C/C KOMPOZİT Furkan TEZER Enes Can ALTUN

... konulu sunumlar: "C/C KOMPOZİT Furkan TEZER Enes Can ALTUN"— Sunum transkripti:

1 C/C KOMPOZİT Furkan TEZER 1311140063 Enes Can ALTUN 1311140025
Kazım BARLAS

2 C/C kompozit (Karbon Elyaf Destekli Karbon Kompozit), hafif ağırlık, yüksek mekanik mukavemet ve yüksek elastikiyet gibi üstün özelliklere sahip olup, yüksek dayanımlı karbon elyafla desteklenen bir karbon-karbon kompozit malzemedir. Özgün özelliklerinden dolayı C/C kompozitler (CX serisi),elektronik, çevre ve enerji, genel endüstriyel fırınlar, otomobiller ve diğer ulaştırma vasıtaları gibi çok çeşitli alanlarda kullanılmaktadır.

3 C/C kompozitleri yüksek sıcaklıklarda özgül mukavemetlerini koruyabilmeleri, yüksek sıcaklık strüktürel malzemesi olarak kullanılmalarına imkan vermektedir .Bu yüzden malzemelerin, askeri ve sivil uçaklarda, geliştirilmiş füzelerde ve çeşitli hipersonik uzay taşıtlarında kullanılması söz konusudur. Grafitte kuvvetli kovalent bağların bulunması, karbon atomunun difüzyonunun diğer metal atomlarına kıyasla düşük olmasına neden olmaktadır. Dolayısıyla, grafitin sürünme özellikleri de diğer malzemelere kıyasla üstündür.

4 C/C kompozitler, karbon esaslı matris içerisine karbon fiberlerinin yerleştirilmesi ile üretilmektedir. Böylece, refrakter özelliğinin yanı sıra, yüksek mukavemet ve tokluk bir arada sağlanmaktadır. C/C malzemeleri tümü karbon olup iki farklı faz içerir. Bunlardan biri, «dolgu» (primer) diğeri ise «bağlayıcı» (sekonder) niteliğinde olan karbondur. C/C kompozitlerde her iki bileşen de karbon olmasına rağmen, matris amorf karbondan grafite kadar değişim gösterebilmektedir. Bu nedenle, C/C kompozitlerin özellikleri geniş bir aralıkta değişmektedir. Kompozitin özellikleri, ayrıca kullanılan fiberlerin özellikleri ve uygulanan ısıl işleme de bağlıdır.

5 Üretim Yöntemleri C/C kompozitlerde, genellikle karbon fiberleri primer karbon bileşeni olarak kullanılır. Karbon fiberleri arasındaki boşluk, başlıca gaz veya sıvı haldeki karbon hammaddesi emdirilerek doldurulur. Bunlardan sıvı fazla doldurma tekniği daha yaygın olarak kullanılmaktadır. Gaz fazı ile doldurma yöntemi, daha ziyade bir kaç cm kalınlığa varan ince cidarlı parçalara uygulanmakta, buna mukabil kalın parçaların üretiminde sıvı faz ile doldurma tercih edilmektedir. 1-Sıcak Presleme (Hot pressing) 2-Sıvı Faz İnfiltrasyon (Phase impregnation LPI) 3-Kimyasal Buhar İnfiltrasyonu (Chemical Vapor Infiltration CVI)

6 C/C Kompozit Özellikleri
1. Yüksek mekanik mukavemet, yüksek elastikiyet ve yüksek sertlik C/C kompozitler, izotropik grafit malzemelerle karşılaştırıldığında yüksek dayanım, yüksek elastikiyet ve çatlamaya ve yontmaya karşı dirence sahiptir. C/C kompozitler güvenle kullanılabilir, çünkü çatlamalar içinde hızlı yayılmaz.

7 C/C Kompozit Özellikleri
2.Ultra ısıl direnç C/C kompozitler, metalik malzemelerle karşılaştırıldığında yüksek sıcaklıklarda yüksek mukavemet gösterirler. C/C kompozitler, inert atmosferlerde, 2.000°C veya üzerindeki ultra yüksek sıcaklıklarda bile kullanılabilirler.

8 C/C Kompozit Özellikleri
3. Hafif ve kullanımı kolay C/C kompozitler, metalik malzemelerle karşılaştırıldığında çok düşük yoğunluğa sahiptir ve bu yüzden hafif ağırlıklı tasarımı olanaklı kılar.

9 C/C Kompozit Özellikleri
4. Yüksek ısıl iletkenlik Üstün kimyasal buhar filtreleme (CVI) işlemini kullanan karbon yapı kontrol teknolojisinin kullanımıyla bakırdan daha yüksek bir ısıl iletkenlik elde edilmiştir (CX-2002'de).

10 Üretim Süreci : 1.Aşama

11 2.Aşama

12 Uygulama Alanları : Elektronik Tek kristal silikon üretimi için uygundur.

13 Çevre ve Enerji Güneş pillerine silikon üretimi için uygundur.

14 Nükleer enerji tesisleri için uygundur.

15 Genel endüstriyel fırınlar Isıl işlem fırınları için uygundur.

16 C/C KOMPOZİTLERİNİN KAPLANMASI
Grafitin üstün özellikleri nedeniyle 2000°C'nin üzerindeki sıcaklıklarda kullanılan tahrik sistemleri için fevkalade uygun bir malzeme olmaktadır. Ancak, grafit bu tür uygulamalarda oksitleyici ortamda oksitlene bilmektedir. Dolayısıyla, C/Ckompozitlerin seramikle kaplanması gerekmektedir.

17 Silisyum bazlı seramikler, termal genleşme uyumluluğu ve düşük oksidasyon hızı göstermesi nedeniyle, C/C kompozitlerin kaplanması için en uygun malzemelerdir. SiC ve Si3N4Bazlı Kaplamalar SiC veya Si3N4 üzerindeki SiO3 filmi 1800°C ye kadar kararlı olmaktadır. 1800°C nin üzerindeki sıcaklıklar için uygun olan malzeme HfB2 veya HfB2 ve SiC karışımıdır. Kısa süreli koruma sağlar.

18 1800°C'nin üzerindeki sıcaklıklar için halen kaplama olarak kullanıla bilecek malzemelerin sayısı son derece sınırlıdır. Bu konuda yeni malzemelerin geliştirilmesi ve kaplamanın C/C kompozitlerin performansını arttırıcı araştırmaların yapılması zorunludur.

19 Yüzey İşlemleri ve Etkilerinin Ayrıntıları
GK1 işlemi(Glastix Kote®): Camsı karbonla empregnasyon/kaplama; oksidasyon direncini artırır ve toz oluşumunu önler. CVI işlem: Pirolitik karbonla empregnasyon/kaplama;SiO gazına karşı direnci artırır. R1 empregnasyon: İnorganik maddeyle empregnasyon;Oksidasyon direncini artırır. TS işlem: Yüzeyi SiC'e dönüştürmek için bir işlem;oksidasyon direncini artırır ve toz oluşumunu önler.

20

21 Örnek Tasarım Isıl işlem tablası: Özellikler
1. Hafif ağırlık: Yoğunluğu, demirin beşte biri olup taşınması kolaydır. Ağırlık karşılaştırma örneği: Demirden yapılmış olan bir 900 x 600 x 40 tabla yaklaşık 85 kg ağırlığındayken C/C kompozitten yapılmış olan biri bu ağırlığın sadece onda biri kadardır, yani 8,5 kg'dır. Bu hesaplamada, yüksek sıcaklık dayanımı dikkate alınarak demir tablanın kalınlığı C/C tablanınkinin iki katı olarak alınmıştır.) 2. Yüksek mekanik mukavemet:1000°C'de demirinkinin yaklaşık 10 katıdır 3. Ultra ısıl direnç: Oksitleyici olmayan ortamlarda 2000°C'de bile mukavemeti azalmaz ve hiçbir deformasyon oluşmaz. 4. Enerji tasarrufu ve çevre dostu:Tablayı ısıtmak için gereken elektrik enerjisi, demir tablayı ısıtmak için gerekenin yaklaşık üçte biri kadardır. 5. Bakım gerektirmez: Hiçbir deformasyon olmadığından tamire gerek yoktur

22

23 DİNLEDİĞİNİZ İÇİN TEŞEKKÜRLER 

24 KAYNAKÇA (Yusuf Mansuroğlu)