Karbon Nanotüp (CNT) Ve Nano Grafen (G) Takviyeli Al 2024 Kompozitlerin Vorteks Yöntemiyle Üretilerek Aşınma Ve İşlenebilme Özelliklerinin İncelenmesi

Year 2019, Volume: 11 Issue: 1, 370 - 382, 31.01.2019

Muharrem Pul

https://doi.org/10.29137/umagd.493868

Cited By: 2

Abstract

Günümüzde metaller gibi klasik malzemelerin birçok özellikleri gelişen teknolojinin ihtiyaçları için yeterli olamayınca, daha üstün özelliklere sahip olan kompozit malzemeler üretilmeye başlanarak bu konuda hızlı bir gelişme sürecine girilmiştir. Klasik malzemelere göre kompozit malzemelerin en belirgin özellikleri hafiflik ve sağlamlıklarıdır. Yapılan araştırma ve geliştirmeler neticesinde, bu malzemelerin çekme, darbe dayanımlarının artırılması; yorulma, kimyasal direnç ve elektrik özelliklerinin iyileştirilmesi mümkün olmuş ve kompozit malzemeler yaygın şekilde havacılık, deniz taşıtları, otomotiv, makine, inşaat, askeri ve uzay teknolojisi alanlarında kullanılmaya başlanmıştır. Son yıllarda geliştirilen bu tür kompozitlerin arasında nano katkılı metal matrisli kompozitler yer almaya başlamıştır. Bu çalışmada nano malzeme katkılı Al 2024 kompozitler üretilmiştir. Kompozitlerin üretim yöntemi olarak Vorteks (karıştırmalı döküm) yöntemi kullanılmıştır. Al 2024 içerisine farklı oranlarda (%0,5-%1,0-%2,0-%4,0) karbon nanotüp (CNT)ve nano boyutta grafen (G) takviye edilmiştir. Üretilen alüminyum kompozitlerin mikroyapıları incelenerek, mekanik özelliklerini tespit etmek amacıyla sertlik ve aşınma deneyleri yapılmıştır. İşlenebilirlik deneyleri; 200 m/min kesme hızında, 0,10 - 0,15 ve 0,30 mm/dev ilerleme değerlerinde ve 1,0 mm sabit kesme derinliğinde yapılmıştır. İşleme deneyleri sırasında kompozit malzemelerin yüzey pürüzlülükleri ölçülmüştür. Ayrıca kesici takımların aşınmalarını belirlemek için mikroskop görüntüleri çekilmiştir. Deneyler sonucunda elde edilecek verilere göre kompozit yapı içerisindeki nano malzeme miktarlarının optimum değerleri belirlenmiştir.

Keywords

Al 2024, Karbon Nanotüp, Nano Grafen, İşlenebilirlik, Aşınma

Investigation Of Abrasion And Machining Properties Of Carbon Nanotube (CNT) And Nano Grafen (G) Reinforced AI 2024 Composites By Vortex Method

Abstract

The most obvious characteristics of composite materials compared to conventional materials are lightweight and durability. In research and development as a result, shrinkage of these materials, to increase the impact resistance; fatigue, improved chemical resistance and electrical properties of composite materials has been widely possible and aviation, watercraft, automobile, machinery, construction, military and space technology has been used in the field. Among these composites developed in recent years, nanocomposite metal matrix composites have begun to take place.In this study, N 20 material composites are produced. Vortex (stirr casting) method was used as the production method of composites. Carbon nanotube (CNT) and nano-sized graphene (Gr) were reinforced in different ratios (0.5%-1.0% - 12.0% - 4.0%) in Al 2024. The microstructures of the aluminum composites were examined and hardness and abrasion tests were performed to determine their mechanical properties. Machinability tests, 200 m / min at a cutting speed of 0.10 - 0.15 and 0.30 mm / rev at feed rate and 1.0 mm of constant cutting depth was made. Surface roughness of composite materials was measured during machining experiments. In addition, microscope images were taken to determine the abrasion of the cutting tools. According to the data obtained as a result of the experiments, the optimum values of the amount of nano material in the composite structure were determined.

Keywords

AI 2024, Carbon nanotube, Graphene Nanoplathelet, Machinability, Abrasion

References

• [1] H. Aydın ve A. Bayram (2010).Farklı Isıl İşlem Koşullarındaki 2024 Aluminyum Alaşımlarının Korozyon Sonrası Mekanik Özelliklerindeki Kaybın Belirlenmesi. Uludağ Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, Cilt 15, Sayı 1, 159-168.
• [2] C. M. Şenel, M. Gürbüz, E. Koç (2015). Grafen Takviyeli Alüminyum Matrisli Yeni Nesil Kompozitler. Mühendis ve Makina, Cilt 56, Sayı 669, 36-47.
• [3]https://www.sandvik.coromant.com/tr-tr/services/engineering/stories/pages/a-material-that-may-change-the-world.aspx
• [4] K. Dharsan, S. Santhosh Kumar(2017). An Exploration of the Influence in Aluminium Metal Matrix Composite Reinforced with Graphene.5thNational Conference on Trends in Automotive Parts Systems and Applications (TAPSA-2017), International Journal of Innovative Research in Science, Engineering and Technology, Vol 6, Special Issue 7, 141-142.
• [5] İ. Mutlay(2014). Karbon Nanotüpler: Özellikler ve Uygulamalar. Grafen Chemical Industries Co. Ankara, Turkey.
• [6]S. R. Bakshi, D. Lahiri ve A. Agarwal(2010). Carbon nanotube reinforced metal matrix composites – A Review. International Materials Reviews, Vol 55, No 1, 41-61.DOI:10.1179/095066009X12572530170543[7] ISO 3685 (1993). Tool-life testing with single-point turning tools, 1-12.
• [8] TS 6212 EN ISO 4288(1999). “Mamulün Geometrik Özellikleri (Gps) - Yüzey Yapısı: Profil Metodu - Yüzey Yapısının Değerlendirilmesi İçin Kurallar ve İşlemler. TSE, Ankara.
• [9] TS EN ISO 4498(2011). “Sinterlenmiş metal malzemeler (sert metaller hariç) - Görünen sertliğin ve mikrosertliğin tayini. TSE, Ankara.
• [10] TS EN ISO 6506-1(2007). “Metalik malzemeler - Brinell sertlik deneyi - Bölüm 1: Deney metodu. TSE, Ankara.