KARBON-KARBON KOMPOZİTLERİ

Slides:



Advertisements
Benzer bir sunumlar
SICAK DALDIRMA GALVANİZLEME BİZİM İŞİMİZ
Advertisements

POLİMER MATRİSLİ KOMPOZİTLER
BÖLÜM 4: METAL DIŞI MALZEMELERİN YAPISI
METAL MATRİKSLİ KOMPOZİT MALZEMER
METAL MATRİSLİ KOMPOZİTLER
Yakıt Pilinin Bileşenleri
Al-SiC METAL MATRİSLİ KOMPOZİT MALZEMELER
KİMYAGER BAKIŞIYLA TEKNOLOJİNİN KİLOMETRE TAŞLARI I. ENERJİ VE ULAŞIMI Kimyagerler ve kimya mühendisleri, karadan hava ve uzaya uzanan bir alan üzerinde.
MAC KARBON REFRAKTERLER
S CAMI (STRENGHT GLASS)
PULTRÜZYON YÖNTEMİ CİHAT OKTA YAVUZ ÜNAL
BORON FİBERLER.
SERAMİK MATRİSLİ KOMPOZİT (CMC) MALZEMELER ve ÜRETİMİ
Karbon – Karbon Kompozitleri
DÖKÜM PRENSİPLERİ VE TEKNİKLERİ DERSİ
ISIL İŞLEM UYGULAMALARI Mehmet ÇAKICI AR-GE & Proses Kontrol Sorumlusu
HONEYCOMB Furkan Yıldız Furkan Aydın
Bal Peteği (honeycomb) Kompozitler
GLASS CLOTH (CAM ELYAF).
KABUK KALIBA DÖKÜM YÖNTEMİ
Kompozit Malzeme Üretiminde Maksat
 Abradable hareketli halindeki çok aşınan bölgelerde kullanılan ve ana metali aşınmalardan korumak için kullanılan kompozit malzemedir.  Hareket halindeki.
UÇAK YAPIMINDA KULLANILAN KOMPOZİT MALZEMELER
ÖZET Darbe yabancı bir cismin bir cisme çarpması olayıdır. Darbe bir dinamik yükleme durumudur. Mukavemet dersinden de bilindiği üzere cisimlerin statik.
KOROZYONDAN KORUNMA.
SICAK PÜSKÜRTME YÖNTEMİ
Elemetler Ve Bileşikler
Kompozİt malzemeler Bölüm-4 Endüstrİ Ürünlerİ TasarImI bölümü.
BALPETEGİ (honeycomb) KOMPOZİT
Alümiyum Şekillendirme Teknolojileri
Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Döküm Prensipleri.
Yüksek Lisans Semineri Danışman : Prof. Dr. İbrahim MUTLU
Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Döküm Prensipleri.
3. MALZEME PROFİLLERİ (MATERIALS PROFILES)
Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Alümiyum Şekillendirme.
Yüksek Hızlı Oksi – Yakıt
YÜZEY TEKNOLOJİLERİ.
Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Alümiyum Şekillendirme.
ELASTİK DAVRANIŞ Aytekin Hitit.
Refrakter Metaller Genel Bilgi.
KOMPOZİT MALZEMELER.
MÜHENDİSLİK MALZEMELERİ
METALURJİ ve MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ
POLİMERLERİN ÖZELLİKLERİ
Teknolojik Seramikler
MAKİNA ELEMANLARI YAĞLAMA TEKNİĞİ.
HOŞGELDİNİZ GALVANİZLİ ÇELİKLERİN KAYNAK KABİLİYETİ K K ayna ayna
Yrd. Doç. Dr. Mehmet Oğuz GÜLER
HOŞGELDİNİZ NADİR METALLERİN KAYNAK KABİLİYETİ K K ayna ayna
Malzemelerin karakteristik özellikleri ve ait olduğu özellik grupları.
Kompozit Malzemeler. Tanım: En az 2 farklı malzemenin birbiri içerisinde fiziksel olarak karıştırılmasıyla elde edilen yeni malzemelere kompozit malzemeler.
SERAMİK MATRİSLİ KOMPOZİTLER VOLKAN GÜRLER
UÇAKLARDA KULLANILAN KOMPOZİT MALZEMELER
C/C KOMPOZİT Furkan TEZER Enes Can ALTUN
PLAZMA SPREY KAPLAMA, HVOF ve CGDS
Kompozitlerin Kullanım Alanları
Seramik Matrisli Kompozitler
REFRAKTER MALZEMELER SİLİKA REFRAKTERLER.
Giriş Üretimi Kullanım Alanları
Biyoseramik Kaplamalar ve Uygulamaları
FLOROPOLİMER KAPLAMALAR ( TEFLON )
HONEYCOMB (BAL PETEĞİ)
CGDS KAPLAMA YÖNTEMİ ve HVOF KAPLAMA YÖNTEMİ
E-CAMI S-CAMI VE C-CAMI
ELEKTRİK ARK SPREY KAPLAMA TEKNOLOJİSİ VE UYGULAMALARI
ALÜMİNYUM ERGİTME POTALARI
Kompozit Malzemeler.
MgAl2O4 - Spinel Dökülebilir Refrakterler
Hazırlayan : Prof. Dr. Halil ARIK ANKARA
NİŞANTAŞI ÜNİVERSİTESİ
Sunum transkripti:

KARBON-KARBON KOMPOZİTLERİ

Karbon-Karbon Kompozitlerin Genel Özellikleri 28.04.2017 Karbon-Karbon Kompozitlerin Genel Özellikleri Yüksek elastik modül ve yüksek sıcaklık mukavemeti (T > 2000oC de bile mukavemet korunur). Sürünmeye dirençli Kırılma tokluğu çok yüksek. Termal genleşme katsayısı düşük. Yüksek termal iletkenlik Temel kullanım alanları: Roket motorları, yüksek performanslı otomobil frenleri ve hava araçları için sürtünme malzemeleri. Kompleks üretim yöntemlerinden dolayı maliyetleri oldukça yüksektir. Prof. Dr. Hatem AKBULUT

Maksimum çekme gerilmesib (>40 000 psi) Termal iletkenlik ~ 11 .W/(m.K) Lineer termal genleşme =1.1 x 10-6/oC Yoğunluk <2.990 g/cm3 Elastik modül >69 GPa Ergime noktası >4100 oC

Sıcak Presleme (Hot pressing) C-C Kompozitlerin Üretimi Sıcak Presleme (Hot pressing)  Sıvı Faz İnfiltrasyon (Phase impregnation - LPI)  Kimyasal Buhar İnfiltrasyonu (Chemical Vapor Infiltration - CVI)

Sıcak Presleme Tek eksenli veya izostatik presleme yöntemleri kullanılabilir. Karbon preform arasına emdirilen sıvı, gaz veya CVD ile kaplanan fiberler kontrollü atmosferde basınç altında bekletilir. Bekletme yüksek sıcaklık atında yapılır

 Kömür veya petrol esaslı ziftlerin fiberler arasına Sıvı Faz İnfiltrasyon (LPI) İki farklı sıvı faz infiltrasyonu:  Kömür veya petrol esaslı ziftlerin fiberler arasına infitrasyonu. (Basınç altında zift, fiberler arasına emdirilir.)  Reçine veya polimerlerden elde edilen karbonun infiltrasyonu. (Genelde fenolik ve epoksi reçineler ikinci bir karboni-zasyondan sonra fiber preformlar arasına emdirilir.)

Sıvı Faz İnfiltrasyon Basamakları: Karbon fiberler 2 veya 3 boyutlu preformlar halinde dizilmiş olarak kalıba yerleştirilir. Genelde bir polimer fiberler arasına emdirilir (70 MPa). İnfiltre edilen karışım vakum veya otoklav sistemi ile polimerize edilir. Kompozit matriksi ısıl işlem ile karbonize edilir. Polimerizasyonla azalan ağırlık ve oluşan poroziteleri azaltmak için kompozit tekrar tekrar polimer ile doldurulup polimerize edilir.

Gaz faz İnfiltrasyonu (Kimyasal Buhar İnfiltrasyonu) CVI , CVD Gaz Faz İnfiltrasyon Basamakları: Proses, gaz hidrokarbonları kullanır (Örnek: metan, propan, propilen). Gazlar preformdaki fiberler arasına gönderilir. Gazlar, düşük basınçtaki (1 psi = 6 KPa) bir fırındaki fiberler arasından geçirilir. Homojen fiberler arası birikim için işlem mümkün düşük sıcaklıkta yapılır 1100°C civarı). Fiberler arasında karbon birikimini arttırmak için Şekil b de olduğu gibi fırın içinde bir basınç gradyanı oluşturulur. Depozisyon hızını arttırmak için işlem esnasında sıcaklık gradyanı oluşturulur (Şekil c)

Şekil. Sıvı faz infiltrasyonunda matriks ve fiberlerin hareketlerinin modellenmesi Şekil. Gaz faz infiltrasyonunda C-C kompozitinin SEM mikroyapısı.

Şekil. Fiberler fenolik reçine emdirilerek sıcak preslenen C-C kompozitin yapısı

- Tek yönlü dizilmiş - Örgülü kumaşlar - Üç boyutlu preformlar Fiber dizimleri - Tek yönlü dizilmiş - Örgülü kumaşlar - Üç boyutlu preformlar Şekil. 3-0 Ortogonal olarak takviyeli malzeme birim hücresi

Şekil. Tipik 3D blok konstrüksiyon Şekil. 5-D dizimin şematik gösterilişi.

Şekil. Üç boyutlu silindirik dizim Şekil. Üç boyutlu dizim sonrası üretilen bir C-C kompozit halka

C-C Kompozitlerin Uygulanması Uçak fren diskleri Isıtma boruları Uzaya giren araçlarda Roket motoru nozülleri Kalça kemiği protezleri Biyomedikal implantlar Takım ve kalıplar Motor pistonları Elektronik ısı düşürücüler Otomotiv ve motorlu bisiklet gövdeleri Bisikletler

C-C Kompozitlerin Havacılık Uygulanması Uçak ve Havacılık : NASA termal koruma sistemleri Motor fren diskleri, roket nozülleri, uzay araclarının atmosfere giriş çıkış kalkanları, fren diskleri, ısıtma elemanları vs. Tüm bu uygulamalar yüksek sıcaklık uygulamalarıdır.

Uzay mekiği burun konisi Atmosfere giriş sıcaklığı 3092 K sıcaklıkta olur (sürtünmeden) Uçak fren diskleri Çelikten iki-dört kat daha dayanıklı Spesifik ısısı çelikten 2.5 kat yüksek. Uzay mekiği burun bölgesi kapağı (C-C kompoziti) Fiberler kaplanarak karbon-karbon kompozitlerin yüksek sıcaklıklarda kullanım performansları arttırılabilir. Kimyasal etkilere karşı dayanım, Yüksek sıcaklıklarda oksidasyona dayanım

Özellikle uzay ve uçaklarda yüksek sıcaklıklarda çalışan parçalar için fiberler kaplanırlar. Karbon karbon tabakalar üzerinde değişikliklere gidilmiş (Oksidasyon ile) Özellikle uzay mekiği araçlarında iki tabakalı kaplama ile iç kısımda poroziteli bir tabaka (SiO2 ile izole edilen SiC), dış kısımda yoğun tabaka (SiC partikülleri ilaveli alkali silika camı) C-C kompoziti yüzeyinin modifikasyonu için yüzeye Si esaslı malzemeler difüzyonla emdirilip reaksiyon gerçekleştirilir. Yüzeyde termal koruma tabakası yapılır.

Tablo. C-C kompozitleri için literatürde verilen en yaygın ve önemli kaplama malzemeleri ve yöntemlerinin özeti

Uzay mekiği yüzeyinde C-C kompozit bölgeleri

C-C prototip jet uçağı türbin motor kanatçığı C-C türbin pervanesi

C-C otomobil pistonu. Al alaşımı piston örneği ile beraber bir C-C kompozit pistonu. C-C kompozit piston Harley-Davidson motosiklet motoru için geliştirilmiştir.

Yarış arabalarında kullanılan C-C debriyaj kavrama ve fren diskleri. Roket fırlatma rampaları

Scim isimli bir uydu araç 2020 yılı içinde Mars atmosferine doğru fırlatılmayı planlanmakta. Scim Mars yüzeyine inip örnekler alarak yılında dünyaya dönecek Scim aracının dış gövdesi C-C esaslı kompozitten yapılmış. Mars ve atmosferin sürtünmeden kaynaklanan ısısına dayanacak ve aynı zamanda yüzeyi toz vs. tutmayacaktır.

Son yıllarda içi boş karbon fiberler üretilerek bunlar arasına gaz veya sıvı faz infiltrasyon yöntemleri ile C emdirilmektedir. Çok daha yüksek mekanik ve fiziksel özellikler elde edilmektedir.

Şekil. Tipik carbon mikro-bobinler İçi boş fiberler mikro bobin olarak adlandırılmakta. Karbon mikro-coiller CH4 + Ar atmosferinde 900-120OoC.de karbon kaplanarak yoğunlaştırılıp C-C kompoziti yapılır

Şekil. Bazı farklı yüksek sıcaklık malzemelerine göre C-C kompozitlerin spesifik mukavemet ve sıcaklık uygulama ilişkileri.