İçindekiler Kompozit malzemelerin tanımı ve bileşenleri Malzemenin kompozit olmasının şartları Kompozit malzemelerin avantajları Kompozit malzemelerin dezavantajları Kompozit malzemelerin sınıflandırılması Seramik matrisli kompozit malzemeler (SMC) Alümina (Al2O3) Zirkonya (ZrO2) Alümina-Zirkonya kompozit malzeme (Al2O3-ZrO2) Kompozit malzemelerin kullanım alanları Kaynaklar

Kompozit malzemenin tanımı ve bileşenleri Kendi özel yapı özelliklerine sahip,birleşmeleri ile özelliklerini kaybetmeyen,iki veya daha fazla malzemenin bir araya gelmesiyle daha üstün nitelikli malzemelere kompozit malzemeler denir.

Malzemenin kompozit olmasının şartları Malzemeyi oluşturan bileşenlerin farkı birbirinden ayırt edilebilmelidir. Bileşenler birbirleri içerisinde çözünmemelidirler. Malzemede bileşenlerinin her birinin en iyi özellikleri görülmelidir. Malzemenin kimyasal yapıları birbirinden farklı en az iki malzemenin birlikteliğinde oluşması ve genellikle bir ara yüzeyle ayrılması gereklidir.

Kompozit malzemenin bileşenleri

Kompozit malzemelerin avantajları Hafiftirler. Esnektirler. Korozyon dayanımları yüksektir. Düşük direnç ve termal iletkenliğe sahiptirler. Yorgunluk dayanımları yüksektir.

Kompozit malzemelerin dezavantajları Matrisin ve takviye malzemesinin çözücülerden kolay etkilenmesi. Sıcaklık değişimlerinden etkilenmeleri. Çapraz bağlanma tepkimeleriyle zaman içinde bozunabilmeleridir. Hammadde ve fabrikasyon fiyatları yüksektir.

Kompozit malzemelerin sınıflandırılması Metal matrisli kompozitler Polimer matrisli kompozitler Nano kompozitler Seramik matrisli kompozitler

Seramik matrisli kompozit malzemeler (SMC) Oksitler; Alümina (Al2O3), zirkonya (ZrO2), magnezya (MgO)… Karbürler; SiC, ZrC,WC… Nitrürler; BN, AIN,TiN,Zrn… Sülfürler; CdS, ZnS… Silisitler; Mo2Si, WSi2 Borürler; TiB2, ZrB2… Diğerleri; Fosfürler

Alümina (Al2O3) Alümina tozu, ileri teknoloji seramikleri arasında en büyük kullanım alanına sahip tozlardan biridir. Mukavemeti ve erime noktası yüksektir. Elektrik iletkenliği düşüktür. Elektrik yalıtkanlarında, kesici uçlarda, ısı motorları gibi bir çok alanda kullanılmaktadır. Alümina kompakt kristal yapıya, güçlü kimyasal bağlanma ve kararlılığa sahip bir malzemedir. Doğada genellikle boksit adı verilen saf olmayan hidroksitler şeklinde bulunur.

700 C’de kalsine edilen Alüminanın SEM görüntüsü

Zirkonya (ZrO2) Zirkonya doğada başlıca baddeleyit ve zirkon (ZrO2.SiO2) şeklinde bulunur. Dayanımı ve sertliği yüksek bir seramiktir. Diğer oksit seramikler gibi iyonik bağlı olup, saydamlık, elektrik ve ısı iletimine direnç, dimagnetizma, kimyasal kararlılık gibi üstün özelliklere sahiptir. Zirkonya monoklinik, tetragonal ve kübik fazda bulunur.

700 C’de kalsine olmuş zirkonyanın SEM görüntüsü

Alümina-Zirkonya kompozit malzeme (Al2O3-ZrO2) Seramik maddelerin tokluk ve kırılma dayanımı geliştirmede yapıyı bir destek malzemesi ile destekleme yani, seramik matrisli kompozit malzeme üretme en iyi yollardan biridir. 700 C’de kalsine edilen Al2O3-ZrO2 kompozit malzemenin SEM görüntüsü.

Alümina, zirkonya gibi oksit seramiklerin oksitlenme problemleri yoktur,ancak bu seramiklerin sertlikleri de düşüktür. Bu nedenle yüksek dayanım gerektiren yapısal uygulamalarda yapıya tetragonal zirkonya eklenmelidir. Al2O3-ZrO2 kompozit malzemenin SEM görüntüsü

Zirkonya ile desteklenmiş alümina seramikler, oda sıcaklığındaki mükemmel dayanımları, toklukları ve rezistansları nedeniyle; kesme aletleri,filtrelerde,protez malzemelerinde sıklıkla kullanılmaktadır

. Bu üstün özellikler zirkonyanın alümina faza % 100’lük temas etmesi gerekmektedir. Bu nedenle zirkonya oluşumu dikkatle takip edilmeli ve alümina matrisin içinde zirkonyanın homojen olarak dağılması sağlanmalıdır