Kompozit Malzemelerde Kullanılan Elyaf (Fiber) Çeşitleri ve Özellikleri

Matris malzeme içinde yer alan elyaf yani fiber takviyeler kompozit yapının temel mukavemet elemanlarıdır. Düşük yoğunluklarının yanısıra yüksek elastite modülüne ve sertliğe sahip olan elyaflar kimyasal korozyona da dirençlidir. Günümüzde kompozit yapılarda kullanılan en önemli takviye malzemeleri sürekli elyaflardır. Bu elyaflar özellikle modern kompozitlerin oluşturulmasında önemli bir yer tutarlar.

Cam elyaflar teknolojide kullanılan en eski elyaf tipleridir. Son yıllarda geliştirilmiş olan bor, karbon, silisyum karbür ve aramid elyaflar ise gelişmiş kompozit yapılarda kullanılan elyaf tipleridir . Elyafların ince çaplı olarak üretilmeleri ile, büyük kütlesel yapılara oranla yapısal hata olasılıkları en aza indirilmiştir. Bu nedenle üstün mekanik özellikler gösterirler. Ayrıca, elyafların yüksek performanslı mühendislik malzemeleri olmalarının nedenleri aşağıda verilen özelliklere bağlıdır.

  • Üstün mikroyapısal özellikler, tane boyutlarının küçük oluşu ve küçük çapta üretilmeleri
  • Boy/çap oranı arttıkça matris malzeme tarafından elyaflara iletilen yük miktarının artması
  • Elastite modülünün çok yüksek olması

Bor elyaflar

Bor elyaflar aslında kendi içlerinde kompozit yapıdadırlar. Çekirdek olarak adlandırılan ince bir flamanın üzerine bor kaplanarak imal edilirler. Çekirdek genellikle Tungstendir. Karbon çekirdek de kullanılabilir ancak bu yeni bir uygulamadır.

Bor-Tungsten elyaflar, sıcak tungsten flamanın hidrojen ve bortriklorür (BC13) gazından geçirilmesi ile üretilirler. Böylece Tungsten flamanın dışında bor plaka oluşur. Bor elyaflar değişik çaplarda üretilebilirler (0.05mm ila 0.2mm). Tungsten çekirdek ise daima 0.01 mm çapında üretilir. Bor elyaflar yüksek çekme mukavemetine ve elastik modüle sahiptirler. Çekme mukavemetleri 2758 MPa ila 3447 MPa’dır. Elastite modülü ise 400 GPa’dır. Bu değer S camının elastite modülünden beş kat fazladır. Üstün mekanik özelliklere sahip olan bor elyaflar, uçak yapılarında kullanılmak üzere geliştirilmişlerdir. Ancak, maliyetlerinin çok yüksek olması nedeniyle, son yıllarda yerlerini karbon elyaflara bırakmışlardır. Bor elyafların Silisyum Karbür (SiC) veya Bor Karbür (B4C) kaplanmasıyla yüksek sıcaklıklara dayanımı artar. Özellikle bor karbür kaplanması ile çekme mukavemeti önemli ölçüde artırılabilir. Bor elyafların erime sıcaklıkları 2040°C civarındadır.

Silisyum karbür elyaflar

Bor gibi, silisyum karbürün tungsten çekirdek üzerine kaplanması ile elde edilirler. 0.1 mm ila 0.14 mm çaplarında üretilirler. Yüksek sıcaklıklardaki özellikleri bor elyaflardan daha iyidir. Silisyum karbür elyaf 1370°C’ta mukave*metinin sadece %30’nu kaybeder. Bor elyaf için bu sıcaklık 640 °C’tır .Bu elyaflar genellikle Titanyum matrisle kullanılırlar. Jet motor parçalarında Titanyum, Alüminyum ve Vanadyum alaşımlı matris ile kullanılırlar. Ancak Silisyum karbür elyaflar Bor elyaflara göre daha yüksek yoğunluğa sahiptirler. Silisyum karbürün karbon çekirdek üzerine kaplanması ile üretilen elyafların yoğunluğu düşüktür.

Alumina elyaflar

Alumina, alüminyum oksittir (Al2O3). Elyaf formundaki alumina, 0.02 mm çapındaki alumina flamanın Silisyum dioksit (SiO2) kaplanması ile elde edilir. Alumina elyafların çekme mukavemetleri yeterince yüksek değildir, ancak basma mukavemetleri yüksektir. Örneğin, alumina epoksi kompozitlerin basma mukavemetleri 2275 ila 2413 MPa’dır. Ayrıca, yüksek sıcaklık dayanımları nedeniyle uçak motorlarında kullanılmaktadırlar. Termal izolasyon olarak kullanilabilir.

Grafit (Karbon) elyaflar – fiberler

Karbon, yoğunluğu 2.268 gr/cm3 olan kristal yapıda bir malzemedir. Karbon elyaflar cam elyaflardan daha sonra gelişen ve çok yaygın olarak kullanılan bir elyaf grubudur. Hem karbon hemde grafit elyaflar aynı esaslı malzemeden üretilirler. Bu malzemeler hammadde olarak bilinirler. Karbon elyafların üretiminde üç adet hammadde mevcuttur. Bunlardan ilki rayondur (suni ipek). Bu hammadde inert bir atmosferde 1000 – 3000 °C civarına ısıtılır ve aynı zamanda çekme kuvveti uygulanır. Bu işlem mukavemet ve tokluk sağlar. Ancak yüksek maliyet nedeniyle rayon elyaflar uygun değildirler.

Elyaf imalatında genellikle rayonun yerine poliakrilonitril (PAN) kullanılır. PAN bazlı elyaflar 2413 ila 3102 MPa değerinde çekme mukavemetine sahiptirler ve maliyetleri düşüktür. Petrolün rafinesi ile elde edilen zift bazlı elyaflar ise 2069 MPa değerinde çekme mukavemetine sahiptirler. Mekanik özellikleri PAN bazlı elyaflar kadar iyi değildir ancak maliyetleri düşüktür.

Karbon elyafların en önemli özellikleri düşük yoğunluğun yanısıra yüksek mukavemet ve tokluk değerleridir. Karbon elyaflar, nemden etkilenmezler ve sürünme mukavemetleri çok yüksektir. Aşınma ve yorulma mukavemetleri oldukça iyidir. Bu nedenle askeri ve sivil uçak yapılarında yaygın bir kullanım alanına sahiptirler. Karbon elyaflar çeşitli plastik matrislerle ve en yaygın olarak epoksi reçinelerle kullanılırlar. Ayrıca karbon elyaflar alüminyum, magnezyum gibi metal matrislerle de kullanılırlar .

Aramid Elyaflar

Aramid “aromatik polyamid” in kısaltılmış adıdır. Polyamidler uzun zincirli polimerlerdir, aramidin moleküler yapısında altı karbon atomu birbirine hidrojen atomu ile bağlanmışlardır. İki farklı tip aramid elyaf mevcuttur. Bunlar Du Pont firması tarafından geliştirilen Kevlar 29 ve Kevlar 49’dur. Aramidin mekanik özellikleri grafit elyaflarda olduğu gibi elyaf ekseni doğrultusunda çok iyi iken elyaflara dik doğrultuda çok zayıftır. Aramid elyaflar düşük ağırlık, yüksek çekme mukavemeti ve düşük maliyet özelliklerine sahiptir. Darbe direnci yüksektir, gevrekliği grafitin gevrekliğinin yansı kadardır. Bu nedenle kolay şekil verilebilir. Doğal kimyasallara dirençlidir ancak asit ve alkalilerden etkilenir.

Her iki kevlarda 2344 MPa değerinde çekme mukavemetine sahiptir ve kopma uzaması %1.8’dir. Kevlar 49’un elastik modülü kevlar 29’unkinden iki kat fazladır. Kevlar elyafın yoğunluğu cam ve grafit elyafların yoğunluklarından daha düşüktür. Kevlar49/Epoksi kompozitlerinin darbe mukavemeti grafit epoksi kompozitlere oranla yedi kat, bor/epoksi kompozitlere oranla dört kat daha iyidir. Uçak yapılarında, düşük basma mukavemetleri nedeniyle, karbon elyaflarla birlikte hibrid kompozit olarak, kumanda yüzeylerinde kullanılmaktadırlar. Aramid elyaflar elektriksel iletkenliğe sahip değildirler. Basma mukavemetlerinin iyi olmamasının yanısıra kevlar epoksi kompozitlerinin nem absorbe etme özellikleri kötüdür. Şekilde farklı elyaf malzemelerin ve epoksi matrisin gerilme-uzama diyagramı verilmiştir. Çizelgede ise farklı elyaf malzemelerin epoksi matris ile oluşturduğu yarı mamul tabaka maliyetleri, E camının maliyeti baz alınarak verilmektedir.

Isıl İşlemlerin Tarihi

İnsanlar ısıl işlemlerini binlerce yıldan beri uygulamışlardır. Arkeolojik kazı çalışmaları ısıl işlem yöntemleri hakkında bilgi edinmemizi sağlamıştır. Taş devrinden bronz çağına geçişte insanlar altın ve bakırı taştan yapılmış çekiçlerle döverek metalik araç gereçler yaptılar.

İlk insanlar, bıçakların inceltilmesi, ok başlıkların sivriltilmesi gibi soğuk şekillendirme olgusuyla karşılaşmışlardır. Demircinin metale yeniden şekil verebilmesi için soğuk dövülmüş bakır gereci ısıtması, yani yeniden kristalleştirme tavlaması yapması gerekmiştir. Bununla ilgili ilk güvenilir kaynaklar MÖ. onbeşbin yılın sonlarına aittir. Güney Türkmenistan’da Eneolithik çağa ait kazılardan çıkan gereçlerde bu sonuca varılmıştır. Yine M.Ö. 2000 yıllarına ait kazılarda bol miktarda tabak ve sahan yapımında kullanılan levhalara rastlanmıştır. Bakırı döverek levha haline getirmek için yeniden kristalleşme tavlaması uygulaması yapmak zorunludur. Bunun için, yeniden kristalleştirme tavlaması başvurulan ilk ısıl işlem yöntemidir.

İlk demir doğrudan cevherden “Bloomery Proses” ile elde edildi. Bu yöntemle elde edilen demirin karbon oranı çok düşüktü. Dolayısıyla demirden yapılmış silahlar sertleştirilemiyordu. Daha sonra, sıcak dövme işleminden önce meşe kömürü içinde ısıtılmış ve sonra su da soğutulmuş silahların daha iyi netice verdiği bulundu. Böylece meşe kömürünün demirin karbon oranını arttırdığı, bir çeşit karbürleme yaptığı görüldü. Demirin üretimi ve buna bağlı olarak karbürleme ve su verme işlemleri insanlık tarihinin en büyük başarılarından biridir.

Çeliğe su vererek sertleştirme işlemi eski Grek ve Romalılardan beri başarı ile uygulanmıştır. Orta çağlarda ısıl işlem yöntemleri çok çeşitliydi. Bunlar değişik sıvı ortamlarda su verme, basınçlı hava ile sertleştirme; düşük, orta ve yüksek-sıcaklıklarda menevişleme, karbürleme, karbonsuzlaşmaya karşı çeliğin korunması, yeniden kristalleştirme tavlaması vb.di.

Işıl işlemlerde ilk bilimsel çalışmalar

10. ve 15.yüzyıllara ait yüzlerce buluntu üzerinde mikroyapı çalışmaları, x-ışını analizleri mikrosertlik ölçümleri yapılmıştır. Mühendislik alanındaki gelişmeler, ısıl işlemi bir sanat eseri olmaktan çıkarıp bir bilim olmasını sağlamıştır. 1868 yılında Dmitry K. Chernov (1839-1921), Rus İmparatorluk Bilimler Akademisinin bir oturumunda, çeliğin iç yapısı ve su verildiğinde neden sertleştiği hakkında bir tez sunmuştur. Bu tezinde Chernov, içinde önemli bir miktarda karbon
olmadıkça ve belirli bir kritik sıcaklığın üzerine çıkmadıkça su verme yoluyla çeliğin sertleştirilemiyeceğini gösterdi.

Metalografi alanındaki yeni buluşlar sayesinde çelik, alüminyum diğer metal alaşımlarındaki dönüşümleri basit ve dakik olarak incelemek mümkün olmuştur. 1890-1920 yılları arasındaki 30 yıl içinde, bu devreden önceki 200 yılda elde edilen gelişmeden daha fazla ilerleme elde edilmiştir. Bu zaman zarfında büyük hacimlerde araştırma eseri hazırlanmış ve binlerce sayfalık araştırma etüdü basılıp yayınlanmıştır. Bu çalışmalar bize metal ve alaşımlarının denge diyagramını, yapılarını ve bunların ısınıp soğumaları esnasındaki olayları kesin ve detaylı bilgiler halinde elde etmemizi sağlamıştır.

Kaynak: Feryal MERSİN HARMAN – YÜKSEK LİSANS TEZİ


Metalik Malzemelerin Darbe Deneyleri

Ani darbelere karşı dayanımı yüksek olan malzeme seçimi için, malzemenin kopmaya karşı olan direnci darbe testi ile ölçülmelidir. Malzemenin ani darbelere karşı dayanımı tokluğu ile yakından ilişkilidir. Tokluk bir malzemeyi kırmak için gerekli enerji miktarıdır. Darbe deneyi süresince malzeme tarafından soğurulan enerji, malzemenin dayanımının ve tokluğunun bir ölçüsüdür.

Uygulama yerine ve kullanım amacına göre malzemenin maruz kalabileceği darbeler çok farklı şekillerdedir. Buna karşın darbeye karşı olan cevap malzeme tarafından belirlenir. Metal ve metal alaşımlarının darbeye karşı cevabı; elastik uzama ve plastik şekil değiştirme şeklinde meydana gelir. Darbe hasarı çarpma yüzeyinde başladığı anda kolay bir şekilde tespit edilir.

Metalik Malzemelerin Darbe Deneyleri yazısına devam et

Modern fiziğin babası: Isaac Newton’un Hayatı

“Dünya beni nasıl görüyor bilemem; ama ben kendimi, henüz keşfedilmemiş gerçeklerle dolu bir okyanusun kıyısında oynayan, düzgün bir çakıl taşı ya da güzel bir deniz kabuğu bulduğunda sevinen bir çocuk gibi görüyorum.”

Newton

Yerçekiminin teorisyeni Isaac Newton (1642-1727) 27 yaşında Matematik profesörü olması günümüz şartlarında şaşırtıcı olsa da, kendisini tanıyanlar için bu olması gereken, hatta olmaması durumunda şaşırtıcı olabilecek bir şeydi! Zira söz konusu kişi, daha küçük yaşlardan itibaren kafayı gezegenlerin hareketlerine takan, ilk aynalı teleskopu geliştiren, renk ve ışığın niteliklerine dair sarsıcı açıklamalar yapan ve her şeyden önemlisi de, yerçekimi olarak bildiğimiz evrensel kütle çekimi yasasını ortaya atan Isaac Newton ise, her şey mümkündü! Neden mi? Zira, o güne kadar şaşkın gözlerle kavranmaya çalışılan fizik, onun oyuna girmesi ve yaptıkları ile birlikte; büyük bir doğruluğa dayanan matematik kanunları ile açıklanabilir bir bilim olmuştu. Newton, doğduğunda bilimsel devrim çoktan başlamış da olsa, bulgularıyla modern fizik biliminin temel entelektüel enstrümanlarını oluşturmuştu. .

Daha önceki dağınık ve kopuk haldeki çalışmalar Newton’un katkısıyla kuramsal bir sisteme oturmuştu. Fizik (evrensel çekim yasası ve optik), matematik (türev ve integral hesapları) ve astronomi (gök mekaniği) alanlarında çalışan Newton, henüz 26 yaşında iken matematik profesörü olmuştu.
Modern fiziğin babası: Isaac Newton’un Hayatı yazısına devam et

KTÜ’de süper mıknatıs üretimi

KTÜ Manyetik Malzemeler Araştırma Grubu, elektrikli otomobil, rüzgar türbinleri, jeneratör ve MR gibi birçok araç gerecin motorunda kullanılan süper güçlü elektromanyetik mıknatısın üretiminde son aşamaya geçti.

Karadeniz Teknik Üniversitesi (KTÜ) Manyetik Malzemeler Araştırma Grubunda yürütülen çalışmalar kapsamında, sektörde süper güçlü elektromanyetik mıknatıs olarak adlandırılan Neodyum (Nd), Demir (Fe) ve Bor (B) bileşenlerinden elde edilen NdFeB mıknatısın üretiminin yüzde 80’ini tamamlandı. KTÜ Mühendislik Fakültesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü Öğretim Üyesi Prof. Dr. Sultan Öztürk (fotografta), ekibi ile geliştirdikleri tarafından geliştirilen mıknatısı tanıttı. (Gazi Nogay – Anadolu Ajansı)

Karadeniz Teknik Üniversitesi (KTÜ) Manyetik Malzemeler Araştırma Grubunda yürütülen çalışmalar kapsamında, sektörde süper güçlü elektromanyetik mıknatıs olarak adlandırılan Neodyum (Nd), Demir (Fe) ve Bor (B) bileşenlerinden elde edilen NdFeB mıknatısın üretiminin yüzde 80’ini tamamlandı.

KTÜ’de süper mıknatıs üretimi yazısına devam et

Binance Komisyon İndirimi [%20+%25]

Dünyanının en büyük ve en güvenilir borsalarından biri olan Binance yeni üye olan kullanıcılara özel 20% komisyon indirimi sunuyor. Ayrıca hesabınızda Binance Coin (BNB) tutarak ekstra 25% komisyon indirimi sağlayabilirsiniz. Toplamda %45 oranında bir komisyon indirimi kazanacaksınız. 100 TL lık bir işlem yaptığınızda sadece 0.06 TL ödeyeceksiniz.

20% komisyon indirimli bir üyelik açmak için tıklayınız. Referans kısmında ‘CIF1SVRS‘ kodu olmalıdır.

Üyeliğinizi açtıktan sonra ektrsa %25 kazanmak için BNB coin alın ve komisyonlarınız otomatik olarak indirimli bir şekilde BNB ile ödenecek.

Binance %20 + %25 komisyon indirimi: CIF1SVRS

Bu indirimden faydalanmak için yeni bir üyelik açmanız gerekiyor. Eski kullanıcıları bu kampanyadan faydalanamıyor. Ancak yeni bir hesap açarak bu firstattan faydalanılabilir.

İlk defa bitcoin alacaksanız nasıl bitcoin alındığını anlatan bu yazımıza göz atın.

Bol kazançlar!

Kristal Kafeslerde Düzlem Çizmek

Simülasyon miller düzlemlerini kafes yapısı üzerinde çizimi yapar. Bir kafes düzlemi çizmek için miller indislerini girin. Numaralar noktalı virgül (;) ile ayrılmalıdır. Miller indisleri -6 ve 6 arasında olmalıdır.


Simülasyonun çalışması için cihazınızda Adobe Flash Player yüklü olmalıdır. Bu nedenle bazı mobil cihazlarda kristal kafeslerde düzlem çizici çalışmayabilir. Lütfen bilgisayardan deneyin.

Kristal yapılarda düzlemler

Bitcoin Nereden ve Nasıl Alınır?

Dijital altın = Bitcoin… metalurji mühendisleri altın üretiminde görev alıyorsa dijital altın ile uğraşmalı diye düşünüyorum 🙂

Eğer bu yazıyı okuyorsanız eminim sizde mutlaka eşinizden/dostunuzdan veya haberlerden mutlaka kripto paraları duydunuz. Ancak nereden alınır satılır öğrenmek istiyorsunuz. İşte bu yazımızında nasıl bitcoin yatırımı yapıldığını detaylı olarak açıklayacağız.

Şimdiden belirtmek istiyorum kripto paraları almak marketten ekmek almaktan daha kolay çünkü telefonunuzdan mobil uygulama ile kolayca işlem yapabilirsiniz. Herhangi bir fiziki işlem yok!

Bitcoin almak, marketten ekmek almaktan daha kolay!

Binance %20 + %25 komisyon indirimi
CIF1SVRS

1. Bitcoin borsası (Binance) üyeliği

Bitcoin alabilmek için öncelikle bir borsada hesabınızın bulunması gerekiyor. Bu hesabı paranızı ve coinlerinizi saklayabileceğiniz banka hesabınız olarak düşünebilirsiniz. Türkiye’de bir çok dijital para borsası mevcut. Bunların arasından binance borsasını tavsiye edebilirim. Komisyonlar oranlari diğer borsalara göre çok düşük ve yüzlerce kripto parayı destekliyor. Ayrıca, sitenin Türkçe dil desteği de mevcut. Bu link üye olursanız tüm ödeyeceğiniz komisyonlaradan (ömür boyu) %20 indirim kazanacaksınız.

Binance hesap oluşturma ve %20 komisyon indirimi
Binance hesap oluşturma ve 20% komisyon indirimi

2. Nasıl para (TL) yatırılır?

Hesabınıza para yatırmak için iki seçeneğiniz mevcut: Banka/Kredi kartı veya Havale/Eft. Kredi kartı ile alım işleminin yüksek komisyonu olduğundan dolayı ben bu işlemi tavsiye etmiyorum. Komisyon benim için önemli değil diyorsanız –Kripto Al-Kredi/Banka Kartı– adımlarını takip ediniz.

Kredi kartı yerine, hesabınıza nakit TL havale yada EFT yapıp bitcoin ve diğer coinleri almak daha uygun fiyatlı. Bitcoin almak için önce hesabınızda para olması gerekir. Siteye yukarıda gösterildigi gibi indirimli üye olduktan sonra, hesabınıza TL olarak para kolayca para yatırabilirsiniz. Anasayfadaki “Cüzdan – Spot Cüzdan-Yatırma” adımlarını izleyin. Minimum yatıma tutarı 100 TL’dir. Banka hesabınızı veya Papara hesabınızı kullanarak para yatırabilirsiniz. Burada size verilen referans kodunu mutlaka EFT açıklamasına yazmalısınız.

Binance hesabına TL para yatırmak

Para yatırdınız. Paranın hesabınıza geçmesi biraz vakit alabilir panik yok! biraz sabır…

Peki şimdi nasıl kripto para alınacak?

3. Bitcoin satın alma

“Kripto Al – Nakit Bakiye” sekmesine tıklayın. İstediğiniz miktarı girip işlemi onaylayın. Artık sizin de bitcoininiz var 🙂

TL ile bitcoin almak

Sorunuz olursa lütfen yorum kısmına yazınız. Binance 20% komisyon indirim kodu ve referans

Plastik – Polimer Malzemeler

Plastik Nedir?

“C” karbon atomunun metal olmayan elementler ( H, O, Cl, N ) ile meydana getirdiği büyük moleküllü organik bileşiklerdir.

(Poly) = Çok (Mer) = Birim eleman– demektir.Birleştirilince birçok birim elemandan oluşan büyük bir makro monekül oluşturur. “Polimer” olabilmesi için en az (5) ten fazla (mer)’ in biraraya gelmesi gerekir. Bu bazen yüzlerce, bazen de binlerce (mer) bir araya gelip bir tek zincir şeklinde bulunabilir.

Organik polymer nedir?

Ana  zincirde  bir  atomun  bulunabilmesi  için  en  az  iki  değerlikli  olması  şarttır. İkinci şart, ana zincir üzerinde bulunan atomlar arası bağ enerjisi yeterli olmalıdır. Örneğin C-C bağ enerjisi 80 kcal/mol’dür. Genellikle organik polymer’de ana zincir C atomlarından oluşur.“C” Atomları iki veya üç bağla birbirine bağlıdırlar.Bu haldeki bağlara DOYMAMIŞ BAĞ adı verilir.Doymamış moleküller reaksiyona girmeye hazırdırlar.