Nano TiO2 ve nano ZrO2 takviyeli AL7075 alaşımının mekanik, tribolojik ve termal özelliklerinin incelenmesi
| dc.authorid | 0009-0005-6005-4849 | |
| dc.contributor.advisor | Demir, Mehmet Emin | |
| dc.contributor.author | Aydın, Ömer | |
| dc.date.accessioned | 2025-09-16T09:54:39Z | |
| dc.date.available | 2025-09-16T09:54:39Z | |
| dc.date.issued | 2025-06-24 | |
| dc.department | Batman Üniversitesi Lisansüstü Eğitim Enstitüsü Makine Mühendisliği Anabilim Dalı | |
| dc.description | Bu tez çalışması Batman Üniversitesi - BAP Koordinasyon Birimi tarafından BTÜBAP-2023-YL-15 nolu proje ile desteklenmiştir. | |
| dc.description.abstract | Bu tez çalışmasında TiO2 ve ZrO2 nano parçacıkları farklı oranlarda Al7075 matrise ilave edilerek toz metalürjisi yöntemiyle silindirik bulk numuneler üretilmiştir. İlave edilen TiO2 ve ZrO2 tozlarının tekli veya hibrit olarak ikili şekilde baz alaşıma ilave edilmesinin, kompozitlerin sertliği, mikroyapısı, aşınma performansı ve termal özellikleri üzerindeki etkileri incelenmiştir. X-ışını kırınımı (XRD) ile üretilen kompozitlerin faz analizleri gerçekleştirilmiştir. Hot disk cihazı ile ise termal özellikleri araştırılmıştır. Bununla birlikte tozların presleme, sinterleme ve dağlama sonrası mikroyapıları optik mikroskop ile analiz edilmiştir. Takviye tipi ve oranlarının kompozit sertliği üzerindeki etkisinin belirlenmesi amacıyla üretilen kompozitlerin Vickers sertlikleri ölçülmüştür. Ayrıca kompozitlerin deneysel ve teorik yoğunlukları da hesaplandıktan sonra pin on disk aşınma testleri yapılmıştır. Aşınma testlerinde takviye tipinin, yükün, kayma mesafesinin ve kayma hızının etkileri incelenmiştir. %3 TiO2 takviyesiyle alaşımın sertliğinin %20 artış sağlamıştır. En yüksek sertlik değerinin %2 TiO2/%3 ZrO2 takviyeli hibrit kompozitte 95 Hv olarak elde edilmiştir. Hem TiO2 hem de ZrO2 nano parçacıkları alaşımın aşınma performasını iyileştirdiği ve sürtünme katsayılarını düşürdüğü tespit edilmiştir. %3 nano TiO2 takviyesiyle sürtünme katsayısı 0,81’den 0,62’e, %3 nano ZrO2 takviyesiyle ise 0,57’e düşmüştür. Takviye oranı ve kayma hızı artışının aşınma direncini geliştirdiği, yük artışının ise aşınma oranını düşürdüğü belirlenmiştir. SEM ile incelenen aşınmış yüzeylerde, artan kayma hızında matris döküntüsünün azaldığı, kazıma izlerinin ise sığlaştığı gözlenmiştir. Termal özellikleri incelenen kompozitlerde en düşük termal iletkenlik Al7075 alaşımda 7,52 W/m·K ve en yüksek termal iletkenlik ise %2 TiO2/%3 ZrO2 takviyeli hibrit kompozitte 23,81 W/m·K olarak elde edilmiştir. | |
| dc.description.abstract | In this thesis study, In this thesis study, cylindrical bulk specimens were produced by the powder metallurgy method through the addition of TiO₂ and ZrO₂ nanoparticles in varying proportions to the Al7075 matrix. The effects of the addition of TiO2 and ZrO2 powders, either individually or as a hybrid combination, on the hardness, microstructure, wear performance, and thermal properties of the composites were investigated. Phase analyses of the produced composites were carried out using X-ray diffraction (XRD). Thermal properties were evaluated using a Hot Disk thermal analyzer. Additionally, the microstructures of the powders were examined using optical microscopy following compaction, sintering, and etching processes. To determine the effect of reinforcement type and content on the hardness of the composites, Vickers hardness measurements were carried out on the produced samples. Furthermore, both experimental and theoretical densities of the composites were calculated, followed by pin-on-disk wear tests. In these tests, the effects of reinforcement type, applied load, sliding distance, and sliding speed on wear behavior were studied. A 3 wt.% TiO2 reinforcement resulted in a 20% increase in the hardness of the alloy. The highest hardness value, 95 Hv, was achieved in the hybrid composite reinforced with 2 wt.% TiO₂ and 3 wt.% ZrO2. It was observed that both TiO2 and ZrO2 nanoparticles improved the wear performance of the alloy and reduced the coefficient of friction. With the addition of 3% nano TiO₂ reinforcement, the coefficient of friction decreased from 0.81 to 0.62, while with 3% nano ZrO₂ reinforcement, it further decreased to 0.57. It was found that increasing the reinforcement content and sliding speed enhanced the wear resistance, while increasing the applied load reduced the wear rate. SEM examinations of the worn surfaces revealed that matrix deformation decreased and the scratch marks became shallower with increasing sliding speed. In terms of thermal properties, the lowest thermal conductivity was measured as 7.52 W/m·K in the unreinforced Al7075 alloy, whereas the highest thermal conductivity was obtained as 23.81 W/m·K in the hybrid composite reinforced with 2 wt.% TiO2 and 3 wt.% ZrO2. | |
| dc.identifier.citation | Aydın, Ö. (2025). Nano TiO2 ve nano ZrO2 takviyeli AL7075 alaşımının mekanik, tribolojik ve termal özelliklerinin incelenmesi. (Yayınlanmamış Yüksek Lisans Tezi). Batman Üniversitesi Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, Batman. | |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/20.500.12402/5044 | |
| dc.language.iso | tr | |
| dc.publisher | Batman Üniversitesi Lisansüstü Eğitim Enstitüsü | |
| dc.relation.publicationcategory | Tez | |
| dc.rights | info:eu-repo/semantics/openAccess | |
| dc.subject | Al7075 | |
| dc.subject | Aşınma | |
| dc.subject | Hibrit Kompozit Malzeme | |
| dc.subject | Sertlik | |
| dc.subject | Termal Özellik | |
| dc.subject | TiO2 | |
| dc.subject | ZrO2 | |
| dc.subject | Wear | |
| dc.subject | Hybrid Composite Material | |
| dc.subject | Hardness | |
| dc.subject | Thermal Property | |
| dc.title | Nano TiO2 ve nano ZrO2 takviyeli AL7075 alaşımının mekanik, tribolojik ve termal özelliklerinin incelenmesi | |
| dc.title.alternative | Investigation of mechanical, tribological, and thermal properties of nano TiO2 and nano ZrO2 reinforced AL7075 alloy | |
| dc.type | Master Thesis |
