Alüminyum-Magnezyum-Zirkonyum Alaşımına Grafen-Nano Karbon Esaslı Takviyelerin, Fiziksel ve Mekanik Özelliklere Etkisinin İncelenmesi
Abstract
9Bu çalışmada, metal-karbon nano-kompozit üretimi hedeflenmiştir ve katkı malzemesi olarak kullanılacak olan nano-karbon
formları (grafen), elektro eksfoliasyon yöntemiyle üretilmiştir. Üretilmiş olan grafen, alkol ve polimer bazlı çözücülerde çözülüp,
hidrofilik özellik elde edilmiştir takiben metal tozları bu çözeltiye ilave edilerek homojen bir Grafen-Metal tozu karışımı elde
edilmiştir. Üretilmiş olan bu karışım tozlar direkt olarak tek eksenli pres ve soğuk isostatik pres ile peş peşe preslenmiştir, daha
sonra argon ve azot atmosferinde sinterlenmiş ve nihai olarak da mikroyapı tekstürü, mekanik (sertlik, v.b) ve fiziksel özellikler
(porozite, yoğunluk) ölçülmüştür ve karakterizasyon sonuçları tartışılmıştır. İlave edilen ağ..%3 Mg ve %1 Zr, Alüminyumun
başlangıç sertlik değerini 20-30 Hv den 80 HV ye yükselmiştir. Artan pres kuvveti ve artan sinterleme sıcaklığına bağlı olarak
sertliğin 80 HV ve üzeri seviyelerine yükseldiği ölçülmüştür ancak belirli bir değerden sonra mekanik değerlerde azalma olduğu
ölçülmüştür. Bu alaşıma ilave edilen ağ.% 0.05, 0.15, 0.3, 0.45 g grafen takviyesi de yine sertlikte ve mukavemette artış
sağlamıştır. Sertlik ve mukavemet değeri sırası ile 100 HV ve 250 MPa daha üst değerlere üzerine yükselmiştir. Grafenin üretimi,
kompozit takviye yöntemi ve sinterleme süreci ile ilgili sistematik yeni bir yöntem elde edilmiştir ve bunun sonucunda grafen
ilave edilmesinin, matris içinde dolgu etkisi yaparak, mukavemet ve sertlik değerlerinde artışa yol açtığı gözlenmiştir. Ayrıca
grafen takviyeli, Al-3Mg-1Zr alaşımda aşınma direncinin artığı gözlemlenmiş ve toz sıkıştırma sürecinde sürtünmenin azaldığı
ve sıkıştırılabilirliğin arttığı tespit edilmiştir. Böyle bir sonucun özellikle ekstrüzyon veya derin çekme gibi işlemlerde, şekil
verme işlemleri sırasında sürtünme kuvvetlerini azaltarak ve deformasyon kabiliyetini artırarak, mühendislik fayda
sağlayacağına inanılmaktadır.
Keywords
References
- [1] Tjong S.C. 2013 “Recent progress in the development and properties of novel metal matrix nanocomposites reinforced with carbon nanotubes and graphene nanosheets” Materials Science and Engineering R 74 (2013) 281–350
- [2] Liu L. *, Ren D and Liu F (2014)., A Review of Dissimilar Welding Techniques for Magnesium Alloys to Aluminum Alloys, Materials 2014, 7(5), 3735-3757; doi:10.3390/ma7053735
- [3] Haferkamp, H.; Niemeyer, M.; Dilthey, U.; Trager, G. Laser and electron beam welding of magnesium materials. Weld. Cutt 2000, 52, 178–180.
- [4] Yarkadaş G., Kumruoğlu L.C, Şevik H., The effect of Cerium addition on microstructure and mechanical properties of high pressure die cast Mg-5Sn alloy Materials Characterization Volume 136, February 2018, Pages 152-156
- [5] Ashuri GS. Emamy M. Bidel M. Khoshsout F. (2015) Effect of Mn alloy element on microstructural features and mechanical performance of Al-6%Mg commercial casting alloy Conference 9th Joint Congress of Iranian Metallurgical Engineering society & Iranian Foundrimans society At: iran November 2015 DOI10.13140/RG.2.1.1464.6646
- [6] Morishigea T, Hiratab T, Uesugia T, Takigawaa Y, Tsujikawaa M, Higashia H; Effect of Mg content on the minimum grain size of Al–Mg alloys obtained by friction stir processing Scripta Materialia Volume 64, Issue 4, February 2011, Pages 355-35
- [7] Han Guang, Liu Xiangfa, Ding Haimin(2009), Grain refinement of Mg–Al based alloys by a new Al–C master alloy Journal of Alloys and Compounds, Volume 467, Issues 1–2, 7 January 2009, Pages 202-207 Journal of Alloys and Compounds
- [8] Hai Yan Nan Zhen Hua Ni Jun Wang Zainab Zafar Zhi Xiang Shi Ying Ying Wang, The thermal stability of graphene in air investigated by Raman spectroscopy First published: 29 April 2013 https://doi.org/10.1002/jrs.4312
Details
Primary Language
Turkish
Subjects
Engineering
Journal Section
Research Article
Authors
Levent Cenk Kumruoğlu
*
Türkiye
Publication Date
May 25, 2019
Submission Date
July 18, 2018
Acceptance Date
October 10, 2018
Published in Issue
Year 2019 Volume: 7 Number: 2
Cited By
Alüminyum Matrisli Kompozitlerde Tungsten Karbür ve Grafen Takviyelerinin Mekanik Özelliklere Etkileri Üzerine Bir Araştırma
Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi
https://doi.org/10.29130/dubited.536359