Comparison of the effects of microwave and spark plasma sintering on the electrical, thermal, and mechanical properties of Cu-LaB6 nanocomposites

Authors : Ege Anıl DİLER

Pages : 1282-1294

Doi:10.17714/gumusfenbil.926697

View : 19 | Download : 16

Publication Date : 2021-10-15

Article Type : Research Paper

Abstract :Çalışmada, nano lantan heksaborid (LaB6) partiküllerinin, mikrodalga sinterleme (MS) ve kıvılcım plazma sinterleme (SPS) işlemleri kullanılarak üretilen bakır esaslı nanokompozitlerin (Cu-LaB6) elektriksel, ısıl ve mekanik özellikleri üzerine etkileri araştırılmıştır. Nano LaB6 partikülleri, MS ve SPS ile üretilen Cu matrisli nanokompozitlerin elektrik iletkenliğini sırasıyla % 20 ve % 13 oranında azalmasına neden olmuştur. Cu-LaB6 nanokompozitleri, takviyesiz Cu'dan daha düşük termal iletkenliğe sahip olmuştur. SPS metodu ile üretilen Cu-LaB6 nanokompozitinin elektriksel ve ısıl iletkenlikleri, MS ile üretilen Cu-LaB6 nanokompozitinden daha yüksek olmuştur. Nanokompozitlerin ısıl iletkenliğini elektriksel iletkenliklerinden hesaplayabilmek için partikül hacim oranını ve gözenekliliği dikkate alan bir denklem geliştirilmiştir. Cu-LaB6 nanokompozitler için hesaplanan ısıl iletkenlik değerleri deneysel sonuçlara oldukça yakın sonuçlar vermiştir. Cu-LaB6 nanokompozitleri, takviye edilmemiş Cu malzemelere göre sırasıyla % 49 ve % 38 oranında daha yüksek sertliğe ve basma dayanımına sahip olmuştur. SPS yöntemi ile üretilen Cu-LaB6 nanokompozitinin sertliği ve basma dayanımı, MS ile üretilen Cu-LaB6 nanokompozitinden daha yüksek olmuştur. Nano LaB6 partiküllerinin, Cu'nun elektriksel ve ısıl iletkenliklerinin bir miktar düşmesine neden olmasına rağmen, nano LaB6 partikülleri ile SPS işleminin olumlu etkileri biraraya getirilerek, yüksek sertlik ve basma dayanımına sahip Cu-LaB6 nanokompozit üretilmiştir.
Keywords : Bakır, Elektriksel ve ısıl iletkenlik, Mikrodalga sinterleme, Nanokompozit, Nano LaB6, Kıvılcım plazma sinterleme