Bakır matrisli kompozit malzemelerin difüzyon kaynağına gümüşün etkisinin araştırılması

Abstract

Bu çalışmada, silisyum karbür takviyeli gümüş ilaveli bakır matrisli kompozit malzemeler toz metalurjisi yöntemiyle üretilmiştir. Kompozit malzemelerin üretimi için bakır tozuna hacimce %5 ve %10 SiC takviye edilmiş, 15 mm çapında ve 15 mm yüksekliğinde bakır matrisli kompozit malzemeler elde edilmiştir. Her bir numunenin 1,5 mm’lik uç kısımlarına %2, %4 ve %6 oranlarında gümüş tozu eklenerek 600 MPa tek eksenli basınç altında soğuk presleme yöntemi ile preslendikten sonra 850 °C’de 120 dakikada sinterlenmiştir. İşlem sonunda gümüş ilaveli kısımlar birbirlerine temas edecek şekilde 850 °C sıcaklık, 2 MPa basınç ve 30, 60 ve 120 dakika bekleme süreleri kullanılarak Argon atmosferi altında difüzyon kaynak yöntemi ile birleştirilmiştir. Kaynaklı birleştirmelerin, arayüzey dayanımının belirlenebilmesi için üç nokta eğme testi uygulanmıştır. Ayrıca Ag-Cu-SiC kaynaklı birleştirmelerin bağlantı hattı, optik mikroskop ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) kullanılarak analiz edilmiştir. Analizlerde, gümüşün varlığını doğrulamak için EDS analizi yapılmıştır. Kaynaklı numunelere yapılan üç nokta eğme testleri sonucunda, artan gümüş oranı ile birlikte eğilme mukavemetinin arttığı belirlenmiştir. Enine kopma dayanımı değerlerinde en iyi sonuç 120 dakika kaynak süresinde %10 SiC takviyeli %6 Ag ilaveli numune de 156,74 MPa olarak ölçülmüştür. Yapılan sertlik ölçümleri sonucunda ilave edilen gümüşün sertlik değerlerini arttırdığı tespit edilmiştir. Kaynak sonrası en yüksek sertlik değeri 120 dakika kaynak yapılmış %10 SiC takviyeli ve hacimce %6 oranında gümüş içeren numunede olduğu belirlenmiştir. Yapıya ilave edilen gümüş oranının artması bağlantı mukavemeti değerlerinde düşük kaynak sürelerinde artan etki göstermiştir. Gümüşün %10 SiC takviye oranındaki etkisinin %5 SiC takviye oranına göre daha etkili bağlantı mukavemeti sağladığı gözlemlenmiştir. En iyi sonuçlar 120 dakika kaynak süresinde kaynak yapılmış %10 SiC takviyeli ve %6 Ag ilaveli numunede elde edilmiştir