B4c Takviyeli Alüminyum Köpük Katmanlı Sandviç Yapı Üretimi

Abstract

Son yılların yoğun araştırma konuları arasında yer alan metalik köpükler (MK), havacılık endüstrisi, savunma sanayi, otomotiv endüstrisi, yapı sektörü, vb. alanlarda geniş uygulama alanları bulan malzemelerdir. Bu malzemelerin endüstriyel boyutta üretiminde döküm ve Toz Metalurjisi (TM) yöntemleri yaygın olarak kullanılmaktadır. Malzeme üretiminde en yaygın kullanılan alaşım türü ise alüminyumdur. Alüminyum (Al) köpükler yalıtım özelliklerinin yanında birim ağırlığa oranla enerji sönümleme özelliğindeki avantaj, stratejik kullanım alanlarındaki önemini arttırmıştır. Alüminyum köpükten üretilmiş sandviç paneller ise yapısal ve fonksiyonel uygulamalarda ayrı bir öneme sahiptir. Sandviç köpük teknolojisi 1994 yılında Almanya’da Fraunhofer Malzeme Araştırma Enstitüsü’nde (IFAM) geliştirilmiştir. Alüminyum sandviç köpükler (ASK) iki metal levha arasında köpürtülmüş metal içeren yapılardır. Köpük ve yüzey levhaları arasında bağ oluşturmak için yapıştırma, lehim veya difüzyon bağı gibi yöntemler sıklıkla kullanılmaktadır. Yapılan araştırmalarda yapıştırma ve/veya seçilen parametrelere bağlı olarak köpük-levha etkileşiminin sandviç köpüğün özelliğini etkilediği belirtilmektedir. Bu çalışmada ise ara katmanı oluşturacak Al köpük ile üst katman levhalar (alüminyum, bakır, paslanmaz çelik gibi) arasında etkileşim köpürtme öncesi sürtünme karıştırma kaynağı (SKK) ile sağlanacaktır. Böylece üretim yöntemlerine yenilikçi bir yaklaşım kazandırılacaktır. Deneysel çalışmalarda öncelikli olarak toz metalürjisi yöntemi ile B4C takviyeli AlSi7 köpürebilir malzemeler üretilecektir. Daha sonra köpürebilir preform malzemeler sandviç yapıyı oluşturmak için iki levha (Al, Cu, Paslanmaz çelik) arasına yerleştirilerek farklı devir ve ilerleme hızlarında SKK ile birleştirilecektir. Elde edilen numunelerden sandviç yapıyı oluşturacak preformlar kesilerek köpürtme işlemine geçilecektir. 690oC-750oC sıcaklıklar arasında numuneler köpürtme işlemine tabi tutularak sandviç köpük paneller üretilecektir. Farklı kaynak parametreleriyle birleştirilmiş numunelerin köpürme öncesi ve sonrası birleşme bölgeleri makro ve mikro boyutta incelenecektir. Ayrıca köpürtme sıcaklığı ve köpürtme süresine bağlı olarak sandviç yapıda oluşan gözeneklerin yapısı ve birleşme bölgesi ara yüzey uyumu SEM ve optik mikroskop çalışmalarıyla incelenecektir. İstenilen boyutta sandviç yapılar üretildiği takdirde numunelere eğme testi uygulanacaktır. Anahtar Kelimeler: Sandviç köpük, Sürtünme karıştırma kaynağı, Mekanik özellikler, Alüminyum, B4C