AA6XXX matrisli Mikro-TiB2 ve Nano-SiC hibrit parçacık takviyeli kompozit malzemelerin üretimi ve mekanik özelliklerinin incelenmesi

Bu yüksek lisans tezinde, AA6061 alüminyum alaşımı matrisli, mikro boyutlu TiB₂ ve nano boyutlu SiC parçacıkları ile hibrit olarak takviye edilmiş kompozit malzemelerin üretilmesi ve mekanik özelliklerinin kapsamlı biçimde incelenmesi amaçlanmıştır. Çalışma iki aşamalı bir yöntemsel kurguyla yürütülmüştür. Birinci aşamada, farklı oranlarda (%0, 2.5, 5, 10 ve 15) TiB₂ içeren AA6061/TiB₂ kompozitleri toz metalürjisi ve sıcak ekstrüzyon yöntemiyle üretilmiştir. Üç boyutlu mekanik karıştırıcıda homojenleştirilen toz karışımları, oda sıcaklığında 200 MPa basınç altında soğuk preslenmiş ve ardından 1:3 ekstrüzyon oranında sıcak ekstrüzyon uygulanarak kompozit çubuklar elde edilmiştir. Numuneler mikroyapı incelemeleri, yoğunluk ölçümleri, sertlik testleri, üç nokta eğme testleri ve kuru kayma koşullarında aşınma testlerine tabi tutulmuştur. Bu aşama sonunda, hem ekstrüzyon kabiliyeti yüksek hem de mekanik performansı en iyi olan AA6061/TiB₂ kompozit formülasyonu belirlenmiştir. İkinci aşamada, birinci bölümde optimum performans sergileyen AA6061/TiB₂ matris kompozitine ağırlıkça %0.25, %0.5, %1 ve %2 oranlarında yaklaşık 40 nm boyutunda SiC nano parçacıkları ilave edilerek hibrit kompozitler üretilmiştir. Nano-SiC'nin homojen dağılımını sağlamak amacıyla toz karışımları etanol ortamında ultrasonik ve manyetik karıştırma işlemlerine tabi tutulmuş, ardından süzülerek kurutulmuş ve üç boyutlu mekanik karıştırıcıda yeniden homojenleştirilmiştir. Daha sonra 200 MPa basınç altında preslenen kompaktlar 550 °C'de ekstrüde edilmiştir. %4 nano-SiC içeren numunenin üretiminde ciddi aglomerasyon ve kompaktlama problemleri yaşandığından bu numunenin karakterizasyonu yapılamamıştır. Üretilen hibrit kompozitler üzerinde gerçekleştirilen mekanik ve mikroyapısal testler, nano-SiC ilavesinin TiB₂ takviyesiyle birlikte sinerjik bir etki oluşturarak kompozit performansını belirli oranlarda geliştirdiğini göstermiştir.