Karbon Elyaf Teknolojisi Ve Kalıpçılık Uygulamalar
Loading...
Date
2021-02-25
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Uluslararası Bilimsel Araştırmalar ve Yenilikçi Çalışmalar Sempozyumu - ISSRIS'21
Abstract
Bir ileri teknoloji ürünü olan karbon fiberler, sahip olduğu düşük yoğunluk, düşük
sürtünme katsayısı, düşük yorulma, asit, alkali ve çözücülere karşı yüksek direnç göstermesi
gibi temel özellikleri nedeniyle zorlu şartlarda çalışan yüksek performanslı kompozit
malzemelerin üretiminde 1980’ li yıllardan itibaren yoğun bir şekilde kullanılmaktadır. İleri
teknolojiye ihtiyaç duyulan nükleer sanayi ve havacılık karbon fiberin yoğun kullanım
alanlarının başında gelmektedir. Günümüzde nüklüer, havacılık ve uzay sanayinden, otomotiv,
makine, denizcilik, elektrik-elektronik, rüzgâr enerjisi, petrokimya ve medikal sektörüne kadar
çok farklı sektörlerde karbon fiber kullanılmaktadır. Karbon fiberler, binlerce yıldır kullanılan
pamuk veya keten gibi doğal selülozik liflerden kazara elde edilmiştir. 1878’ de Thomas
Edison, önce pamuk liflerini daha sonra ise bambuyu akkor lamba filamenti olarak kullanmaya
çalışmıştır. 1950’li yılların sonunda, tekstil formundaki sentetik selülozun karbonizasyonu ile
elde edilen karbon fiberlerin yüksek sıcaklıktaki roket teknolojilerindeki uygulamalarıyla
karbon fiberlere olan ilgi yeniden artmaya başlamıştır. Yüksek karbon verimi ve selüloza göre
daha ekonomik olan PAN temelli yüksek performanslı karbon fiberlerin üretim tekniklerinin
gelişmesi ve ticari olarak üretilmesi 1960’ lı yılların sonunda başlamıştır. 1970 ve 1980’ li
yıllarda karbon fiber takviyeli kompozitler nükleer ve havacılık sanayi için geliştirilerek
kullanılmıştır. Karbon fiberlerin basma dayanımı, inorganik fiberlere göre düşük, polimerik
fiberlerden ise daha yüksektir. Karbon fiberin üretiminde hammadde olarak selüloz,
poliakrilonitril (PAN) ve katran/zift yaygın olarak kullanılmaktadır. Selüloz yapısının sahip
2
olduğu glikoz tipi bağ nedeniyle, sürekli/uzun zincir oluşumu mümkün değil ve buna bağlı
olarak düşük karbon verimine sahiptir. PAN’ dan üretimde, karbondan ibaret zincir yapısı
nedeniyle yüksek karbon verimi ve yüksek mekanik özellikler elde edilmekte ancak polimerin
yüksek çapraz bağ oluşturma eğilimi grafitleşmeyi zorlaştırmaktadır. Bu çalışmada karbon
fiberin sahip olduğu özellikler, üretim yöntemleri, uygulama alanları ve geçmişte yapılan bazı
çalışmalar incelenerek, gelecek için karbon fiber uygulamalarının yaygınlaşacağı alanlardan
karbon fiber kalıpçılık uygulamasındaki kullanımı belirlenmesi amaçlanmıştır.
Description
Keywords
Karbon Elyaf, Teknoloji, Kalıp, PAN, Otomotiv