Bilyalı Değirmen ile Üretilen Metal Matrisli Seramik Takviyeli Kompozitlerin Nihai Özellikleri Üzerinde PCA Etkisinin Deneysel İncelenmesi


Dağaşan Bulucu E. (Yürütücü)

Yükseköğretim Kurumları Destekli Proje, 2023 - 2024

  • Proje Türü: Yükseköğretim Kurumları Destekli Proje
  • Başlama Tarihi: Nisan 2023
  • Bitiş Tarihi: Nisan 2024

Proje Özeti

Bu projede mekanik alaşımlandırma (MA) yönteminin etkin parametrelerinden biri olan proses kontrol ajanlarının (Proses Kontrol Ajanı-PCA) bilyalı değirmenle üretilmiş kompozitlerin nihai özelliklerine olan etkisinin araştırılması amaçlanmaktadır.

MA prosesi bilyalı değirmenlere yüklenen tozların, tane boyutlarının merkezkaç kuvvetlerinden faydalanılarak-bilya-hazne-bilya çarpışmalarının etkisiyle- küçültülmesi esasına dayanır [1]. Ancak hareket esnasında darbe kuvvetleri nedeniyle açığa çıkan ısı enerjisi özellikle sünek malzemelerin birbirlerine tutunmalarına ve soğuk kaynaklanma mekanizması nedeniyle tane boyutundaki azalmanın stabilize olmasına yol açar. Bu yapışma ve topaklanma eğilimine engel olmak için toz karışımına toplam toz ağırlığının %1-%2’ si oranında PCA eklenir. Genellikle yüzey aktif maddeler olarak bilinen proses kontrol ajanları öğütme esnasında bilya ve hazne yüzeyine tutunarak tozların birbirlerine, hazne ve bilya yüzeylerine yapışmasına engel olmaktadır. Bu çalışma ile kullanılan PCA özelliğinin (Katı/Sıvı) ve oranının son tane boyutuna ve bileşimine etkisi araştırılacaktır. Çalışmada takviye elemanı olarak ağırlıkça farklı oranlarda takviye elemanı içeren metal matrisli toz karışımlarının öğütme sonrası özelliklerine Etanol (C2H5OH) gibi sıvı ve stearik asit (CH3(CH2)16COOH) gibi katı PCAların etkisi deneysel olarak araştırılacaktır. Deneysel çalışmalar esnasında tozun ve kompozitin nihai özellikleri üzerinde önemli etkisi olan öğütücü hazne ve bilya malzemesi, şarj oranı, devir sayısı, öğütme sıcaklığı ve öğütme süresi gibi parametreler sabit tutulacaktır. Öğütme işlemi belirli aralıklarla durdurularak alınan numuneler üzerinde SEM, XRD ve BET yüzey alanı analizleri uygulanarak PCA etkisi gözlenecektir. Ayrıca alınan numuneler üzerinde tane boyutu analizleri, yoğunluk ve gözeneklilik ölçümleri ile mekanik testler gerçekleştirilecektir.

Deneysel çalışmalardan elde edilen sonuçlarla sünek malzemelerin ve kompozitlerin öğütülmesi için optimum PCA türünün ve oranının belirlenmesi, böylece öğütme sırasında ortaya çıkan sıcaklık artışının kontrol altına alınması hedeflenmektedir. Bu tip malzemelerin öğütme süresinin kısaltılması da projeden beklenen diğer bir çıktıdır. Literatürde konu ile araştırmalar olsa da sıvı ve kuru öğütme işlemleri arasındaki fark net olarak tanımlanamamıştır. Ayrıca ıslak öğütme sonrasında PCA’yı tozlardan ayırma işleminin toz bileşimine etkisi de net olarak araştırılmamıştır.