WC İLAVESİNİN VE SICAK PRESLEMENİN B4C-TiB2 KOMPOZİTLERİNİN YÖNE BAĞLI MİKROYAPI VE MEKANİK ÖZELLİKLERİNE OLAN ETKİLERİ

Bor karbür (B4C), yüksek sertlik ve düşük yoğunluk gibi üstün özellikleri sayesinde kesici takımlar ve zırh gibi alanlarda kullanılan önemli bir seramik malzemedir. Ancak, basınçsız sinterleme ile saf B₄C'nin yoğunlaştırılması zor olup, ilave edilen katkı maddeleri ile bu süreç iyileştirilmektedir. Ayrıca, elektriksel iletkenliğin artırılmasıyla da tel erozyon gibi işleme yöntemleriyle daha kolay şekillendirilebilir hale getirilebilmesi mümkün olmaktadır. Böylelikle saf B4C’nin sahip olduğu dezavantajlar, katkı maddeleriyle elde edilen seramik kompozitlerin üretilmesiyle ortadan kaldırılmaya çalışılmaktadır. B₄C seramiklerinin yüksek yoğunlukta üretilmesi için ayrıca basınç destekli sinterleme yöntemleri tercih edilmektedir. Ancak bu yöntemler düşük sıcaklıklarda yüksek yoğunluk elde edilebilmesini mümkün kılsa da mikroyapıda basınç yönüne bağlı olarak kristalografik yönelime sebep olabilmektedir. Bu çalışmada farklı öğütme yöntemlerinin ve WC ilavesinin sıcak presleme yöntemiyle üretilmiş B4C-TiB2 seramik kompozitlerinin mikroyapısına ve mekanik özelliklerine olan etkileri üretim esnasında uygulanan basınç yönüne bağlı olarak araştırılmıştır. Bu amaçla geleneksel mikroyapı karakterizasyon araçlarının yanı sıra gelişmiş mikroskopi teknikleri de kullanılarak mikroyapısal incelemeler gerçekleştirilmiştir. Ayrıca yapılan detaylı analizler ile sıcak presleme sırasında oluşan katı çözelti fazları araştırılmıştır. Elde edilen sonuçlar, toz hazırlama yöntemine ve başlangıç kompozisyonuna bağlı olarak sıcak presleme sonrasında mikroyapıda % 6 ila % 10 arasında değişen oranlarda kristalografik yönlenme mevcut olduğunu ve (Ti0,9W0,1)B2 katı çözelti fazlarının meydana geldiğini göstermektedir. Mikroyapısal incelemelerin yanı sıra elde edilen örneklerin yöne bağlı mekanik özellikleri araştırılmış olup, meydana gelen yönlenme miktarının mekanik özelliklerde anizotropik bir davranışa yol açmadığı tespit edilmiştir.

Boron carbide (B4C) is an important ceramic material used in applications such as cutting tools and armor due to its superior properties, including high hardness and low density. However, densification of pure B₄C through pressureless sintering is challenging, and this process is improved by adding dopants. Additionally, increasing electrical conductivity allows for easier shaping using machining methods such as EDM. Thus, the disadvantages of pure B4C are mitigated by producing ceramic composites with additive phases. To achieve high-density B4C ceramics, pressure-assisted sintering methods are preferred. Although these methods enable high density at lower temperatures, they can also cause crystallographic orientation in the microstructure depending on the direction of applied pressure. In this study, the effects of different milling methods and WC addition on the microstructure and mechanical properties of B4C - TiB2 ceramic composites produced via hot pressing were investigated based on the applied pressure direction during production. For this purpose, in addition to conventional microstructural characterization tools, advanced microscopy techniques were used for microstructural analyses. Furthermore, detailed analyses were conducted to examine the solid solution phases formed during hot pressing. The obtained results indicate that, depending on the powder preparation method and initial composition, crystallographic orientation varies between 6% and 10% in the microstructure after hot pressing, and (Ti0.9W0.1)B2 solid solution phases are formed. In addition to microstructural analyses, the direction-dependent mechanical properties of the obtained samples were examined, revealing that the degree of orientation did not lead to anisotropic behavior in mechanical properties.