Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2025
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: ALİ ERMAN MUT
Danışman: Hakan Ateş
Özet:
Fonksiyonel Derecelendirilmiş Malzemeler (FDM)'ler sınırsız sayıda varyasyon ile üretilebilen, seramiklerin, metallerin ya da seramik-metal malzemelerin karışımından elde edilmiş kompozit malzemeler olup malzeme yapısındaki çeşitliğin yanında yaygın kullanım alanlarına da sahiptir. FDM'nin birçok üretim yöntemlerinden biri olan toz metalürjisi (TM), metal veya seramik tozların mekanik ve ısıl etkilerle birleştirilerek tek parça haline getirilmesi işlemidir. Bu çalışmada iki seramik malzemenin fiziksel ve kimyasal özelliklerinin sağladığı avantajların bir araya getirilerek FDM ile üretilebilirliği ve mekanik davranışlarının incelenmesi amaçlanmıştır. Bu çerçevede Zirkonya (ZrO₂) ve Alümina (Al₂O₃) seramik malzemeler kullanılarak TM yöntemi ile FDM malzeme üretimi gerçekleştirilmiştir. Ağırlıkça farklı oranlarda bulunan seramik tozları belirlenen oranlarda her katman için birer saat mekanik karıştırıcı cihazında karıştırılmış daha sonra soğuk presleme ile numune haline getirilmiştir. Numunedeki çatlakların en aza indirildiği basınç değeri belirlendikten sonra numunedeki çatlakların tamamen giderilebilmesi için farklı oranlarda bağlayıcı kullanılmasına karar verilmiştir. Karışım halindeki seramik tozları eritilen bağlayıcı ile karıştırılarak ayrı ayrı katmanlar oluşturulmuştur. Bağlayıcı miktarı hem malzeme yapısını bozmayacak hem de çatlakları giderecek oranda belirlenmiştir. Belirlenen bağlayıcı oranında herhangi bir değişiklik yapılmadan, malzeme ZrO₂ ağırlık oranı azaltılarak Al₂O₃ matrisli FDM elde edilmiştir. Sonrasında elde edilen numune ön sinterleme ve sinterleme işlemine tabi tutulmuştur. Yapılan denemeler ve incelemeler sonucunda ZrO₂ ve Al₂O₃ seramik tozlarının 500MPa basınçta soğuk preslenmesine karar verilmiştir. Bağlayıcı oranı %9 olarak belirlenmiştir. Bağlayıcının uzaklaştırılması için ön sinterleme yapılmıştır. Ön sinterleme sıcaklığı 500°C'de, bekleme süresi ise yarım saat olarak belirlenmiştir. Daha sonra sıcaklık 1300°C' ye kadar arttırılarak en optimal sinterleme süresini belirlemek için numune 1, 2, 3 ve 4 saat sürelerince sinterlenmiştir. Bu çalışmada, Al₂O₃ ve ZrO₂ malzemeler FDM yöntemiyle bir araya getirilerek çeşitli özellikleri ve etkileri incelenmiştir. Elde edilen numunelere makroyapı analizi, XRD analizi, SEM ve EDS analizleri, sertlik analizi ve üç nokta eğme analizleri yapılmıştır. Bu testler sonucunda optimal sonuçlar elde edilmiştir. Sonuç olarak, bu tez çalışması alümina ve zirkonya arasındaki etkileşime odaklanarak, FDM'nin kapsamlı bir araştırmasını ortaya koymuştur.