Doğaltaş Kesmede Kullanılan Elmas Takımların Serbest Sinterlenmesi Ve Karakterizasyonu

Abstract

Bu çalışmada doğal taş kesmede kullanılan elmas-(Co-Ni-Bronz) matrisli bir kompozit spark plazma sinterleme (SPS) ve geleneksel serbest sinterleme yöntemleri ile üretilerek yapısal ve mekanik özellikleri karşılaştırılmıştır. Yapısal özelliklerin incelenmesinde optik mikroskop (OM), taramalı elektron mikroskop (SEM) ve X ışınları difraksiyonu (XRD) kullanılmıştır. Fiziksel ve mekanik özelliklerin incelenmesinde ise yoğunluk ölçümü, sertlik ve basma testleri kullanılmıştır. SPS yönteminde uygulanan basınç ve akımın etkisiyle daha kısa sürede (10 dak) ve daha düşük sıcaklıkta (850 0C) daha yoğun ve de özellikleri daha iyi malzeme üretilmektedir, fakat maliyetlidir. Yapılan bu çalışmada geleneksel serbest sinterlemede en iyi fiziksel ve mekanik özellikler ise 950 0C de 180 dakikada elde edilmiştir, fakat SPS yöntemiyle üretilen malzemenin özelliklerinden oldukça daha düşük değerlerdedir. Geleneksel serbest sinterlemede 9500 C de 180 dakikaya kadar süre arttıkça ölçülen değerlerde artma görülmüş, fakat artan sinterleme sürelerinde tane büyümesi nedeniyle özelliklerin düştüğü belirlenmiştir. Sonuç olarak elmaslı kompozit malzeme üretiminde kullanılan SPS ve geleneksel serbest sinterleme yöntemlerinden, SPS yönteminin daha üstün özelliklerin elde edildiği yöntem olduğu belirlenmiştir.

In this study a composite with diamond-(Co-Ni-Bronze) matrix was produced by Spark Plasma Sintering (SPS) and Conventional Sintering (CS) methods then their mechanical and physical properties were compared. Optical Microscope (OM), Scanning Electron Microscope (SEM), X-Ray Diffraction (XRD) technics were used to investigate structural properties. Density measurement, hardness and compression tests were also used to investigate the physical and mechanical properties. With the effect of current and pressure applied in SPS, samples with higher density and better properties were produced at shorter time (10 min.) and lower temperature (850 0C), but SPS method is costly compared to CS method. In this study best physical and mechanical properties were gained at 950 0C temperature in 180 minutes at conventional sintering but they were lower than that of produced by SPS method. During CS experiments, at 950 0C sintering, longer times than 180 minutes caused decrease in properties due to grain growth. In conclusion, it is determined that through SPS and CS methods which are used in production of composite with diamond, superior properties were obtained at SPS method.