Za27 matrisli hibrit kompozit malzemelerin farklı ortamlarda aşınma davranışının incelenmesi

Mühendislik uygulamalarında artan talepler, daha dayanıklı ve yüksek performanslı malzemelere olan ihtiyacı artırmıştır. Geleneksel mühendislik malzemelerinin aşınma direnci ve mekanik özellikleri belirli sınırlar içerisinde kalmakta, bu da yeni nesil kompozit malzemelerin geliştirilmesini gerektirmektedir. Bu çalışmada, ZA27 çinko-alüminyum alaşımı matris olarak kullanılarak alaşım, kompozit ve hibrit kompozitler üretilmiş ve farklı ortamlarda aşınma davranışları incelenmiştir. Tez kapsamında, ZA27 alaşımına %20 oranında silisyum karbür (SiC) eklenerek kompozit malzemeler üretilmiş ve farklı oranlarda grafit (Gr) takviyesi ile hibrit kompozitler elde edilmiştir. Takviye malzemelerinin homojen dağılımını sağlamak amacıyla vorteks-sıkıştırma döküm yöntemi tercih edilmiştir. Üretilen numuneler, kuru ve yağlı ortamlarda 3N ve 5N yükler altında aşınma testlerine tabi tutulmuş, sürtünme katsayısı ve aşınma davranışları incelenmiştir. Testler, ball-on-disc yöntemi kullanılarak 1000 metre mesafede, 0,1 m/s hızla ve alümina (Al₂O₃) aşındırıcı bilya kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Aşınma yüzeyleri, taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve enerji dağılım spektroskopisi (EDS) ile analiz edilmiş, ayrıca üretilen malzemelerin sertlik değerleri belirlenmiştir. Aşınma sonrası yüzey pürüzlülükleri profilometre ile ölçülerek aşınma iz genişlikleri ve aşınma yüzeylerinin detaylı görüntüleri elde edilmiş değerlendirilmiştir. Deneysel sonuçlar, SiC takviyesinin malzemenin yük taşıma kapasitesini ve sertliğini artırdığını, grafit ilavesinin ise sürtünme katsayısını düşürdüğünü göstermiştir. Özellikle %10 grafit içeren hibrit kompozit, düşük sürtünme katsayısı ve yüksek aşınma direnci ile en iyi performansı sergilemiştir. Ayrıca, kuru ortamda adeziv ve abraziv aşınma mekanizmalarının, yağlı ortamda ise daha hafif aşınma mekanizmalarının etkili olduğu gözlemlenmiştir. Profilometre incelemeleri, grafit içeriğinin artmasıyla birlikte yüzey pürüzlülüğünün azaldığını göstermiştir. Bu çalışma, ZA27 matrisli hibrit kompozitlerin aşınma direnci gerektiren endüstriyel uygulamalar için uygun bir alternatif olduğunu göstermektedir. Yapılan aşınma testleri, SiC takviyesinin malzemenin sertlik ve yük taşıma kapasitesini artırdığını, grafit ilavesinin ise sürtünme katsayısını düşürerek aşınma direncini iyileştirdiğini ortaya koymuştur. Özellikle %10 grafit içeren hibrit kompozitler hem kuru hem de yağlı ortamda en iyi performansı sergilemiştir. Gelecekte farklı üretim yöntemleri, test koşulları ve çevresel faktörler incelenerek, bu malzemelerin uzun vadeli dayanıklılığı artırılabilir ve mühendislik uygulamalarındaki potansiyeli genişletilebilir.