Investigation of ZrO2-Y2O3 Added Al Matrix Composites Produced By T/M Method

Year 2022, , 1042 - 1049, 31.12.2022

Serkan Özel , Tural Hamidli

https://doi.org/10.17798/bitlisfen.1169380

Abstract

In this study, 5% by weight copper powder was added to the aluminum powder and this powder mixture was used as the matrix component. As a reinforcement element, 5%, 10%, and 15% ZrO2-Y2O3 powder was mixed into the Al+ 5% Cu matrix component. The mixed powders were pressed unidirectional with 300MPa pressure to obtain powder metal samples. Pressed specimens were sintered at 500 ºC. Optical microstructure and SEM images of sintered samples were taken. EDS, XRD, and microhardness analyzes were performed. According to the results obtained, the highest microhardness value was measured in the sample with 15% ZrO2-Y2O3 powder sintered at 500 ºC. In the XRD examination, it was determined that ZrO2, AlCu, Cu3Al, Al3Y and Al2O3 compounds were also formed together with the Al main phase.

Keywords

Powder Metallurgy, ZrO2-Y2O3, Al, Composite, Microstructure, Microhardness., Microhardness

Supporting Institution

Bitlis Eren University Scientific Research Project Coordinator

Project Number

BEBAP 2022.01

Thanks

We would like to thank the Bitlis Eren University Scientific Research Project Coordinator for their support as a Postgraduate Thesis project with the project numbered BEBAP 2022.01.

References

• H. Su, X. Yan, X. Liu, Y. Ai, K. Ma, R. Li, Z. Zhang, Y. Sun, and S. Liu, “Research on high-temperature mechanical properties and microstructure of powder metallurgical rhenium,” Int. J. of Refractory Metals and Hard Mat., Vol. 106, 2022, Art. no. 105861.
• B. Deepanraj, N. Senthilkumar, T. Tamizharasan, “Sintering parameters consequence on microstructure and hardness of copper alloy prepared by powder metallurgy,” Mat. Today: Proc., 2021, https://doi.org/10.1016/j.matpr.2021.06.389.
• K. Köprülü, N. Mutlu, A. Kurt, B. Gülenç, and Y. Özçatalbaş, “Al+%4,5 Cu Ön karışımlı tozların alaşımlanmasına isıl işlemlerin etkisi,” Gazi University J. of Sci. Part C: Des. and Tech., Vol 6, no. 2, 283-293. DOI: 10.29109/http- gujsc-gazi-edu-tr.341722
• N. Kumar, A. Bharti, K. K. Saxena, “A re-investigation: Effect of powder metallurgy parameters on the physical and mechanical properties of aluminium matrix composites,” Mater. Today: Proc., Vol. 44, Part 1, 2021, Pages 2188-2193, https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.12.351.
• Y. Sayan, V. Venkatesan, E. Guk, H. Wu, and J. S. Kim, “Single-step fabrication of an anode supported planar single-chamber solid oxide fuel cell,” Int. J. Appl. Ceram. Technol., vol. 15, no. 6, pp. 1375–1387, 2018, doi: 10.1111/ijac.13012.
• Y. Sayan, J. Kim, and H. Wu, “Residual stress measurement of a single-step sintered planar anode supported SC-SOFC using fluorescence spectroscopy,” Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilim. Derg., vol. 11, no. 3, pp. 902–910, 2022, doi: 10.17798/bitlisfen.1139679.
• I. Bahaj, M. Kaddami, A. Dahrouch, N. Labjar, M. Essahli, “The effect of particle content and sintering time on the properties of Al-Al9Co2-Al13Co4 composites, made by powder metallurgy,” Mater. Today: Proc., 2022, https://doi.org/10.1016/j.matpr.2022.07.220.
• M. Pul,. “Alüminyum 7075 matrisli kompozitlerde SiC, B4C Ve TiB2 takviye elemanlarının mekanik özelliklere etkilerinin karşılaştırılması,” Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi , 7 (1) , (2019)180-193 . DOI: 10.29130/dubited.431573.
• S. Deniz, “Al2O3 takviyeli alüminyum matrisli kompozit üretimi, mekanik ve fiziksel özellikleri ile mikroyapı Karakterizasyonu,” Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, 2000, İstanbul. 105 sayfa.
• İ. B. Nilüfer, H. Gökçe, H. Çimenoğlu, L.Öveçoğlu, “Seryum dioksit ilavesinin zirkonyum dioksit özelliklerine etkisinin incelenmesi,” Mühendis ve Makina, cilt 55, sayı 652, 2014., s. 30-33.
• H. Karabulut, “Toz metalurjisi yöntemiyle Al2O3, SiC Ve B4C takviyeli al matrisli kompozit üretiminde mekanik alaşımlama süresinin kompozit özelliklerine etkisi,” Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, 2011, Ankara. 119 sayfa.
• M. Aslan, E. Ergul, A. Kaya, H. İ. Kurt, N. F. Yılmaz, “Toz metalurjisi yöntemiyle üretilen Al-MgO kompozitlerin özelliklerine sinterleme sıcaklığının etkisi,” El-Cezerî Fen ve Mühendislik Dergisi Cilt: 7, No: 3, 2020 (1131-1139).
• M. C. Şenel, “Toz metalürjisi yöntemiyle üretilen Saf Al ve Al-B4C, Al-Al2O3 kompozitlerin mekanik ve mikroyapı özelliklerinin karşılaştırılması,” Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 10 (3): 2020, 783-795.
• B. Aktaş, S. Tekeli, G. Küpeli, Y. Bozkurt, Ö. Gülsoy, S. Salman, “Nio / Ysz (Yitriya İle Kararlı Hale Getirilmiş Zirkonya) Seramiklerin Kırılma Tokluğuna Mikro Yapının Etkisi,” Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, Özel Sayı, 2009, 61-67.
• I. Gulyaev, V. Kuzmin, E. Kornienko, A. Vyalova, P. Tyryshkin, D. Sergachev, S. Vashchenko, “Plasma spraying of thermal barrier coatings using YSZ powders,” Mater. Today: Proc., Vol. 19, Part 5, 2019, Pages 2134-2138, https://doi.org/10.1016/j.matpr.2019.07.226.