MALZEME BİLİMİ (DERS NOTLARI)

Ebat: px

Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "MALZEME BİLİMİ (DERS NOTLARI)"

Eser Akdarı
6 yıl önce
İzleme sayısı:

1 MALZEME BİLİMİ (DERS NOTLARI) Bölüm 10. Kompozitler Doç.Dr. Özkan ÖZDEMİR Doç. Dr. Özkan ÖZDEMİR

kompozisyonuna sahip iki veya daha fazla makrobileşenin

2 KOMPOZITLER Kompozit, 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.

3 Bir malzemenin kompozit sayılabilmesi için; 1. Farklı bileşenlerle beraber kimyasal olarak birbirinden farklı en az iki malzeme kompozisyonundan oluşmalıdır. 2. Kompozit malzemeyi oluşturan ayrı malzemeler üç boyutlu olarak birleşmelidirler. 3. Kompozit, kendisini meydana getiren bileşenlerin tek başlarına sahip olamayacakları özellikleri göstermelidir.

Elyaf Yönü 1. Maksimum dayanım ve katılığın elyaf yönünde elde edildiği tek yönlü takviye 2. Bazı durumlarda iki boyutlu dokunmuş kumaş şeklinde olabilen düzlemsel takviye 3.

6 Elyaf Yönü 1. Maksimum dayanım ve katılığın elyaf yönünde elde edildiği tek yönlü takviye 2. Bazı durumlarda iki boyutlu dokunmuş kumaş şeklinde olabilen düzlemsel takviye 3. Kompozit malzemenin izotropik özelliklere sahip olma eğiliminde olduğu tesadüfi veya üç boyutlu Elyaf takviyeli kompozitlerdeki elyaf malzemeleri; Cam en yaygın kullanılan iplikçik Karbon yüksek elastiklik modülü Bor çok yüksek elastiklik modülü Polimerler - Kevlar Seramikler SiC ve Al 2 O 3 Metaller - çelik Elyafın en önemli ticari kullanımı polimer kompozitlerdedir Kompozit malzemelerde elyafın yönlenmesi: (a) tek boyutlu sürekli elyaf; (b) dokunmuş bir kumaş şeklindeki düzlemsel sürekli elyaf; ve (c) tesadüfi süreksiz elyaf

7 Geleneksel tabakalı yapı tek bir parça halinde bağlanan iki veya daha fazla tabaka Örnek: tabakaların aynı ağaçtan yapıldığı, ancak genel dayanımı arttırmak için tanelerinin farklı doğrultularda yerleştirildiği kontrplak

8 Kompozit Malzeme İçindeki Bileşim Fazları Arasındaki Etkileşim: Kompozitin etkili olabilmesi için fazların birbirine birleştiği temas yüzeylerinde bağ oluşmalıdır, a) Birincil ve ikincil fazlar arasında doğrudan bağ oluşumu

Ara faz denen bu madde bir yapıştırıcıya benzer.

9 b) Bazı durumlarda, birinci ve ikinci fazları birbirine bağlamak için üçüncü bir katkının eklenmesi gerekir. Ara faz denen bu madde bir yapıştırıcıya benzer. c) Birincil ve ikincil fazların sınırında bir çözelti içeren bir ara fazın oluşumu

Kompozit Malzemelerin Özellikleri Bir kompozit malzemenin seçiminde belirli bir özellikten çok özelliklerin optimum bir bileşimi amaçlanır Örnek: Bir uçağın gövdesi ile kanatlarının hafif, güçlü,

10 Kompozit Malzemelerin Özellikleri Bir kompozit malzemenin seçiminde belirli bir özellikten çok özelliklerin optimum bir bileşimi amaçlanır Örnek: Bir uçağın gövdesi ile kanatlarının hafif, güçlü, katı ve tok olması gerekir. Değişik elyaf takviyeli polimerler bu özelliklere sahiptir Örnek: Doğal lastik tek başına nispeten zayıftır. Karbon karasının eklenmesi dayanımını arttırır. Örnek: Elastiklik modülünün karışım kuralıyla tahmin edildiği yönü gösteren elyaf takviyeli kompozit malzeme modeli Özellikleri Belirleyen Üç Faktör 1. Kompozitte bileşen faz olarak kullanılan malzemeler 2. Bileşenlerin geometrik şekilleri ve kompozit sisteminin sonuçta oluşan yapısı 3. Fazların birbiriyle nasıl etkileştikleri

11 Karbon elyaf takviyeli epoksi kompozitin boylamasına eksenine göre yönün fonksiyonu olarak elastiklik modülü ve dayanımının değişimi Kompozit performansı için en önemli anahtar parametreler; Mukavemet/ağırlık oranı veya spesifik mukavemet Metal Matriksli Kompozitler Seramikler İntermetalik ve İntermetalik Kompozitler Karbon/Karbon Kompozitleri Seramik Kompozitler Geleneksel Malzemeler Ti ve Süperalaşımlar Şekil. Çeşitli motor malzemelerinin çalışma sıcaklılığı ve mukavemet/ağırlık oranına göre performans haritaları.

12 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

Benzer belgeler

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

Prof. Dr. Hatem AKBULUT KOMPOZİT MALZEMELER. Prof. Dr. Hatem AKBULUT KOMPOZİT MALZEMELER Kompozitlerin Tarihçesi 10000 M.Ö. 2000 M.Ö. 1940 lar 1960 lar Saman ve Çamur Kontraplak Cam Fiber Takviyeli Polimerler (GFRP) Karbon Fiber Takviyeli Polimerler (CFRP) 1971 1970 ler