Yüksek iletken bakır alaşımlarının üretilmesi ve elektrik kontak performanslarının incelenmesi

Bakır elektrik iletkenliği açısından gümüşten sonraki en iyi iletkendir. Ancak bakır iletkenlik ve mukavemet gibi özelliklerini yüksek sıcaklıklarda koruyamaz. Soğuk şekillendirilerek dayanımı arttırılsa bile yüksek sıcaklıklarda hemen yumuşar. Bu problem bakırı alaşım veya kompozit yaparak çözülmeye çalışılmaktadır. Bu amaçla elektrik kontakları için geliştirilmiş birçok bakır ve alaşımları yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu çalışma kapsamında bakır, nikel ve SiC (Silisyum karbür) tozları ve partikülleri farklı oranlarda karıştırılmış ve elde edilen karışımlar 850 MPa basınç altında sıkıştırılarak şekillendirilmiş ve son olarak 950 C'de 2 saat boyunca grafite gömülü halde sinterlenmiştir. Sinterleme işleminden sonra numuneler üzerinde metalografik inceleme, elektrik iletkenliği, sertlik ve yoğunluk gibi ölçümler yapılmıştır. Çalışmanın ikinci aşamasında ise bazı TM kontak numunelerine sinterleme sıcaklığında ayrıca sıcak presleme (SP) uygulanmış ve numunelerin elektriksel iletkenlik, yoğunluk ve sertlik değişimleri tekrar incelenmiştir. Sıcak presleme öncesi ve sonrası elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır. Yapılan yoğunluk ölçümlerinde bakıra nikel ve silisyum karbür ilavesi yapıldıkça üretilen kontak numunelerin yoğunluğunun azaldığı gözlemlenmiştir. Sertlik ölçümleri Rockwell (HRA) cihazı ile gerçekleştirilmiştir. Bakıra ve bakır-nikel alaşımına silisyum karbür ilave edildiğinde sertliğin önemli ölçüde arttığı görülmüştür. Ayrıca üretilen bakır ve bakır nikel alaşımlarından üretilmiş olan TM numunelerinde SiC partikül oranları arttıkça elektrik iletkenliğinde önemli azalma meydana gelmiştir. Sinterleme sıcaklığında sıcak preslenmiş TM numunelerin yoğunlukları, sertlikleri ve iletkenlik değerlerinde bir miktar daha artış olduğu gözlemlenmiştir. Bu çalışma kapsamında üretilen TM kontak kompozit numuneleri içerisinde en büyük sertlik değeri (HRA93) sıcak preslenmiş (SP) Cu+%4Ni+%5SiC kompozitinde, en yüksek iletkenlik değerini (%76 IACS) ise sıcak preslenmiş (SP) Cu+%1SiC kompozitinde ölçülmüştür. Ancak hem makul bir elektrik iletkenliğine (%70) hem de iyi bir sertlik ölçüm değerine (HRA72,3) sahip olan sıcak preslenmiş Cu+2Ni+2,5SiC kompozitinin daha uygun bir kontak malzemesi olarak kabul edilebilir.