H3BO3 ve TiO2 kullanarak TiB2-Al2O3 takviyeli NiAl matrisli kompozitlerin üretimi ve karakterizasyonu

Abstract

Tez projesinin amacı, başlangıç malzemesi olarak H3BO3, TiO2, Ni ve Al tozları kullanılarak yanma sentezi ile TiB2, Al2O3 takviye partikülleri içeren NiAl matrisi kompozitlerin üretimi ve karakterizasyon işlemlerinin gerçekleştirilmesidir. Bu amaç doğrultusunda, hacimce %5-40 aralığında TiB2, Al2O3 takviye partikülleri içeren NiAl matrisli kompozitler üretilmiştir ve farklı oranlarda TiB2, Al2O3 takviyesinin mikroyapı ve mekanik özellikler üzerindeki etkileri incelenmiştir. Numuneler 3 farklı grupta üretilmiştir. Birinci grupta, kendiliğinden ilerleyen yüksek sıcaklık sentezi (KİYSS) ile TiB2, Al2O3 takviyeli NiAl tozları üretilmiştir. İkinci grupta, hacim yanma sentezi (HYS) ile üretilmiş olan %40, 25, 10 TiB2, Al2O3 takviyeli NiAl tozlarına düşük bir oranda (%5-10) Ni ve Al tozları eklenmiştir. Üçüncü grupta ise HYS ile üretilen %100-90 TiB2, Al2O3 takviyeli NiAl tozlarına yüksek bir oranda (%80-90) Ni ve Al tozları eklenmiştir. İkinci ve üçüncü grupta üretilen tozlara 2 saat boyunca öğütme işlemi uygulanmıştır. Bu üç grupta üretilen tozlarla presleme sonrasında sırasıyla 1375 oC, 1375 oC ve 1100 oC'de 1 saat sinterleme işlemi uygulanmıştır. 3. grup parçaların ısıtılması sırasında esasen HYS meydana geldiği öngörülmüştür. Üretilen numuneler için XRD analizleri, mikrosertlik ölçümleri, optik ve taramalı elektron mikroskobu incelemeleri, EDS analizleri ve 3-nokta eğme testleri gerçekleştirilmiştir. Yapılan deneyler sonucunda üçüncü gruptaki numunelerin daha başarılı olduğu söylenebilmektedir. Birinci ve ikinci gruptaki numunelerin mikroyapısı incelendiğinde, genellikle TiB2 partiküllerinin NiAl matrisi içerisinde oluşurken, Al2O3 partiküllerinin NiAl tane sınırlarında ve gözeneklerde bulunduğu görülmüştür. Üçüncü gruptaki %10 TiB2, Al2O3 takviyeli NiAl matrisli kompozitlerde en iyi mikrosertlik değeri 371,3 ± 32,8 HV0,2 olarak ve en iyi eğme dayanımı ise 329,5 MPa olarak bulunmuştur.