Prof. Dr. Hatem AKBULUT KOMPOZİT MALZEMELER. Prof. Dr. Hatem AKBULUT

Transkript

1 KOMPOZİT MALZEMELER

2 GİRİŞ Kompozit malzemeler terim olarak yeni olmasına karşın, kullanımı çok eskilere dayanan malzemelerdir. Sümerler tarafından kullanılmaya başlanan ve günümüzde de hâlâ önemini devam ettiren kerpiç, bir kompozit malzemenin bütün özelliklerini taşımaktadır. İnşaatlarda kullanılan betonarme ve asfalt kompozit malzemelere çok güzel örnek oluşturur. Kompozit malzemeler, bir matriks bağlayıcı faz içerisine çeşitli şekillerde takviye malzemesinin konulmasından sonra sertleşmenin sağlanması olayına dayanır. Takviye malzemesi olarak kerpiç de saman, betonarme de demir çubuklar ve asfaltta ise mıcır bulunur.

3 Kompozitlerin Tarihçesi M.Ö M.Ö lar 1960 lar Saman ve Çamur Kontraplak Cam Fiber Takviyeli Polimerler (GFRP) Karbon Fiber Takviyeli Polimerler (CFRP) ler 1976 Kevlar Metal Matriks Kompozitler (MMK) Seramik Matriksli Kompozitler

4 Kompozit malzemelere neden gereksinim duyulmuştur? ileri teknoloji veya modern teknoloji malzemeleri olarak da bilinen ve uygulama potansiyelleri giderek artan bu malzemelerin alışılagelmiş diğer mühendislik malzemelerine göre üstünlükleri nelerdir? Mühendislik malzemelerinin değişik uygulamalarda belirli özelliklere sahip olması istenir. Bunlar; Çekme, basma, eğme, akma, sürünme, yorulma mukavemeti, sertlik, tokluk, rijitlik, aşınma direnci gibi mekanik özellikler; Elektrik iletkenliği/yalıtkanlık, ısıl iletkenlik/ yalıtkanlık, manyetik özellikler, yoğunluk vb. fiziksel özelliklerle, Kararlılık, korozyon direnci gibi kimyasal özelliklerdir.

5 Özellikle son yıllarda günlük yaşantımızda ve değişik mühendislik uygulamalarında en çok kullanılan malzemelerden biri plastiklerdir. Mutfak eşyası ve çocuk oyuncaklarından günlük giysilerimize, kara, hava ve deniz ulaşım araçlarının pek çok aksamlarına kadar geniş bir uygulama potansiyeline sahip olan bu tür malzemeler; düşük yoğunlukları, hammaddelerinin nispeten ucuz olması, değişik kitle üretim teknikleriyle ve düşük bir maliyetle şekillendirilebilmeleri ve ürünlerde arzu edilen renklerin kazanılabilmesi gibi özellikleri ile karakterize edilirler Kısaca PVC olarak tanınan polivinilklorür, teflon olarak bilinen politetraflörüretilen, naylon olarak tanıdığımız poliamidler, epoksi reçineleri, poliesterler bu tür malzemelere örnek olarak gösterilebilir. Plastik türü malzemelerin mukavemet, rijitlik ve ergime sıcaklıklarının düşük olması kullanım alanlarını sınırlayan başlıca etkenlerdir.

6 Bu özellikleri de tamamen gidermek veya kabul edilebilir bir düzeye getirmek, ancak kompozit dediğimiz karma malzemeler şeklinde dizayn etmekle mümkündür. Bu amaçla; cam, grafit, asbest, mika, selüloz, metal karbürler, metal nitrürler veya metallerden faydalanılmaktadır. Mesela, cam fiberler polyesterin pekiştirilmesinde çok kullanılan bir malzemedir. Böylece hafif ama mukavemetli bir ürün elde edilmiş olur. Bakırın mükemmel elektrik iletkenliği, plastiklerinse mükemmel yalıtım özelliğine sahip oldukları bilinmektedir. Elektrik kablolarının birbirleriyle çelişen bu iki özelliğe sahip olmaları istendiğinden, bakır ile plastiğin kompozit malzeme şeklinde tasarlanması kaçınılmaz olur. Bu açıdan kompozit malzemelere, ısmarlama malzeme gözüyle de bakabiliriz.

7 Modern teknolojiler: Uzay, Uçak, yapısal ve otomotiv endüstrileri Hafif, üstün ve spesifik özellikleri yüksek olan yeni malzemelere ihtiyaç duymaktadır. Concord uçaklarda 2187km/h max.hızda burun sıcaklığı 157 C dir. Uzay, havacılık ve otomotiv sektörlerinde, mukavemet/ağırlık, mukavemet/yoğunluk oranları gibi malzeme özellikleri önemlidir. Kompozitlerin çok yüksek özellikleri var ama üretim maliyetleri yüksek Son yıllarda gelişmeler hızlı (ucuz üretim ve malzeme temini) Kompozit tarihçesi çok eski yıllara dayanır Örnek: Kemik ve diş doğal kompozit malzemeler Saman ve çamur karışmı (kerpiç tuğlalar) Muhtemelen ilk suni kompozitler

8 Malzeme Türleri Metaller Seramikler Polimerler Yüksek yoğunluk Orta ve yüksek ergime noktası Orta ve yüksek elastik modül Reaktif Sünek Düşük yoğunluk Yüksek ergime noktası Çok yüksek elastik modül Reaktif değil Gevrek Çok düşük yoğunluk Düşük ergime noktası Çok düşük elastik modül Çok reaktif Sünek ve gevrek

9 Kompozit Oluşturma Amaçları

10 KOMPOZİTİN TANIMLANMASI Metaller Seramikler Kompozitler Polimerler Camlar Elastomerler

11 Kompozit terimi en geniş manada: Çok kristalli birçok metal ve metal olmayan parçadan oluşan malzeme demektir. Bir malzemenin kompozit sayılabilmesi için: İnsan tarafından üretilmelidir. Farklı bileşenlerle beraber kimyasal olarak birbirinden farklı en azından iki malzeme kombinasyonundan oluşmalıdır. Kompozit malzemeyi oluşturan ayrı malzemeler üç boyutlu olarak birleşmelidirler. Kompozit, kendisini meydana getiren bileşenlerin tek başlarına sahip olamayacakları özellikleri göstermelidir

12 Yukarıdaki tanımlamaya göre; kompozit malzemeler makro ölçüde heterojen karakterli bir yapıya sahiptirler. İç yapıları çıplak gözle incelendiğinde (makroskobik muayene) yapı bileşenlerinin seçilip ayırt edilmesi mümkündür. Kompozit terimi, çeşitli parça veya elementlerden oluşan malzemeleri tanımlar. Bu düşünceden hareket edildiğinde pek çok malzemenin kompozit grubu içinde yer alması mümkün görülmektedir. Ancak bu durumda, alaşımlar gibi klasik mühendislik malzemeleri ile gerçek anlamda kompozit malzemeleri birbirinden ayırt edilmesinin zorlaşacağı veya imkansız hale geleceği açıktır. Tanımlamadaki farklılıklar, kompozit malzemeyi oluşturan yapı bileşenlerinin farklı boyutlarda tanımlanmasından kaynaklanmaktadır.

13 Hangi malzeme kompozit, hangi malzeme monolitik malzeme? Yapı seviyelerini göz önünde bulundurmak gerekir. Bunlar; Atomik Seviye: Tek molekül ve kristal hücrelerine göre. Tüm malzemeler, iki veya daha fazla sayıdaki farklı atomların bir arada bulunması durumunda kompozittir. (katı eriyikler, alaşımlar, polimerler ve seramikler kompozit) Mikroyapısal Seviye: İki kristal, iki faz, iki molekül kompozit. Çelikler, dökme demirler, intermetalikler kompozit sınıfına girer. Makroyapısal Seviye: Kaba olarak iki bileşenin oluşturduğu yapılar (matriksler, partiküller, fiberler) Farklı makrobileşenler mevcut. Kompozit olarak bilinen bazı malzemeleri kapsamamaktadır. Daha kapsayıcı olması için bileşenlerin tabiatları ve iki farklı karakteristikleri daha göz önüne alınmaktadır.

14 Bu özellikler; i) Kompoziti meydana getiren bileşenler genelde hemen hemen farklı kimyasal yapıya sahiptirler, ii) Birbirleri içinde çözünmezler. Bu şartlar altında kompozit malzemelerin tanımı: «Kompozit malzeme, temel olarak birbiri içinde çözünmeyen ve birbirinden farklı şekil ve/veya malzeme kompozisyonuna sahip, iki veya daha fazla makrobileşenin karışımından veya birleşmesinden meydana gelen malzeme sistemidir"

15 Kompozit Malzemelerde Yapı Bileşenleri Kompozit malzemeler metalik, organik veya inorganik esaslı yapı bileşenlerinin kombinasyonundan oluşur. Mümkün kombinasyonlarda her hangi bir sınırlama olmamakla beraber yapı bileşenlerinin sahip olabilecekleri geometrik şekiller sınırlıdır. Matriks, fiberler, partiküller, pullar, tabakalar ve iskelet tarzındaki üç boyutlu dolgular başlıca yapı bileşenleridir. Hacim bileşeni olan matriksin esas fonksiyonu; fiber, partikül, pul gibi diğer yapı bileşenlerinin kendi bünyesinde dağılmasını sağlamak, bu bileşenler arasında bağlayıcı bir faz etkisi göstermek, süreksiz fiber takviyeli kompozitlerde olduğu gibi malzemeye gelen gerilimleri pekiştirici faza iletmek ve kompozit malzemenin uygun tekniklerle şekillendirilmesini sağlamaktır. Bunun yanı sıra matriksin fiziksel, mekanik ve kimyasal özelliklerinin kompozit özelliklerini belirli ölçüde etkileyeceği açıktır.

16 Yapısal bileşenlerin şekline göre kompozit sınıflandırması

17 Kompozit Malzemelerdeki Yapı Bileşenleri Kompozitlerdeki yapı bileşenleri i) fiberler, ii) partiküller, iii) levhalar, iv) tabakalar v) dolgular

18 Kompozit üstün özellik içermeli (arayüzey bağı yeterli olmalı) Bu durumda teknolojik olarak malzeme kompozit sayılabilir Arayüzey Fiber Ara faz (bağ fazı) Matriks Şekil. Fiber ve matriks arayüzeyi ve bileşenler arasında meydana gelen arafaz.

19 Arayüzeyde bağ çeşitleri farklıdır. Bileşen türü, üretim sıcaklığı, ön işlemlere göre bağ türü değişebilir. Arayüzey bağ türleri: (a) Moleküler etkileşim, (b) Elektrostatik çekim, (c) Elementlerin karşılıklı difüzyonu, (d) Gruplar arası kimyasal reaksiyon, (e) Yeni bileşik oluşturacak şekilde kimyasal reaksiyon (özellikle MMK larda), (f) Mekanik kitlenme.

20 Kompozit Malzemelerin Sınıflandırılması Farklı sınıflandırmalar yapılmaktadır Malzeme kombinasyonları (Metal-organik veya metal-inorganik) Bileşen fazların karakteristikleri (Matriks sistemleri), Bileşenlerin dağılımları (Sürekli, süreksiz), Fonksiyonları (Elektiriksel veya yapısal) Bileşenlerin şekline göre yapılan genel bir sınıflandırma: 1. Fiberli kompozitler, fiberler + matriks veya matriksiz fiber. 2. Levhasal kompozitler, düz plakalar + matriks veya levha ile matriksiz yapı. 3. Partikül kompozitler, partiküller + matriks veya partikül ile matriksiz yapı. 4. Doldurulmuş(veya iskelet) kompozitler, sürekli bir iskelet matriksin ikincil bir malzemeyle doldurulması. 5. Tabakalı kompozitler, farklı bileşen tabakalarından oluşmuş kompozit.

21 Fiber takviyeli kompozitlerde matriks malzemesi; metalik, seramik ve polimerik malzemeler olabilir. Fiberler, matriks malzemesinin bir çok özelliklerini etkiler, mesela elastik modülünü artırır. Fiberlerin sahip olduğu kuvvetli kovalent bağlar, özellikle fiber doğrultusunda elastik modülün çok yüksek olmasını sağlar. Fiber takviyeli kompozit yapmak, diğer kompozit türlerine göre daha pahalıdır. Yarış arabalarının, yarış bisikletlerinin, deniz botlarının, kayak takımlarının gövdeleri hep fiber takviyeli kompozitlerden yapılır. Fiberler yapı içerisinde bir uçtan diğer bir uca kadar uzanan sürekli fiberler, uzun fiberlerin değişik boyda kesilmesi ile elde edilen süreksiz fiberler veya elyaflar, çeşitli dokuma ve örgüler, keçeler şeklinde kullanılmaya elverişlidir.

22 Mühendislikte kullanılan malzemelerin pek çoğu fiber şeklinde üretildiklerinde mukavemet ve rijitlikleri kütle halindeyken gösterdikleri değerlerin çok üstünde değerler alabilir. Örneğin karbon fiberlerin çekme mukavemeti kütle halindeki grafitten 50 kat, rijitliği ise 30 kat daha yüksektir. Fiberlerin bu özellikleri whisker olarak adlandırılan ve çapları mikron altı seviyelerden 2-3 µm a kadar çıkabilen, uzunluğu ise 5-50 µm arasında olan çok küçük çaplı fiberlerde çok daha belirgin olarak görülebilir. Mukavemet ve rijitlikteki artışlar esas olarak yapı hatalarındaki azalma ile ilgilidir. Çapları 0,15mm den 0,003 mm ye kadar değişebilen fiberlerle, çok daha küçük çaplı whiskerlerin sahip oldukları bu özellikler nedeniyle mukavemet artırıcı işlemlerde bu malzemeler kullanılmaktadır.

23 Whisker Malzemeler Çekme mukavemeti ( MPa *10 3 ) Grafit 20 Silisyum karbür 20 Silisyum nitrür 14 Aluminum oksit Fiber Malzemeler Çekme mukavemeti ( MPa *10 3 ) Aramid (Kevlar-49) 3.5 E-Camı 3.5 Karbon 1,5-5,5 Alüminyum oksit 2,1 Silisyum karbür 3,9 Metalik Teller Malzemeler Çekme mukavemeti ( MPa *10 3 ) Yüksek karbonlu çelik 4,1 Molibden 1,4 Tungsten 4,3 İnorganik fiberler Cam Grafit (karbon) Silisyum karbür Organik fiberler Aramid Termoplastikler Metalik fiberler Paslanmaz çelik Nikel alaşımları Fiber çeşitleri Tablo: Çeşitli whisker, fiber ve metalik tellerin çekme mukavemetleri

24 Fiberler bir malzemenin en üstün özelliklerini sergiler. Fiber takviyeli kompozit malzemelerin kullanımlarını kısıtlayan en önemli olay yüksek mukavemete ve elastik modüle sahip fiberlerin üretimlerinin güçlüğü ve yüksek maliyetleridir. Fiber takviyeli kompozit malzemelerdeki fiber şekilleri değişik olabilir. Fiberler yapı içerisinde bir uçtan diğer bir uca kadar uzanan sürekli fiberler, uzun fiberlerin değişik boyda kesilmesi ile elde edilen süreksiz fiberler veya elyaflar, çeşitli dokuma ve örgüler, keçeler şeklinde kullanılmaya elverişlidir. a) Sürekli fiber takviyeli kompozitler b) Kısa fiber takviyeli kompozitler şeklindedir. c) Çeşitli dokuma örgü ve keçeler

25 Sürekli fiber takviyeli kompozit Kısa fiber veya whisker takviyeli kompozit (tek boyutlu düzen) Kısa fiber veya whisker takviyeli kompozit (düzlemsel dağılmış) Kısa fiber veya whisker takviyeli kompozit (üç boyutta dağılmış) Şekil. Fiber şekilleri ve mümkün fiber dağılımları.

26 Şekil: Bazı malzemelerin özgül (spesifik) elastik modülü ve özgül çekme mukavemetlerinin mukayesesi

27 Levhasal (Pul Takviyeli) Kompozitler Kompozit malzeme teknolojisinde küçük boyutlu, genişlik/kalınlık oranı yüksek olan film veya düz levhasal şekilli partiküller, pul; bunların uygun bir matriks veya bağlayıcı faz ile oluşturdukları yapılar da pul takviyeli kompozitler olarak adlandırılır. Matriks içinde yer alan pulların konsantrasyonu düşük olabileceği gibi birbiri ile temas etmelerini sağlayacak derecede yüksek değerlerde de olabilir. Düzlemsel yapıya sahip pullarla sıkı bir paketlenme elde edilebilir. Matriks fazi içindeki levha şekilli takviye elemanları grafit, pullar, cam, mika ve metal olabilir. En çok bilinen metalik levhalar AlB2 ve Be levhalardır.

28 Pulların birbirine paralel sıralanmaları durumunda kompozit malzeme, pul takviye düzlemi içinde her yönde eşit mekanik özellikler gösterir. Bu tür bir sıralama yüksek pul takviye konsantrasyonlarında gerçekleştirilirse, labirent şekilli bir iç yapı elde edilir. Böyle bir yapı sıvıların veya gazların malzeme içine geçişi için önemli bir engel teşkil eder. Ancak pratikte pulların paralel sıralanmalarını sağlamak oldukça güçtür. Pul takviyeli kompozitlerin mekanik ve fiziksel özellikleri pulların paralel sıralanmalarına ve konsantrasyonuna bağlı olarak önemli ölçüde değişebilir. Düşük konsantrasyonlarda pul takviye düzlemine dik yönlerdeki mekanik özellikler düşük olmakla beraber, pul takviye oranını artırıp düzlemler arası mesafe azaltıldığında matriksin serbestçe deforme olması sınırlandırılır.

29 Kompozit malzemenin ısıl ve elektrik iletkenliği veya yalıtkanlık gibi fiziksel özellikleri de pul takviye konsantrasyonuna göre değişir. Örneğin metalik bir matriksin içerisinde birbiri ile temas edecek oranda cam veya mika pulları yer aldığında ısıl veya elektriksel direnç artarken, polimerik matriks içindeki alüminyum ve gümüş pullar ısıl ve elektriksel direnci azaltır. Pullar fiber yapılı pekiştiricilere göre daha ucuz olmakla birlikte pul takviyeli şeklinde üretilebilecek malzemelerin sayısı oldukça sınırlıdır. Ayrıca pulların şekil ve boyutlarının kontrolü de zordur. Örneğin mika pullarının üretiminde madencilik aşamasından başlayarak özel hazırlama tekniklerinin uygulanması gerekir. Yapay olarak üretilen cam pullarda ise pul kenarlarında çatlak ve çentiklerin oluşmaması için özel bir dikkat gerekir.

30 Partikül Takviyeli Kompozitler İki makro ölçekli partikül veya bir matriks içinde partikül şeklinde olabilir. Partikül takviyeli kompozitlerde matriks; metal, seramik veya polimer olabilir. Makroskobik veya mikroskobik boyutlu partiküller, kompozit malzeme özelliklerini farklı şekilde etkilerler. Partikül takviyeli kompozitleri fiber ve pul kompozitlerden ayırt eden karakteristik özellikleri, partiküllerin matriks içersinde tamamen rasgele dağılması ve bu nedenle malzemenin izotropik özellik göstermesidir. Bu grup kompozitler, partikül takviyeli kompozitler ve dispersiyonla sertleştirilmiş alaşımlar şeklinde iki grup içerisinde toplanabilir.

31 Doldurulmuş (Dolgu) Kompozitler Ön hazırlanmış iskeletlere (bal peteği, preform) matriks malzemesi döküm veya basınç yoluyla doldurulur. Dolgu tipindeki kompozitler, adından da anlaşılacağı gibi, üç boyutlu sürekli bir matriks malzemesinin yine üç boyutlu dolgu maddesi ile doldurulması veya emprenye edilmesi ile oluşan malzemelerdir. Matriks çeşitli geometrik şekillere sahip bir iskelet veya şebeke yapısındadır. Düzgün petekler, hücreler veya süngere benzeyen gözenekli yapılar arasında metalik, organik veya seramik esaslı dolgu maddeleri yer alabilir. Bu tür kompozitler sandviç kompozitleri olarak da bilinirler.

32 Petek gövdeli bir sandviç kompozitin yapısı

33 Tabaka Yapılı Kompozitler Tabaka yapılı kompozitler, farklı özelliklere sahip en az iki tabakanın kombinasyonundan oluşur. Tabakaları bir araya getirmedeki amaç, değişik fiziksel, mekanik veya kimyasal özelliklerin kazanılmasına yönelik olabilir. Polimer-cam, Metalseramik, seramik-polimer gibi çok değişik kombinasyonlarla tabakalanmış kompozitler üretilebilir. Metaller üzerine uygulanan metalik, organik veya seramik kaplamalar; camplastik-cam tabakalarından oluşan kompozitler, kağıt üzerine kaplanmış plastik kompozitleri, reçine emprenye edilmiş kağıt tabakalarından oluşan kompozitler, farklı fiber yönlenmesine sahip tek tabakaların birleştirilmesi ile elde edilen yapılar bu tür kompozitlere örnek olarak gösterilebilir.

34 Bir iletken ve bir yalıtkan tabakalardan oluşan kondansatörün yapısı İki metal parçasının bir birine birleştirlmesi ile elde edilen bimetaller

35 Sıcaklık göstergeleri ve kontrol edicilerinde (termostatlar), tabaka yapılı iki farklı metalin termal genleşme katsayısındaki farklardan faydalanılır. Birbirine bitişik iki metal parçası (bimetal) ısıtılırsa, yüksek termal genleşmeye sahip olan daha fazla uzayacaktır. Bimetalin bir ucu sabit olursa, ısınma durumunda serbest uç hareket eder ve eğilir. Bu eğimin miktarından hareket edilerek sıcaklık ölçümü yapılabilir. Eğilen bu serbest uç, elektrik anahtarını hareket ettirirse, düzenli bir sıcaklık elde etmek için, bir fırın veya soğutucunun, belirlenen sıcaklığa gelindiğinde açılıp kapatılmasını sağlayabilir. Doğrusal bimetallerde bükülme oranı çok az olduğu için termostatlar, bükülmenin belirginleşmesi için spiral şeklinde üretilirler.

36 Kompozitler Partikül Takviyeli Fiber Takviyeli Yapısal Pul takviyeli Kaba Partikül Dispersiyonla Sertleştirme Sürekli (Yönlenmiş) Süreksiz (Kısa) Tabakalı Sandwich Paneller Tek Yönlü Rastgele Dağılmış

37 En yaygın kabul gören sınıflama türü: Matriks malzemesi türüne göre sınıflamadır KOMPOZİT MALZEMELER METAL POLİMER SERAMİK KARBON- MATRİKSLİ MATRİKSLİ MATRİKSLİ KARBON NANO KOMPOZİTLER

38 Kompozit Malzemelerin Önemi ve Genel Kullanım Alanları Kompozit performansı için en önemli anahtar parametreler; Mukavemet/ağırlık oranı veya spesifik mukavemet Karbon/Karbon Kompozitleri Metal Matriksli Kompozitler Seramikler Geleneksel Malzemeler Ti ve Süperalaşımlar İntermetalik ve İntermetalik Kompozitler Seramik Kompozitler Şekil. Çeşitli motor malzemelerinin çalışma sıcaklılığı ve mukavemet/ağırlık oranına göre performans haritaları.

39 Spesifik Mukavemet [inç] x Wood,Stone Bronze Cast Iron Steel Composites Aluminum Aramid Fibers, Carbon Fibers Yıllar

40 Şekil. Tarih boyunca malzemelerin relatif önemi ve ileriki yıllarda kullanılması düşünülen malzeme tahmini.

41 Şekil. Kompozit Malzemelerin çeşitli kullanım alanları ve kullanım miktarlarının yıllara göre değişimi.

42 Kompozitler için seçilmiş bazı takviye malzemeleri

43 Kompozit malzemelere üç örnek mikroyapı, a) tabakalı bir kompozit olan kontraplak, b) Yüksek mukavemetli cam fiber ve yumuşak matriksten oluşan PMK, c) Bir partikül kompozit olan ve çimento matriksinde farklı boyutlu kum ve çakıl takviye beton

44 Son yıllarda özellikle uzay ve uçak araçlarında kompozit malzemelerin kullanımları yaygınlaşmıştır. Bazı önemli kompozit kullanım alanları; - Boeing 757 ve 767 uçaklarında % 30 dan fazla polimer matriksli kompozit kullanılmıştır - Douglas AV8B Harier Avcı uçaklarında kanatlar ve gövde karbon fiber takviyeli kompozit - Voyager uçağı petrol ürünlerine dayanıklı kompozit malzeme - Corvette, Ferarri, Avanti, Toyota ve Ford otomobillerinde - Spor malzemeleri, tenis raketi, kayak, bisiklet, spor ayakkabıları - Amerikan uydularında, NASA araştırmalarında

45 Tablo. Dökümle üretilen MMK malzeme sistemleri içinde uzay işlemler ile elde edilen malzeme sistemleri. Sistem Program Amaç Sonuç Mg-ThO2 SPAR I Mikron altı ThO2 nın dispersiyonu Mg-ThO2 SPAR II Mikron altı ThO2 nın dispersiyonu Gaz, boşluk, çekme boşluğu yok Üniform dağılım, aglomerasyon yok. Be-BeO SPAR III Tane inceltme Üniform dağılım, aglomerasyon zamanı uzun Ag-SiC Skylab Whiskerle sertleştirilmiş kompozit InBi-Cu fiber InBi- SiCw Apollo 14 Apollo 14 Cu fiberlerin dispersiyonu SiC whiskerlerin dispersiyonu InBi-W Apollo 14 Islatılabilirliği zayıf W' un dispersiyonu Al-Pb Texus I Islatılabilirlik temas açısının düşürülmesi Ag-cam Texus I Islatılabilirlik ve homojen dağılım Üniform dağılım, iyi özellikler Üniform dağılım Üniform dağılım İyi ıslanma, üniform dağılım İdeal dağılıma yakın bir dağılım Segregasyon düşük ve daha ince yapi