FBE- Seramik Mühendisliği Lisansüstü Programı - Yüksek Lisans
Bu koleksiyon için kalıcı URI
Gözat
Yazar "Çallı, Çağdaş" ile FBE- Seramik Mühendisliği Lisansüstü Programı - Yüksek Lisans'a göz atma
Sayfa başına sonuç
Sıralama Seçenekleri
-
ÖgeFarklı Seramik Takviyeli Bakır Matrisli Kompozit Kaplamalar İle Elektrik Kontak Malzemelerinin Yüzey Özelliklerinin Geliştirilmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2013-09-13) Çallı, Çağdaş ; Kayalı, E. Sabri ; 10004807 ; Seramik ; CeramicsElektrik kontak malzemeleri elektrik devrelerini herhangi bir hasara yol açmadan birbirine bağlayan veya birbirinden ayıran metal esaslı elektro-mekanik parçalar olarak tanımlanabilirler. İdeal elektrik kontak malzemelerinin yüksek ısı ve elektrik iletkenliğine sahip olmaları beklenir. Bunun nedeni üzerinden geçen akıma karşı mümkün olduğunca az direnç göstererek ısı oluşumunu minimum seviyede tutmak ve direnç sebebiyle oluşan ısının hızla dağıtılmasını sağlamaktır. Bakır gümüşten daha düşük elektrik iletkenliğine sahip olmasına karşın ekonomik nedenlerden ötürü en yaygın olarak kullanılan elektrik kontak malzemesidir. Fakat bakır ve bakır esaslı malzemeler sahip oldukları düşük sertlik değerleri ve düşük aşınma dirençleri sebebiyle elektrik kontak malzemesi olarak kullanıldıklarında yüzeylerinde aşınma meydana gelir ve servis ömürleri kısalır. Bu nedenle elektrik kontak malzemesi olarak kullanılan bakırın mekanik özelliklerinin geliştirilmesi gerekmektedir. Bu da kütlesel sertlik arttırma ve yüzey geliştirme işlemleri ile yapılmaktadır. Bu çalışmada yüzey geliştirme tekniği olarak kullanılan soğuk gaz dinamik püskürtme tekniği ile bakır altlık üzerine yine bakır tozlara farklı seramik takviyeleri ilavesiyle oluşturulan toz karışımlarının kaplanabilirliği incelenmiştir. Elektrik kontak malzemelerinin sahip olması gereken en önemli özelliklerden biri olan elektrik iletkenlik değerini mümkün olduğunca koruyarak bakırın aşınma direnci, sertlik gibi mekanik özelliklerini geliştirmek hedeflenmiştir. Böylece elektrik kontak malzemesi olarak kullanılan bakırın servis ömrü uzatılacak ve bakım maliyetleri azaltılacaktır. Deneysel çalışmalarda öncelikle en uygun parametrelerin bulunması için optimizasyon çalışmaları yapılmıştır. Bu optimizasyon çalışmaları çerçevesinde hacimce %12.5 B4C takviyeli bakır tozları saf bakır altlık üzerine püskürtülmüş ve oluşan kaplamaların mikroyapı, sertlik gibi özellikleri değerlendirildikten sonra kaplama kalitesinin yeterli seviyede olmaması nedeniyle bakır altlıkların kumlanmasına karar verilmiştir. Kumlanmış bakır altlıklar üzerine üç farklı seramik (B4C, TiC, TiB2) takviyeli üç farklı toz karışımları püskürtülerek kaplamalar elde edilmiştir. Kaplamaların kesitlerinden alınan taramalı elektron mikroskobu ve optik mikroskop görüntüleriyle arayüzey kalitesi, porozite, kaplama kalınlığı ve seramik dağılımı gibi yapısal özellikler incelenmiştir ve bütün kaplamaların başarılı bir şekilde yeterli kaplama kalınlıklarında üretildiği gözlenmiştir. Üretilen kaplamalara 300°C ve 600°C sıcaklıklarında argon atmosferi altında ısıl işlemler uygulanmıştır. Böylece ısıl işlemin kaplamanın mekanik özelliklerine etkilerinin incelenmesi hedeflenmiştir. Isıl işlemsiz ve ısıl işlemli durumlardaki kaplamaların elektrik iletkenlik değerleri ölçülmüştür. Soğuk gaz dinamik püskürtme tekniği ile üretilen kaplamalarda elektrik iletkenlik değerinde düşüş gözlenmiştir ancak ısıl işlemle beraber elektrik iletkenlik değerleri daha makul seviyelere çıkmıştır. Kaplamaların yapısındaki fazların tespiti için XRD analizleri yapılmıştır. Bu analizler sonucunda kaplama yapısında farklı bir faza rastlanmamıştır. Kaplamaların mekanik özelliklerinin incelenmesi için ısıl işlemsiz durumdaki ve ısıl işlemli durumdaki kaplamalara aşınma deneyleri uygulanmış ve kaplamaların sertlik ölçümleri alınmıştır. Aşınma deneyleri sonucunda takviyesiz bakır kaplamanın ve TiB2 takviyeli kompozit kaplamanın her koşulda bakır altlığa gore daha yüksek aşınma direncine sahip olduğu görülmüştür. Sertlik ölçümleri de soğuk gaz dinamik püskürtme yöntemiyle üretilmiş kaplamaların ısıl işlemsiz durumda saf bakıra gore yaklaşık 1.5 kat daha yüksek sertlik değerlerine sahip olduklarını göstermiştir. Isıl işlemle beraber sertlik değerlerinde düşüş gözlenmiştir. Sonuç olarak, aşınma deneylerinin sonuçları, elektrik iletkenlik ve sertlik değerleri ışığında elektrik kontak malzemesi olarak kullanılan bakır malzemesinin yüzey özelliklerini geliştirmek amacıyla 300 °C ısıl işlem uygulanmış saf bakır tozları ile yapılmış kaplamalar tercih edilebilir. Eğer seramik takviyesi kullanılacaksa bu takviye TiB2 malzemesi olarak seçilebilir.