Toz Metalurjisi Yöntemiyle Üretilmiş 6061 Al Matrisli B4C Takviyeli Kompozit Malzemelerin Radyasyon Absorbsiyon Özelliklerinin İncelenmesi

Yıl 2023, , 57 - 64, 01.08.2023

Elif Dicle Turşucular , Remzi Varol

https://doi.org/10.35354/tbed.1260061

Öz

Radyasyon günlük hayatta birçok alanda,kullanılan pek çok teknolojik alette karşımıza çıkan ve fazla maruz kalındığı takdirde ölümcül sonuçlar doğurabilen bir enerjidir.Aynı zamanda gelişen dünyanın artan enerji ihtiyacını karşılayabilmek için her gün dünyanın pek çok farklı yerinde yeni nükleer enerji santralleri inşa edilmektedir.Dolayısıyla hem kullanılan teknolojik aletler hem de yapılan yeni nükleer enerji santralleri bazında artış olması,gün geçtikçe insanoğlunun genel radyasyon maruziyetini artırmaktadır.Bu nedenle günümüzde, radyasyonun olumsuz etkilerinden dolayı radyasyon absorbsiyonu ve radyasyon absorblayan materyaller ve materyal grupları üzerine yapılan çalışmalar oldukça önem kazanmıştır.Öte yandan B_4 C (Bor Karbür) ise, tank zırhı, kurşun geçirmez yelekler, motor sabotaj tozları,aşındırıcılar,nükleer santrallerdeki kontrol rodları gibi oldukça büyük öneme sahip ve spesifik alanlarda kullanılan son derece sert ve nötron absorblayıcı (radyasyon soğurucu) özelliğe sahip bir bileşiktir.2900-3580 Knoop sertlik değerinde oldukça yüksek sertliğe sahip fakat bir o kadar da gevrek (kırılgan) bir yapıda olması nedeniyle tek başına B_4 C (Bor Karbür)’den müteşekkil yekpare bir plaka oluşturulmasında büyük zorluklarla karşılaşılacağı için, 6061Al matrisi ile kompozit bir malzeme haline getirilip parça üretimi sağlanabilmektedir.Bu çalışmada, B_4 C (Bor Karbür ) takviye elemanı ile 6061Al matris elemanı belirli oranlarda ( B_4 C katkısı olmadan salt 6061Al, %5 B_4 C katkısıyla,%10 B_4 C katkısıyla,%15 B_4 C katkısıyla,%20 B_4 C katkısıyla) bir araya getirilerek toz metalurjisiyle (sıcak pres sinterleme yöntemine bağlı olarak) kompozit malzeme olarak 5 adet numune imal edilmiştir.Bu numunelerin radyasyon absorblama özelliklerinin incelenmesi ve değişen bileşen oranlarına bağlı olarak radyasyon absorblama özellikleri ile doğrusal (lineer) zayıflatma katsayısı ve enerji değerlerinin; imalatı sağlanan malzemelerin yoğunluk ve kalınlıklarının iç yapı,sertlik değerleri ve gerilme değerlerine bağlı değişimlerinin nasıl seyredeceğinin belirlenmesi amaçlanmıştır.Çalışma kapsamında üretilen numunelere tatbik edilen deneyler sonucunda elde edilen verilerle NIST XCOM üzerinden hesaplanan teorik verilerin mukayeseleri ve amaçlanan değişimlerin belirlenmesi gerçekleştirilmiştir.Numunelerde artan Bor Karbür (B_4 C) yüzdelerine bağlı olarak doğrusal (lineer) zayıflatma katsayılarının azaldığı gözlemlenmiştir.Bu gözlemler sonucunda çalışmanın ileride yapılacak olan bilimsel çalışmalara ışık tutması ve katkı sağlaması hedeflenmektedir.

Anahtar Kelimeler

Nötron soğurma, Radyasyon koruma, B4C / 6061 Al Kompozit Malzeme, Toz Metalurjisi, Radyasyon

Destekleyen Kurum

Süleyman Demirel Üniversitesi

Teşekkür

En başta çalışmamın hazırlanmasında engin bilgi ve tecrübeleriyle bana yol gösteren,emeklerini ve desteklerini esirgemeyen, her zaman yanımda olan Saygıdeğer,Çok Kıymetli Danışman Hocalarım; Süleyman Demirel Üniveristesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü öğretim üyesi Prof. Dr. Remzi VAROL’a ve Isparta Uygulamalı Bilimler Üniversitesi Teknik Bilimler Meslek Yüksekokulu Makine Bölümü öğretim üyesi Dr. Öğr. Üyesi Hatice VAROL ÖZKAVAK’a; Numune üretim süreçlerinin gerçekleştiği Antalya Akdeniz Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü öğretim üyesi Değerli Hocam Prof. Dr. Hasan Erdem ÇAMURLU başta olmak üzere, Antalya Akdeniz Üniversitesi Fen Fakültesi Uzay Bilimleri ve Teknolojileri Bölümü öğretim elemanı Arş. Gör. Gülizar SARIYER’e ve Yüksek Makine Mühendisi Baran YANARDAĞ’a; Deneylerin gerçekleştirildiği Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Fizik Bölümüne ve Isparta Uygulamalı Bilimler Üniversitesi Teknik Bilimler Meslek Yüksekokulu Nükleer Teknolojileri ve Radyasyon Güvenliği Bölümü öğretim üyesi Değerli Hocam Doç. Dr. Kadir GÜNOĞLU’na büyük bir özveriyle emek ve katkı sağladıkları için tüm içtenliğimle sonsuz sevgi,saygı ve teşekkürlerimi sunarım. Yaşamım ve çalışmalarım süresince verdiği manevi destekleri , motivasyonları için Bursa Uludağ Üniversitesi YÖK 100-2000 Asistanı Doktora Öğrencisi Yüksek Tekstil Mühendisi Değerli Ağabeyim Ömer Fırat TURŞUCULAR’a ; Her zaman yanımda olan,maddi ve manevi destekleriyle beni bugünlere getiren Kıymetli Aileme de sonsuz sevgi,saygı ve teşekkürlerimi sunarım.

Kaynakça

• Zeyrek, C. (2013). İyonize radyasyon uygulamaları için güvenlik ve korunmaya yönelik genel kavramlar. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 17(3), 1-9.
• Uludağ, H. İ. (2010). Radon Kirliliği ve Halk Sağlığı İlişkisi. Ege Üniversitesi Tıp Fakültesi Halk Sağlığı Anabilim Dalı, İzmir.
• Ulutin, H. C., Çinar, U., & Barişik, T. (2019). Yeraltı Maden İşletmelerinde Radon Gazı Tehlikesi Ve Korunma Önlemleri. Turan: Stratejik Arastirmalar Merkezi, 11(41), 508-512.
• Akbal, A. (2008). Elektromanyetik dalgaların mitotik kromozomlar, bakteri gelişimi, enzim aktivitesi ve dna üzerine etkileri/The effect of electromagnetic waves on mitotic chromosome, bacterium growth, enzyme activity and dna.
• Akıllı,V., 2019. Bizmut Oksit-Kurşun Klorür-Tellür Oksit Sisteminin Isıl, Optik ve Yapısal Açıdan İncelenerek Camlaşma Davranışlarının Belirlenmesi ve Camların Radyasyon Zırhlama Özelliklerinin İncelenmesi. Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 146s, İstanbul..
• Güven, Ş. (2011). Toz metalurjisi ve metalik köpükler. Teknik Bilimler Dergisi, 1(2), 22-28.
• Babayev, Y. Toz Metalürjisi İle Üretilmiş İki Metal Parçanın Difüzyon Kaynağıyla Birleştirilmesinde Sıcaklığın Kaynak Bölgesine Etkisinin İrdelenmesi.
• Groover, M.P, 2016. Modern İmalatın Prensipleri. Çev.Yurdakul,M., İç,Y.T., Nobel Yayınevi, 1002s, Ankara.
• Yağmur, S., & Muharrem, P. U. L. (2022). Al 6061/B_4 C /GNP Hibrit Kompozitin İşlenmesinde Takım Aşınma Davranışlarının İncelenmesi. International Journal of Engineering Research and Development, 14(2), 816-828.
• Karakoç, H., Karabulut, Ş., Çalın, R., Kırmızı, G., & Çıtak, R. AA6061 Matrisli %15 B_4 Cp Takviyeli Kompozit Malzemelerin TM Yöntemi ile Üretimi ve T6 Yaşlandırma Süresinin Sertliğe Olan Etkilerinin İncelenmesi.
• Karaoğlu, S. (2011). T/M ile Üretilen AI/SiC MMK'lerde B_4 C Katkısının Laser Işın Kaynağı Karakteristiklerine Etkileri. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 17(1), 27-32.
• Ergün, N. (2006). Borkarbür Silisyum Karbür Kompozitlerinin Reaktif Sıcak Presleme İle Üretilmesi (Doctoral dissertation, Fen Bilimleri Enstitüsü).
• Alkan, M. (2008). Kendiliğinden ilerleyen yüksek sıcaklık sentezi yöntemi ile bor karbür tozu üretimi (Doctoral dissertation, Fen Bilimleri Enstitüsü).
• Özer, H. (2014). Kendiliğinden İlerleyen Yüksek Sıcaklık Sentezi Yöntemi İle B_4 C Üretiminde Katalizörlerin Etkilerinin Araştırılması (Doctoral dissertation, Fen Bilimleri Enstitüsü).
• Cengiz, M. (2016). B_4 C esaslı kompozitlerin B_4 C /Me başlangıç tozlarından hareketle spark plazma sinterleme (sps) yöntemi ile üretilmesi ve karakterizasyonu (Doctoral dissertation, Fen Bilimleri Enstitüsü).
• Günay, B. (2017). Bor Karbürün Karakterizasyonu ve Nano B_4 C Partikülü Üretimi, Nevşehir Hacı Bektaş Veli Üniversitesi. Fen Bilimleri Enstitüsü, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü, Yüksek Lisans Tezi.
• Bakan, S. (2020). Dinamik/termokimyasal yöntemle bor karbür (B_4 C) seramik tozu üretimi (Master's thesis, Sakarya Üniversitesi).
• Eruslu, N., Altmışoğlu, A., & Taptık, Y. (1990). Alaşımlar Ders Notu. İTÜ, İstanbul.
• Gökşahin, E. (2007). Sert eloksal ile kaplanmış 6XXX serisi aluminyum alaşımlarının aşınma davranışının incelenmesi (Doctoral dissertation, Fen Bilimleri Enstitüsü).
• Kamber, O. (2017). Al 6061 matrisli geleneksel ve atık takviyeli hibrit kompozitlerin tribolojik davranışlarının incelenmesi (Master's thesis, Bartın Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü).
• Akyıldırım, H. (2011). Ağır betonların nükleer radyasyon zırhlama özelliklerinin araştırılması (Doctoral dissertation, SDÜ Fen Bilimleri Enstitüsü).