In this work, metal-carbon nanocomposite production is targeted and nanocarbon forms (graphene) to be used as additive material
are produced by electro exfoliation method. The produced graphene was dissolved in alcohol and polymer-based solvents to
obtain a hydrophilic property, followed by the addition of metal powders to this solution to obtain a homogeneous Grafen-Metal
powder mixture. This powder mixture is directly pressed by single-axis press and cold isostatic press, then sintered in argon and
nitrogen atmosphere and finally microstructure textural, mechanical (hardness, etc.) and physical properties (porosity, density)
are measured and characterization the results are discussed. The added wt.% 3 Mg and 1% Zr increased the initial hardness value
of Aluminum from 20 to 30 Hv to 80 HV. It has been measured that the hardness increases to 80 HV and above depending on
the increased pressing force and the increased sintering temperature, but a decrease in mechanical values is measured after a certain value. The graphene reinforcement added to this alloy at wt% 0.05, 0.15, 0.3, 0.45 g also provided increased hardness
and strength. The hardness and strength values increased above the values of 100 HV and 250 MPa, respectively. A systematic
new method of graphene production, composite reinforcement method and sintering process has been obtained and it has been
observed that the addition of graphene causes a filling effect in the matrix, leading to an increase in strength and hardness values.
In addition, it was observed that wear resistance in Al-3Mg-1Zr alloy with graphene reinforcement was observed to be increased,
and in the powder compacting process, friction decreased and compressibility increased. Such a result is believed to provide
engineering benefit, particularly in extrusion or deep drawing, by reducing the frictional forces and increasing the deformation
capability during forming operations.
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.
Grafen Hafif Alaşımlar Nanokompozit Mekanik Özellikler Al-Mg3-1Zr Alaşımı Mekanik Özellikler
Primary Language | Turkish |
---|---|
Subjects | Engineering |
Journal Section | Articles |
Authors | |
Publication Date | May 25, 2019 |
Submission Date | July 18, 2018 |
Published in Issue | Year 2019 Volume: 7 Issue: 2 |