DÜŞÜK MALİYETLİ MAGNEZYUM MATRİSLİ KATI ATIK TAKVİYELİ KOMPOZİTLERİN ÜRETİLMESİ VE KARAKTERİZASYONU

Abstract

ÖZET

Son yıllarda sera gazı emisyonlarının azaltılması ve taşıma sektöründe kullanılan araçların yakıt maliyetlerinin düşürülmesi tüm dünyada en önemli konulardan birisi haline gelmiştir. Araştırmacılar bu sorunu çözmek için çevre dostu düşük yoğunluklu malzemelerin havacılık ve otomotiv sektörlerinde kullanımına odaklanmıştır. Bu malzemelerin en önemlilerinden birisi olan Magnezyum (Mg) ve alaşımları, yüksek mukavemet/yoğunluk oranıyla yaygın olarak kullanılmaya başlanmıştır. Fakat Mg alaşımlarının oda ve yüksek sıcaklıklarda düşük mekanik özelliklere ve düşük aşınma dayanımına sahip olması Mg alaşımlarının yaygın olarak kullanımını etkileyen en önemli dezavantajları arasındadır.

Bu sorunun çözülmesi için farklı partikül takviyeleri kullanılarak Mg matrisli kompozitler üretilmiştir. Kullanılan partiküllerin pahalı olması üretilen Mg matrisli kompozitlerin maliyetini arttırdığı için son yıllarda araştırmacılar katı atık takviyeli Mg matrisli kompozitlerin üretimiyle ilgili çalışmalar yapmaya başlamıştır. Bu bağlamda Mg matrisli kompozitler yumurta kabuğu ve cam takviyesi kullanılarak, toz metalürjisi yöntemiyle üretilmiştir. Üretilen kompozitlerin mikroyapı karakterizasyonları taramalı elektron mikroskobu, X-ışınları diffraktometresi ile gerçekleştirilmiştir. Numunelerin, mekanik ve aşınma özellikleri, sertlik ölçümleri ve ileri geri aşınma testleriyle gerçekleştirilmiştir. Korozyon deneyleri, elektrokimyasal (potansiyodinamik) test ile gerçekleştirilmiştir. Yapılan aşınma ve korozyon testleri sonrasında yüzeyler SEM ile incelenip, aşınma ve korozyon mekanizmaları açıklanmıştır. Bu çalışmada katı atık takviyelerin Mg matrisli kompozitlerin üretimindeki kullanım potansiyeli incelenmiştir. Ayrıca en iyi aşınma ve korozyon özelliklerini veren optimum takviye oranı belirlenmiştir.

ABSTRACT

In recent years, reducing greenhouse gas emissions and reducing the fuel costs of vehicles used in the transport sector have become one of the most important issues around the world. To solve this problem, researchers focused on the use of environmentally friendly low-density materials in the aerospace and automotive industries. Magnesium (Mg) and its alloys one of the most important of these materials, have become widely used with a high strength/density ratio. However, the low mechanical properties and low wear resistance of Mg alloys at room and elevated temperatures are among the most important disadvantages affecting the widespread use of Mg alloys.

To solve this problem Mg matrix composites were produced using different particle reinforcements. In recent years, researchers have started to work on the production of solid waste reinforced Mg matrix composites as the expensive particles used increase the cost of Mg matrix composites produced.

In this context, Mg matrix composites were produced by powder metallurgy method using eggshell and glass reinforcement. Microstructure characterization of the produced composites was carried out by scanning electron microscopy, X-ray diffractometer. Mechanical and wear properties of the samples were carried out by hardness measurements and reciprocating wear tests. Corrosion experiments were carried out by electrochemical (potentiodynamic) test. After the wear and corrosion tests, the surfaces were examined with SEM and the wear and corrosion mechanisms were explained. At the end of this project, the potential for use of solid waste reinforcements in the production of Mg matrix composites was examined. In addition, the optimal reinforcement content was determined, giving the best wear and corrosion properties.