Al2O3TANECİK BOYUTUNUN VE KATKI ORANININ ALÜMİNYUM MATRİSLİ KOMPOZİTLERİN MEKANİK ÖZELLİKLERİ VE MİKRO YAPISI ÜZERİNE OLAN ETKİLERİ

THE EFFECT OF PARTICLE SIZE AND REINFORCEMENT RATIO OF Al2O3 ON MECHANICAL PROPERTIES AND MICROSTRUCTURE OF ALUMINUM MATRIX COMPOSITES

Özet

Bu çalışmada, ağırlıkça farklı katkı oranlarında (%0-30) alümina (Al2O3) takviyeli alüminyum (Al) matrisli kompozitler toz metalürjisi yöntemiyle üretilmiştir. Üretilen kompozitlerin deneysel yoğunluğu Arşimet yoğunluk ölçüm cihazıyla, sertliği mikro Vickers sertlik ölçme cihazıyla, basma dayanımı üniversal test makinasıyla, mikro yapı analizi taramalı elektron mikroskobuyla ve faz analizi X-ışını kırınımı cihazıyla gerçekleştirilmiştir. Kompozit malzeme üretiminde, takviye elemanı olarak nano alümina (n-Al2O3) veya mikron boyutlu alümina (m-Al2O3) tozları kullanılmıştır. Alümina tanecik boyutunun ve alümina katkı oranının Al-Al2O3 kompozitlerin deneysel yoğunluğuna, Vickers sertliğine, basma dayanımına ve mikro yapısı üzerine olan etkileri incelenmiştir. Sonuç olarak, Al-(m-Al2O3) kompozitlerin mekanik özelliklerinin Al-(n-Al2O3) kompozitlerin mekanik özelliklerinden daha iyi olduğu ve mikro yapılarının daha yoğun olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca, saf alüminyuma oranla Al-%30(m-Al2O3) kompozitin Vickers sertliğinin ve basma dayanımının sırasıyla; %101.2 ve %71.7 oranında arttığı belirlenmiştir.

Abstract

In this study, alumina (Al2O3) reinforced aluminum (Al) matrix composites with different reinforcement ratios (0-30%) were fabricated by the powder metallurgy method. The density, hardness, compressive strength measurements, microstructural, and phase analysis of the fabricated composites were performed by Archimedes’ density meter, Vickers hardness measurement device, universal test machine, scanning electron microscope, and X-ray diffraction device, respectively. Nano-alumina (nAl2O3) or micron-sized alumina (m-Al2O3) powders were used as a reinforcement element to fabricate the composite materials. The effect of particle size and reinforcement ratio of alumina on the experimental density, Vickers hardness, compressive strength, and microstructure of Al-Al2O3 composites was investigated. As a result, it was determined that the experimental density and the mechanical properties (Vickers hardness, compressive strength) of Al-(m-Al2O3) composites were better than those of Al-(n-Al2O3) composites. Also, it was detected that Vickers hardness and compressive strength of Al-30%(m-Al2O3) composite increased compared to pure aluminum with a rate of 101.2% and 71.7%, respectively.