Fabricating Graphene-Titanium (<30μm) Composites by Powder Metallurgy Method: Microstructure and Mechanical Properties

Authors : Tuğba MUTUK, Mevlüt GÜRBÜZ

Pages : 89-97

Doi:10.29130/dubited.467622

View : 19 | Download : 11

Publication Date : 2019-03-30

Article Type : Research Paper

Abstract :Titanyum, metalin en kullanışlı özelliklerine sahip olup, korozyon direnci ve mukavemet-yoğunluk oranı diğer metalik elementlere göre yüksektir. Alaşımsız durumda, titanyum bazı çelikler kadar güçlü ama daha az yoğundur. Bu gibi özellikleri nedeniyle titanyum kompozit malzeme içinde matris malzemesi olarak kullanılabilir. Titanyum matrisli kompozitler (TMK'ler) otomotiv, uçak endüstrileri ve özellikle biyomalzemeler gibi çeşitli endüstrilerde kullanılabilir. Bugün karbon takviye malzemesi olarak karbon nanotüp (KNT), grafit ve grafen takviye malzemesi olarak kullanılmaktadır. Grafen, olağanüstü mekanik özellikleri, düşük sürtünme ve yüksek aşınma direnci nedeniyle bu takviyeli malzemeleri içinde en dikkat çekici özelliklere sahiptir. Titanyum ve grafen kullanılarak üretilen kompozit malzemeler, dikkate değer mekanik ve mikroyapısal özelliklere sahip olabilir. Bu son yıllarda göze çarpan konulardan biridir. Bu çalışmada grafen katkılı titanyum kompozit malzemeler toz metalürjisi yöntemiyle üretilmiştir. Farklı oranlarda (%ağ.0-0,15-0,30-0,45-0,60) katkılanmış olan grafenin titanyum kompozitin yoğunluğunda, sertliğinde, basma dayanımında ve mikroyapısında meydana getirdiği etkileri incelenmiştir. 1100 o C ve 120dk. sinterleme süresinden sonra en yüksek sertlik ve basma dayanımı değerleri (520,2HV ve 1137MPa) saf titanyum ile karşılaştırıldığında (419,8HV ve 780MPa) %ağ. 0.30 grafen katkılanmış kompozit numunede elde edilmiştir. Kompozitlerin kristal fazı ve mikroyapıları taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve X-ışını difraktometresi (XRD) ile tespit edilmiştir. Ti-Gr kompozit malzemelerin saf titanyumdan daha iyi mekanik özellikler gösterdiği gözlenmiştir. Bu tür kompozitler, özellikle biyomalzeme alanlarını kullanmak için gelecek vaat etmektedir.
Keywords : Titanyum, grafen, toz metalürjisi, kompozit