-SiO2, Al-ZrO2, Al-SiO2-graphene and Al-ZrO2-graphene composites were produced by the powder metallurgy method. The effect of SiO2 (1, 3, 6, 9 wt. %), ZrO2 (1, 3, 6, 9, 12 wt. %) and graphene addition (0.15, 0.30, 0.45wt. %) to the aluminum matrix on the mechanical (density, porosity rate, hardness, compressive strength), tribological properties (mass loss, wear rate, friction coefficient) and microstructure of the composites were investigated. According to the mechanical and tribological test results of Al-SiO2 composites, it was determined that the best mechanical properties and minimum wear were obtained in Al-6%SiO2 composite structure. In order to determine the effect of graphene addition, Al-6%SiO2-Graphene composites fabricatedwith various graphene contents (0.15, 0.30, 0.45wt. %). As a results of the performed tests, the highest experimental density (2.66 g/cm3), Vickers hardness (61.8±1.5 HV), compressive strength (390.4 MPa) and lowest wear rate (2.9×10-3 mm3/(Nm)), mass loss (10 mg) and friction coefficient (0.21) were obtained in Al-6SiO2-0,15% graphene composite structure. It was determined that the mechanical and tribological properties deteriorated with increasing graphene reinforcemenet ratio. It was also confirmed by the fractured surface microstructure investigations via scanning electron microscopy. As a result of the mechanical and tribological tests applied to Al-ZrO2 composites, maximum experimental density, Vickers hardness, compressive strength and lowest wear rate, mass loss and friction coefficient were obtained in Al-9%ZrO2 composite. Al-9%ZrO2-graphene hybrid composites were produced with graphene addition (0.15, 0.30, 0.45wt. %) into the Al-9%ZrO2 structure. As a result of the tests, the best mechanical properties (density: 2.86 g/cm3, hardness: 75±2 HV, compressive strength: 490 MPa) and tribological properties (mass loss: 11 mg, wear rate: 3.1x 10-3 mm3/(Nm)), friction coefficient: 0.15) was obtained at Al-9%ZrO2-0.15% graphene composite structure. It has been determined that the graphene have agglomeration tendency with increasing graphene content in the composite structure, which adversely affects the mechanical properties.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    953209

    Enhancing permeability and antifouling behavior of polyvinyl chloride ultrafiltration membrane embedded with cucr NLDH/graphene oxide

    Cucr nano katmanlı çift hidroksit/grafen oksit katkılı polivinil klorür ultrafiltrasyon memranının akı ve tıkanma engelleyici özelliklerinin geliştirilmesi

    SEYEDALI NAZIRI MEHRABANI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik Üniversitesi

    Nanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. BİHTER ZEYTUNCU GÖKOĞLU

  2. Tez No

    924490

    Al katkılı ZrO2 oksit tabanlı MOS yapıların elektriksel karakterizasyonu

    Electrical caharacterization of Al doped ZrO2 oxide based MOS structures

    REMZİ ODUNVEREN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2025

    Fizik ve Fizik MühendisliğiBatman Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. OSMAN PAKMA

  3. Tez No

    742057

    T/M yöntemiyle üretilen oksit ilaveli al matrisli kompozitlerin aşınma davranışlarının incelenmesi

    Investigation of wear resistance of oxide added al matrix composites produced by P/M method

    TURAL HAMIDLI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Makine MühendisliğiBitlis Eren Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SERKAN ÖZEL

  4. Tez No

    917324

    SAPO-34 ve zeolit 13X destekli, PdO-CeO2-ZrO2 içeren katalizörler üzerinden metanın toplam oksidasyonunun incelenmesi

    Investigation of total oxidation of methanine over SAPO-34 and zeolite 13X zeolite supported catalysts containing PdO-CeO2-ZrO2

    BESTEGÜL HORASAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Kimya MühendisliğiGazi Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. FİLİZ DEREKAYA

  5. Tez No

    439680

    Sentezlenen ve ticari LaB6 katkılı mekanik alaşımlanmış Al-Ağ.%7si toz ve sinter hibrit kompozitlerin geliştirilmesi ve karakterizasyonu çalışmaları

    Development and characterization investigations of labratory synthesized and commercial LaB6 reinforced Al-7% wt. Si powders and sintered hybride composites

    SIDDIKA MERTDİNÇ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUSTAFA LUTFİ ÖVEÇOĞLU

Geri Dön