Son zamanlarda AR-GE üzerine yoğunlaşılmasıyla beraber mühendislik malzemelerinden olan kompozitler üzerinde de çeşitli çalışmalar yapılmaktadır. Bunun sebebi, bu malzemelerin, askeri ve sivil uçaklarda, geliştirilmiş füzelerde ve çeşitli hipersonik uzay taşıtlarında kullanılmasından ileri gelir. Karbon-Karbon Kompozit malzemeler de, kompozit malzemeler grubunda oldukça önemli bir yere sahiptir. Karbon elyaf destekli karbon kompozit olarak da isimlendirilen bu malzeme, çok yüksek sıcaklıkta ısıl işlem uygulandığı zaman olağanüstü dayanıklılık ve sertlik özelliği kazanır. Bunların yanı sıra;
- Hafif
- Sürünmeye (yüksek sıcaklıktaki deformasyon) dirençli
- Yüksek kırılma tokluğu
- Düşük termal genleşme katsayısı
- Yüksek termal iletkenlik
- Yüksek mekanik mukavemet ve yüksek elastikiyet
karbon-karbon kompozitlerin en önemli özelliklerindendir.
Karbon-Karbon Kompozitler Nerede kullanılır?
Özgün özelliklerinden dolayı elektronik, otomotiv ve diğer ulaştırma vasıtaları, savunma sanayi, endüstriyel fırınlar, çevre ve enerji alanlarında, daha da detaylandıracak olursak roket motorları, yüksek performanslı otomobil frenleri, tren fren balataları ve hava araçları için sürtünme malzemesi olarak kullanılır.
Bu malzemelerin en büyük dezavantajları; Hammaddenin pahalı olması, örneğin uçaklarda kullanılabilecek kalitede karbon elyafının bir metre karelik kumaşının maliyeti yaklaşık 50 $’dır. Aynı zamanda kompozitler kırılgan(gevrek) malzeme olmalarından dolayı kolaylıkla zarar görürler.
Karbon-Karbon Kompozitler Nasıl Üretilir?
C-C kompozitler, karbon esaslı matris içersine karbon fiberlerinin yerleştirilmesi ile üretilmektedir. Kompozit fren balatalarının üretimi, ham maddelerin uygun oranlarda karıştılması, sıcak pres yada soğuk preste kaplama ve kür işlemlerinden oluşmaktadır. Malzemenin tümü karbon olup iki farklı faz içerir. Bunlardan biri, «dolgu» diğeri ise «bağlayıcı» niteliğinde olan karbondur. C-C kompozitlerde, genellikle karbon fiberleri, dolgu 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.
Ülkemizde Karbon-Karbon Kompozit
C-C Kompozit fren pabucu Türkiye’de üretimi yapılmadığından 1988’den beri yurt dışından yüksek maliyetlerle ithal ediliyordu fakat 01.02.2007 tarihinde TÜBİTAK MAM Malzeme Enstitüsü, TCDD, TÜLOMSAŞ ve özel sektör işbirliğiyle projeye başlanıp, formülasyon çalışmalarının ardından prototip üretim ve mekanik testlerden istenilen sonuçların alınmasının ardından 08.01.2010 tarihinde Ankara’da bir banliyö trenine yerli balatalar takılarak saha testleri yapılmıştır ve tamamen yerli üretimle hayata geçmiştir. Kompozit fren sistemine geçilmesiyle cevher vagonlarında 8- 12 ayda bir, bojili yük vagonlarında 12-14 ayda bir, yolcu vagonlarında ise 8-12 ayda bir fren pabuçlarının değiştirilmeye başlanmıştır. Günümüzde kompozit fren pabucu kullanımına geçilmesiyle yıllık olarak 30-35 milyon dolar civarında tasarruf sağlanmıştır. Bütün bunlar göz önüne alındığında daha önce kullandığımız dökme demir fren balatalarının artık kompozit fren balatalarıyla yarışamayacağı aşikârdır.
KAYNAK
www.koumakina2001.8m.com
http://me.mam.tubitak.gov.tr/tr/laboratuvarlar/kompozit-proses-laboratuvari
Yorumlar