Mekanik Alaşımlama Yöntemiyle Üretilmiş W-sic Ve W-sic-y2o3 Kompozitlerinin Geliştirilmesi Ve Karakterizasyonu

Abstract

Son on yılda, yüksek ergime sıcaklığı, yüksek modül, yüksek termal şok direnci, düşük ısıl genleşme katsayısı, yüksek sıcaklık mukavemeti ve direngenliği gibi özellikleriyle partikül takviyeli kompozitlerde matris malzemesi olarak kullanılan volfram ve alaşımları yüksek sıcaklık özelliklerinin geliştirilmesi amacıyla çok fazla ilgi çekmekte ve mekanik özelliklerinin geliştirilmesi için partikül takviye malzemeleri olarak genelde TiC, ZrC, HfC, TiN, Y2O3, La2O3, Sm2O3, ThO2, ZrO2 gibi refrakter karakterli karbür, nitrür ve oksit fazları kullanılmıştır. Bu çalışmada, değişen sıcaklıklarda iyi özgül mukavemet ve Young modülü olan, ayrıca iyi bir özgül direngenlik ve yüksek erozyon ve korozyon direncine sahip SiC partikülleri ile takviye edilmiş volfram matrisli kompozitler, mekanik alaşımlama yöntemi kullanılarak geliştirilmiş ve değişen SiC oranlarının mikroyapı ve mekanik özelliklere olan etkisi araştırılmıştır. Kompozit tozların ve sinterlenmiş numunelerin faz ve mikroyapı karakterizasyonları TEM ve XRD teknikleri kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Ayrıca preslenmiş ve sinterlenmiş numunelerin yoğunluk ve sertlik ölçümleri yapılmıştır. Bunun yanı sıra Y2O3 takviyesinin W-SiC kompozitlerinin mekanik ve mikroyapı özelliklerine olan etkisi araştırılmıştır. Ayrıca geleneksel sinterleme tekniklerinin yanı sıra sinterleme sırasındaki tane büyümesini engellemek için iki-basamaklı bir sinterleme rejimi kullanılmış ve farklı sinterleme rejimlerinin kompozitin mikroyapı ve mekanik özelliklerine olan etkileri araştırılmıştır.

In this last decade, tungsten and its alloys, which are used as matrix materials in particle-reinforced-metal-matrix composite with their high melting point, high modulus, high resistance of thermal shock, low CTE and good high temperature strength and stiffness, have received attention with a view of improving the high temperature mechanical properties As dispersion strengtheners, refractory carbide, nitride and oxide phases, such as TiC, ZrC, HfC, TiN, Y2O3, La2O3, Sm2O3, ThO2, ZrO2, etc. have been mainly used to improve the mechanical properties of tungsten and its alloys. In this study, tungsten matrix composites reinforced with SiC particles which have attractive properties, such as good specific strength and Young modulus as a function of temperature, the specific stiffness, corrosion and erosion resistance were developed by mechanical alloying and the effect of different SiC amounts on the microstructural and mechanical properties were investigated. Microstructure and phase characterizations of composite powders and sintered samples were carried out via SEM and XRD analyses. Furthermore, density and hardness measurements of as-consolidated and sintered samples were carried out. Also, the effect of addition of Y2O3 phase to the mechanical properties and the microstructure of W-SiC composites was investigated. Moreover, beside the conventional sintering technique, a two-step sintering regime to inhibit the grain growth was applied to the samples and the effect of these different sintering regimes on microstructural and mechanical properties of the composites was examined.