Atık cam ve karbon fiber tozu katkılı al7075 alaşım matrisli kompozitlerin toz metalurjisi yöntemi ile üretimi ve özelliklerinin incelenmesi

Bu çalışmada, Al7075 alüminyum alaşımı toz formunda temin edilmiş ve atık cam ile karbon fiber tozlarıyla takviye edilerek güçlendirilmiştir. Takviyeler ağırlıkça %4, %8 ve %12 oranlarında eklenmiş ve kompozitler toz metalurjisi (TM) yöntemiyle üretilmiştir. Üretim öncesinde tozlar mekanik karıştırıcıda 1 saat karıştırılmış, ardından 20 mm çapındaki kalıplara yerleştirilerek 300 MPa basınç altında preslenmiş ve 600 °C sıcaklıkta sinterlenmiştir. Bu yöntemle hem tekil (cam veya karbon fiber) hem de hibrit kompozitler elde edilmiştir. Takviye oranlarının malzemenin sertlik ve aşınma davranışı üzerindeki etkileri incelenmiştir. Sertlik testleri hem cam hem de karbon fiber takviyesinin Al7075 alaşımının sertliğini artırdığını, hibrit kompozitlerde ise sertliğin tekil kompozitler arasında değiştiğini göstermiştir. Aşınma testleri, karbon fiber ilavesiyle üretilen kompozitlerde aşınmanın daha az olduğunu ortaya koymuş, ancak düşük takviye oranlarında kısmi plastik deformasyonlar ve yüksek takviye oranlarında ise kısmi partikül kopmaları gözlenmiştir. Bu nedenle hibrit ve karbon fiber takviyeli kompozitlerin aşınma deneyleri yapılmamıştır. Sadece daha iyi ve istikrarlı sonuçlar veren cam fiber takviyeli kompozitlerin aşınma deneyleri gerçekleştirilmiş, X-ışını kırınımı (XRD) analizi yapılmış ve yüzey görüntüleri taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile incelenmiştir. Aşınma testleri, cam fiber takviyesinin kompozitlerin yalnızca sertliğini değil, aynı zamanda aşınma direncini de önemli ölçüde artırdığını göstermiştir. Takviye oranı arttıkça sürtünme katsayısı ve aşınma oranı azalmıştır. Dönme devri hem sürtünme katsayısını hem de aşınma oranını azaltırken, uygulanan yükün artışı sürtünme katsayısını azaltmış, aşınma oranını ise arttırmıştır. XRD analizleri cam elyafın amorf yapısını ortaya koymuş ve takviyenin alaşımın kristal yapısını bozmadığını göstermiştir. SEM görüntüleri ise fiber takviyesinin yüzeydeki derin oyukları ve deformasyon izlerini azalttığını, matris döküntüleri ve oksitlenmiş bölgeler aracılığıyla mekanik aşınma etkisini düşürdüğünü ortaya koymuştur. Anahtar Kelimeler: Al7075, Metal Matrisli Kompozit, Toz Metalurjisi, Cam Fiber, Karbon Fiber, Sertlik, Aşınma.