Etiket arşivi: kompozit malzemelerin avantajları

Kompozit Malzemelerin Özellikleri

Kompozitler çok genel konu olmasına karşın mekaniksel davranış bakımından mikromekanik ve  makromekanik olmak üzere iki kısma ayrılabilir.

Mikromekaniksel davranış: Yapı bileşenlerinin özellikleri ayrı ayrı ve hacimsel oranları ile beraber düşünülerek kompozit malzemenin mukavemet, rijitlik, gerilme deformasyon  davranışları gibi özellikler belirlenir, tanımlanır.

Makromekaniksel ise malzemenin yapı bileşenlerinin ayrı ayrı özellikleri düşünülmeden, ortalama görünür özelliklerinden hareket ederek uygulanan gerilmelere karşı davranışlardır.

Kompozit Malzemelerin Özellikleri yazısına devam et

Kompozit Malzemelerin Avantaj ve Dezavantajları

Kompozit malzemelerin, metallere göre avantaj ve dezavantajları şu şekilde sıralayabiliriz:

Avantajları:

  • Çatlak ilerlemesi olayı minimize edilmiştir.
  • Titreşimleri absorbe edilme özelliği sağlanmıştır.
  • Kompozitlerden bazıları çok yüksek akma sınırı (akma gerilmesi) değerlerine sahiptir.
  • Korozyon problemi yoktur. Bunda matris ve malzemenin uygun seçilmesinin önemi büyüktür. Aksi takdirde birbirleri ile temasta bulunan malzemeler pil oluşturacak ve galvanik korozyona neden olacaktır.
  • Kopma uzaması metallere göre daha yüksektir.
  • Yorulma dirençleri oldukça yüksektir.
  • Ağırlıkça tasarruf edilmiştir.

Dezavantajları:

  • Metallere yapışmazlar.Fırınlamadan (pişirmeden) kullanılamazlar.
  • Değişik doğrultuda değişik mekanik özelliklere sahiptir. Aynı kompozit malzemeler için çekme, basma, kesme, eğilme mukavemet değerleri farklı farklıdır. Elyaf doğrultusundaki elastik modülü, elyafa dik doğrultudaki elastik modülünden daha büyüktür.
  • Üretimi nispeten pahalıdır.
  • Nem ve hava zerrecikleri, kompozitlerin mekanik ve yorulma özelliklerini olumsuz yönde etkiler.
  • Delik delme ve kesme türü işlemler liflerde açılmaya yol açmaktadır (Ancak 3 boyutlu dokumada bu olay söz konusu değildir. Zira 3 boyutlu yapının kesilmesiyle elde edilen ve 2.5 boyutlu yapı adı verilen malzeme türü iyi özellikler vermektedir.) 

Havacılık Sanayisinde Kompozitlerin Önemi

Özellikle ileri kompozit malzemeler havacılık sanayinde çok geniş uygulama alanları bulmaktadır. Komposite malzemelerinin hafifliklerine oranla üstün mekanik özellikleri uçaklarda ve helikopterlerde sadece içi mekan değil yapısal parçalarını da polimer esaslı kompozitlerle üretilmesine neden olmaktadır.

Boeing 787’de kullanılan malzeme yüzdeleri.

Uçaklar genellikle gövde ağırlık kontrolu uzun hizmet ömrü, sistem dizaynının ana hatları ve maliyet karakterlerinin yarısına belirli navlun, mesafe, seyir sürati irtifa gibi performans gereksinimlerini karşılayacak şekilde dizayn edilirler. Diğer tüm koşulların eşit olduğu durumlarda, ağırlığı en az tutulan dizayn kriteri en uygun olacaktır. Buna göre uygun özelliklere sahip hafif metaller en iyi verimi sağlayacaktır. Kompozit malzemeler bu amaçla kullanılabilecek uygun bir malzeme grubunu oluşturmaktadır.

Havacılık endüstrisinde, tasarımlar; emniyet, hız ve ekonomi kriterlerinin optimizasyonu ile gerçekleşir. Hava taşıtlarında, uzun hizmet ömrü, belirli navlun, mesafe seyir sürati, irtifa gibi performans değerlerini sağlayan malzemelerden en düşük ağırlığa sahip olanı en uygun dizaynı sağlayacaktır. Kompozitler bu amaçlar için uygun bir malzeme grubunu oluşturmaktadır. Özgül mukavemet ve özgül rijitlik değerleri esas alındığında; düşük yoğunluklarından dolayı kompozit malzemeler de bu değerler konvensiyonel malzemelere üstünlük sağlamaktadır. Bunlardan dolayı kompozit malzemelerin, hava taşıtlarındaki kullanımı hızla yaygınlaşmaktadır. Kaynak: İTO Kompozit Raporu