KOMPOZİTLER Sakarya Üniversitesi İnşaat Mühendisliği

Benzer belgeler
MMM 2011 Malzeme Bilgisi

Malzeme Bilgisi. Mühendsilik Malzemeleri - RÜ

İki malzeme orijinal malzemelerden elde edilemeyen bir özellik kombinasyonunu elde etmek için birleştirilerek kompozitler üretilir.

MALZEME SEÇİMİNİN ÖNEMİ VE MÜHENDİSLİK MALZEMELERİ. Doç.Dr. Salim ŞAHİN

MMM291 MALZEME BİLİMİ

İÇERİK Kompozit malzemeler

Dokuz Eylül Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü YAPI MALZEMESİ -I

2/13/2018 MALZEMELERİN GRUPLANDIRILMASI

Kompozit Malzemeler. Tanım:

İLERİ YAPI MALZEMELERİ DERS-6 KOMPOZİTLER

Genel olarak bir kompozit malzeme, her iki bileşene ait özelliklerin birleşimiyle daha iyi özellikteki kombinasyonlarının elde edildiği çok fazlı bir

Üç farklı malzeme türünden imal edilen ve günlük haya6a sıkça karşılaş9ğımız ürünlerden biri, gazlı içecek kaplarıdır. Gazlı içecekler alüminyum

Kompozit Malzemeler. Tanım:

Ayrıca, bu kitapta sunulan bilgilerin İnşaat Mühendislerine de meslek yaşamları boyunca yararlı olacağı umulmaktadır.

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

AFYON KOCATEPE ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

AFYON KOCATEPE ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI BAŞKANLIĞI DOKTORA PROGRAMI

METAL MATRİSLİ KOMPOZİT MALZEMELER

YAPI MALZEMELERİ DERS NOTLARI

SERAMİK MATRİSLİ KOMPOZİT MALZEMELER ve ÜRETİMİ

İNŞAAT MALZEME BİLGİSİ

2/8/2018. MLZ 204 Yapı Malzemesi (Teori + Uygulama) MLZ 204 Yapı Malzemesi (Teorik + Uygulama)

Yoğun Düşük sürünme direnci Düşük/orta korozyon direnci. Elektrik ve termal iletken İyi mukavemet ve süneklik Yüksek tokluk Magnetik Metaller

MALZEME BİLİMİ (DERS NOTLARI)

Dokuz Eylül Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü YAPI MALZEMESİ - I

METALİK MALZEMELERİN GENEL KARAKTERİSTİKLERİ BAHAR 2010

MMT113 Endüstriyel Malzemeler 11 Kompozit Malzemeler. Yrd. Doç. Dr. Ersoy Erişir Güz Yarıyılı

İNŞAAT MALZEME BİLGİSİ

YAPI MALZEMESİ YAPI MALZEMESİNE GİRİŞ

İLERİ YAPI MALZEMELERİ DOĞAL TAŞLAR,KİLLER,SERAMİKLER

Malzeme Bilimi ve Malzemelerin Sınıflandırılması

MALZEME SEÇİMİNİN ÖNEMİ VE MÜHENDİSLİK MALZEMELERİ

YAPI MALZEMESİ AGREGALAR

İNŞAAT MALZEME BİLGİSİ

KAYNAK KĐTAPLARK. 3.) Yapı Malzemesi (Bekir POSTACIOĞLU) 4.) Yapı Malzemesi Problemleri (Bekir POSTACIOĞLU)

Prof. Dr. HÜSEYİN UZUN KAYNAK KABİLİYETİ

YARDIMCI KAYNAKLAR. 1) Ders Sunumları

MMT113 Endüstriyel Malzemeler 9 Polimerik Malzemeler. Yrd. Doç. Dr. Ersoy Erişir Güz Yarıyılı

1. Giriş Malzeme Türleri

TOKLUK VE KIRILMA. Doç.Dr.Salim ŞAHĠN

INSA 283 MALZEME BİLİMİ. Giriş

MALZEME BİLGİSİ DERS 2 DR. FATİH AY. fatihay@fatihay.net

KATI YALITIM MALZEMELERİ KALSİYUM SİLİKAT

YAPI MALZEMESİ Anabilim Dalı

İMALAT YÖNTEMİ SEÇİM DİYAGRAMLARI

BÖLÜM I YÜZEY TEKNİKLERİ

KAYISI ÇEKİRDEĞİ KABUĞU VE CEVİZ KABUĞU KATKILI POLİSTİREN KOMPOZİT ÜRETİMİ

Metalurji Mühendisliğine Giriş. Yrd. Doç. Dr. Rıdvan YAMANOĞLU

ZnS (zincblende) NaCl (sodium chloride) CsCl (cesium chloride)

Çimento Araştırma ve Uygulama Merkezi ISIDAÇ 40 IN PREFABRİK İMALATLARDA KULLANIMI

Prof. Dr. İRFAN AY / Öğr. Gör. FAHRETTİN KAPUSUZ 1

İnşaat Müh. Giriş. Konu: ÇELİK YAPILAR. İnşaat Müh. Giriş Dersi Konu: Çelik Yapılar 1

TEKNİK BİLGİLER VE UYGULAMA

TERMOPLASTİKLER, TERMOSETLER, ELESTOMERLER, FİBERLER

İLERİ YAPI MALZEMELERİ-1 MALZEMELERİN GENEL TANIMI

HAFİF AGREGALARIN YAPISAL BETON İMALATLARINDA KULLANIMI Çimento Araştırma ve Uygulama Merkezi

CALLİSTER - SERAMİKLER

Üzerinde Meydana Gelecek Hasarları Kendiliğinden İyileştirme Kabiliyetine Sahip Yeni Nesil Esnek Beton

KAPLAMA TEKNİKLERİ DERS NOTLARI

İNCE AGREGA TANE BOYU DAĞILIMININ ÇİMENTOLU SİSTEMLER ÜZERİNDEKİ ETKİLERİ. Prof. Dr. İsmail Özgür YAMAN

BASMA DENEYİ MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ. 1. Basma Deneyinin Amacı

MALZEME BİLİMİ Bölüm 1. Malzeme Bilimi ve Mühendisliğine Giriş Hazırlayan Doç. Dr. Özkan Özdemir

KOMPOZİT MALZEMELER Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER

ÇELİK YAPILAR (2+1) Yrd. Doç. Dr. Ali SARIBIYIK

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

TS 500 (2000): Betonarme yapıların hesap ve yapım kuralları TS 498: Yapı elemanlarının boyutlandırılmasında alınacak yüklerin hesap değerleri

ZnS (zincblende) NaCl (sodium chloride) CsCl (cesium chloride)

AD: HEDEF AYMAK NUMARA: G KONU: İNŞAAT ÇELİKLERİ

İNŞAAT MALZEME BİLGİSİ

YTÜ Mimarlık Fakültesi Statik-Mukavemet Ders Notları

Yaşantımızı kolaylaştıran çoğu teknolojinin gelişimi, uygun malzemelerin üretilebilirliği ile yakından ilişkilidir.

Çizelge 5.1. Çeşitli yapı elemanları için uygun çökme değerleri (TS 802)

simplan

MMM291 MALZEME BİLİMİ

Dislokasyon hareketi sonucu oluşan plastik deformasyon süreci kayma olarak adlandırılır.

Malzeme Bilgisi ve Gemi Yapı Malzemeleri

DÜZCE İLİNDE 1999 YILINDAKİ DEPREMLERDE YIKILAN BETONARME BİNALARDA KULLANILAN BETONUN FİZİKSEL ÖZELLİKLERİNİN BELİRLENMESİ

Dökme Demirlerin Korozyonu Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER

6.WEEK BİYOMATERYALLER

Gelişmiş olan ülkelere göre Türkiye de kişi başına tüketilen enerji miktarı 1/3 oranında olmasına karşın, ısınma için sarf ettiğimiz enerji 2 kat

Yapı Yap M al M zemesi AGREGALAR

İNŞAAT MALZEME BİLGİSİ

SU JETİ İLE KESME TEKNİĞİ SU JETİ İLE KESME SU JETİ İLE KESME

YAPI MALZEMESİ. Romalılar devrinde ise su kireci bulunmuş ve su içi inşaatlarında kullanılmıştır.

Metalurji Mühendisliğine Giriş. Yrd. Doç. Dr. Rıdvan YAMANOĞLU

T.C SELÇUK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ DAİRESEL KOMPOZİT TABAKALARDA DÜŞÜK HIZLI DARBE HASARININ İNCELENMESİ İBRAHİM YÜCE YÜKSEK LİSANS TEZİ

Malzeme Seçiminin Önemi

YAPISAL SERAMİK MALZEME TEKNOLOJİSİ 1 MTM 545

Temeller. Onur ONAT Tunceli Üniversitesi Mühendislik Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü, Tunceli

İLERİ SOL JEL PROSESLERİ

2. TEMEL KAVRAMLAR. 2.1 Giriş

ATOMLAR ARASI BAĞLAR Doç. Dr. Ramazan YILMAZ

matris: a (Mo) (sünek) woven fibers cross section view fiber: g (Ni 3 Al) (kırılgan)

matris: a (Mo) (sünek) woven fibers cross section view fiber: g (Ni 3 Al) (kırılgan)

Prof. Dr. Yusuf ÖZÇATALBAŞ. Malzeme Seçimi/ 1

Kanalizasyonlarda CAC Kullanımı Çimento Araştırma ve Uygulama Merkezi

MALZEME BİLİMİ. Malzeme Bilimine Giriş

Malzemelerin Yüzey İşlemi MEM4043 / bahar

Zeyfiye TEZEL Mehmet KARACADAĞ

MALZEMELERİN GERİ KAZANIMI

Transkript:

Başlık KOMPOZİTLER Sakarya Üniversitesi İnşaat Mühendisliği

Tanım İki veya daha fazla malzemenin, iyi özelliklerini bir araya toplamak ya da ortaya yeni bir özellik çıkarmak için, mikro veya makro seviyede heterojen karışımıyla oluşan malzemeye Birleşik Malzeme veya Kompozit Malzeme denir. Kompozit malzemeler üç boyutludur ve atomlar birbiri içinde çözünmez. Alaşımlarda ise malzemeler birbirine atomlar vererek birleşir ve yeni bir bileşik ortaya çıkar. Elde edilen yeni malzeme onu meydana getiren bileşenlerin özelliklerini de içerir.

Bir malzemeyi kompozit olarak adlandırabilmek için; İnsan yapısı olması, dolayısıyla doğal bir malzeme olmaması, Kimyasal bileşenleri birbirinden farklı ve belirli ara yüzleri ayrılmaz en az iki malzemenin bir araya getirilmiş olması, Farklı malzemelerin üç boyutlu olarak bir araya getirilmiş olması, Bileşenlerinin hiç birinin tek başına sahip olmadığı özellikleri taşıması, dolayısı ile bu amaçla üretilmiş olması.

Kompozit Bileşenleri 1) Matriks Elemanları 2) Takviye Elemanları

Matriks Elemanları Polimerler Metaller Seramikler

Takviye Elemanları Parçacık (Dane) Elyaf (Lif) Tabakalı

MATRİKS MALZEMELERİ Kompozit malzemelerde polimer esaslı matrislerin yanı sıra metal, seramik türevi malzemeler de matris olarak kullanılmaktadır. Matris malzemelerinin genellikle plastik esaslı olmasından dolayı kompozit malzemeler de genellikle takviye edilmiş plastikler olarak adlandırılırlar. Metal matrisler büyük çaplı uygulamalarda kullanılmak için çok pahalı ve çalışılmaları çok zordur. Seramik matrisler ise yüksek oranda kırılgan olmalarından dolayı yeterli dayanıklılığa sahip olmamaları nedeniyle kullanım alanları yüksek ısı ile kullanılan yerlerle sınırlanmaktadır.

MATRİKS MALZEMELERİ Tüm diğer matris alternatifleri arasında ticari olarak en uygun olan plastik matrisler arasında ise en çok kullanılan termoset esaslı olan polyester ve epoksi reçineleridir. Matrisler güçlü yapıştırma, çevre ve atmosfer şartlarına yüksek dayanım ve yüksek mekanik özellikler gösterirler. Bir matrisin öncelikle sağladığı mekanik özellikler yüksek sertlik ve yüksek dayanıklılık değerleridir. İyi bir malzeme sert olmalıdır, fakat gevrek bir malzemenin gösterdiği davranışlardan dolayı performansı düşmemelidir.

Matris Elemanının Görevleri Takviye elemanlarını birbirine bağlar. Takviye elemanları arasında yük transferini sağlar. Takviye elemanlarını çevrenin zararlı etkilerinden ve mekanik hasarlardan korur.

Metal Matriksler Hafif metaller, kompozitler için matriks malzemesi olarak çok cazip almaktadır. Bunlar plastiklerden daha yüksek elastik modül, dayanım ve tokluğa sahip olup yüksek sıcaklıklarda özellikleri daha iyidir. Ancak metal matriksle kompozit üretimi daha zordur. Bunlar her elyafla iyi ara yüzey bağı oluşturmazlar. Metallerle en kolay bağ oluşturan silisyum karbür ile kaplanmış boran elyaftır. Fakat bunlar pahalıdır. MMK lerde çok yaygın olarak kullanılan matriks malzemesi, düşük yoğunluklu, iyi tokluk ve mekanik özelliklere olan hafif metaller ve alaşımlarıdır.

Seramik Matriksler Seramikler, metal ve metal olmayan elemanlardan meydana gelen inorganik bileşikler olup doğada kayaların dış etkilerle parçalanması sonucu oluşan kaolen, kil vb. maddelerin yüksek sıcaklıkta pişirilmesi ile elde edilen malzemelerdir. Bunlar farklı şekilde silikatlar aluminatlar ile birlikte metal oksitlerden oluşurlar. Genelde bunlar ya iyonik veya iyonik+ bağ karışımına sahip oldukları için çok kararlıdır. Bu nedenle de çok sert, gevrek ve yüksek sıcaklığa dayanıklıdırlar. Seramik malzemeler endüstriyel fırınlar tuğla, betondan elektronik ve optik araçlarda kullanılan yeni malzemelere kadar geniş bir alanı kapsarlar. Bu malzemelerde kayma direnci çok yüksek olduğundan plastik şekil verme olmaksızın gevrek tarzda kırılırlar. Yaygın olarak kullanılan seramik mühendislik malzemeleri olarak silisyum karbür, silisyum nitrür, alüminyum oksit gösterilebilir.

Polimerler Matriksler Normal sıcaklıkta genellikle katı halde bulunan, belirli basınç ve sıcaklıklarda mekanik olarak veya kimyasal yolla şekillendirilebilen ve kalıplanabilen organik maddeler, polimer olarak tanımlanır. Doğada var olan bu malzemelerin başlıcaları; kömür, ham petrol, su, hava ve kireçtir. Yapay olarak da elde edilebilen organik polimerik malzemeler, plastikler, elastomerler, fiberlerdir.

Polimerler Matriksler Polimerler, yapay polimerler ve doğal polimerler olarak iki grupta toplanabilirler. 1- Yapay Polimerler (plastikler) 2- Doğal Polimerler (selüloz, doğal kauçuk vb.) Polimerler genellikle çok sayıda tekrarlanan 'monomer' veya kısaca 'mer' denilen basit ünitelerden oluşur. Çok sayıda manasına gelen 'poli' kelimesiyle 'mer' sözcüğü birleşerek 'polimer' oluşmuştur.

Takviye Malzemeleri Parçacıklar İrili ufaklı tanelerin bir bağlayıcı madde ile çepeçevre sarılmasıyla meydana gelen kompozittir. Kum, çakıl ve çimentodan oluşan beton ve yine beton agregalarının bitümle bağlanması sonucu elde edilen asfalt gibi.

Takviye Malzemeleri Elyaflar (Lif yada Fiber) Elyaflar, boylarına nispetle çapları çok küçük olan malzemelerdir. Bunları dilimizde "lif' çoğul olduğunda "elyaf' diye adlandırırız. Malzemenin mekanik mukavemetini arttırmak, gevrek kırılmasını önlemek için lifler ve çubuk şeklinde donatılarla asıl malzeme (matris) takviye edilerek oluşturulan sistemlere de lifli Kompozitler denir. (Betonarme, kerpiç ve konumuzu ilgilendiren fiber malzemelerle güçlendirilmiş polimerler matrisleri gibi). Bu tür Kompozitler de liflerin yük taşıma kapasitesi matrisinkinden daha yüksek olmalıdır.

Takviye Malzemeleri Tabakalar Aynı cins ve daha başka cinsten parçaların lehim tutkal gibi metotlarla birbirine eklenerek istenilen şekil veya boyutlarda yeni parçaların elde edilmesidir. Kontrplaklar ve çelik plakalarla ahşap plakaların birleşiminden oluşan malzemeler bu gruba girer.

Takviye Elemanının Görevleri Malzemeye ait ana gövdeyi oluşturmak, Malzemeye gelen yükü taşımak,

Kompozitlerin genel avantajları 1. Farklı mekanik özellikler elde etmek için farklı katmanlardan ve farklı kombinasyonlarla kompozit malzeme inşa edilebilir. 2. Kompozit malzemeler kimyasallara, korozyona ve hava şartlarına dayanıklılık gösterir. 3. Karmaşık parçaların tek olarak üretilebilmesinden dolayı parça sayısının azalmasını sağlarlar. Böylece ara birleştirme detay ve parçalarının azalmasıyla üretim süresi kısalmaktadır. 4. Yüksek dayanıklılık/ yoğunluk oranı 5. Yüksek modülüs/ağırlık oranı

Kompozitlerin Genel Dezavantajları 1. Hammaddenin pahalı olması; Uçaklarda kullanılabilecek kalitede karbon elyafının bir metrekarelik kumaşının maliyeti yaklaşık 50 $ dır, 2. Lamine edilmiş kompozitlerin özellikleri her zaman ideal değildir, kalınlık yönünde düşük dayanıklılık ve katlar arası düşük kesime dayanırlık özelliği bulunmaktadır, 3. Malzemenin kalitesi üretim yöntemlerinin kalitesine bağlıdır, standartlaşmış bir kalite yoktur, 4. Kompozitler kırılgan (gevrek) malzeme olmalarından dolayı kolaylıkla zarar görürler, onarılmaları yeni problemler yaratabilir.

Kompozit Çeşitleri Taneciklerle güçlendirilmiş kompozit malzemeler Tanelerle donatılı kompozit malzemeler Tabakalı kompozit malzemeler Liflerle donatılı kompozit malzemeler

Taneciklerle Güçlendirilmiş Kompozit Malzemeler Taneciklerle güçlendirilmiş kompozit malzemeler, bir veya birden çok malzemenin katı asıltı halinde farklı bir malzemeden oluşan matris içerisinde yer aldığı malzemelerdir. Burada, bir arada bulunan matris ve parçacıklar metalik veya metalik olmayan türlerdendir. Yapı alanında kullanımları sınırlıdır.

Tanelerle Donatılı Kompozit Malzemeler Bir matris içinde milimetre ve üzerindeki boyutlarda tanelerin yer aldığı bir kompozit malzeme türüdür. Bir başka deyişle, çeşitli kaynaklardan elde edilen parçaların, bunları bağlayıcı nitelikteki bir malzeme içinde dağılı olarak yer aldıkları malzeme grubudur. Burada taneler dağılı fazı, bağlayıcı ise matris denilen sürekli fazı oluşturmaktadır. Bu gruba en iyi örnek olarak Kum, çakıl ve çimentodan oluşan beton ve yine beton agregalarının bitümle bağlanması sonucu elde edilen asfalt malzemesi gösterilebilir.

Tabakalı Kompozit Malzemeler Aynı cins ve daha başka cinsten parçaların lehim tutkal gibi metodlarla birbirine eklenerek istenilen şekil veya boyutlarda yeni parçaların elde edilmesidir. Kontrapılaklar ve çelik plakalarla ahşap plakaların birleşiminden oluşan malzemeler bu gruba girer. Tabakalı kompozit malzemeler, yapısal nitelikleri bakımından diğer kompozit malzeme türlerinden farklılık göstermektedirler. Bu tür malzemede en az iki adet olan farklı fazlar, tabakalar şeklinde kompozitin yapısı içinde yer almaktadır. Genelde, bu fazlardan biri, kompozite özelliklerini kazandıran sürekli faz, diğeri ise bu sürekli fazı oluşturan tabakaları bir arada tutan bağlayıcı fazdır.

Liflerle Donatılı Kompozit Malzemeler Genellikle yeterli basınç dayanımına oranla çekme, eğilme, çarpma dayanımları çok düşük düzeyde kalan veya zayıf yapılı, kırılgan malzemenin zayıf olan yönlerinin iyileştirilmesi, kırılganlığın giderilmesi ile malzemenin sünekliliğinin arttırılması gibi amaçlarla matris malzemenin lifler ile donatılması ile üretilen kompozitlerdir. Bu gruptaki malzemeler endüstrinin çeşitli alanlarındaki üretiminin yanı sıra yapı alanında da kullanımı artmaktadır. Lif Donatılı Betonlar bu gruba girmektedirler.