Kompozit Malzemelerde Kullanılan Güçlendirici Malzemeler ve Üretim Yöntemleri

1. Cam Elyaf (Fiberglas)

Üretim Süreci

Cam elyaf üretimi, yüksek sıcaklıklarda camın eritilmesi ve ince lifler haline getirilmesi ile gerçekleşir. Öncelikle kuvars kumu, kireçtaşı, bor oksit, soda külü ve diğer katkı malzemeleri belirli oranlarda karıştırılır. Karışım, yaklaşık 1400-1600°C sıcaklıkta özel fırınlarda eritilir. Elde edilen ergimiş cam, platin alaşımlı filtrelerden geçirilerek mikron çapında liflere dönüştürülür. Bu lifler, kopmalara ve statik elektriklenmeye karşı kimyasal kaplama ile işlenir. Son olarak, kullanım alanına göre bobinler halinde sarılır veya kesilerek paketlenir.

Özellikleri

• Yüksek çekme mukavemeti

• Kimyasal ve termal direnç

• Hafiflik ve düşük maliyet

Üretici Firmalar

• Owens Corning

• Saint-Gobain

• PPG Industries

Kullanım Alanları

• Otomotiv sektöründe gövde panelleri

• Denizcilikte tekne gövdeleri

• Havacılık sektöründe uçak panelleri

• İnşaat sektöründe dayanıklı yapı elemanları

2. Karbon Elyaf

Üretim Süreci

Karbon elyaf üretimi, polimer bazlı organik öncüllerin karbonizasyonu ile elde edilir. Üretimde öncelikle poliakrilonitril (PAN), zift veya rayon elyafları işlenir. Elyaflar, inert atmosferde 1000-3000°C'ye kadar ısıtılarak karbon yapıya dönüştürülür. Daha sonra, lif yüzeyinde yapışmayı artırmak için kimyasal işlemler uygulanır. Son aşamada, elyaflar epoksi veya diğer bağlayıcılarla kaplanarak bobinlere sarılır.

Özellikleri

• Yüksek mukavemet/ağırlık oranı

• Korozyona ve aşınmaya dayanıklı

• Elektriksel iletkenlik

Üretici Firmalar

• Toray Industries

• Hexcel Corporation

• Mitsubishi Chemical Carbon Fiber and Composites

Kullanım Alanları

• Uçak ve uzay araçları

• Spor ekipmanları (bisiklet, golf sopaları, tenis raketleri)

• Otomotiv sektöründe şasi ve gövde parçaları

• Tıbbi cihazlar ve protezler

3. Aramid Elyaf (Kevlar)

Üretim Süreci

Aramid elyaf üretimi, para-fenilendiamin ve tereftaloil klorür kimyasal reaksiyona sokularak polimer oluşturulması ile başlar. Ardından aramid polimeri çözelti halinde hazırlanır ve polimer çözeltisi ince delikli bir kalıptan geçirilerek lifler oluşturulur. Lifler, yüksek sıcaklıkta kurutularak kristalleşme artırılır. Son olarak, ihtiyaca göre farklı kaplamalar ile işlenerek son ürün haline getirilir.

Özellikleri

• Çok yüksek çekme mukavemeti

• Aşınmaya ve kesilmeye dayanıklıdır

• Düşük yoğunluk ve ısıya dayanıklılık

Üretici Firmalar

• DuPont (Kevlar)

• Teijin Aramid

• Kolon Industries

Kullanım Alanları

• Kurşun geçirmez yelekler ve kasklar

• Uçak ve helikopter yapıları

• Otomotivde lastik kordları

• Endüstriyel kayışlar ve halatlar

4. Bazalt Elyaf

Üretim Süreci

Bazalt elyaf üretimi, doğal bazalt taşlarının eritilip lif çekme yöntemiyle işlenmesiyle gerçekleştirilir. İlk olarak, volkanik bazalt taşları 1400-1600°C’de özel fırınlarda eritilir. Eritilmiş bazalt, özel nozüllerden geçirilerek liflere dönüştürülür. Son aşamada, kullanım alanına göre epoksi veya reçine ile kaplanarak son ürün olarak piyasaya sunulur.

Özellikleri

• Yüksek termal dayanım

• Kimyasallara karşı direnç

• Çevre dostu ve geri dönüştürülebilir

Üretici Firmalar

• Kamenny Vek

• Mafic

• Basaltex

Kullanım Alanları

• Yapı güçlendirme sistemleri

• Yangına dayanıklı yapı elemanları

• Denizcilikte gemi gövdeleri

• Elektrik yalıtım malzemeleri

Bu yazıda, kompozit malzemelerde kullanılan başlıca güçlendirici malzemeleri, üretim süreçlerini ve üretici firmaları detaylandırdık. Güçlendirici elyaflar, kompozitlerin mekanik, termal ve kimyasal özelliklerini iyileştirerek, mühendislik uygulamalarında kritik rol oynamaktadır. Uygulama alanına göre doğru güçlendirici malzeme seçimi, ürün performansı açısından büyük önem taşımaktadır.