Sürdürülebilir Kalkınma Amaçları
Yazarlar
Yayınlar
- MakaleAçık Erişim2026Scopus SJRQ2Comparative Microstructural, Mechanical, and Tribological Evaluation of Cu Matrix Composites Reinforced with B4C, B, Cr, Co, Al2O3, and Graphite via Powder Metallurgy
Macit, Cevher Kursat; Gürgenç, Turan; Aksakal, Bunyamin; Aslan, Naim
Copper and its alloys are widely used in electrical, automotive, aerospace, and energy applications because of their excellent thermal and electrical conductivity. However, the low hardness and poor wear resistance of pure Cu limit its use under tribologically demanding sliding conditions. In this study, Cu matrix composites reinforced with 1 wt.% boron carbide (B4C), boron (B), chromium (Cr), cobalt (Co), alumina (Al2O3), and graphite (Gr) were fabricated by powder metallurgy and comparatively evaluated under identical processing and testing conditions. Phase constitution and microstructural characteristics were analyzed by XRD, SEM, and EDS, while mechanical and tribological behavior was assessed by Vickers hardness and dry sliding wear tests. All reinforcements improved the hardness of the Cu matrix compared with unreinforced Cu. The hardness increase followed the order Cu–B4C (68.91%) > Cu–B (66.43%) > Cu–Gr (63.97%) > Cu–Al2O3 (61.79%) > Cu–Cr (42.69%) > Cu–Co (36.04%). Dry sliding wear tests, performed under a 10 N normal load, 0.05 m s−1 sliding speed, and 1000 m sliding distance against a 316L stainless-steel ball, showed that all reinforced composites exhibited lower mass loss and more stable sliding behavior than pure Cu. Among all samples, Cu–B4C displayed the best wear performance, with a 154.8% improvement in wear resistance relative to pure Cu. SEM analysis of the worn surfaces revealed that reinforcement addition reduced severe plastic deformation, groove formation, and delamination, leading to a more stable wear regime. Graphite- and boron-containing composites benefited from interfacial lubrication and contact stabilization, whereas B4C and Al2O3 improved wear resistance through rigid-particle strengthening and enhanced load-bearing capacity. By comparing ceramic, metalloid, metallic, oxide, and solid-lubricating reinforcements at the same low addition level and under identical processing and testing conditions, this study provides a reinforcement-selection framework for Cu-based composites requiring improved hardness and dry-sliding durability.
AtıfScopus2WoS2OpenAlex2
İncele - MakaleAçık Erişim2023Scopus SJRQ3Morpho-structural and compressive mechanical properties of graphene oxide reinforced hydroxyapatite scaffolds for bone tissue applications
Fidan, Ferzan; Aslan, Naim; Koç, Mümin Mehmet
Hydroxyapatite (HA) is a unique material that has the potential to be used to replace bones and teeth in the field of orthopedics and dentistry since HA exhibits quite similar biological and chemical characteristics to human bone. Hydroxyapatite ceramics are bioactive materials used to repair damaged human tissue. The pores in the porous hydroxyapatite ceramics provide a mechanical interlock, enabling a solid bond and fixation between the implant and bone. In this study, 0.5wt%, 1wt%, and 1.5wt% graphene oxide (GO) reinforced porous HA structures were obtained using the space-holder method to increase the strength of hydroxyapatite with low mechanical strength. NaCl was used as a spacer, and PEG 400 as a binder. Scaffold structures with 40% porosity rates were sintered at 1000 °C under vacuum. Finally, a compression test was applied to the samples which were previously analyzed by SEM, EDS and XRD. The compressive strengths of 0.5%, 1%, and 1.5% graphene oxide reinforced porous HA samples were determined between 8.04 and 31.14 MPa. The highest compressive strength was recorded as 31.14 MPa in the 1% GO added sample, and the lowest compressive strength was recorded as 8.04 MPa in the 1.5% GO added sample. In addition, it was understood that the mechanical properties did not increase regularly with the increase of graphene oxide reinforcing.
AtıfScopus4OpenAlex3
İncele - Yüksek Lisans TeziAçık Erişim2022Ni esaslı katkı malzemelerinin matris özelliklerine etkisinin araştırılması
Çağdaş Güneş
Her geçen gün daha fazla yayılmaya başlayan Toz Metalurjisi (TM), günümüzün endüstrisinde oldukça yaygın olarak kullanılmaktadır. TM ile üretilen ürünler, proseslerinin daha az sayıda işlem aşaması gerektirmesi ve nispeten daha düşük olan maliyetleri gibi avantajlarından dolayı birçok endüstri tarafından tercih edilmektedir. Son yıllarda farklı sinterleme teknolojilerinin gelişmesi, TM kullanım alanlarını yaygınlaştırmakta ve günümüzde kullandığımız TM ile üretilmiş olan ürünlerin sayısını artırmaktadır. Makine parçaları, kompozit malzemeler, cerrahi implant ve kesici takımlar, yüksek teknoloji malzemeleri ve diğer pek çok ürünün üretilmesinde tercih edilen yöntem olmuştur. Ayrıca tersine mühendislik uygulamalarında CAD ve CAM sistemlerinin gelişmesine bağlı olarak, kısa sürede hedef ürüne doğrudan ulaşılması ve geleneksel imalat yöntemlerine daha az veya hiç ihtiyaç duyulmadığı için artık yüksek bütçeli üretim parkının ve insan hata faktörünün önüne geçilmesi sağlanmıştır. Eklemeli imalat teknolojisinin dünya ve ülkemizde daha popüler olması nedeniyle TM yöntem ve tekniklerinin insan hayatına daha çok etki edeceği aşikârdır. Makine üretim yöntem ve tekniklerinin gelişmesinin yanı sıra ham madde olarak kullanılan tozların gelişimi de kimyasal, mekanik, şekilsel ve yöntemsel olarak devam etmektedir. TM imalat yönteminin imal edilecek numuneye göre iyi seçilmesi kadar seçilen hammaddenin mekanik fiziksel ve kimyasal özellikleri de ürün kalite ve kullanımını önemli oranda etkileyen kilit faktördür. TM ürün imalatında kullanılan hammaddenin türü ve cinsi de birim maliyeti etkileyen en önemli faktördür. Kobalt (Co) TM işlemlerinde ve birçok yüksek teknolojini ürününün (batarya, mıknatıs, kesici takım vb.. ) imalatında mekanik özellikleri bakımından oldukça etkili ürünlerden biridir. Birçok firma Co yerine kullanılabilecek alternatif ürünlerin geliştirilmesi için çalışmalar yapmaktadır. Yapılan bu çalışmada, mekanik açıdan Co'ya alternatif olabilecek Nikel (Ni) esaslı iki adet alaşımlı ticari toz malzeme kullanılarak matrisin mekanik ve mikro yapı özelliklerine etkisi araştırılmıştır. Yapılan deneysel çalışmalar sonucunda Ni esaslı 9062 ve 9045 ticari adlı katkılarını mekanik özellikleri iyileştirerek sertlik ve kırılma mukavemetlerini arttırdığı sonucuna varılmıştır. Kullanılan Ni esaslı alaşım tozların Co alternatifi olarak kullanılabileceği düşünülmektedir. Anahtar Kelimeler: Fe esaslı matris, toz metalurjisi, sıcak presleme, süper alaşımlar
- MakaleAçık Erişim2018Scopus SJRQ3EFFECT OF POST-HEAT TREATMENT ON MICROSTRUCTURE AND MECHANICAL PROPERTIES OF Cu-Fe-Co POWDER ALLOY FABRICATED BY HOT PRESSING
Çelik, E.; Aslan, A. K.
In this study, the powder mixture which consists of Cu-Fe-Co was produced by using the method of hot pressing technique. In addition, effect of heat treatment process on microstructure and mechanical properties of this alloy was investigated. Following the hot pressing process applied on the samples, heat treatment was carried out at 950 degrees C for two different dwelling times (90 and 180 minutes). Measured density values were considered as physical characteristics, while hardness and fracture strength values were considered as mechanical characteristics. It was observed that porosity rates of hot pressed samples were decreased by increasing of temperature and pressing parameters. In this study it was observed that Cu was spread in matrix and filled the micro porosities. Hardness values were determined to be decreased as a result of grain growth after heat treatment process. That 4 fold increased elongation % values which were achieved by TRS experiments were observed as well.
AtıfWoS3OpenAlex2İncele