Al6061 Matrisli SiC Al2O3 ve Kömür Cürufu Tozu Takviyeli Hibrit Kompozitlerin Sertlik ve Aşınma Davranışlarının İncelenmesi
Abstract
Bu çalışmada Metal Matrisli Kompozitlerde (MMK), termik santralde yakıt olarak kullanılan kömürün yanması sonucunda kazan altında oluşan atık kömür cürufunun takviye olarak kullanılabilirliğine ve SiC, Al2O3 ile uyumuna odaklanılmıştır. Matris olarak otomobil ve havacılık endüstrisinde sıklıkla kullanılan Al6061 alaşımı seçilmiştir. Kompozitler ağırlıkça %1, 3, 5, ikili hibrit kompozitler ağırlıkça %4, 6, 8 ve üçlü hibrit kompozitler ise ağırlıkça %7, 9, 11 takviye-hacim oranlarında 22-59µm toz boyutuna sahip takviyeler kullanılarak üretilmiştir. Kompozitlerin üretiminde sıvı hal üretim yöntemlerinden olan iki kademeli karıştırmalı döküm yöntemi kullanılmıştır. Üretilen kompozitlerin mikro yapıları taramalı elektron mikroskobu ile görüntülenerek takviyelerin varlığı ve takviyenin içyapıda homojen dağılımı tespit edilmiştir. Kompozitlerin sertlikleri Brinell sertlik ölçüm yöntemi ile belirlenmiştir. Bu çalışma kapsamında üretilen kompozitlerin aşınma davranışını ölçmek ve kuru sürtünmeli aşınma testlerini yapmak için kullanılan standart testlerden Pin on Disk yöntemi kullanılmıştır. Elde edilen deney sonuçlarından malzeme çiftlerinin aşınma karakteristikleri oluşturulmuştur. Kömür cürufu tozu takviyeli kompozitler başarı ile üretilmiştir. Sertlik ölçümlerinde kömür cürufu tozunun da kompozitin sertliğini arttırmada neredeyse SiC ve Al2O3 kadar etkili olabildiği belirlenmiştir. Kömür cürufu tozu takviyesi de diğer takviye elemanları gibi kompozitlerin aşınma dayanımını artırmıştır.
Keywords
Kompozit, Karıştırmalı Döküm, Aşınma, Al6061, Kömür Curufu Tozu
References
- Annual Book of ASTM Standards, 1992, Standard Specification for Fly Ash and Raw or Calcined Natural Pozzolan for Use as a Mineral Admixture in Portland Cement Concrete, vol. 04.02, ASTM, Philadelphia, PA, USA, C 618-92a, 306-308.
- Argiz, C., Sanjuán, M. Á., & Menéndez, E. (2017). Coal Bottom Ash for Portland Cement Production. Advances in Materials Science and Engineering, 2017, Article ID 6068286, 7 pages. .https://doi.org/10.1155/2017/6068286.
- Aydın, E. (2016). Novel Coal Bottom Ash Waste Composites for Sustainable Construction. Construction and Building Materials, 124, 582-588.
- Bayca, S.U., Batar, T., Sayin, E., Solak, O., & Kahraman, B. (2008). The Influence of Coal Bottom Ash and Tincal (Boron Mineral) Additions on the Physical and Microstructures of Ceramic Bodies. J. Ceram. Proc. Res., 9(2), 118-122.
- Benavidez, E., Grasselli, C., & Quaranta, N. (2003). Densification of Ashes from a Thermal Powerplant. Ceram. Int, 29, 61-68. https://doi.org/10.1016/S0272-8842(02)00090-1. Coal Combustion Byproducts, Univ. Kentucky URL http://www.uky.edu/KGS/coal/coal-for-combustionbyproducts.php., (Erişim: 25.10.2020).
- Gao, J.N., Shi, N., Guo, X.B., Li, Y.F., Bi, X.J., Qi, Y.F., Guan, J., & Jiang, B. (2021). Electrochemically Selective Ammonia Extraction From Nitrate by Coupling Electron- and Phase-Transfer Reactions at a Three-Phase Interface. Environ. Sci. Technol. 55(15), 10684-10694. https://doi.org/10.1021/acs.est.0c08552.
- Gündoğan, K., & Özsarı, A.R.B. (2019). Basınçlı İnfiltrasyon Yöntemiyle Üretilen AA2024 ve AA6061 Matrisli, B4C ve SiC Takviyeli Kompozit Malzemelerin Mikroyapı, Mekanik ve Isıl İletkenlik Özelliklerine Basıncın Etkisi. Uluslararası Mühendislik Araştırma ve Geliştirme Dergisi, 11(2), 657-669.
- Hahn, H. T., & Tsai, S. W. (1980). Introduction to Composite Materials. Basel, Technomic Publishing Co.
- Hashim, J., Looney, L., & Hashmi, M.S.J. (1999). Metal Matrix Composites Production by Stir Casting Method. Journal of Material Processing Technology, 92-93, 1-7.
- Hooton, R.D., & Bickley, J.A. (2014). Design for Durability: the Key to Improving Concrete Sustainability. Construct Build Mater, 67, 422–430. https://doi.org/10.1016/ j.conbuildmat.2013.12.016. https://asm.matweb.com (03.04.2023)