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: Alüminyum matrisli kompozitler, Kompozitler, Metal matrisli kompozitler, Üretim, Aluminum matrix composites, Composites, Metal matrix composites, Production
- 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: Belirtilmemiş.
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
- Alümina fiber takviyeli Al-si metal matriksli kompozitlerin üretimi ve mikroyapı-özellik ilişkilerinin incelenmesi
production of alumina fiber reinforced Al-si metal matrix composites and the investigation of their microstructure-propetry relation ships
HATEM AKBULUT
- Alüminyum matriksli metal kompozit malzemelrin üretilmesi
The Manufacturing aluminyum metal matrix composite materials
İBRAHİM MUTLU
- Metal matriksli (Al2O3 takviyeli) kompozit malzemelerin üretimi ve seramik takımlarla işlenebilirliğinin araştırılması
Production of metal matrix (Al2O3-reinforced) composite materials and investigation of their machinability by ceramic tools
METİN KÖK
Doktora
Türkçe
2000
Eğitim ve ÖğretimFırat ÜniversitesiMakine Eğitimi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HALİS ÇELİK
- Al2O3 partikül takviyeli Al-Cu esaslı metal matriksli kompozit malzeme üretimi
Production of Al2O3 particle reinforced Al-Cu based metal matrix composite material
ÜMİT GENCAY BAŞCI
Yüksek Lisans
Türkçe
1999
Metalurji Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiMetalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM YUSUFOĞLU
- Otomotiv endüstrisinde kullanılan alüminyum metal matriksli kompozit malzemeler ve üretimi
Başlık çevirisi yok
SEDAT DENİZ