Fonksiyonel aşamalı B4C-TiB2-Al seramik-metal kompozit malzemelerin üretimi ve karakterizasyonu

Abstract

Bu tez çalışmasında, B4C-TiB2-Al fonksiyonel aşamalı seramik metal kompozit malzemelerin üretimi ve karakterizasyonu üzerine çalışılmıştır. Çalışmanın başlangıç aşamasında, ağırlıkça %0-%30 arasında seçilmiş TiB2 katkılarıyla hazırlanan B4C-TiB2 kompozisyonları SPS (spark plazma sinterlemesi) yöntemi kullanılarak kısmi sinterlenmiştir. 1700oC sıcaklıkta 5 dakika süreyle kısmi sinterlenen gözenekli B4C-TiB2 ön yapılarının yoğunlukları Arşimed prensibiyle belirlenmiştir. Yoğunluk ölçümleri ve TiB2 katkıları göz önünde bulundurularak fonksiyonel aşamalı malzeme (FAM) tasarımı yapılmıştır. Tasarlanan FAM lar SPS yöntemiyle aynı şartlarda kısmi sinterlenmiş ve gözenekli FAM ön yapılarına 1200oC sıcaklıkta 10 dakika süreyle Al-12Si alaşımı basınçsız sızdırma yöntemi kullanılarak sızdırılmıştır. Elde edilen fonksiyonel aşamalı kompozit malzemelerin SEM-EDX, XRD yöntemiyle içyapı incelemeleri ve faz analizleri yapılmış, aynı zamanda sertlikleri ve yoğunlukları ölçülmüştür. Yapılan çalışmalar sonucunda; TiB2 katkısının B4C'nin sinterlenmesine ve B4C-TiB2-Al kompozit malzemesinin sertliğine olumlu yönde etki yaptığı gözlemlenmiştir. Üretilen kompozit malzemelerin gözenekliliğin %1 in altında olduğu belirlenmiştir. Yapılan FAM tasarımlarında hedeflendiği gibi ön ve arka yüzey arasında aşamalı olarak sertlik geçişleri sağlanmıştır.