SiC ve Al2O3 takviyeli Al-Mg kompozitin toz metalurjisi yöntemi ile üretiminin araştırılması

Metal matrisli kompozit (MMK) malzemeler, düşük maliyet, düşük genleşme katsayısı, mükemmel boyutsal kararlılık, yüksek korozyon direnci, yüksek mukavemet ve yüksek sertlik gibi fiziksel ve mekanik özelliklerinden dolayı havacılık, denizcilik, otomotiv ve askeri endüstrilerde yaygın bir kullanım alanına sahiptirler. Yaygın olarak kullanılankompozit malzemelerden biri de alüminyum matrisli kompozit (AMK)'lerdir. MMK malzemelerin üretiminde yaygın olarak kullanılan teknikler toz metalurjisi, eriyik emdirme, basınçlı döküm, karıştırma döküm, bilyeli öğütme, mekanik alaşımlama ve yarı-katı karıştırmadır. Bu yöntemlerdentoz metalurjisi yöntemi, sürecin basitliği, düşük maliyeti ve yüksek mekanik özellikler elde edilmesi nedeni ile daha çok tercih edilmektedir. Al2O3,TiC, MgO ve SiC gibi takviye malzemeleri kullanılarak MMK'lerin üretimi ile ilgili çeşitli araştırmalar yapılmış ve yapılmaya devam edilmektedir. Genelde yapılan çalışmalarda farklı boyutta ve oranlarda partiküller kullanarak üretilen alüminyum esaslı kompozitlerin fiziksel ve mekanik davranışları incelenmiştir. Bu çalışmada,toz metalurjisi yöntemi ile mikro boyutta SiC ve Al2O3partiküller farklı hacim oranlarında Al-Mg matrisine eklenerek kompozit malzeme üretildi. Takviye olarak, 1 µm boyutlarındaki SiC ve Al2O3partiküllerfarklı hacim oranlarında Al-Mg matrisine eklendi. Homojen dağılım oluşturmak için Al, Mg, SiC ve Al2O3tozlar 16 dev/dak hızında1 gün boyunca karıştırılmıştır.Karıştırılan tozlar 300 ve 600 MPa basınç altında preslendi.Farklı basınçlardaki üretilen kompozit malzemeler 300-400-500 0C sıcaklıklarda ve 30-60-90 dak sinterleme işlemine tabi tutularak fırın içerisinde soğumaya bırakıldı.Al-Mg/SiC ve Al-Mg/Al2O3kompozit malzemelerin yoğunluk, porozite, mikroyapı ve sertlikgibi özellikleri araştırılarak ve karakterize edildi. Belirlenen numunelerin mikroyapı incelemeleri optik mikroskop, taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve elektron dağılım spektroskobu (EDX) ile gerçekleştirildi.Üretilen numunelerin Vickers sertlik deneyleri 0,5kg ağırlığında ve 10 sn. batma süresinde yapıldı. Tüm deney şartları için en yüksek porozite oranı 300 MPa presleme basıncı, 400oC sinterleme sıcaklığı, 90 dakika sinterleme süresinde üretilen %15 SiC takviyeli Al-Mg kompozitinde 17,01795 olarak ölçüldü. En düşük porozite oranı ise 600 MPa presleme basıncı, 400oC sinterleme sıcaklığı, 60 dakika sinterleme süresinde üretilen %30 SiC takviyeli Al-Mg kompozitinde 5,526781 olarak ölçüldü. Mikroyapı incelemelerinde, genel olarak homojen bir mikroyapı gözlemlendi. Her iki takviye çeşidinde de kompozitlerin mikrosertliği takviye parçacıklarının içeriği arttıkça arttı. Yüksek takviye içeriği kompozitin yoğunluğunun artmasına sebep oldu.