Yüksek frekanslı indüksiyon ile sinterlemenin hibrid alüminyum matrisli kompozitlerin mekanik ve tribolojik özelliklerine etkisi

Bu çalışmada, Al-Mg-Si-Cu-B4C/SiC-Gr-TiO2-SiO2 içeren hibrid metal matrisli kompozit malzemelerin mikro yapı, mekanik ve tribolojik özellikleri incelenmiştir. Bu amaçla, Al-Mg-Si-Cu-B4C-Gr ve Al-Mg-Si-Cu-SiC-Gr toz karışımlarına ağırlıkça farklı oranlarda TiO2 (0-1-3-5-7) ve SiO2 (0-1-3-5-7) parçacıkları takviye edilmiştir. Sonrasında ortalama toz boyutları 0-61 mikron arasında olan toz karışımı silindirik ve bilye içeren karıştırıcıda 30 dakika süreyle 30 tur/dakika hızla karıştırılmıştır. Karıştırılmış olan hibrid tozlar bir kalıpta tek eksenli olarak 220 MPa basınç altında kompakt hale getirilmiştir. Hibrid kompaktlar yüksek frekanslı (900 kHz) indüksiyon jeneratörü vasıtasıyla üretilen indüksiyon enerjisi ile düşük vakum (250-350 Torr) altında 600˚C sıcaklıkta 300 sn süreyle sinterlenmiştir. Sinterlenmiş hibrid kompozit numunelerin fazları ve mikro yapıları XRD (X Işını Kırınımı), SEM (Taramalı Elektron Mikroskobu) ve optik mikroskop ile araştırılmıştır. Sinterlenmiş numunelerin mekanik ve tribolojik özellikleri ise aşınma testi ve makro sertlik ölçümleri ile incelenmiştir. Mikro yapı görüntüleri alüminyum matris içinde takviye elemanlarının homojen bir şekilde dağıldığını göstermektedir. Aşınma deneyleri 2 N yük altında 500 m yol ve 10 cm/sn aşındırma hızıyla gerçekleşmiştir. Aşındırma deneyleri sonucu SiC içeren numunelerin B4C içeren numunelere göre daha yüksek sürtünme katsayısı değerlerine sahip olduğu görülmüştür. Ayrıca SiC ve ağırlıkça %7 TiO2 içeren numuneler aşınma sonrası minimum hacim kaybı göstermişlerdir. Ağırlıkça farklı oranlarda yapılan seramik parçacıkları takviyesi sonucu numunelerin sertlik değerlerinde belirgin bir artış gözlenmemiştir. Ayrıca SiO2 takviyesinin sertlik değeri üzerinde olumsuz bir etkisinin olduğu tespit edilmiştir. İndüksiyon yöntemiyle üretilen hibrid kompozit malzemelerin mekanik ve tribolojik olarak daha iyi sonuçlar vermesinin yolu seramik takviye elemanlarının ıslanabilirliğini artırmakla yani daha yüksek sinterleme sıcaklıkları ve ağırlıkça daha düşük takviye oranlarıyla çalışarak mümkündür.