KARBON FİBER NEDİR? - MÜHENDİS YAZAR
Son Yazılar
Yükleniyor...

19 Ekim 2021 Salı

KARBON FİBER NEDİR?

KARBON FİBER NEDİR?

Karbonfiber piyasada karbon elyaf ve grafit fiber isimleriyle de bilinmektedir. Karbon fiber ipliksi yapıya sahip olan, oldukça dayanıklı ve aynı zamanda hafif olan bir malzemedir. Yaptığımız araştırmada karbon fiber malzemesinin yapısında büyük oranda poliakrilonitril (PAN) bulunurken geriye kalan kısımın kaynaktan kaynağa değiştiğini gördük. Bunu incelediğimizde ise firmaların kendi bileşimlerini ürettiğini ve bunları ticari sır olarak sakladığını öğrendik.


KARBON FİBERİN TARİHÇESİ

1860: Joseph Swan ilk kez ampuller için karbon elyafı üretti.

1879: Thomas Edison elektrikle ısıtılacak ilk akkor ampullerden birinde kullanılan karbon tel filamenti üretti.

1880: Lewis Latimer elektrikle ısıtılan ilk akkor ampul için güvenilir bir karbon tel filament geliştirdi.

1958: Roger Bacon Cleveland’da bulunan Union Carbide Parma Teknik Merkezinde yüksek performanslı karbon fiberleri üretti.

1960: Bacon’un ürettiği karbon fiberler verimsiz görüldü ve Dr.Akio Shindo tarafından hammadde olarak Poliakrilonitril(PAN) kullanılarak bir süreç geliştirdi.

1960: Aynı yıl Richard Millington, öncü olacak rayonu kullanarak yüksek karbon içeriği üretmek için bir yöntem geliştirdiği.

1963: Son olarak W.watt, L.N.Phillips ve W.Johnson tarafından karbon fiberin yüksek potansiyel mukavetini sağlayan bir süreç geliştirildi.

KARBON FİBER NASIL ÜRETİLİR?

Üretim süreci 4 adımdan oluşturmaktadır.

OKSİDASYON

Elyaftan hidrojenin ayrılması ve oksijenin eklenmesi için elyaflar havada 300 C°’de ısıtılır. Daha sonra elyaflar kesilerek karbon teknesine koyulur. Polimer merdiven yapısından kararlı bir halka yapısına dönüşür. Bu işlem sırasında elyafın rengi sırasıyla beyaz-kahverengi-siyah renklerini alır.

KARBONİZASYON

Elyaflar yanıcı olmayan ortamda 3000 C°'ye kadar ısıtılır. Bunun sebebi liflerin %100 karbonlaşmasını sağlamaktır. Bu adımda uygulanan sıcaklık elyafın sınıfını belirler.

YÜZEY İYİLEŞTİRMESİ

Bu adımda elyafla karbon yüzey temizlemesi yapılarak elektrolit banyoya atılır. Bu işlem elyafın kompozit malzemenin reçinesine daha iyi yapışmasını sağlar.

KAPLAMA

Elyaf epoksi ile reçine yardımıyla kaplanır. Epoksi, kompozit malzemede kullanılacak olan reçine ile elyaf arasında bir ara yüzey görevi görür.

KARBON FİBERİN AVANTAJLARI VE DEZAVANTAJLARI NELERDİR?

Karbon fiberin en temel avantajı hafif ve dayanıklı olmasıdır. Karbon fiber çelikten 4,5 kat daha hafif 3 kat daha fazla mukavemete sahiptir. Bunun yanında üretimi daha kolaydır. Korozyona direnci daha yüksektir.


Dezavantajlarına gelecek olursak tabi ki bu kadar artısı olan bir malzeme daha maliyetlidir. Aynı zamanda üretim süreci çok hassastır. Üretim esnasında oluşabilecek bir hava boşluğu malzemenin mekanik özelliklerini etkileyebilir.

KARBON FİBERİN KULLANIM ALANLARI

Kullanım alanları ilk icadında izolasyon, filtrasyon ve aydınlatma ile sınırlı osla da zaman içinde hafiflik ve yüksek mukavemete ihtiyaç duyulan bir çok alanda kullanılmıştır.

  • Otomobil Sektörü
  • Uzay Uygulamaları
  • Elektronik Sektörü
  • Bisiklet Parçaları
  • Havacılık Sektörü
  • Borular
  • Aydınlatma

KAYNAKLAR

www.malzemebilimi.net


Paylaş

Fikrini Belirt

Bildirim
Bildirim.
Kapat