Cowb takviyeli nanokompozitlerin geliştirilmesi

Metalik camların kristalizasyonu yöntemi kullanılarak üretilen kompozitlerin, yüksek sertlik değerine ancak nispeten daha düşük kırılma tokluğu değerine sahip olduğu ortaya koyulmuştur. Literatürde yer alan benzer çalışmalarda öncelikle alaşımın bor (B) miktarının sistematik olarak artırılması üzerine çalışmalar yapılmış, ardından elde edilen alaşım sistemi içerisinden seçilen metalik cam alaşımının kristalizasyonu ile kompozit malzeme üretimi gerçekleştirilmiştir. Ancak bu B miktarındaki artışın Ni-katı çözeltisinin ve CoWB oluşumunu hızlandırdığı görülmüştür. Düşük bor içeriğine sahip, üretimleri gerçekleştirilen alaşımları karakterize etmek amacıyla gerçekleştirilen X-ışınları kırınımı (XRD) analizleri sonucunda %15 B içeriğine sahip dört farklı alaşımında 0.3 mm kesit kalınlığında tamamen amorf yapıda olduğu belirlenmiştir. Buna karşın 0.5 mm kesit kalınlığına sahip %15 B içeren alaşımların hiçbirinin tamamen amorf yapıda olmadığı tespit edilmiştir. 0.3 mm kesit kalınlığına sahip %15 bor içeriğine sahip alaşım sistemi içerisinden tamamen amorf yapıda olduğu belirlenen Ni49Co18W18B15 (CD4) metalik cam alaşımı kompozit üretmek üzere seçilmiştir. 0.3 mm kesit kalınlığına sahip % 13 B içeren alaşımların 3 tanesinin amorf olmadığı, 0,5 mm kesit kalınlığına sahip alaşımların ise tamamının amorf olmadığı görülmüştür. Buradaki alaşım grubunda Ni miktarının en yüksek olması istendiğinden tamamen amorf yapıda olan Ni51Co18W18B13 (CD8) metalik cam alaşımı kompozit üretmek üzere seçilmiştir. Kompozit üretimi, 900 K izotermal sıcaklıkta, 25 ila 200 dakika arasında değişen sürelerde metalik cam alaşımının kristalizasyonu ile gerçekleştirilmiştir. Öncül olarak seçilen Ni49Co18W18B15 ve Ni51Co18W18B13 alaşımlarının mikroyapısı, mekanik özellikleri ile korozyon davranışı tez çalışması kapsamında incelenmiştir. Gerçekleştirilen analizler sonucunda Ni49Co18W18B15 metalik cam alaşımının kristalizasyonu ile üretilen kompozitlerin 125 dakikalık ısıl işlem süresinde en yüksek sertlik değeri olan 1325 HV değerine ulaştığı tespit edilmiştir. Ni51Co18W18B13 metalik cam alaşımının kristalizasyonu ile üretilen kompozitlerin 150 dakikalık ısıl işlem süresinde en yüksek sertlik değeri olan 1294 HV değerine ulaştığı tespit edilmiştir. 200 dakika ısıl işlem süresine tabi tutulan Ni49Co18W18B15 ve Ni51Co18W18B13 kompozitlerine 19.6 N ve 49 N olmak üzere uygulanan farklı yükler sonucunda elde edilen kırılma tokluğu değerleri ise 6.4-10.3 Mpa.m½ şeklindedir. Elde edilen Ni49Co18W18B15 ve Ni51Co18W18B13 kompozitlerinin 1M HCl, 1M H2SO4, % 3.5 NaCI ve 1M NaOH çözeltileri içerisindeki korozyon dayanımları (Ikor) ölçülmüştür. Ölçümler sonucunda alaşım içerisinde bulunan nikel miktarının fazla olması sebebiyle, Ni49Co18W18B15 ve Ni51Co18W18B13 kompozitlerinin literatürede yer alan diğer çalışmalara kıyasla nispeten yüksek korozyon direncine sahip olduğu ortaya koyulmuştur.