Kompozit üretiminde kullanılan malzemeler ve Kullanım Alanları

İki veya daha fazla malzemenin birleşmesiyle oluşan yeni malzemeye kompozit denir. Bu iki malzemenin fiziksel, kimyasal özellikleri de birbirinden farklıdır. Malzemeleri birleştirmek için eritme, kaynatma gibi işlemler yapılır. Bu aşamalardan sonra bir araya gelen ham maddeler işlem sonucu birbirinden kolaylıkla ayrılamaz. Yeni malzemenin ham maddeleri, birbirlerinin zayıf yönlerini örtmek ve yeni özellik elde etmek için beraber çalışırlar.

Kompozit Tarihçesi

Mühendislik olarak 1940’lı yıllarda kompozit malzeme içeriği ortaya atılmıştır. İlk örnekleri doğada bulunan atık ya da herhangi bir malzemenin belli müdahaleler sonucu kullanılır hale getirilmesi ile başlar. İlk zamanlarda insanoğlu kırılgan malzemeler için hayvansal ya da bitkisel lifleri kullanmışlardır. Bunun örneklerinden biri kerpiçtir. Samanın çamurla karışımı insanlara barınak yapma ihtimalini ortaya çıkarmıştır. İnsanlar zaman geçtikçe kompozit malzemenin faydalarını fark ederek kullanmışlardır. Geçmişte insanoğlu kenevir gibi doğal elyafları ağaç reçine ile birleştirip zırh, miğfer gibi savaş araç gereçleri üretmiştir.

1930’larda OwensCorning şirketinde çalışan bir mühendisin tesadüf eseri keşfettiği cam elyafın 1937’lerde ABD’de de satışa başlaması sonucu kompozit kullanımı yaygınlaşmaya başlamıştır.

Kompozit malzemeler nasıl oluşur?

Kompozit, termoset reçine, katkı malzemeleri, dolgu malzemeleri ve elyaf gibi yapılardan oluşur. Güçlü, sağlam ve hafif maddelerdir. Farklı özelliklere sahip yapılar bir arada kompozit malzemenin önemli özelliklerinin oluşmasını sağlar. Ahşap ve metale göre üstün avantajlara sahiptir. Elyafların, termoplastik reçineleri ile ilave edilmesi sonucu sertleşerek  elde edilen malzeme kompozit malzemedir.

Kompozit üretiminde kullanılan malzemelerden reçineler ve elyaflar:

Epoksi Reçine

İki komponentli olan epoksileri belli süre sonra sıvı halden katı hale geçerek belli süre sonra istenilen sertliğe ulaşır. Karbon elyafı ve cam ile epoksi birleşerek mükemmel bir dayanıklılığa sahip olur. Bu nedenle otomotiv, medikal, inşaat ve havacılıkta kullanımı yaygındır. Dezavantajı polyester gibi maddeyle karıştırıldığında pahalı olur. Avantajlarını şöyle sıralayabiliriz:

Yüksek aşınmaya sahiptir.

Elyaf gibi bileşenlerde yüksek bağ mukavemeti sağlar.

Yüksek ve düşük sıcaklıklarda sertleşebilir.

Polyester Reçine

CTP uygulamalarında yaygın olarak kullanılır. Termoset grubunda yer alır. Maliyeti düşük ve iyi bir çevresel dayanımı vardır.

Vinilester Reçine

Elyaf ve matrisi arasında iyileştirilmiş bağ kurar. Kimya tesisinde, borularda kullanılır.

Cam Elyaf

Ekonomik olan ev kullanım alanı Cam Takviyeli Plastik (CTP) endüstirisidir.

Karbon Elyaf

Yüksek sıcaklığa dayanıklı ve E- modülü yüksek olan malzemedir. Maliyeti yüksek olan karbon lifleri uzay ve havacılıkta kullanılır. Avantajlarını şöyle sıralayabiliriz:

Şefaf, hafif ve korozyona dayanıklıdır.

Yüksek dielektrik direnimi olan yanmaz özelliğe sahiptir.

Kompozit malzeme neden tercih etmeliyiz?

Her türlü ısıya dayanıklı, yanmaz ve hafif malzeme, aşınma ve korozyona karşı dirençli, güzel görünüme sahip, yüksek mukavemete sahip olduğu için tercih edilir.

Kompozit ana elemanları nelerdir?

Matriks, takviye diye sıralayabiliriz.

Matriks, termoplastik polimer malzeme gibi devamlı fazı oluşturur ve ağırlıklı olarak polyesterler kullanılır. Bunlar aşınmaya, yüksek sıcaklığa, kırılmaya daha çok dayanıklıdır. Polimer, metal ve seramik örnek verilebilir.

Takviye malzemeler kompozit malzemelere eklenerek oluşur. Bunlar elyaf takviyeli kompozitler, tabakalı kompozitler, kurma kompozitlerdir. Kullanım amacı maliyeti düşürmektir. Çelik, boron, aramid, naylon örnek verilebilir.

Kompozit Malzemenin Kullanım Alanları

Otomotiv Sektörü

Kompozit malzemelerin kullanım amacı aracın iskeletini hafifletmek ve darbelere karşı dirençli hale getirmektir. Günümüzde üst sınıf araçlarda kompozit parçalar kullanılır. Otobüs, araba, kamyon, tır gibi ağır araçların parçaları kompozit malzemelerden yapılır.

Spor Malzemeleri

Spor araçları karbon lifi özelliği ile dayanıklı ve ağırlıkları hafifletilerek kullanım kolaylığı sağlar. Örnekleri şu şekilde sıralayabiliriz; kanolar, golf ve hokey sopaları, gitar, tenis raketleri, sörf tahtaları…

Sağlık Sektörü

Kompozit malzemeler ortopedi, diş gibi birçok alanda kullanılmaktadır. Bağlantı malzemesi olarak kırılan kemiklerin onarımı için kullanılır. Diş dolguları, ortodentik teller, köprü gibi uygulamalar için de kullanılır.

Tarım ve Gıda

Hafif ve sağlam olması kompozit malzeme kullanımını artırmıştır. İlaçlama makine depoları, çiftçilik ekipmanları, taşıma kapları, salamura tankları tarımsal sulamalar gibi alanlarda kullanılır.

Savunma Sanayi

Uçak helikopterlerde iç mekan tasarımı, zırh korumalar, duvarlar, kasklar gibi birçok alanda kullanılmaktadır. Aramid gibi malzemeler kuvvetli darbelere karşı dayanımlı olduğu için kullanılır.

Toplu taşıma

Metro, tramvay gibi taşıma araçlarının birçok yerinde kompozit malzeme kullanılır. Bu malzemeler araçların yüksek hızlara ulaşmasını sağlar.

Kompozit Malzeme Özellikleri

Kompozit malzemelerin birçok özelliği vardır. Başlıca özellikleri şunlardır:

Yüksek darbe, çekmeye karşı dayanıma sahiptir.

Hafifletici özelliğe sahiptir.

Metallere göre maliyeti az, kimyasallar ve korozyona karşı dirençlidir.

Yanmaz özelliğe sahip, dielektrik özelliğe sahiptir.

Sert ve sağlam yapı ve büyük bir boyut kararlılığına sahiptir.

Estetik görünüme sahiptir.

Yüksek mukavemete sahiptir.

Kompozit üretiminde kullanılan malzemeler ve Kullanım Alanları

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.

Başa dön