Yapısal amaçlı uygulamalar için zirkonya-zirkonyum diborür (ZrO2-ZrB2) kompozitlerinin üretimi ve karakterizasyonu

Ülkemizin 2023 vizyonu arasında yer alan yerli otomobil üretimi konusunda yapılan çalışmalar son zamanlarda hız kazanmıştır. Ancak ülkemizde bu uygulama alanlarında kullanılan seramik esaslı parçalar yurtdışından ithal edilmektedir. Bu tezde, Otomotiv İmalat Sektörü ve Yan Sanayisinin farklı uygulama alanlarında metal levha ile somunların birleştirilmesinde kullanılan ve ithal edilen seramik esaslı merkezleme somun pimlerinin, literatürde ilk kez seramik-kompozit üretim yaklaşımı ile ZrO2-ZrB2 sisteminde geliştirilmesi ve üretilmesi amaçlanmıştır. Bu tez, günümüz otomotiv sektöründe en yaygın kullanılan ithal seramik esaslı merkezleme somun piminin fiziksel, kimyasal, mekanik ve mikroyapısal özelliklerinin karakterizasyon çalışmalarıyla başlamıştır. Buradan elde edilen kazanımlar dâhilinde, kompozit olarak üretilecek merkezleme somun pimlerinde, %3 mol itriya ile stabilize edilmiş tetragonal polikristalin zirkonya (Y-TZP) ve ZrB2 tozları kullanılmıştır. ZrO2-ZrB2 toz karışımına eklenen şekillendirme katkılarının (bağlayıcı, plastikleştirici ve yağlayıcı) etkileri araştırılmıştır. Katkılar ile birlikte oluşturulan ZrO2-ZrB2 toz karışımlarının soğuk izostatik presleme (CIP) için uygun şekillendirme basınçları belirlenmiştir. Burada, CIP ile silindir bloklar şeklinde basılan numunelerin içerdiği bağlayıcıların sistemden uzaklaşma sıcaklıkları ve CNC (bilgisayar sayımlı yönetim) ile işleme esnasında blokların belli bir mukavemet kazanabilmeleri amacıyla ön-sinterleme sıcaklıkları detaylı çalışmayla belirlenmiştir. Şekillendirilen numunelerin teorik yığınsal yoğunluklarına ulaşabilmeleri için uygun sinterleme sıcaklığının belirleme çalışmaları yapılmıştır. Sinterlenen yığınsal siyah renkli merkezleme somun pimlerinin fiziksel, kimyasal, mekanik ve mikroyapısal özellikleri incelenmiştir. Elde edilen sonuçlarda, ZrO2-ZrB2 seramik-kompozit merkezleme somun pimleri hedeflenen özelliklerde başarıyla üretilmiştir. Üretilen pimler gerçek işletme koşullarında bir Otomotiv Sanayi Şirketi'nde kaynaklama testlerine tabi tutulmuştur ve her bir somun piminin 35000'in üzerinde kaynaklama gerçekleştirdiği gözlemlenmiştir.