AL MATRİSLİ AL2O3 TAKVİYELİ KOMPOZİT MALZEMELERİNİN KATI HAL TEKNİKLERİ İLE KAYNAK EDİLEBİLİRLİĞİNİN ARAŞTIRILMASI

Abstract

Yüksek Lisans Tezi ALÜMİNYUM MATRİSLİ AL2Oj TAKVİYELİKOMPOZÎT MALZEMELERİN KATI HAL BİRLEŞTİRME TEKNİKLERİ İLE KAYNAK EDİLEBİLİRLİĞİN ARAŞTIRILMASI SONER BUYTOZ Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Metal Eğitimi Anabilim Dalı 1999 Sayfa: Difüzyon kaynağı, birleştirilmek üzere eşleşmiş aynı ya da farklı iki veya daha çok malzemenin, bu malzemelerin ergime sıcaklıkları altında, tespit edilebilir plastik akmaya sebep olmayan bir basınç altında, katı hal difüzyonu yoluyla malzeme çifti arasında metalurjik bir bağ oluşuncaya kadar, malzemenin özelliklerini önemli ölçüde etkilemeyecek bir sürede tutulması ile uygulanan bir birleştirme yöntemidir. Bu yöntem özellikle seramikler, kompozitler ve egzotik malzemeler gibi geleneksel ergitme kaynağı yöntemleri ile birleştirilemeyen malzemeler için uygundur. Yapılarındaki takviyelerden dolayı kompozitlerin ergitme kaynağı ile birleştirilmeleri çok uygun değildir. Katı halde uygulandığı için, difüzyon kaynağı bu malzemelerin birleştirilmesi için en uygun yöntem olarak görünmektedir.Bu çalışmada, Al matrisli A1203 takviyeli bir kompozit (Al/Al2O3/10p) difüzyon kaynağı ile birleştirilmiştir. Takviye ortalama boyutu 60 |um olan Aİ2O3 parçacıklarıdır. Dökümden sonra parçacıkların matris içine homojen bir şekilde dağıldıkları görülmüştür. Bu çalışmada, numuneler, dökülmüş çubuklardan, 10x10x10 mm boyutlarında hazırlandı. Numune yüzeyleri 1200 meşlik zımpara ve elmas pasta ile parlatıldı. Yüzey pürüzlülük değerleri Mitutoyo Sunsorf marka profilometre ile, elmas pasta için 0.05 |um, 1200 meşlik zımpara için 0.19 jum olarak ölçüldü. Parlatılan yüzeyler ethanol ile temizlendi ve sonra basınç uygulama mengenesinde kaynak basıncı uygulanarak bir araya getirildi. Deneyler, tarafımızdan hazırlanan tüp şeklindeki bir fırında, argon atmosferinde yapıldı. Kaynak basınçları 1 ve 2 MPa, kaynak sıcaklıkları 550 °C ve 600 °C ve yüzey pürüzlülükleri 0.19 ve 0.05 (om olarak seçildi. Kaynak süresi 90 dakika ve sabit olarak alındı. Deneylerden sonra birleşme ara kesitleri optik mikroskop, SEM ve EDS ile incelendi. Sonuç olarak, en iyi birleşmenin yüzey pürüzlülüğü 0.05 jam olan numunede 2 MPa'lık basınç, 600 °C ve 90 dakikada meydana geldiği belirlendi. Bu çalışmanın ilk bölümünde konuya giriş yapılmış, ikinci bölümünde difüzyon kaynağı, mekanizmaları ve parametreleri kapsamlı bir şekilde verilmiştir. Üçüncü bölümde kompozit malzemeler ve birleştirme yöntemlerinden bahsedilmiştir. Dördüncü bölümde deneysel çalışmalar, besinci bölümde deneyin sonuçlan sunulmuştur. Altıncı ve son bölümde, sonuçlar değerlendirilmiş ve öneriler verilmiştir. Anahtar Kelimeler : Difüzyonla Birleştirme, Difüzyon Kaynağı, Katı Hal Kaynağı, Al Matrisli Al203 Takviyeli Kompozit Malzeme