Elektroforetik İnfiltrasyon Tekniği Kullanılarak SiC Partikül Takviyesiyle Yoğunluğu Artırılan Karbon Malzemelerin Mekanik Özelliklerinin Geliştirilmesi

Öz

Karbon malzemelerde üretim sonucu beklenen yoğunluğun elde edilebilmesi için infiltrasyon ve karbonizasyon aşamalarının tekrarlanması gerekmektedir. Karbonizasyon aşamasının tekrarlı olarak yapılması üretim maliyetlerinde önemli bir yer tutmaktadır. Bu çalışmada, SiC partiküllerinin ürün yapısında bulunan gözeneklerin içerisine elektroforetik infiltrasyonu ile yoğunukta istenen artışın daha az çevrimde elde edilebilmesi ile birlikte partikül takviyesi ile malzemenin sertlik ve aşınma direcinin arttırılması hedeflenmektedir. Bu çalışmada poliaromatik bir hidrokarbon olan Carbores P (Rütgers Basic Aromatics GmbH) ve grafit tozları belirlenen oranlarda karıştırılarak soğuk eksenel preslenmiş ve karbonize edilmiştir. SiC elektroforetik infiltrasyon işleminde çözücünün tipi, çözeltinin pH'ı, karıştırma yöntemi, partikül konsantrasyonu ve kullanılan yüzey aktif maddeler, infiltrasyonda voltaj, süre ve elektrotlar arası mesafe gibi parametreler önemlidir. SiC elektroforetik infiltrasyon sonrasında, furfuril alkol çözeltisi karbon malzemeye infiltre edilmiş, furfuril alkolün polimerizasyonu gerçekleştirilmiş ve karbon malzemeler karbonize edilmiştir. Sonrasında ikinci furfuril alkol infiltrasyonu yapılmış, furfuril alkol polimerize edilmiş ve bu aşamada numuneler metalografik olarak hazırlanmış, optik mikroskop ile mikroyapısal karakterizasyonu yapılmıştır. Numunelerin Vickers indentasyonu ile 1 kg-f yük altında sertlik değerleri ölçülmüştür. SiC infiltrasyonu yapılmış ve yapılmamış olan numunelerde beklenen mekanik özellikler testler sonrasında değerlendirilmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Karbon Malzemeler,Elektroforetik İnfiltrasyon,SiC,Karbonizasyon,Partikül takviyesi

References

1. J. D. Buckley ve D. D. Edie, Carbon-Carbon Materials and Composites, New Jersey: Noyes Publications, 1993.
2. T. Windhorst ve G. Blount, “Carbon-Carbon Composites: A Summary of Recent Developments and Applications”, MateriaIs & Design, vol.18(1), pp. 11-15, 1997.
3. H. O. Pierson, Handbook of Carbon, Graphite, Diamond and Fullerenes - Properties, Processing and Applications, New Jersey: Noyes Publications, 1993.
4. A. R. Boccaccini ve I. Zhitomirsky, “Application of Electrophoretic and Electrolytic Deposition Techniques in Ceramics Processing”, Current Opinion in Solid State and Materials Science, vol.6(3), pp. 251-260, 2002.
5. E. Türedi, ve M. Yılmaz, “Eksenel Preslenmiş Karbon Malzemelerin Üretim Parametrelerinin İncelenmesi”, Uluslararası Marmara Fen ve Sosyal Bilimler Kongresi 2018 Bildiriler Kitabı, 2018, pp. 1566-1572.
6. I. S. Goldstein ve W. A. Dreher, “Stable Furfuryl Alcohol Impregnating Solutions”, Industrial and Engineering Chemistry, vol.52(1), pp. 57-58, 1960.
7. L. Besra ve M. Liu, “A Review on Fundamentals and Applications of Electrophoretic Deposition (EPD)”, Progress in Materials Science, vol.52, pp. 1-61, 2007.
8. E. Türedi, M. Yılmaz, R. B. Çelik, “Karbon Matrisli Kompozitlerin SiC ile Elektroforetik Kaplama ve İnfiltrasyon Parametrelerinin Optimizasyonu”, Uluslararası Marmara Fen ve Sosyal Bilimler Kongresi 2018 Bildiriler Kitabı, 2018, pp. 1558-1565.