Soğuk preslenmiş ve sinterlenmiş metal matrisli silisyum karbür takviyeli kompozitlerin difüzyon kaynağı ile birleştirilebiliğini araştırılması

Abstract

Bakır, yüksek elektriksel ve termal iletkenliği, iĢleme kolaylığı ve iyi korozyon direnci nedeniyle endüstriyel uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Bununla birlikte, bakırın ayrıca düĢük sertlik, düĢük akma dayanımı ve zayıf sünme direnci gibi bazı belirgin sınırlamaları vardır. Bakır, insanlık tarihinin ilk ve iĢlenmiĢ metallerinden biridir ve gümüĢten sonra en iyi termal ve elektrik iletkenliğine sahip ikinci metaldir. Metal veya seramik matriste karbürlerin kullanımı, aĢınmaya dayanıklı malzemelerin üretiminde giderek daha popüler hale gelmekte ve endüstride önemli bir kullanım payına sahip olmaktadır. Bakır esaslı bir kompozit matris, SiC parçacıkları gibi seramiklerle güçlendirilmektedir. Metal matris kompozitler (MMK'ler) için takviye olarak kabul edilen silisyum karbür (SiC) ayrıca düĢük yoğunluk, yüksek mukavemet, yüksek sertlik ve yüksek elastisite modülüne sahiptir. Bu çalışma, silisyum karbür (SiC) ile güçlendirilmiş bakır esaslı bir kompozit matrisin difüzyon kaynağını incelemeyi amaçlamaktadır. Numunelerin üretimi için, bakır tozuna hacimce %5, %10 ve %15 oranında silisyum karbür ilave edilerek elde edilen karışım 350 MPa basınç altında tek eksenli olarak soğuk preslenmiş ve sonrasında 45 dakika süreyle 800 °C'de sinterlenmiştir. Elde edilen muneler 800 °C ve 850 °C sıcaklıkta, 30, 45 ve 60 dakika süreyle argon atmosferinde, 2 MPa basınç altında difüzyon kaynağı ile birleştirilmiştir. Üretim parametrelerinin etkisinin belirlenmesi amacıyla sertlik, yoğunluk ölçümleri yapılmış iç yapıları taramalı elektron mikroskobu ile incelenmiştir. Kaynak işlemi sonrasında üç noktalı eğme testi uygulanmış ve sonuçlar kaynak edilmemiş numunelerle karşılaştırılmıştır. %10 SiC katkısında 850 C ve 60 dakika difüzyon kaynağı koşullarında enine kopma dayanımı açısından en iyi sonuçlar elde edilmiştir. Bu elde edilen değerler kaynaksız numunenin %90‘lık kısmına denk gelmektedir.