II. İLERİ TEKNOLOJİLER ÇALIŞTAYI (İTÇ 2011) - Bilgesam

505
Bir başka çalışmada slip döküm prosesi detaylıca aktarıldığından [2], burada tekrar
üzerinde durulmayacak, doğrudan sonuçlara geçilecektir. Karakterizasyon tarafında
ise sıvı faz sinterlemesi sonrası daldırma yöntemiyle yığın yoğunluk değerleri belirlenmiştir.
Daha sonra mikrosertlik testi ile 500 mN’luk bir yük uygulanarak
universal sertlik (HU 0.5), Vickers sertliği (HV 0.05) ve batmadaki elastisite modülü
(EHU 0.5) değerleri ölçülmüştür. Mikroyapısal inceleme ve karşılaştırma amacıyla
bileşimlere ait numunelerin kesit yüzeyleri standart keramografik teknikler
yardımıyla hazırlanmış ve parlatılmış yüzeyler ışık mikroskobu altında incelenmiştir.
Hedef uygulama açısından malzemenin ısıl kararlılığı önemli olduğundan sıvı faz
sinterleme ile üretilmiş malzemenin bileşim farklılıklarından bağımsız olarak
termofiziksel karakterizasyonu da gerçekleştirilmiştir. Bu amaçla malzemenin
lineer ısıl genleşme katsayısı ve ısıl iletkenliği belirlenmiştir. Lineer ısıl genleşme
katsayısı için 25-560°C sıcaklık aralığında, Ar atmosferinde, 10 K/dak. ısıtma hızıyla
ve alumina referans ve numune tutucu kullanılarak dilatometrik ölçüm yapılmıştır.
Isıl iletkenlik tayini için ilave olarak diferansiyel tarama kalorimetrisi (DSC)
yöntemiyle 25-1200°C sıcaklık aralığında yine Ar atmosferinde, 10 K/dak ısıtma
hızıyla ve safir referans kullanılarak özgül ısı kapasitesi belirlenmiştir. Daha sonra
aşağıda verilecek denklemler yardımıyla ısıl iletkenlik değeri hesaplanmıştır.
Bulgular ve Tartışma
Slip döküm sonrasında görülmüştür ki hazırlanan her dispersiyon dökülebilirlik açısından
başarılı bir sonuç vermemektedir. Bunda parça ebat ve geometrisinin büyüklüğü
ve karmaşıklığı ile kullanılan hammadde tozlarının kaba ve/veya ince olmasının
kuvvetli bir rol oynadığı görülmektedir. Dolayısıyla ince “mikron-altı” tozlar son
derece üst düzey mekanik özellikler ve görece daha yüksek yığın yoğunluk değerler
sağlamaktayken, parça geometrisinin görece büyük ve hacimli olması ince tozların
kullanımına dökülebilirlik veya proses edilebilirlik açısından önemli sınırlamalar
getirmektedir. Şekil 1’de verilen iki farklı bileşime ait slip döküm numunelerden
görüleceği gibi kaba ve ince tozların karışımı dispersiyonun dökülebilir ve proses
edilebilir olmasına izin verirken (Şekil 1a), benzer şartlarda hazırlanan ve sadece ince
tozlardan oluşan E bileşiminde slip döküm sonrası kuruma aşamasında ortaya çıkan
gerilim artışı, parça ebatları ve karmaşıklığı göz önüne alındığında rahatlıkla parçayı
hasara uğratabilecek bir seviyeye ulaşmaktadır (Şekil 1b).
Deneysel çalışma kapsamında hazırlanan dispersiyonlardan A, B, C ve D’ye ait
döküm numunelerinde şekillendirme başarılı bir şekilde tamamlanmış ve sıvı faz
sinterlemesi bu dört bileşim numunelerine uygulanmıştır. E bileşimine ait numune
döküm sonrası yapısal kararlılığını koruyamadığından diskalifiye edilmiş ve üzerinde
başkaca herhangi bir karakterizasyon çalışması yapılmamıştır. Slip döküm
numunelerinin sıvı faz sinterleme parametreleri ve sinterleme sonrası Arşimet prensibine
göre daldırma yöntemiyle belirlenen yığın yoğunluk değerleri ile teorik yoğunluğa
oranları Tablo 2’de verilmiştir.