Toplam: 0,00 
Sepeti GörüntüleÖdeme

Kompoze Malzeme

Arama Sonuçlarınız

K

Kompoze Malzeme

Kullanılabilir cisimler yapmak amacı ile doğal ya da yapay olarak üretilmiş maddelere malzeme denir. Günümüzde birçok malzeme çeşidi bulunmaktadır.

Malzemeler cinsine göre; seramik, metalik, polimer, kompozit, elastomer ve cam malzemeler olarak sınıflandırılabilir. Kompozit aslında karışım anlamına gelmekle birlikte çözünen ve çözen bileşenlerden oluşmaz. Bileşenler arasında atom alışverişi bulunmamaktadır. Geleneksel malzemelerde mevcut olmayan ya da sınırlı olan bazı özellikleri geliştirmek amacıyla birbiri içerisinde çözünemeyen farklı özelliklere sahip en az iki bileşenden oluşan malzemelere kompozit malzemeler denir. Kompozit bileşenleri kimyasal olarak birbirlerini etkilemezler ve özellikle insan tarafından dizayn edilerek üretilirler. Kompozit bileşenlerinin atom boyutu 300 nano altında ise bu tür kompozitlere nano kompozit denir. Malzemeler birbiri içerisinde çözünürse bu tür malzemeler kompozit değil alaşım olur. Kompozit malzemelerde yapıyı oluşturan bileşenler birbiri içinde çözünmeleri istenmez, özellikle metalik sistemlerde bir miktar çözünme bileşenler arasında güçlü bağlanımların oluşmasına katkı sağlar.

Kompozit malzemelerde çeşitli form ve oranlarda takviye fazı ile bu malzemenin çevresinde hacimsel olarak çoğunluğu oluşturan matriks malzeme bulunmaktadır. Bu iki malzeme grubundan, takviye malzemesi kompozit malzemenin mukavemet ve yük taşıma özelliğini, matriks malzeme ise plastik deformasyona geçişte oluşabilecek çatlak ilerlemelerini önleyici rol oynamakta ve kompozit malzemenin kopmasını geciktirmektedir.

Matriks olarak kullanılan malzemenin bir amacı da fiber malzemeleri yük altında bir arada tutabilmek ve yükü lifler arasında homojen olarak dağıtmaktır. Böylece fiber malzemelerde plastik deformasyon gerçekleştiğinde ortaya çıkacak çatlak ilerlemesi olayının önüne geçilmiş olur. Kompozit malzemelerin avantajı, bileşenlerinin en iyi özelliklerini bir araya getirmesidir. Kompozit malzemelerin üretimi ile aşağıdaki özelliklerin bir ya da birkaçının geliştirilmesi amaçlanır. 

  1. Yüksek mukavemet 
  2. Aşınma dayanımı 
  3. Yorulma dayanımı
  4. Kırılma tokluğu
  5. Korozyon dayanımı 
  6. Yüksek sıcaklık performansı 
  7. Isıl ve akustik iletkenlik 
  8. Maliyet 
  9. Estetik görünüm
  10. İmalat kolaylığı 

En eski kompozit malzemeler, bina inşaatı için tuğlalar oluşturmak üzere birleştirilen saman ve çamurdan yapılmıştır. Antik tuğla yapımı Mısır mezar resimleri tarafından belgelemiştir.

Wattle ve daub, 6000 yıldan daha eski olan en eski kompozit malzemelerden biridir. Beton aynı zamanda kompozit bir malzemedir ve dünyada diğer tüm sentetik malzemelerden daha fazla kullanılmaktadır.

Hem ağaçlardan elde edilen gerçek odun hem de palmiye ve bambu gibi bitkiler, tarih öncesi dönemde insanlık tarafından kullanılan ve hala inşaat ve iskelelerde yaygın olarak kullanılan doğal kompozitler üretirler.

Kontrplak MÖ 3400 Antik Mezopotamyalılar tarafından; ahşabı farklı açılarda yapıştırmak doğal ahşaptan daha iyi özellikler verir.

Alçıya batırılmış keten veya papirüsün kartonaj tabakaları, Mısır’ın Birinci Ara Dönemine tarihlenir. C. MÖ 2181–2055 ve ölüm maskeleri için kullanılmıştırlar.

Cob çamur tuğlaları veya çamur duvarlar (çamur ile bağlayıcı olarak saman veya çakıl kullanılarak) binlerce yıldır kullanılmaktadır.

Beton, Vitruvius tarafından, MÖ 25 civarında Mimarlık Üzerine On Kitapta, kireç harçlarının hazırlanmasına uygun seçkin agrega türleri yazarak tanımlanmıştır. Yapısal harçlar için, Pozzuoli’nin Napoli yakınlarında kahverengimsi sarı-gri renkli ve Roma’da kırmızımsı kahverengi kumlu yataklarından volkanik kumlar olan pozzolana’yı tavsiye etmiştir. Vitruvius, binalarda kullanılan çimentolar için 1 kısım kireç / 3 kısım pozzolan oranını ve su altı çalışmaları için 1: 2 kireç / pulvis Puteolanus oranını belirtmektedir, esasen bugün denizde kullanılan beton için karıştırılan oran aynıdır. Doğal çimento-taşlar, yakıldıktan sonra, Roma sonrası dönemlerden 20. yüzyıla kadar betonlarda kullanılan ve bazı özellikleri imal edilmiş Portland çimentosundan daha üstün olan çimentoları üretmiştir.

Kağıt ve tutkal bileşimi olan papier-mâché, yüzlerce yıldır kullanılmaktadır.

İlk yapay elyaf takviyeli plastik, 1935’te Owens Corning Company’de Al Simison ve Arthur D Little tarafından gerçekleştirilen cam elyafı ve bakalit kombinasyonuydu.

En yaygın ve bilinen kompozitlerden biri, küçük cam elyafın polimerik bir malzeme (normalde bir epoksi veya polyester) içine gömülü olduğu fiberglastır. Cam elyaf nispeten güçlü ve serttir (ama aynı zamanda kırılgandır), halbuki polimer sünektir (ama aynı zamanda zayıf ve esnektir). Böylece ortaya çıkan fiberglas nispeten sert, güçlü, esnek ve sünektir.

Kompozit malzemeler kullanılan takviye elemanının şekline göre beş sınıfa ayrılabilir. Bunlar partikül takviyeli, fiber takviyeli, levhasal, tabakalı ve doldurulmuş kompozit malzemelerdir.

Partikül takviyeli kompozitler:

Bu tip kompozitler, makroskobik veya mikroskobik partiküllerin matriks ile oluşturdukları malzemelerdir. Ortalama gömülen parçacık boyutu 1 mm’den büyük ve takviye hacim oranı genelde % 50’den fazla kullanılmamaktadır.

Fiber takviyeli kompozitler:

Bu tür malzemelerde, matriks kompozite gelen yükü fibere iletir, yükün çoğu fiber tarafından taşınır ve özellikleri anizotropiktir. Fiber formları, örgülü, şerit fitil veya tabakalar halinde yönlü olarak kullanılır.

Levhasal kompozitler:

Matriks fazı içindeki levha şekilli takviye elemanlarından oluşan kompozitlerdir. Al-grafit sistemi levhalar, pullar, cam, mika ve metal olabilir. En çok bilinen metal levhalar AlB2 ve Be levhalardır.

Tabakalı kompozitler:

Bu tür kompozitler farklı bileşenli plakaların sandviç (üst üste) şeklinde birleştirilmesiyle elde edilir. Bu kompozitler, matriks içerisine rasgele yönlenmiş, tek yönlü veya çift yönlü fiber takviyeli tabakalardan oluşmaktadır.

Doldurulmuş kompozitler:

Sürekli bir iskelet yapıya sahip takviye malzemesi formunun matriks bir malzeme ile doldurulmasından üretilen kompozitlerdir. Matriks malzemesinin daha önceden hazırlanmış preform (köpük) yapıya basınçlı, basınçsız ya da döküm yoluyla emdirilmesi ile elde edilir.

Kompozit malzemeler, kullanılan matriks malzemesinin cinsine göre ise beş ana sınıfa ayrılmaktadır. Bunlar polimer matriks, metal matriks, seramik matriks, karbon/karbon ve nano kompozit alzemelerdir. 

Metal matriks kompozitler (MMK):

Bu malzemeler ana yapıyı matriks metalin oluşturduğu ve takviye elemanı olarak da genellikle seramik bir takviye fazının kullanıldığı kompozitlerdir. Bu malzemelerin seçiminde hemen hemen hiçbir sınırlama yoktur. Deneysel çalışmalara bakıldığında çok farklı türlerin kullanıldığı göze çarpar. Son 45-50 yıldır MMK’ler ile ilgili pek çok araştırma yapılmış ve literatürde olumlu şekilde yer almıştır. Metal matriks kompozitler geleneksel malzemelere en büyük alternatiftir. Seramiklerin yüksek elastik modülü ile metallerin plastik şekil değiştirme özellikleri birleştirilerek aşınmaya dayanıklı, kırılma tokluğu ve basma gerilmesi yüksek malzemeler elde edilmektedir. Bu kompozitler yaygın olarak otomotiv, havacılık ve savunma sanayinde kullanılmaktadır. 

Seramik matriks kompozitler (SMK): 

Seramik malzemeler çok sert ve kırılgandırlar. Ayrıca yüksek sıcaklık dayanımlarına ve göreceli düşük yoğunluk özelliklere sahiptirler. Seramik malzemeler ısıl şok direnci ve tokluğu düşük malzemelerdir. Bunlar; Al2O3, SiC, Si3N4, B4C, cBN, TiC, TiB, TiN ve AIN’dir. Bu bileşikler değişik yapılarda olup amaca göre bir ya da birkaçı beraber kullanılarak seramik matriks kompozitler elde edilir. Sandviç zırhlar, çeşitli askeri amaçlı parçalar imali ile uzay araçları bu ürünlerin başlıca kullanım yerleridir. Seramik matrikse ilave edilen karbon, seramik ve cam fiberler özellikle yüksek sıcaklık uygulamaları gibi özel şartlar için geliştirilmektedir. Seramik malzemelerin seramik fiberler ile takviye edilmesi durumunda, mukavemet yükselmekte ve tokluklar da artmaktadır. Alümina ve zirkonya esaslı seramik kompozitler üzerindeki son yıllardaki çalışmalar, bu malzemelerin sadece roket başlığı, uzay araçları gibi uygulamalarda değil aynı zamanda insan vücudunda da biomalzeme olarak kullanılmaya başlanmasına sebebiyet vermiştir.

Polimer matriks kompozitler (PMK): 

Sürekli fiber takviyeli olarak yaygın olarak kullanılan polimer matriksler termoset ve termoplastikler olarak iki gruba ayrılır. Bu kompozitlerin sürekli fiberlerle takviye edilmiş polyester ve epoksi reçine matriksli olanları en önemlileridir. Kullanılan takviye malzemelerinin başlıcaları ise, cam fiber, kevlar fiber, bor fiber ve karbon fiberlerdir. PMK’lerin üretiminde en çok kullanılan yöntemler, elle sıvama, tel sarma, kese kalıplama işlemi, pultrüzyon metodu, sıvı akış tekniği, takviyeli reaksiyon, enjeksiyon kalıplama, ekstrüzyon ve termo oluşum yöntemleridir. PMK’lerin başlıca kullanım alanları ise, korozyon direnci sebebiyle denizcilik uygulamaları, hafifliği sebebiyle otomotiv ve diğer taşımacılık endüstrileri ile spor malzemeleri, yanmazlık özelliği istenen otomotiv iç dekorasyonu gibi alanlar olarak gösterilebilir. 

Karbon-karbon kompozitler (KKK): 

Karbon – karbon kompozitleri, saf karbon partiküllerinin (primer karbon bileşeni olarak tanımlanır) karbon esaslı bağlayıcı (bu malzeme karbonizasyon işlemi esnasında sekonder karbon bileşenini oluşturur) ile J karışımından elde edilir. Neticede, malzemenin tümü karbon olup karbonlar iki farklı şekilde bulunur. Bunlardan biri, dolgu (primer) diğeri ise bağlayıcı (sekonder) niteliğinde olan karbondur. Matriks malzemesi olarak kullanılan karbonun birim ağırlıktaki ısı kapasitesi oldukça yüksektir. Roket ağızlarında, uzay araçlarında bulunan koruyucu kalkanlarda, debriyaj ve fren balata-disk sistemlerinde kullanılmaktadır. Bu malzemeler yüksek teknoloji gerektiren askeri ve uzay alanlarındaki uygulamalarına nispeten düşük hacim sağlamasına karşın, katma değeri yüksek ve oldukça pahalı malzemelerdir.

Nano kompozitler (NK):

Nano kompozitler mineral nano dolgulu ve %10’dan daha az miktarda nano boyutlu mineral içeren kompozit malzemelerdir. Kullanılan nano boyutlu parçacıkların boy-en oranı ve yüzey alanının çok yüksek olmasından dolayı kompozitlerin mekanik, yanmazlık, ısıl ve bariyer özellikleri çok iyi yönde geliştirilebilmektedir. Bu kompozitlerin üretilmesinde daha çok ergimiş metal karıştırması, toz metalürjisi ve mekanik alaşımlama kullanılır.

Metal, seramik ve polimer gibi geleneksel malzemeler günümüz teknolojisinde ihtiyaçlara cevap vermediği için kompozit malzemelere yönelme söz konusudur. Kompozit malzemelerin geleneksel malzemeler karşısında üstün mekanik özellikler sergilemesi son yıllarda bunların üretim teknikleri üzerinde daha yoğun çalışmalar yapılmasına yol açmıştır. Fakat bu kompozitlerin üretim maliyeti hala yüksek ve üretim aşamalarında bazı problemler ile karşılaşılmaktadır.

Kompozit malzemelerin üretim yönteminin seçilmesinde; matriks, takviye elemanı, istenen mekanik ve fiziksel özellikler ile parça şekli göz önünde tutulur. Kompozit malzemelerin üretim yöntemleri sıvı hal üretim teknikleri ve katı hal üretim teknikleri olarak iki ana başlık altında toplanabilir.

Kompozit malzemelerin kullanım alanı son yıllarda giderek artmaktadır. Hemen hemen her alanda ve her sektörde kompozit malzeme uygulamalarını görmek mümkündür. Günlük hayatta yaygın şekilde cam elyafı, cam, keçe ve cam dokuma ile polyester reçineden yapılan çeşitli ürünler kullanılmaktadır. Cam elyaf oranı % 30– 40 arasıdır. Çay tepsisi, masa–sandalye, depo, küvet, tekne, bot ve otomotiv sanayi bu kompozitlerin uygulama örnekleridir. Ayrıca formika, baskılı devre plakası, elektrikçi fiberleri, spor malzemeleri ve atlama sırıkları, kaynak takımı, tenis raketi ve yarış kanoları değişik kompozit malzemelerden yapılan ürünlerdir. Kompozit malzemelerin otomotiv, uzay ve havacılık sanayinde kullanımı başta hafiflik ve sağlamlık nitelikleri sayesindedir. Amaç daha az yakıt harcamak, daha yüksek hıza ulaşmak ve verimliliği sağlamaktır. Bu kullanımda sadece maddi kazanç düşünülmeyip stratejik performanslarda dikkate alınmıştır. Özellikle titreşim, yorulma ve ısı dayanımı gibi nitelikler uzay ve havacılık sanayinde kompozit malzemelerin önde gelen avantajlarıdır. Son yıllarda özellikle uzay ve uçak araçlarında kompozit malzemelerin kullanımları yaygınlaşmıştır. Örnek olarak Boeing757 ve 767 uçaklarında % 30’dan fazla polimer matriksli kompozitler kullanılmıştır. Douglas AV8B Harier avcı uçaklarında kanatlar ve gövde karbon fiber takviyeli kompozitlerden üretilmiştir. Voyager uçağı petrol ürünlerine dayanıklı kompozit malzeme kullanmıştır. Corvette, Ferrari, Avanti, Toyota ve Ford otomobil firmaları araç üretimlerinde kompozit malzemeler kullanmaktadır. Amerika uydu ve uydu teçhizatlarında kompozit malzemeler kullanmış, NASA ise araştırmalarında kompozit malzemeleri incelemekte ve geliştirmektedir.

Kompozit malzemeler, değerli niteliklerden dolayı uzay ve havacılık araçlarında gittikçe daha fazla kullanılmaktadır. Bugün bir av bombardıman uçağında kompozit malzeme kullanımı toplam uçak ağırlığının yarısına ulaşmış bulunmaktadır. Bu sayede bor karbür, silisyum karbür, alümina karbon, cam ve kevlar elyafı değişik reçinelerle çeşitli kompozit malzemeler yapımında kullanılmaktadır. Kompozit malzemelerin silah üretiminde kullanımı pek yaygın olmamakla beraber 3000 bara kadar dayanabilen 60 ve 81 mm gibi küçük çaplı havanlar için bazı çalışmalar olmuştur. Bu silahlar hafifliği nedeniyle piyadenin savaş performansını artırıcı niteliktedir. Roket üretiminde kompozit malzemelerin rolü oldukça büyüktür. Örnek olarak M72’de motor lançeri cam elyafı ve epoksiden, apilasta ve diğer tanksavar roketlerde gövde kısmen kevlar ve epoksiden, M77 MLRS’de nozüller karbon kompozit malzemesinden yapılmaktadır.

Mühimmat üretiminde de kompozit malzemeler kısmen kullanılmaktadır. M19 A/T mayınında gövde ABS reçine ve cam elyaf parçacıklarından, bu mayına ait küçük ve büyük belleville yayları cam doku ve fenolik reçineden yapılmışlardır. 155 mm’lik ICM mühimmatı gövdelerinde cam elyafı epoksi sargı vardır. Miğfer konusunda ise kevlar ve değişik reçineler kullanılmaktadır. Kurşungeçirmez yeleklerde günümüzde örgülü kevlardan balistik testler için zırh levhaları, cam ve fenolik reçineler imal edilmektedir.

Yüksek deformasyon ortamında çalışmak üzere tasarlanmış ve genellikle yapısal esnemenin avantajlı olduğu konuşlandırılabilir sistemlerde kullanılan başka bir yüksek performanslı kompozitler türüdür. Yüksek gerilimli kompozitler şekil hafızalı polimerlere birçok benzerlik gösterse de, matrisin reçine içeriğinin aksine performansları genellikle elyaf düzenine bağlıdır.

Kompozitler ayrıca, metal matriks kompozitlerde (MMK) veya seramik matriks kompozitlerde (SMK) olduğu gibi diğer metalleri güçlendiren metal fiberler de kullanabilir; bunlar kemik (kolajen fiberlerle güçlendirilmiş hidroksiapatit), sermet (seramik ve metal) ve somut. Seramik matris kompozitler, güç için değil, öncelikle kırılma tokluğu için üretilmiştir. Bir başka kompozit malzeme sınıfı, uzunlamasına ve enine bağlanmış ipliklerden oluşan dokuma kumaş kompozitini içerir. Dokuma kumaş kompozitler, kumaş şeklinde oldukları için esnektir.

Ek olarak, termoplastik kompozit malzemeler, 2 g/cm3 ila 11 g/cm3 (kurşunla aynı yoğunluk) arasında bir yoğunluk aralığına sahip malzemelerle sonuçlanan özel metal tozları ile formüle edilebilir. Bu tür malzeme için en yaygın isim “yüksek graviteli bileşik” tir (HGC), ancak “kurşun ikamesi” de kullanılmaktadır. Bu malzemeler alüminyum, paslanmaz çelik, pirinç, bronz, bakır, kurşun ve hatta tungsten gibi geleneksel malzemelerin yerine ağırlıklandırma, dengeleme (örneğin, bir tenis raketinin ağırlık merkezini değiştirme), titreşim sönümleme ve radyasyon kalkanı uygulamaları. Yüksek yoğunluklu kompozitler, belirli malzemeler tehlikeli kabul edildiğinde ve yasaklandığında (kurşun gibi) veya ikincil işlem maliyetleri (işleme, bitirme veya kaplama gibi) bir faktör olduğunda ekonomik olarak uygun bir seçenektir.

Esnek termoplastik laminatlar ile sert ve kırılgan epoksi bazlı karbon fiber takviyeli polimer laminatların serpiştirilmesinin, geliştirilmiş darbe direnci gösteren oldukça sertleştirilmiş kompozitlerin yapılmasına yardımcı olabileceğini gösteren birkaç çalışma yapılmıştır. Bu tür serpiştirilmiş kompozitlerin bir başka ilginç yönü, herhangi bir şekil hafızalı polimer veya şekil hafızalı alaşımlara, örn. sıcak tutkal ile serpiştirilmiş balsa katmanları, alüminyum katmanlar, akrilik polimerler veya PVC ve polistiren ile serpiştirilmiş karbon fiber takviyeli polimer laminatlar ile iç içe geçmektedir.

Sandviç yapılı bir kompozit, iki ince fakat sert kabuğun hafif ama kalın bir çekirdeğe bağlanmasıyla üretilen özel bir kompozit malzeme sınıfıdır. Çekirdek malzeme normalde düşük mukavemetli bir malzemedir, ancak daha yüksek kalınlığı, sandviç kompozite yüksek bükülme sertliği ve genel olarak düşük yoğunluk sağlamaktadır.

Ahşap, doğal olarak oluşan bir kompozittir. İşlenmiş ahşap, ahşap lifli levha, kontrplak, yönlendirilmiş şerit levha, ahşap plastik kompozit (polietilen matris içinde geri dönüştürülmüş ağaç lifi), Pykrete (buz matrisinde talaş), Plastik emdirilmiş veya lamine kağıt veya tekstil gibi çok çeşitli farklı ürünleri içermektedir. Mallite gibi diğer mühendislik ürünü laminat kompozitler, hafif alaşımlı veya CTP yüzey kaplamalarına yapıştırılmış uç taneli balsa ağacından merkezi bir çekirdek kullanılmaktadır. Bunlar düşük ağırlıklı, yüksek sertlikte malzemeler üretmektedir.

Partikülat kompozitler, matris içinde dağılmış dolgu malzemesi olarak partiküle sahiptir, bu da cam, epoksi gibi metal olmayan olabilir. Otomobil lastiği, parçacıklı kompozit örneğidir.

Hafif olması gereken yüksek performanslı ürünler genellikle yüksek maliyetlerine rağmen popülerlik kazanmıştır. Örnek olarak; havacılık bileşenleri (kuyruklar, kanatlar, gövdeler, pervaneler), tekne ve kürek gövdeleri, bisiklet gövdeleri ve yarış arabası gövdeleri verilebilir. Diğer kullanımlar arasında oltalar, depolama tankları, yüzme havuzu panelleri ve beyzbol sopaları bulunur. Kanatlar ve gövde dahil Boeing 787 ve Airbus A350 yapıları büyük ölçüde kompozitlerden oluşmaktadır. Kompozit malzemeler ortopedik cerrahi alanında da daha yaygın hale gelmektedir ve en yaygın hokey sopası malzemesidir.

Karbon kompozit, günümüzün fırlatma araçlarında ve uzay aracının yeniden giriş aşaması için ısı kalkanlarında önemli bir malzemedir. Güneş paneli yüzeylerinde, anten reflektörlerinde ve uzay aracının çatallarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Ayrıca, fırlatma araçlarının faydalı yük adaptörlerinde, aşamalar arası yapılarında ve ısı kalkanlarında da kullanılmaktadır. Ayrıca uçakların ve yarış arabalarının disk fren sistemlerinde karbon / karbon malzeme kullanılmakta olup, lüks araçlarda ve spor arabalarda karbon fiber ve silikon karbür matrisli kompozit malzeme kullanılmaya başlanmıştır.

2006 yılında, galvanizli çeliğe karşı aşındırıcı olmayan bir alternatif olarak hem konut hem de ticari amaçlı yer altı yüzme havuzları için fiber takviyeli kompozit bir havuz paneli piyasaya sürüldü.

2007 yılında, tamamen kompozit bir askeri Humvee, TPI Composites Inc ve ilk tamamen kompozit askeri araç olan Armor Holdings Inc tarafından tanıtılmıştır. Kompozitlerin kullanılmasıyla araç daha hafiftir ve daha yüksek taşıma yüklerine izin vermektedir. 2008 yılında, karbon fiber ve DuPont Kevlar (çelikten beş kat daha güçlü), yüksek mukavemetli yüzde 30 daha hafif kasalar yaratan ECS Composites tarafından askeri nakliye vakaları oluşturmak için geliştirilmiş termoset reçinelerle birleştirilmiştir.

İçme suyu, yangınla mücadele, sulama, deniz suyu, tuzdan arındırılmış su, kimyasal ve endüstriyel atıklar ve kanalizasyon gibi çeşitli amaçlara yönelik borular ve bağlantı parçaları artık cam takviyeli plastiklerden üretilmektedir.

Cephe uygulaması için çekme yapılarda kullanılan kompozit malzemeler yarı saydam olma avantajını sağlar. Uygun kaplama ile birleştirilmiş dokuma taban kumaşı daha iyi ışık geçirgenliği sağlar. Bu, dışarının tam parlaklığına kıyasla çok rahat bir aydınlatma seviyesi sağlamaktadır.

Rüzgâr türbinlerinin 50 m uzunluğunda büyüyen boyutlardaki kanatları birkaç yıldan beri kompozit olarak üretilmektedir.

İtfaiyeciler için tipik olarak yaklaşık 7-9 litre hacim x 300 bar basınç yüksek basınçlı gaz silindirleri günümüzde karbon kompozitten yapılmıştır. Tip-4 silindirler, yalnızca valfe vidalamak için diş taşıyan başlık olarak metal içermektedir.

Kompozitlerin avantajları

  • Fiziksel ve mekanik olarak üstün özellikleri vardır.
  • Eğilme ve çekmeye karşı yüksek dayanım gösterirler.
  • Yoğunluk / Dayanım oranları yüksektir.
  • Yorulma dayanımları yüksektir.
  • Pek çok kompozit malzemenin korozyona karşı dayanıklılığı vardır.
  • İsteğe göre yalıtkanlık ve iletkenlik özelliği ilave edilebilir.
  • Zararlı kimyasallardan, çevre ve hava koşullarından etkilenmezler.
  • Uygun matris malzemesi seçilirse yüksek sıcaklıkta çalışabilirler.
  • İstenilen tasarımın yapılmasında esnektirler.
  • Kompozit malzeme kullanılarak yapılan imalatlar son halini alır. Sonradan fazla bir işlem yapmaya gerek kalmaz.
  • Geleneksel malzeme kullanılarak birden fazla parçanın perçin veya kaynak kullanılmadan bir araya getirilmesi mümkün olmaz. Kompozit malzemede ise kompleks birçok parça yapılabilir.
  • Parça sayısı az olacağı için montaj kolaylığı vardır.
  • Darbelere karşı yüksek dayanım özelliği kazandırılabilir.
  • Belli oranda olan sünek yapıları titreşim ve sesi sönümlendirir.
  • Seçilen matrise göre düşük faz ve zehirlilik özelliklerine sahip olabilir.
  • Üretimlerinde yüksek sıcaklık ve basınca ihtiyaçları olmaz. Üretim makineleri için yapılan maliyet azalır.

Kompozitlerin Dezavantajları

  • Kompozitlerin bir kısmı belli bir yönde çalışırlar. Farklı doğrultuda değişik mekanik özellik gösterebilir.
  • Malzeme maliyetleri daha fazladır.
  • İşlenebilmeleri ve yüzeylerinin yüksek kalitede olması kolay değildir.
  • Termal dayanımı kullanılan matrise göre değişmektedir. Genellikle polimer esaslı matrisler kullanılır ve bu yüzden kompozitlerin termal özellikleri plastikler ile sınırlıdır.
  • Kimyasallara ve çevre koşullarına dayanımı kullanılan matrise göre değişir. Bu sebepten kompozitlerin bir kısmının çevresel etkilere karşı dayanımı azdır.
  • Bazı kompozitler havada bulunan nemi emdikleri için boyutsal kararlılıkları etkilenir.
  • Gevrek (kırılgan) yapıdaki kompozitlerin bir kısmı darbeye karşı dayanım göstermez. Kolay zarar görebilirler ve tamirleri zor olur.
  • Kopma anındaki uzamaları az olduğu için kullanım alanlarını sınırlar.
  • Polimer esaslı matris gibi kompozitlerin üretiminde zehirli ve kanserojen gazlar açığa çıkar.
  • Geri dönüşümleri azdır.
  1. Plazma Püskürtme
  2. Elle yatırma
  3. Hızlı Katılaştırma
  4. Yarı Katı Karıştırma
  5. Toz Metallurjisi
  6. Sıvı Metal Emdirmesi
  7. Sıkıştırmalı veya Sıvı Dövme Döküm
  8. Sıvı Metal Karıştırması
  9. Elyaf Sarma
  10. Reçine Enjeksiyon Kalıplama Tekniği (RTM)
  11. Otoklav İşleme
  12. Vakum İnfüzyon
  13. Basınçlı ve Basınçsız İnfiltrasyon
  14. Difizyon Bağlama ve Vakumda Presleme
  15. Sıcak Presleme ve Sıcak İzostatik Presleme
  16. Prepreg Kalıplama Tekniği kullanılarak üretim yapılabilir.

Kompozit malzemenin gösterdiği gerek yüksek mukavemet gerekse hafiflik özelliğinden dolayı kullanım alanı geniştir.

İnşaat Sektörü

Değişik iç yapıya sahip olan malzemeler yapı sektöründe kullanılmaktadır ve iç yapılarının istenilen özelliklerde olması gerekir. Kullanım ömrü de bu sektör için çok önemlidir. Dolayısıyla malzeme yapısı, malzemenin uygulanacağı koşullara uygun üretilmelidir. Cephe korumaları, tatil evleri, büfeler, otobüs durakları, soğuk hava depoları, inşaat kalıpları birer kompozit malzeme uygulamalarıdır. Tasarım esnek ve kolay olmakta, nakliye ve montajda büyük avantajlar sağlamaktadır.

Örneğin, mukavemet ve su geçirimsizlik için boşluksuz ve yoğun malzeme, ses geçirimsizliği ve ısı yalıtımı için dolu malzeme, ses emicilini sağlayacak ve ısı iletimini azaltacak şekilde gerekli miktar ve büyüklüklerde boşluklar ile üretilmelidir.

Savunma Sanayii

Dünyada kompozit teknolojisi geliştikçe teknolojinin savunma sanayisindeki kullanımı da artış gösterdi. Kompozit malzemeler çeşitli kombinasyonlarla kendini oluşturan bileşenlerden daha dayanıklı ve hafif hale getirilebildiğinden dolayı bu sektörde önemli bir yer almaktadır. Bu durumdan faydalanılarak savunma sanayinin olmazsa olmazı zırhlara uygulanıp kompozit zırhlar geliştirilmeye başlandı.

Uzay Teknolojisi ve Havacılık Sektörü

Kompozit kullanım alanlarına baktığımız zaman ilk sırada havacılık sanayinde çok geniş uygulama alanları bulunduğunu görümektedir. Kompozit malzemelerin hafifliklerine oranla üstün mekanik özellikleri baz alınarak uçaklarda ve helikopterlerde iç mekan tasarımında, yapısal malzeme üretiminde kullanılmaktadır.

  • Kompresör Kanatları, Gövde, İç Donanım: B/Al, SiC/Al, Gr/Al
  • Türbin Kanatları: Wolfram ve Tantal takviyeli malzemeler.
  • Helikopter Parçaları: B/Al, SiC/Al, Gr/Al, Gr/Mg, Al2O3/Mg, Al2O3/Al

Otomotiv Sektörü

Otomotiv sektöründe kompozit kullanım amacı, aracı oluşturan iskeleti hafifletmek ve darbe dayanımını arttırmaktır. Akışkan dinamiği de baz alınarak aracından hızlanma süresi, yakıt verimi yine kompozit malzemenin kullanımına göre değişebilmektedir.

  • Cam sileceği; %30 Cam+PBT
  • Filtre kutusu; Mercedes, %35 Cam+ Poliamid 66
  • Pedallar; %40 Cam+ Poliamid 6
  • Dikiz Aynası; % 30 Cam+ABS
  • Far Gövdesi; BMW, %30 Cam + PBT
  • Hava Giriş Manifoldu; BMW, Ford, Mercedes, %30 Cam+ Poliamid 6
  • Otomobil Gösterge Paneli; GMT
  • Otomobil Spoiler; CTP
  • Otomobil Yan Gövde İskeleti; Ford, CTP
  • Otomobil Kaporta; Corvette, SMC CTP

Ulaşım Sektörü

  • Traktör kaporta, kabin, oturma birimi; SMC
  • Toplu taşıma araçları oturma birimi; SMC
  • Otobüs havalandırma kanalları, port bagaj parçaları, gösterge paneli; CTP
  • Açık alan servis (Golf arabası) araçları kaporta, tavan; CTP
  • Konteyner tabanı; GMT (Preslenebilir takviyeli termoplastik)
  • Teleferik; CTP
  • Trenler

Sağlık Sektörü

Kompozitin yaygın olarak kullanıldığı bir diğer alan sağlık alanıdır. Ortopedide kırık kemik onarımı için iç ve dış bağlantı sistemi olarak yeri geldiğinde kompozit malzeme kullanılmaktadır. Diş hekimliğinde ise diş dolgusu olarak kompozit reçineler, diş destek materyali olarak kollajen lif ile güçlendirilmiş epoksi reçinesi kullanılmaktadır. Ayrıca ortodontik teller; cam lif ile güçlendirilmiş naylon, polipropilen, polimetilmetakrilattan imal edilirler. Köprü olarak ise düşük maliyeti ve kolay hazırlanabilmesi gibi özelliklerinden dolayı kollajen, cam ya da kevlar ile güçlendirilmiş polimetilmetakrilat kompozitler kullanılır.

Kompozitin Diğer Kullanım Alanları

  • Robot Teknolojisi
  • Kimya Sanayisi
  • Elektrik-Elektronik Teknolojisi
  • Müzik Aletleri Endüstrisi
  • Gıda ve Tarım Sektörü
  • Spor Malzemeleri İmalatı (yüksek atlama sırıkları, tenis raketleri, sörf, yarış tekneleri, kayak vs.)

Firmaları Karşılaştır

Hoş
Geldiniz

"Cepheyedair" gündemini
takip etmek için üye olunuz!

Üye Olunuz