C/C Kompozit

C/C KOMPOZİT
Furkan TEZER 1311140063
Enes Can ALTUN 1311140025
Kazım BARLAS 1311140062
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.
 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.
 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.
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)
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.
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.
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.
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).
Üretim Süreci :
1.Aşama
2.Aşama
Uygulama Alanları :
Elektronik
Tek kristal silikon üretimi için uygundur.
Çevre ve Enerji
Güneş pillerine silikon üretimi için uygundur.
Nükleer enerji tesisleri için uygundur.
Genel endüstriyel fırınlar
Isıl işlem fırınları için uygundur.
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.
 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.
 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.
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.
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
DİNLEDİĞİNİZ İÇİN TEŞEKKÜRLER 
KAYNAKÇA
 http://docplayer.biz.tr/14102746-Karbon-karbon-kompozitler.html
(Yusuf Mansuroğlu)
 www.toyotanso.co.jp/Products/2.CCcomposite_tr_0421_web.pdf