Author :
Abstract
Bu çalışmada grafen nanotabaka (GNP) katkılı alümina esaslı nanokompozit malzemelerin karakterizasyon özellikleri araştırılmıştır. Nanokompozit malzemelerin üretiminde toz metalürjisi yöntemi kullanılmıştır. %1, 2 ve 3 GNP katkılı alümina esaslı tozlar bilyeli karıştırıcıda 24 saat süreyle homojen bir şekilde karıştırılmıştır. Karışan tozlar tek eksenli preste dikdörtgen hacimli kalıp içerisine dökülerek yaklaşık olarak 200 bar basınç altında şekillendirilmiştir. Elde edilen numunelere kapalı fırın ortamında 1300 ºC sıcaklıkta 4 saat süreyle ısıl işlem uygulanmıştır. Bu işlem sonrasında ise sırasıyla % su emme, bulk yoğunluk ve % gözeneklilik testlerinin yanı sıra mekanik test olarak basma testi yapılmıştır. Yapı içerisindeki tane boyutu ve dağılımları ise SEM-EDX analizleri gerçekleştirilerek belirlenmiştir.
Keywords
Abstract
This study, investigated the characterization properties of graphene nanoplateklet (GNP)-doped alumina-based nanocomposite materials. The Powder metallurgy method has been used in the production of nanocomposite materials. Alumina-based powders with 1, 2, and 3% GNP were mixed homogeneously in a ball mixer for 24 hours. The mixed powders are poured into a rectangular mold in a uniaxial press and formed under approximately 200 bar pressure. The samples were heat-treated at 1300 ºC for 4 hours in a closed oven environment. After this process, density, % water absorption, bulk density, and % porosity tests were performed, as well as compression test as mechanical test. Grain size and distribution within the structure determined by SEM-EDX analysis.
Keywords
- [1] S. Solakoglu, “Toz Metalurj%s% Yöntem% %le Üret%len Uçucu Kül Takv%yel% Alüm%nyumMatr%sl% Kompoz%tler%n Aşınma Davranışlarının İncelenmes%”, Yüksek L%sans Tez%, Karabük Ün%vers%tes%, Karabük, Türk%ye, 2021.
- [2] I. Y%ld%z, A. G. Cel%k, and Gunes, I., “Character%zat%on and D%ffus%on K%net%cs ofbor%ded N%–Mg Alloys”, Protect'on of Metals and Phys'cal Chem'stry of Surfaces, vol. 56, No. 5, pp. 1015–1022, 2020.
- [3] O. Yöntem, “Toz Metalurj%s% %le Üret%len Alüm%nyum Matr%sl% Kompoz%tlerde BorM%neral% İlaves%n%n Mekan%k Özell%klere Etk%s%n%n Deneysel Tasarım Yöntemler% %le İncelenmes%”, Yüksek L%sans Tez%, Kocael% Ün%vers%tes%, Kocael%, Türk%ye, 2019.
- [4] A. N. Tanrıverd%, “Toz Metalurj%s% %le Üret%len Dem%r Matr%sl% Metallere Grafen veGraf%t İlaves%n%n M%kroyapı ve Mekan%k Özell%klere Etk%s%n%n Karşılaştırılması”, Yüksek L%sans Tez%, Karabük Ün%vers%tes%, Karabük, Türk%ye, 2021.
- [5] Y. Shigeta, M. Aramaki, K. Ashizuka, Y. Ikoma, and Y. Ozaki, “Effect of networkedCu-rich ferrite phase on proof stress and ultimate tensile strength of sintered bodies ofFe–Cu hybrid-alloyed steel powder with graphite”, Powder Metallurgy, vol. 64, pp. 134- 141, 2021.
- [6] M. Oktay, “Effects of Part%cle Granulat%on Opt%m%sat%on and New B%nderDevelopment on Propert%es of Alum%na Based Castable Refractor%es”, M.Sc. Thes%s, Istanbul Techn%cal Un%vers%ty, Istanbul, Turkey, 2018.
- [7] S. H. Apaydın, “Z%rkonya Takv%yel% Alüm%na Esaslı Seram%k Malzemeler%n Üret%m%ve Karakter%zasyonu”, Yüksek L%sans Tez%, On Dokuz Mayıs Ün%vers%tes%, Samsun, Türk%ye, 2018.
- [8] Ş. Ş. Koçer, “Alüm%na Esaslı Hammadde ve Atıklardan Alüm%na Esaslı Aerojel TozuÜret%m% ve Karakter%zasyonu”, Yüksek L%sans Tez%, Sakarya Ün%vers%tes%, Sakarya, Türk%ye, 2019.
- [11] M. Hrubovčáková, E. Múdra, R. Bureš, A. Kovalčíková, R. Sedlák, V. G%rman, andP. Hv%zdoš, “M%crostructure, fracture behav%our and mechan%cal propert%es of conduct%vealum%na based compos%tes manufactured by SPS from graphenated Al2O3 powders”, Journal of the European Ceram'c Soc'ety, vol. 40, pp. 4818-4824, 2020.
- [12] A. J.M. Araújo, H. P. A. Alves, R. M. Andrade, L. F. A. Campos, D. A. Macedo, A.L. S. P%nho, R. M. Nasc%mento, and C. A. Paskoc%mas, “Des%gn%ng exper%ments for theopt%m%zat%on of sol%d-state synthes%s and character%zat%on of alum%na-based compos%tes”, Ceram'cs Internat'onal, vol., pp. 8525-8532, 2019.
- [13] B. Zhao, I. Khader, H. L%u, T. Zhou, G. Konrath, and A. Ka%ler, “Tr%bolog%calcharacter%zat%on of an alum%na-based compos%te %n dry sl%d%ng contact aga%nst laser-heated and unheated Inconel 718”, Tr'bology Internat'onal, vol. 155, pp. 106773, 2021.
- [15] S. Marches%n%, P. Turner, K. R. Paton, B. P. Reed, B. Brennan, K. Koz%ol, and A. J.Pollard, “Gas phys%sorpt%on measurements as a qual%ty control tool for the propert%es of graphene/graph%te powders”, Carbon, vol. 167, pp. 585-595, 2020.
- [16] Y. H. K%m, B. H. Park, Y. J. Cho%, G. W. Lee, H. K. K%m, and K. B. K%m, “Compactgraphene powders w%th h%gh volumetr%c capac%tance: M%crospher%cal assembly ofgraphene v%a surface mod%f%cat%on us%ng cyanam%de”, Energy Storage Mater'als, vol. 24, pp. 351-361, 2020.
- [17] S. H. Duntua, F. Tetteh, I. Ahmad, M. Islam, and S. Boakye-Y%adom,“Character%zat%on of the structure and propert%es of processed alum%nagraphene and alum%na-z%rcon%a compos%tes”, Ceram'cs Internat'onal, vol. 47, pp. 367-380, 2021.
- [18] F. Gut%érrez-Mora, R. Cano-Crespo, A. R%ncón, R. Moreno, and A. Domínguez-Rodríguez, “Fr%ct%on and wear behav%or of alum%na-based graphene and CNFscompos%tes”, Journal of the European Ceram'c Soc'ety, vol. 37, pp. 3805-3812, 2017.
- [19] A. G. Zholn%n, E. A. Klyatsk%na, E. G. Gr%goryev, M. D. Salvador, A. A. M%sochenko,P. L. Dobrokhotov, M. G. Isaenkova, M. A. S%naysky, and V. V. Stolyarov, “Spark-PlasmaS%nter%ng of Al2O3–Graphene Nanocompos%te”, Inorgan'c Mater'als: Appl'ed Research, vol. 9 (3), pp. 498-503, 2018.
- [20] A. Alt%ntaş, U. Çavdar, İ. M. Kuşoğlu, “The Effect of Graphene Nanoplateletson the Wear Propert%es of H%gh Frequency Induct%on S%ntered Alum%naNanocompos%tes”, Journal of Inorgan'c and Organometall'c Polymers and Mater'als, vol. 29, pp. 667-675, 2019.
- [21] J. L%u, H. Yan, M. J. Reece, K. J%ang, “Toughen%ng of z%rcon%a/alum%na compos%tesby the add%t%on of graphene platelets”, Journal of the European Ceram'c Soc'ety, vol. 32, pp. 4185-4193, 2012.
- [22] A. N%eto, J. M. Zhao, Y. H. Han, K. H. Hwang, J. M. Schoenung, “M%croscaletr%bolog%cal behav%or and %n v%tro b%ocompat%b%l%ty of graphene nanoplatelet re%nforcedalüm%na”, Journal of The Mechan'cal Behav'or of B'omed'cal Mater'als, vol. 61, pp. 122- 134, 2016.
