Mekanik Alaşımlama Yöntemi ile Üretilen Yüksek Entropili Alaşımların Tasarımı, Üretimi ve Karakterizasyonu

Abstract

Metal matris kompozitler havacılık ve uzay teknoloji malzemesi olarak üretilmesi ve araştırılması çok önemlidir. Özellikle metal olarak yüksek entropili alaşımların kullanılacak olması geleneksel metal matris kompozitlerin yerin almaya aday yeni sınıf kompozit malzemeler olacaktır. Küresel teknolojik etki açısından, bu tür kompozitlerin araştırma ve geliştirilmesi önümüzdeki yıllarda önem arz edecektir. Yüksek entropili alaşımlı matris kompozitler, havacılık ve uzay malzemelerinin teknik alanların özellikleri için ileri aşamalar için temel oluşturabilirler. Proje kapsamında üretilmesi planlanan yüksek entropili AlCoCuNiW, alaşımlı matris kompozitlerin üretilmesiyle literatürde var olan boşluk doldurulmuş olacaktır. Alaşımların kimyasal bileşimi Al, Co, Cu, Ni ve W gibi metal tozlarından oluşturulacaktır. AlCoCuNiW yüksek entropili alaşımlar mekanik alaşımlama metoduyla üretilecektir. Al, Co, Cu, Ni ve W tozları her birinden ağırlıkça % 20 oranında ayarlanıp mekanik alaşımlama işlemine tabi tutulacaktır. Mekanik alaşımlama işlemi sonrası her parametre için 30 gr. toz tartılarak 300 MPa basınç altında çift etkili bir hidrolik pres kullanılarak 25x10x10 mm kesitinde soğuk preslenerek ham numuneler üretilecektir. Üretilen ham numuneler PLC kontrollü sıcak pres makinesiyle N2 atmosferi altında 20 MPa basınçta, 1000 ℃ sıcakta ve 10 dakika süre ile sıcak presleme işlemi yapılarak nihai ürünler elde edilecektir. İmalatı gerçekleştirilen kompozit numunelerin karakterizasyon, mekanik ve korozyon özellikleri incelenecektir. Karakterizasyon işlemi olarak optik mikroskop, taramalı electron mikroskobu (SEM), Enerji Dağılım Spektroskopisi (EDS), SEM haritalama, X-Işını Difraktometresi (XRD), X Işını Floresans Spektometresi (XRF) analizleri yapılacaktır. SEM analizi sonucunda en fazla % 5 oranında gözeneklilik olması ve XRD analizi sonrasında en fazla 3 faz oluşması hedeflenmektedir. Mekanik olarak, mikrosertlik, Ultra Mikro Sertlik (UMT) çizik testi ve aşınma analizleri yapılacaktır. Üretilen kompozit numunelerin korozyon testleri Reference 3000 Potansiyostat/Galvanostat/ZRA cihazında yapılacaktır. Sertlik testi sonucunda en az 200 HV sertlik ve aşınma sonrasında sürtünme katsayısı değeri 0,2-0,8 arasında olması beklenmektedir. Korozyon testi sonucunda ise nunumelerin korozyon direnci en az 80 (kΩ.cm2) olması hedeflenmektedir. Çalışma tamamlandığında havacılık ve uzay alanında yeni bir malzeme sınıfı üretilmiş olacaktır. Ayrıca üretilen bu malzeme hem yeni akademik çalışmalar için bir zemin teşkil edecek hem de kompozit üretimi yapan firmalara da bir ilham kaynağı olacağı düşünülmektedir. Araştırma önerisinde ulusal ve uluslararası düzeyde eksik bulunan bir konu tercih edilmiştir.