Fren Balatası Üretimi için Zirkonya Esaslı Yeni Kompozisyonların Geliştirilmesi

Authors : Arife YURDAKUL, Nurdan BAŞTÜRK

Pages : 274-284

Doi:10.21541/apjes.457628

View : 25 | Download : 14

Publication Date : 2019-05-25

Article Type : Research Paper

Abstract :Bu çalışmada, fren balatası üretiminde günümüzde tercih edilen toksik esaslı malzeme bileşenlerinin yerine saflığı yüksek, düşük maliyetli ve en önemlisi insan sağlığı açısında zararlı olmayan tozları kullanmak amaçlanmıştır. Bu doğrultuda, fren balatası üretiminde genellikle dört veya beş bileşen olarak çoklu sayıda kullanılan hammaddelere alternatif olarak, üretimde içeriğe eklenecek tamamen seramik esaslı iki bileşenli yeni kompozit malzemeler geliştirilmiştir. Ayrıca, bu kompozit malzeme içeriği ile birlikte fren balatası ömrünün de uzatılması hedeflenmiştir. Kompozitin ana kompozisyonunu oluşturan başlangıç malzemesinde itriyum stabilize tetragonal zirkonya (Y-TZP) tozları matris faz olarak tercih edilmiştir. Y-TZP yüksek refrakterlik ve tokluk değerleri göstermesi sebebiyle kompozisyonun temel bileşimini oluşturmaktadır. Y-TZP içerisine belirli oranlarda alümina (Al2O3) ve mangan oksit (MnO) takviyesi yapılarak hazırlanan başlangıç bileşimlerinin soğuk izostatik preslenmesi (CIP) sonrası 1500-1600oC’de sinterlenmesi ile yığınsal prototip numuneler üretilmiştir. Numunelerdeki faz ve mikroyapısal değişim ile birlikte fiziksel ve mekanik özellikler, sırasıyla X-ışını kırınımı (XRD), taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve enerji saçınımlı X-ışını (EDX) spektroskopisi, Arşimet yoğunluk ölçümü, Vickers sertlik ve tokluk analizleri ile triboloji aşınma testleri uygulanarak tespit edilmiştir. Elde edilen sonuçlar birlikte değerlendirildiğinde, fren balata sistemlerinin üretiminde içeriğe eklenecek bir seramik kompozit örneğinin, seramik esaslı malzemelerden hazırlanarak yüksek mekanik özelliğe ve düşük aşınmaya sahip olabileceği mümkün görülmüştür. Böylece, bu çalışma ile fren balatalarının mevcut üretim teknolojileri üzerine farklı yeni bir yaklaşım sunulmuştur.
Keywords : Fren balatası, kompozit, mikroyapı, seramik, zirkonya Y TZP