Al-Esaslı Metalik Cam Alaşımlarından Amorf/Nanokristal Kompozit Dizaynı ve Üretimi
Proje Grubu: MAG Sayfa Sayısı: 1 Proje No: 113M346 Proje Bitiş Tarihi: 01.09.2015 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 04-10-2018
Al-Esaslı Metalik Cam Alaşımlarından Amorf/Nanokristal Kompozit Dizaynı ve Üretimi
Öz: Alüminyum alaşımları hafif, sağlam ve kolay işlenebilme özellikleri ile havacılık, uzay ve savunma sanayi uygulamaları için vazgeçilmez malzemeler arasındadır. Özellikle 2000, 7000 ve 8000 serisi alüminyum alaşımlar, özel ısıl işlemler sonrası yüksek mukavemete sahip malzemeler haline dönüşmektedir. Alüminyum alaşımlar mekanik özellikler açısından gelişme göstermelerine rağmen teorik hesaplamalar bulundukları konumun çok daha üstünde değerlere sahip olabileceklerini işaret etmektedir. Bu konuma ulaşmadaki engellerin başında geleneksel alüminyum alaşımları içerisinde var olan kristal hataları olup bunları azaltma noktasında en etkili yöntemlerden biri malzemeleri nanokristal taneler oluşturacak şekilde tasarlamaktır. Çeşitli üretim teknikleri arasında nanokristal boyut, sayı kontrolü ve seri üretime uygunluğu ile metalik camlardan ısıl işlemle amorf/nanokristal kompozit oluşturulması etkili bir yöntem olarak göze çarpmaktadır. Bu teknik için öncelikle metalik cam alaşımlar oluşturulmakta ve sabit sıcaklıklarda tavlama işlemi gerçekleştirilerek amorf/nanokristal yapılar oluşturulmaktadır. Al alaşımları ele alındığında, metalik cam oluşturma kabiliyeti ve sonrasında 100 nm’den küçük ve yüksek sayısal yoğunluklarda nanokristal oluşturma yeteneği ile Al-NTE (NTE: nadir toprak elementi) alaşımları öne çıkmaktadır. Gerçekleştirilen çalışma ile metalik cam oluşturma yeteniğine sahip Al-NTE alaşımlarda, nanokristal oluşumu incelenmiş ve bu özellik kullanılarak mekanik olarak kuvvetli hacimli Al amorf/nanokristal alaşımlarının üretilmesi hedeflenmiştir. Gerçekleştirilen çalışma ile Al alaşımlardaki amorf yapı, Al-Tb alaşımı özelinde tersine Monte Carlo teknikleri kullanılarak araştırılmış ve nanokristal oluşumu ile ilişkilendirilmiştir. Simülasyon çalışmalarını takiben, ikili (Al-Sm), üçlü (Al-Sm-Ni) ve dörtlü (Al-Sm-Fe-Cu, AlSm-Fe-Ni) sistemler yüksek enerjili değirmen öğütücü (SPEX) ile metalik amorf/nanokristal tozlar halinde üretmiştir. Sonrasında uygun bulunan yapılar soğuk pres ve sonrasında sinter ve ılık presleme ile hacimli hale getirilmiştir. Üretilen malzemeler toz ve hacimli üretim sonrası elektron mikroskobu (SEM,TEM), X-ışınları k ırınımı (XRD) ve termal yöntemlerle detaylı olarak incelenmiştir. Hacimli üretimler ve amorf/nanokristal kompozitlerin oluşturulması sonrası ise mekanik özellikler (yoğunluk, basma ve sertlik) ayrıntılı olarak araştırılmıştır. Üretilen hacimli amorf/nanokristal yapıların kırılgan bir yapıda oldukları tespit edilmiş, sünekliliği artırmak üzere çeşitli oranlarda saf Al tozlar eklenmiştir.
Anahtar Kelime: Konular:
Al-Esaslı Metalik Cam Alaşımlarından Amorf/Nanokristal Kompozit Dizaynı ve Üretimi
Öz: Aluminum alloys are among the most crucial materials in aerospace and defense industry mostly due to their light-weight high strength properties with the easiness in machinability. Particularly, 2000, 7000 and 8000 series aluminum alloys may easily turn into high-strength materials after special heat-treatment processes. Despite the fact that the mechanical properties of aluminum alloys have evolved in recent years, they are still well below the theoretical predictions. The fundamental reason for this weakness is related to the crystallographic defects created by conventional production techniques. One effective way to reduce the amount of defects is to prepare the material in nanocrystalline state. Among the various nanocrystallization production pathways, devitrification of a metallic precursor is the most promising one in many different aspects. This technique offers the best nanocrystal size and population control with the flexibility of mass production. Within this practice, metallic glass alloys are first produced and they are crystallized under constant temperature and controlled atmosphere to form the amorphous/nanocrystalline composite structure. AlRE alloys (RE: rare-earth) are particularly encouraging alloy systems to make such nanocomposite materials. It is relatively easy to form amorphous precursors and subsequent high number density nanocrystals after devitrification of these systems. In this respect, the nanocrystallization behavior of Al-RE based marginal glass forming alloys and their corresponding mechanical properties were investigated in this study. The amorphous structure within the Al-RE alloys were investigated using reverse MonteCarlo simulations and the results were correlated with nanocrystal formation. Following the simulations, binary (Al-Sm), ternary (Al-Sm-Ni) and quaternary (Al-Sm-Fe-Cu, Al-Sm-Fe-Ni) metallic alloy systems were produced using high energy ball mill (SPEX) in the form of amorphous/nanocrystalline composites. Cold-press/sintering and warm pressing were applied to produce bulk specimens. The properties of powder and bulk specimens were investigated using electron microscopy, X-ray diffraction and thermal analysis. Mechanical tests (density measurement, compression and hardness) were performed from amorphous/nanocrystalline composite materials. The bulk amorphous/nanocrystalline specimens were found to be brittle, their ductility were enhanced by adding pure Al powders.
Anahtar Kelime: Konular:
Erişim Türü: Erişime Açık
| APA | KALAY Y, SIKAN F, ÖVÜN M, KUTSAL M (2015). Al-Esaslı Metalik Cam Alaşımlarından Amorf/Nanokristal Kompozit Dizaynı ve Üretimi. , 1 - 1. |
| Chicago | KALAY Yunus Eren,SIKAN Fatih,ÖVÜN Mert,KUTSAL Mustafacan Al-Esaslı Metalik Cam Alaşımlarından Amorf/Nanokristal Kompozit Dizaynı ve Üretimi. (2015): 1 - 1. |
| MLA | KALAY Yunus Eren,SIKAN Fatih,ÖVÜN Mert,KUTSAL Mustafacan Al-Esaslı Metalik Cam Alaşımlarından Amorf/Nanokristal Kompozit Dizaynı ve Üretimi. , 2015, ss.1 - 1. |
| AMA | KALAY Y,SIKAN F,ÖVÜN M,KUTSAL M Al-Esaslı Metalik Cam Alaşımlarından Amorf/Nanokristal Kompozit Dizaynı ve Üretimi. . 2015; 1 - 1. |
| Vancouver | KALAY Y,SIKAN F,ÖVÜN M,KUTSAL M Al-Esaslı Metalik Cam Alaşımlarından Amorf/Nanokristal Kompozit Dizaynı ve Üretimi. . 2015; 1 - 1. |
| IEEE | KALAY Y,SIKAN F,ÖVÜN M,KUTSAL M "Al-Esaslı Metalik Cam Alaşımlarından Amorf/Nanokristal Kompozit Dizaynı ve Üretimi." , ss.1 - 1, 2015. |
| ISNAD | KALAY, Yunus Eren vd. "Al-Esaslı Metalik Cam Alaşımlarından Amorf/Nanokristal Kompozit Dizaynı ve Üretimi". (2015), 1-1. |
| APA | KALAY Y, SIKAN F, ÖVÜN M, KUTSAL M (2015). Al-Esaslı Metalik Cam Alaşımlarından Amorf/Nanokristal Kompozit Dizaynı ve Üretimi. , 1 - 1. |
| Chicago | KALAY Yunus Eren,SIKAN Fatih,ÖVÜN Mert,KUTSAL Mustafacan Al-Esaslı Metalik Cam Alaşımlarından Amorf/Nanokristal Kompozit Dizaynı ve Üretimi. (2015): 1 - 1. |
| MLA | KALAY Yunus Eren,SIKAN Fatih,ÖVÜN Mert,KUTSAL Mustafacan Al-Esaslı Metalik Cam Alaşımlarından Amorf/Nanokristal Kompozit Dizaynı ve Üretimi. , 2015, ss.1 - 1. |
| AMA | KALAY Y,SIKAN F,ÖVÜN M,KUTSAL M Al-Esaslı Metalik Cam Alaşımlarından Amorf/Nanokristal Kompozit Dizaynı ve Üretimi. . 2015; 1 - 1. |
| Vancouver | KALAY Y,SIKAN F,ÖVÜN M,KUTSAL M Al-Esaslı Metalik Cam Alaşımlarından Amorf/Nanokristal Kompozit Dizaynı ve Üretimi. . 2015; 1 - 1. |
| IEEE | KALAY Y,SIKAN F,ÖVÜN M,KUTSAL M "Al-Esaslı Metalik Cam Alaşımlarından Amorf/Nanokristal Kompozit Dizaynı ve Üretimi." , ss.1 - 1, 2015. |
| ISNAD | KALAY, Yunus Eren vd. "Al-Esaslı Metalik Cam Alaşımlarından Amorf/Nanokristal Kompozit Dizaynı ve Üretimi". (2015), 1-1. |
