Sio2 nanopartikül takviyeli alüminyum matris kompozitlerin üretimi, mekanik ve şekillendirilebilirlik özelliklerinin incelenmesi

Modern mühendislik alanlarında kaydedilen yeni gelişmeler, geleneksel metal ve alaşımlarının yeni hizmet alanlarının ihtiyaçlarını karşılayamadığı için, yeni malzemelere olan talepleri de arttırmaktadır. Metal matrisli kompozitlerin üretiminde en yoğun kullanılan metal alaşımları, düşük yoğunlukları ve kolay üretilebilirlikleri nedeniyle alüminyum alaşımlarıdır. Alüminyum ve alaşımlarının iyi özelliklerinin yanı sıra mekanik özelliklerinin düşük olması gibi bazı önemli dezavantajlarının olması bu malzemelerin kullanımlarını sınırlandırmaktadır. Ticari alüminyum ve alaşımlarının bu olumsuz özelliklerinin giderilmesinde kullanılan en yaygın yöntemlerden birisi de bu malzemelere sert takviye elemanları ilave etmektir. Bu şekilde bu malzemelerin dayanım ve sertlikleri önemli derecede artırılmaktadır. Bu çalışmada alüminyum matrisli nano SiO2 takviyeli kompozit malzeme üretimi yapılmıştır. Nano SiO2 oranı olarak ağırlıkça % 3 ve % 1,5 oranlarında karıştırılarak AA1050 malzeme referansı üzerinden çekme testi ile meydana gelen mekanik davranışlardaki değişimler incelenmiştir. Kompozit malzemenin çekme mukavemet değerlerinde artış % 3 nano SiO2 karışımında rekristalizasyon rekristalizasyon tavsız haddelenmiş değişik kalınlıklarda alınan numunelerin çekme testi deneyi sonucunda en fazla % 13 artış tespit edilmiştir. Malzemenin mukavemet değerlerinde artış % 1,5 nano SiO2 karışımında rekristalizasyon tavsız haddelenmiş değişik kalınlıklarda alınan numunelerin çekme analizi sonucunda en fazla % 14,4 artış tespit edilmiştir. Malzemenin çekme mukavemet değerlerinde artış % 3 nano SiO2 karışımında rekristalizasyon tavsız haddelenmiş daha sonrasında tavlanıp H0 yapılmış değişik kalınlıklarda alınan numunelerin çekme analizi sonucunda en fazla % 10,5 artış görülmüştür. Malzemenin mukavemet değerlerinde artış % 1,5 nano SiO2 karışımında rekristalizasyon tavsız haddelenmiş daha sonrasında tavlanıp H0 yapılmış değişik kalınlıklarda alınan numunelerin çekme analizi sonucunda en fazla % 10,7 artış sağlamıştır. Yapılan çalışmada optimum % 1,5 nano SiO2 miktarının alüminyum malzemenin mukavemet değerlerini önemli ölçüde arttırdığı tespit edilmiştir. Malzemelerin tavlanmasından dolayı H-0 kondüsyonundaki malzemelerin iç gerilmelerinin giderildiği için nano SiO2 ilavesi yapılan malzemelerde kuvvetler sıvamada genel olarak AA1050 malzemeden ortalama 1000 N fazla kuvvet harcanmıştır. Nano SiO2 malzemesinin sertliğinden kaynaklanan bu kuvvet artışı sıvanan malzemelere dayanım ve direnç kazandırdığı görüşüne varılmıştır. Sıvama yapılan numunelerde nano SiO2 ilave edilen malzemelerde sıvama kuvvetinde artış görülmüştür.