Yıl 2019, Cilt 11 , Sayı 2, Sayfalar 657 - 669 2019-06-30

Basınçlı İnfiltrasyon Yöntemiyle Üretilen AA2024 ve AA6061 Matrisli, B4C ve SiC Takviyeli Kompozit Malzemelerin Mikroyapı, Mekanik ve Isıl İletkenlik Özelliklerine Basıncın Etkisi
Effect Of Pressure On The Microstructure, Mechanical and Thermal Conductivity Properties Of Composite Materials with Matrix of AA2024 or AA6061 and Reinforced B4C or SiC Produced by Pressurized Infiltration Method

Kadir Gündoğan [1] , Alperen Refik Bilal Özsarı [2]


Bu çalışmada, AA2024 veya AA6061 matrisli, B4C veya SiC partikül takviyeli olarak üretilen kompozit malzemelerin mikroyapı, mekanik ve ısıl iletkenlik özelliklerine, matris bileşimi ile basınç değerinin etkisi incelenmiştir. 48 μm ortalama tane boyutuna sahip B4C tozları veya 37 μm ortalama tane boyutuna sahip SiC tozları kullanılarak çelik borular içerisine 50x8 mm ölçülerinde preformlar oluşturulmuştur. Basınçlı infiltrasyon tekniği kullanılarak 800 oC’de 7 veya 8 bar basınçlarda alüminyum matrisler preformlara infiltre edilmiştir. Elde edilen kompozitlerin mikroyapı analizleri EDS donanımlı taramalı elektron mikroskobu (SEM) kullanılarak incelenmiştir. Üretilen numunelerin SEM görüntülerinde homojen bir mikro yapı dağılımı gözlemlenmiştir. Numunelerin porozite analizi alkol içerisinde daldırmalı askı aparatlı hassas terazi cihazı kullanılarak yapılmıştır. Basınç miktarı arttıkça, porozite hacim oranlarında büyük ölçüde azama meydana gelmiştir. Matris elemanlarına ayrı ayrı olarak infiltre edilen takviye elemanlarının matris elemanında oluşturdukları yapısal farklılıklar, X-Işını difraksiyonu (XRD) ile incelenmiştir.Üretilen kompozit malzemelerin basınç miktarının artması ile sertlik dayanımlarında ve basma mukavemetlerinde artış meydana geldiği gözlemlenmiştir. Mekanik özellikler açısından kıyaslamada takviye elemanları açısından kıyaslama yapıldığındanda SiC takviyeli kompozit malzemelere göre B4C takviyeli kompozit malzemelerin daha iyi mekanik özelliklere sahip olduğu sonucuna ulaşılmıştır.

In this study, the effect of matrix composition and pressure value on the microstructure and mechanical properties of composite materials produced by AA2024 and AA6061 matrix and 50% B4C and SiC particle supplementation were investigated. Performs were formed by using SiC powders with B4C powders having an average grain size of 48 μm and a particle size of 37 μm. The prepared preforms were infiltrated with aluminum matrices at 7 and 8 bar pressures using the pressure infiltration technique at 800 oC. The microstructure analysis of the composite materials was carried out using EDS-equipped scanning electron microscope (SEM). A homogeneous microstructure was observed at the SEM analysis of the obtained samples. The porosity analysis was done by using the apparatus with the suspension apparatus in the integrated alcohol. A decrease in the porosity volume ratio was obtained with increasing pressure. It has been observed that the increase in the pressure amount of the composite materials produced increases the hardness strengths and compressive strengths. In addition, it is observed that B4C reinforced composite materials have better mechanical properties than SiC reinforced composite materials when the reinforcement elements are compared.
  • 1. Ateş S., Uzun, I., Çalın R. and Çıtak R., (2012). Effect of Infiltration Pressure on Thermal Conductivity of Al 2014 Matrix Composite Powered by Silicon Carbide, Asian Journal of Chemistry, 24(1), 76-80.
  • 2. Çevik, E., Sun Y., Ahlatçı H. and Türen Y. (2016). Influence of Mg addition on B4C reinforced Al and Al12Si matrix composites production by pressure infiltration technique Metal Science and Heat Treatment, 58, 357–361.
  • 3. Çevik E. and Sun Y., (2015). Mechanical and Tribological Behaviour of B4C Reinforced AlSi12-XMg Matrix Composites, Journal of The Balkan Tribological Association, 21(4), 725-735.
  • 4. Sevim I., Sahin S., Çuğ H., Çevik E., Hayat F. and Karali M., (2014). Effect of Aging Treatment on Surface Roughness, Mechanical Properties, and Fracture Behavior of 6XXX and 7XXX Aluminum Alloys, Strength of Materials, 46(2), 190-197.
  • 5. Ahlatci, H., Koçer, T., Candan, E. and Çimenoğlu, H., (2006). Wear behaviour of Al/(Al2O3p+SiCp) hybrid composites, Tribology International, 39(3), 213-220.
  • 6. Stefanescu D. M., Dhimdaw D. K. and Ahuja S., (1992). Authors’ reply, Metallurgical and Materials Transactions A, 23(8), 2328-2330.. 7. Gedeon, S. A., and Tangerini, I., (1991). A new method for bonding metal matrix composite inserts during casting, Materials Science and Engineering A, 144(1-2), 237-240.
  • 7. Gedeon, S. A., and Tangerini, I., (1991). A new method for bonding metal matrix composite inserts during casting, Materials Science and Engineering A, 144(1-2), 237-240.
  • 8. Şahin, Y., (2003). Preparation and some properties of SiC particle reinforced aluminium alloy composites, Materials and Design, 24(8), 671-679.
  • 9. Buhrmaster C. L., Clark D. E. and Smart H. B. (1988). Spray Casting Aluminum and Al/SiC Composite, Journal of Metals, 40(11), 44-45.
  • 10. Aguliar-Martinez J. A., Pech-Canul M. I., Rodriguez-Reyes M. and De Lapena J. L., (2003). Effect of processing parameters on the degree of infiltration of SiCp preforms by Al–Si–Mg alloys, Materials Letters, 57(26-27), 4332-4335.
  • 11. Hamzawy, E. M., El-Kheshen, A. A., Zawrah, M. F., (2005). Densification and properties of glass/cordierite composites, Ceramics International, 31(3), 383-389.
  • 12. Benal, M.M. and Shivanand, H.K., (2007). Effects of reinforcements content and ageing durations on wear characteristics of Al (6061) based hybrid composites, Wear, 262(5-6), 759-763.
  • 13. Zweben C., (1998). Advances in composite materials for thermal management in electronic packaging. JOM (The Journal of The Minerals, Metals & Materials Society), 50(6), 47–51.
  • 14. Liu, Y. R., Liu J. J., Zhu B. L., Luo Z. B. and Miao H.Z., (1997). The computer simulation of the temperature distribution on the surface of ceramic cutting tools, Wear, 210(1-2), 39-44.
  • 15. Ateş, S. & Kızılok E., (2011). Basınçlı infiltrasyon ile üretilen SiC/Al2014 kompozitlerin özelliklerine infiltrasyon sıcaklığının etkisinin tek yönlü varyans analizi ile incelenmesi, International Journal of Research and Development, 3(1), 50-54.
  • 16. Ahlatçı, H., Candan, E. and Çimenoğlu, H., (2002). Effect of particle size on the mechanical properties of 60 vol. % SiCp reinforced Al matrix composites, Zeitschrift für Metallkunde, 93(4), 330-333.
  • 17. Mazaheri Y., Meratian M., Emadi R. and Najarian A.R., (2013). Comparison of microstructural and mechanical properties of Al–TiC, Al–B4C and Al–TiC–B4C composites prepared by casting techniques, Materials Science & Engineering, A, 560, 278-287.
Birincil Dil tr
Konular Mühendislik, Ortak Disiplinler
Bölüm Makaleler
Yazarlar

Orcid: 0000-0001-6742-3110
Yazar: Kadir Gündoğan (Sorumlu Yazar)
Kurum: UŞAK ÜNİVERSİTESİ
Ülke: Turkey


Orcid: 0000-0002-1617-9944
Yazar: Alperen Refik Bilal Özsarı
Kurum: UŞAK ÜNİVERSİTESİ, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ
Ülke: Turkey


Tarihler

Yayımlanma Tarihi : 30 Haziran 2019

Bibtex @araştırma makalesi { umagd540610, journal = {International Journal of Engineering Research and Development}, issn = {}, eissn = {1308-5514}, address = {Kırıkkale Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dekanlığı Kampüs 71450 Yahşihan/KIRIKKALE}, publisher = {Kırıkkale Üniversitesi}, year = {2019}, volume = {11}, pages = {657 - 669}, doi = {10.29137/umagd.540610}, title = {Basınçlı İnfiltrasyon Yöntemiyle Üretilen AA2024 ve AA6061 Matrisli, B4C ve SiC Takviyeli Kompozit Malzemelerin Mikroyapı, Mekanik ve Isıl İletkenlik Özelliklerine Basıncın Etkisi}, key = {cite}, author = {Gündoğan, Kadir and Özsarı, Alperen Refik Bilal} }
APA Gündoğan, K , Özsarı, A . (2019). Basınçlı İnfiltrasyon Yöntemiyle Üretilen AA2024 ve AA6061 Matrisli, B4C ve SiC Takviyeli Kompozit Malzemelerin Mikroyapı, Mekanik ve Isıl İletkenlik Özelliklerine Basıncın Etkisi. International Journal of Engineering Research and Development , 11 (2) , 657-669 . DOI: 10.29137/umagd.540610
MLA Gündoğan, K , Özsarı, A . "Basınçlı İnfiltrasyon Yöntemiyle Üretilen AA2024 ve AA6061 Matrisli, B4C ve SiC Takviyeli Kompozit Malzemelerin Mikroyapı, Mekanik ve Isıl İletkenlik Özelliklerine Basıncın Etkisi". International Journal of Engineering Research and Development 11 (2019 ): 657-669 <https://dergipark.org.tr/tr/pub/umagd/issue/43865/540610>
Chicago Gündoğan, K , Özsarı, A . "Basınçlı İnfiltrasyon Yöntemiyle Üretilen AA2024 ve AA6061 Matrisli, B4C ve SiC Takviyeli Kompozit Malzemelerin Mikroyapı, Mekanik ve Isıl İletkenlik Özelliklerine Basıncın Etkisi". International Journal of Engineering Research and Development 11 (2019 ): 657-669
RIS TY - JOUR T1 - Basınçlı İnfiltrasyon Yöntemiyle Üretilen AA2024 ve AA6061 Matrisli, B4C ve SiC Takviyeli Kompozit Malzemelerin Mikroyapı, Mekanik ve Isıl İletkenlik Özelliklerine Basıncın Etkisi AU - Kadir Gündoğan , Alperen Refik Bilal Özsarı Y1 - 2019 PY - 2019 N1 - doi: 10.29137/umagd.540610 DO - 10.29137/umagd.540610 T2 - International Journal of Engineering Research and Development JF - Journal JO - JOR SP - 657 EP - 669 VL - 11 IS - 2 SN - -1308-5514 M3 - doi: 10.29137/umagd.540610 UR - https://doi.org/10.29137/umagd.540610 Y2 - 2019 ER -
EndNote %0 Uluslararası Mühendislik Araştırma ve Geliştirme Dergisi Basınçlı İnfiltrasyon Yöntemiyle Üretilen AA2024 ve AA6061 Matrisli, B4C ve SiC Takviyeli Kompozit Malzemelerin Mikroyapı, Mekanik ve Isıl İletkenlik Özelliklerine Basıncın Etkisi %A Kadir Gündoğan , Alperen Refik Bilal Özsarı %T Basınçlı İnfiltrasyon Yöntemiyle Üretilen AA2024 ve AA6061 Matrisli, B4C ve SiC Takviyeli Kompozit Malzemelerin Mikroyapı, Mekanik ve Isıl İletkenlik Özelliklerine Basıncın Etkisi %D 2019 %J International Journal of Engineering Research and Development %P -1308-5514 %V 11 %N 2 %R doi: 10.29137/umagd.540610 %U 10.29137/umagd.540610
ISNAD Gündoğan, Kadir , Özsarı, Alperen Refik Bilal . "Basınçlı İnfiltrasyon Yöntemiyle Üretilen AA2024 ve AA6061 Matrisli, B4C ve SiC Takviyeli Kompozit Malzemelerin Mikroyapı, Mekanik ve Isıl İletkenlik Özelliklerine Basıncın Etkisi". International Journal of Engineering Research and Development 11 / 2 (Haziran 2019): 657-669 . https://doi.org/10.29137/umagd.540610
AMA Gündoğan K , Özsarı A . Basınçlı İnfiltrasyon Yöntemiyle Üretilen AA2024 ve AA6061 Matrisli, B4C ve SiC Takviyeli Kompozit Malzemelerin Mikroyapı, Mekanik ve Isıl İletkenlik Özelliklerine Basıncın Etkisi. IJERAD. 2019; 11(2): 657-669.
Vancouver Gündoğan K , Özsarı A . Basınçlı İnfiltrasyon Yöntemiyle Üretilen AA2024 ve AA6061 Matrisli, B4C ve SiC Takviyeli Kompozit Malzemelerin Mikroyapı, Mekanik ve Isıl İletkenlik Özelliklerine Basıncın Etkisi. International Journal of Engineering Research and Development. 2019; 11(2): 669-657.