ZA27/Grafen/B4C nanokompozitlerin toz metalurjisi yöntemi ile üretilmesi ve özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, üretim yöntemi olarak toz metalürjisi tekniği kullanılarak ZA27/Grafen/B4C nanokompozitleri üretildi. Grafen ve B4C takviyeli malzemeler için ağırlıkça %(0-3) oranlarında ZA27 matris içerisine katılarak ZA27/Grafen ve ZA27/B4C nanokompozitleri üretimi gerçekleştirildi. Ağırlıkça %3 grafen miktarı sabit tutularak, %(0-3) B4C oranlarında ZA27/Grafen/B4C hibrit nanokompozitleri üretildi. Öğütme işlemi 0-4 saat arasında gerçekleştirilerek mekanik alaşımlamanın kompozitlerin özelliklerine etkileri incelenmiştir. Öğütülen tozlar 250 MPa ön presleme işlemine tabi tutulduktan sonra sıcak pres yöntemi ile 435°C ve 500 MPa basınç altında preslenerek nanokompozit ve hibrit nanokompozitler üretildi. Üretilen nanokompozitlerin fiziksel (yoğunluk ve gözenek miktarı), mekanik (sertlik, çekme mukavemeti ve aşınma), kimyasal (korozyon davranışları) ve karakterizasyon (mikroyapı, SEM, EDS ve XRD) özellikleri belirlenmiştir. Nanokompozitlerin aşınma davranışlarını belirlenmek için ball on disk aşınma deney düzeneğinde (1-10)N yüklerinde aşınma deneyleri yapıldı. Nanokompozitlerin elektrokimyasal korozyon deneyleri %3,5 NaCl çözeltisi içerisinde elektrokimyasal korozyon testleri gerçekleştirildi. Yapılan mikroyapı incelemelerinde B4C ve grafen partiküllerinin matris içerisinde homojen dağıldığı görülmüştür. Artan takviye oranlarında (hem grafen hem de B4C takviyeleri için) numunelerin gözenek miktarında artış gözlenirken mekanik özelliklerde(sertlik ve çekme mukavemeti değerleri) düşüş görülmüştür. En yüksek aşınma direnci 4 saatlik mekanik alaşımlama sonrası üretilen %3 grafen takviyeli nanokompozitlerde elde edilmiştir. En düşük korozyon hızı 1 saatlik mekanik alaşımlamayla üretilen %3 grafen takviyeli nanokompozitlerde elde edilmiştir.