MAB fazlarının spark plazma sınterleme ile yerınde sentezi ve 2B MBenes fazlarına kimyasal eksfoliasyonu

Bu tezde, MAB fazlarının SPS yöntemi ile sentezlenmesi ve sentezlenen tabakalı MAB fazlarının kimyasal olarak dağlanması ile iki boyutlu MBenes fazlarının elde edilmesi raporlanmıştır. İlk olarak 2B MoB ve CrB için öncül faz olan sırasıyla MoAlB ve Cr2AlB2 sentezlenmiştir. MoAlB çeşitli konsantrasyonlarda NaOH veya LiF+HCl solüsyonu ile eksfoliye edilmiştir. Cr2AlB2 ise çeşitli molaritelerde HCl ve NaOH ile tabakalarına ayrıştırılmıştır. Elde edilen 2B MBene fazlarının kompozisyon ve mikroyapıları XRD, SEM, ve EDS ile incelenmiştir. Saf ve yüksek yoğunlukta MoAlB'nin üretim parametreleri (1300℃, 30 MPa, 10 dak) belirlenmiştir. Dahası, MoAlB'nin sertlik, kırılma tokluğu ve oksidasyon direnci Si katkılı MoAlB katı çözeltisi ve SiC takviyeli MoAlB kompoziti üretilerek iyileştirilmiştir. En yüksek sertlik ve kırılma tokluğu sırasıyla 12.39 GPa ve 7.38 MPa.m1/2 ile MoAlB-SiC kompozitinde elde edilmiştir. SiC takviyesi ile MoAlB'de tane büyümesi engellenmiştir. Ek olarak, SiC partikülleri çatlak ilerleyişi sırasında çatlak yön değiştirme mekanizması ile çatlağın enerjisini sönümlemiştir. Ayrıca, literatürde ilk kez elektriksel ve termal iletkenlikleri de incelenmiştir. Daha sonra M elementinin ikamesi ile oluşturulan MoWAlB, MoCrAlB, ve MoWCrAlB katı çözeltileri ile MoAlB'nin sertlik, kırılma tokluğu ve oksidsayon direncinin yükseldiği tayin edilmiştir. Katı çözelti ile tane büyümesinin engellenmesiyle mekanik özelliklerin iyileştiği görülmüştür.Bbu davranışlar yapı-özellik ilişkisi kurularak açıklanmıştır. Cr2AlB2 ve Cr3AlB4 fazları literatürde ilk kez bu çalışmada SPS ile sentezlenmişlerdir. Cr2AlB2 oluşumu sırasında etki eden başlangıç tozları, fazlaca Al miktarı, sıcaklık, basınç, ve bekleme süresi gibi değişkenler optimize edilerek en ideal parametreler belirlenmiştir. Cr3AlB4 için de farklı sıcaklıklarda sentez yapılarak uygun sıcaklık aralıkları belirlenmiştir.