Toz Metalurjisi Yöntemiyle Üretilmiş 6061 Al Matrisli B4C Takviyeli Kompozit Malzemelerin Radyasyon Absorbsiyon Özelliklerinin İncelenmesi

Teknik Bilimler Dergisi Pub Date : 2023-07-17 DOI:10.35354/tbed.1260061

Elif Dicle Turşucular, Remzi Varol

{"title":"Toz Metalurjisi Yöntemiyle Üretilmiş 6061 Al Matrisli B4C Takviyeli Kompozit Malzemelerin Radyasyon Absorbsiyon Özelliklerinin İncelenmesi","authors":"Elif Dicle Turşucular, Remzi Varol","doi":"10.35354/tbed.1260061","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"Radyasyon günlük hayatta birçok alanda,kullanılan pek çok teknolojik alette karşımıza çıkan ve fazla maruz kalındığı takdirde ölümcül sonuçlar doğurabilen bir enerjidir.Aynı zamanda gelişen dünyanın artan enerji ihtiyacını karşılayabilmek için her gün dünyanın pek çok farklı yerinde yeni nükleer enerji santralleri inşa edilmektedir.Dolayısıyla hem kullanılan teknolojik aletler hem de yapılan yeni nükleer enerji santralleri bazında artış olması,gün geçtikçe insanoğlunun genel radyasyon maruziyetini artırmaktadır.Bu nedenle günümüzde, radyasyonun olumsuz etkilerinden dolayı radyasyon absorbsiyonu ve radyasyon absorblayan materyaller ve materyal grupları üzerine yapılan çalışmalar oldukça önem kazanmıştır.Öte yandan B_4 C (Bor Karbür) ise, tank zırhı, kurşun geçirmez yelekler, motor sabotaj tozları,aşındırıcılar,nükleer santrallerdeki kontrol rodları gibi oldukça büyük öneme sahip ve spesifik alanlarda kullanılan son derece sert ve nötron absorblayıcı (radyasyon soğurucu) özelliğe sahip bir bileşiktir.2900-3580 Knoop sertlik değerinde oldukça yüksek sertliğe sahip fakat bir o kadar da gevrek (kırılgan) bir yapıda olması nedeniyle tek başına B_4 C (Bor Karbür)’den müteşekkil yekpare bir plaka oluşturulmasında büyük zorluklarla karşılaşılacağı için, 6061Al matrisi ile kompozit bir malzeme haline getirilip parça üretimi sağlanabilmektedir.Bu çalışmada, B_4 C (Bor Karbür ) takviye elemanı ile 6061Al matris elemanı belirli oranlarda ( B_4 C katkısı olmadan salt 6061Al, %5 B_4 C katkısıyla,%10 B_4 C katkısıyla,%15 B_4 C katkısıyla,%20 B_4 C katkısıyla) bir araya getirilerek toz metalurjisiyle (sıcak pres sinterleme yöntemine bağlı olarak) kompozit malzeme olarak 5 adet numune imal edilmiştir.Bu numunelerin radyasyon absorblama özelliklerinin incelenmesi ve değişen bileşen oranlarına bağlı olarak radyasyon absorblama özellikleri ile doğrusal (lineer) zayıflatma katsayısı ve enerji değerlerinin; imalatı sağlanan malzemelerin yoğunluk ve kalınlıklarının iç yapı,sertlik değerleri ve gerilme değerlerine bağlı değişimlerinin nasıl seyredeceğinin belirlenmesi amaçlanmıştır.Çalışma kapsamında üretilen numunelere tatbik edilen deneyler sonucunda elde edilen verilerle NIST XCOM üzerinden hesaplanan teorik verilerin mukayeseleri ve amaçlanan değişimlerin belirlenmesi gerçekleştirilmiştir.Numunelerde artan Bor Karbür (B_4 C) yüzdelerine bağlı olarak doğrusal (lineer) zayıflatma katsayılarının azaldığı gözlemlenmiştir.Bu gözlemler sonucunda çalışmanın ileride yapılacak olan bilimsel çalışmalara ışık tutması ve katkı sağlaması hedeflenmektedir.","PeriodicalId":164574,"journal":{"name":"Teknik Bilimler Dergisi","volume":"8 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0000,"publicationDate":"2023-07-17","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"0","resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"Teknik Bilimler Dergisi","FirstCategoryId":"1085","ListUrlMain":"https://doi.org/10.35354/tbed.1260061","RegionNum":0,"RegionCategory":null,"ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"","JCRName":"","Score":null,"Total":0}

引用次数: 0

Abstract

Radyasyon günlük hayatta birçok alanda,kullanılan pek çok teknolojik alette karşımıza çıkan ve fazla maruz kalındığı takdirde ölümcül sonuçlar doğurabilen bir enerjidir.Aynı zamanda gelişen dünyanın artan enerji ihtiyacını karşılayabilmek için her gün dünyanın pek çok farklı yerinde yeni nükleer enerji santralleri inşa edilmektedir.Dolayısıyla hem kullanılan teknolojik aletler hem de yapılan yeni nükleer enerji santralleri bazında artış olması,gün geçtikçe insanoğlunun genel radyasyon maruziyetini artırmaktadır.Bu nedenle günümüzde, radyasyonun olumsuz etkilerinden dolayı radyasyon absorbsiyonu ve radyasyon absorblayan materyaller ve materyal grupları üzerine yapılan çalışmalar oldukça önem kazanmıştır.Öte yandan B_4 C (Bor Karbür) ise, tank zırhı, kurşun geçirmez yelekler, motor sabotaj tozları,aşındırıcılar,nükleer santrallerdeki kontrol rodları gibi oldukça büyük öneme sahip ve spesifik alanlarda kullanılan son derece sert ve nötron absorblayıcı (radyasyon soğurucu) özelliğe sahip bir bileşiktir.2900-3580 Knoop sertlik değerinde oldukça yüksek sertliğe sahip fakat bir o kadar da gevrek (kırılgan) bir yapıda olması nedeniyle tek başına B_4 C (Bor Karbür)’den müteşekkil yekpare bir plaka oluşturulmasında büyük zorluklarla karşılaşılacağı için, 6061Al matrisi ile kompozit bir malzeme haline getirilip parça üretimi sağlanabilmektedir.Bu çalışmada, B_4 C (Bor Karbür ) takviye elemanı ile 6061Al matris elemanı belirli oranlarda ( B_4 C katkısı olmadan salt 6061Al, %5 B_4 C katkısıyla,%10 B_4 C katkısıyla,%15 B_4 C katkısıyla,%20 B_4 C katkısıyla) bir araya getirilerek toz metalurjisiyle (sıcak pres sinterleme yöntemine bağlı olarak) kompozit malzeme olarak 5 adet numune imal edilmiştir.Bu numunelerin radyasyon absorblama özelliklerinin incelenmesi ve değişen bileşen oranlarına bağlı olarak radyasyon absorblama özellikleri ile doğrusal (lineer) zayıflatma katsayısı ve enerji değerlerinin; imalatı sağlanan malzemelerin yoğunluk ve kalınlıklarının iç yapı,sertlik değerleri ve gerilme değerlerine bağlı değişimlerinin nasıl seyredeceğinin belirlenmesi amaçlanmıştır.Çalışma kapsamında üretilen numunelere tatbik edilen deneyler sonucunda elde edilen verilerle NIST XCOM üzerinden hesaplanan teorik verilerin mukayeseleri ve amaçlanan değişimlerin belirlenmesi gerçekleştirilmiştir.Numunelerde artan Bor Karbür (B_4 C) yüzdelerine bağlı olarak doğrusal (lineer) zayıflatma katsayılarının azaldığı gözlemlenmiştir.Bu gözlemler sonucunda çalışmanın ileride yapılacak olan bilimsel çalışmalara ışık tutması ve katkı sağlaması hedeflenmektedir.

查看原文本刊更多论文

辐射是我们在日常生活的许多领域、许多技术工具中都会遇到的一种能量，如果过度暴露在辐射之下，就会产生致命的后果。同时，为了满足发展中国家日益增长的能源需求，世界上许多地方每天都在建造新的核电站。因此，无论是使用的技术工具还是新建的核电站的增加，都会使人类受到的一般辐射量与日俱增。因此，由于辐射的负面影响，当今对辐射吸收和辐射吸收材料及材料群的研究已变得非常重要。另一方面，B_4 C（碳化硼）是一种硬度极高且能吸收中子（辐射吸收）的化合物，可用于非常重要的特定领域，如坦克装甲、防弹背心、发动机破坏粉末、磨料、核电站控制棒等。由于 B_4C（碳化硼）具有很高的努氏硬度值，但结构较脆，因此很难单独形成由 B_4C（碳化硼）组成的整体板材，但可以将其与 6061Al 基体制成复合材料并生产零件。本研究将 B_4 C（碳化硼）增强元素和 6061Al 基体元素按一定比例（纯 6061Al 无 B_4 C 添加剂、5% B_4 C 添加剂、10% B_4 C 添加剂、15% B_4 C 添加剂、20% B_4 C 添加剂）进行组合，并通过粉末冶金法（取决于热压烧结法）制造出 5 个复合材料样品。研究的目的是调查这些样品的辐射吸收特性，并确定辐射吸收特性、线性衰减系数和能量值将如何随组分比例的变化而变化，以及制造材料的密度和厚度将如何随内部结构、硬度值和应力值的变化而变化。对本研究范围内生产的样品进行实验后获得的数据与 NIST XCOM 计算的理论数据进行了比较，并确定了预期的变化。观察发现，线性衰减系数随样品中碳化硼（B_4 C）比例的增加而降低。通过这些观察结果，本研究旨在为未来的科学研究提供启示和帮助。

本文章由计算机程序翻译，如有差异，请以英文原文为准。

求助全文

约1分钟内获得全文求助全文

来源期刊

Teknik Bilimler Dergisi

自引率

0.00%

发文量