SERAMİK MATRİKSLİ KOMPOZİTLER

download SERAMİK MATRİKSLİ KOMPOZİTLER

of 61

Transcript of SERAMİK MATRİKSLİ KOMPOZİTLER

  • 8/10/2019 SERAMK MATRKSL KOMPOZTLER

    1/61

    1/95

    SERAMK MATRKSL KOMPOZTLER

    (SMK)

  • 8/10/2019 SERAMK MATRKSL KOMPOZTLER

    2/61

    2/95

    Seramik Trleri

    Camlar

    Geleneksel seramikler-kil

    easl

    Mhendislik Seramikleri

    imento ve Beton

    Kayalar ve Mineraller

    Seramik Kompozitler

    Kovalent veya iyonik

    interatomik ba yaps

    Genelde bileiklerdir

    Youn olarak oksitlerdirler

    Yeni MhendislikSeramikleri karbrler,nitrrler ve brrler veoksitlerdir.

  • 8/10/2019 SERAMK MATRKSL KOMPOZTLER

    3/61

    3/95

    Kaya, ta en eski yapmalzemelerindendir.

    (ok dayankldrlar)- Piramitler ve kale surlar

    ok ucuzdurlar

    Kireta(CaCO3)

    Kumta(SiO2)

    Granit (alminasilikatlar)

    Gevrek seramiklere benzer

    davran sergilerlerSadece basma yklerindekullanlrlar

    Doal seramik Malzemeler

  • 8/10/2019 SERAMK MATRKSL KOMPOZTLER

    4/61

    4/95

    Mhendisleri ve bilim adamlarn endieye sevk eden akma gstermeden (metallerdeakma balarsa malzeme servisten alnr) krlmalardr.Plastik deformasyon gstermeden hasara urarlarok kk yapsal hatalar ani krlmalara yol aarlar

    Seramikler ok gevrektir: KIC= 1 - 12 MPam1/2aralnda (rnek: Al alamlar: KIC 25 -50 MPam1/2)

    metallerden ok daha yksek elastik modlok yksek basma gerilmesi genelde basma gerilmesi ekme gerilmesinden ok dahayksek.ok yksek sertlik

    ok yksek anma dayanmDk younluk deerleri

    Tipik zellikler

  • 8/10/2019 SERAMK MATRKSL KOMPOZTLER

    5/61

    5/95

    Yksek ergime derecelerinden dolay ok iyi srnmedirenci

    Genellikle dk younluk deeri gsterirler.

    Bylece yksek spesifik modl gsterirler.

    Mkemmel anma dayanm ( ok yksek basmagerilmesi ve sertlikten dolay

    Kimyasal etkilere kar yksek diren

    Oksitler bir daha oksitlenemez

    Yksek ergime derecesi, kimyasal olarak inert

    olmalar, yksek sertlik ve dk krlma mukavemetibu malzemelerin bileenler haline retilmesinizorlatrr.

  • 8/10/2019 SERAMK MATRKSL KOMPOZTLER

    6/61

    6/95

    BNBoron Nitrr

    ZrO2Zirkonya

    Si3N4Silisyum Nitrr

    SiCSilisyum Karbr

    Kesici takmlar,Kalplar,

    Anmaya dayanklparalar ve kaplamalar,Oksidasyon bariyerleri,Yatak yzeyleri,Yksek scaklk bileenleri,

    Trbin paralar,HP implantlar,Zrh malzemeleri,Radyasyon kalkan.

    Al2O3Alumina

    Uygulamalareramik

    MhendislikSeramikleri

  • 8/10/2019 SERAMK MATRKSL KOMPOZTLER

    7/61

    7/95

    SMK malzemelerle ilgili almalar 1970 li yllarda balam.

    N. E. Claussen 1976 da Al2O3 iine % 15 tetragonal ZrO2 ilavesi sonucunda dnmtoklamasn ispatlamtr.

    Malzeme

    Mukavemet

    (MPa)

    Kr. Tokluu,Kc(MPam1/2)

    Termal ok Direnci,Kc (DT C)

    SiO2 esasl (Borosilikat) 70 0.5 300

    Al2O3 350-700 4 225

    B4C 350 4 225

    ZrO2 (tamamen kararl) 140-350 2.5 225

    Si3N4(Scak preslenmi) 700-860 5 450

    ZrO2 (ksmen kararl) 1400 6 450

    Al2O3(hacimce %10 ZrO2) 700 8 900

    Al2O3 (hacimce % 30 BN) 350 6-9 500

    B4C (hacimce % 50 C) 200 3.5 1100

    Cam-SiC fiber kompoziti 350 7 900

    Tablo 4.1 de eitli seramik kompozitlerin zellikleri

  • 8/10/2019 SERAMK MATRKSL KOMPOZTLER

    8/61

    8/95

    Termal ok direnleri zayf ve gevrekmalzemeler. Kullanmlar kstlanmtr.

    Herhangi bir mikroatlak veya yapsal

    kusur, bu malzemelerde atlak hznnsesten daha yksek hzlarda yaylmasnave ilerlemesine sebebiyet verir

    Son yllardaki almalar seramikkompozitlerin zellikle termal ok

    dayanmlarn ve krlma tokluklarnykseltmek. ekil. Tek ynl karbon fiberleri ile takviye

    edilen borosilikat matriksli bir seramik kompozit

    malzemede fiber hacim orannn bir fonksiyonuolarak Young modlnn deiimi

    0

    100

    200

    300

    0 20 40 60 80

    Fiber Hacim Oran, %

    YoungM

    odl

    ,GPa

  • 8/10/2019 SERAMK MATRKSL KOMPOZTLER

    9/61

    9/95

    Tablo. SiC wisker takviyeli seramik matriksli kompozitlerin mekanik zellikleri.

    Takviye

    (% Hacim)

    Matriks

    Malzemesi

    Krlma mukave-

    meti (MPa)

    Krlma Tok

    Luu (MPam)

    Test Scakl

    (oC)

    15 Al2O3 652 4.6 25

    0 Al2O3 150 4.3 25

    30 Al2O3 680 8.7 25

    40 Al2O3 850 6.2 25

    40 Al2O3 680 6.4 1000

    40 Al2O3 610 8.7 1200

    0 Mllit 201 2.45 25

    30 Mllit 386 3.52 25

    0 ZrO2 1150 6 25

    30 ZrO2 600 11 25

    0 MoSi2 150 5.3 25

    20 MoSi2 310 8.2 25

    0 Si3N4 662 7.1 25

    30 Si3N4 450 10.5 25

  • 8/10/2019 SERAMK MATRKSL KOMPOZTLER

    10/61

    10/95

    Seramikler ve seramik kompozitler, yksek teknoloji malzemeleri, ileri malzemelerveya ince seramikler olarak da isimlendirilmektedirler. Bu malzemelerin en nemlistnlkleri aadaki gibidir.- Yksek scaklk mukavemeti.- Nisbeten dk younluk.

    - Yksek elastik modl.- Dk termal genleme katsays ve iletkenlik- Korozyon ve oksidasyona kar yksek diren.- Anma ve erozyon direnci.- Yksek sertlik.

  • 8/10/2019 SERAMK MATRKSL KOMPOZTLER

    11/61

  • 8/10/2019 SERAMK MATRKSL KOMPOZTLER

    12/61

    12/95

    Tablo. Seilmi baz seramik malzemelerde SiC fiber takviyesinin zelliklere etkisi

    Malzeme

    Eme mukavemeti Krlma Tokluu

  • 8/10/2019 SERAMK MATRKSL KOMPOZTLER

    13/61

    13/95

    Fiber takviyeli cam seramik

    0 5 10 15 20 25

    TOKLUK, (MN/m3/2

    )

    Scak preslenmi Si3N4

    Sinterlenmi Si3N4

    Sinterlenmi SiC

    Scak preslenmiSiC

    ZrO2

    ZrO2/Al2O3

    a)

    0 500 1000 1500 2000 2500

    Scak preslenmi Si3N4

    Sinterlenmi Si3N4

    Sinterlenmi SiC

    Scak preslenmi SiC

    ZrO2

    ZrO2/Al2O3

    Fiber takviyeli cam seramik

    EME MUKAVEMET (MN/m2)b)

    ekil. Baz seramik ve seramik kompozitlerin a) tokluk ve b) eme mukavemetleri.

  • 8/10/2019 SERAMK MATRKSL KOMPOZTLER

    14/61

    14/95

    Kompozit

    Takviye

    (% hac.)

    ekmeMuk.

    (MNm-2)

    Elastik

    Mod.

    (GNm-2)

    Kc(MNm-3/2)

    Krlma

    i (Kjm)

    Borosilikat cam/Cf 39

    58

    711

    680

    127

    275

    -

    -

    5

    5

    Borosilikatcam/SiCf

    50 840 120 18.9 -

    Borosilikat cam

    (philips)/SiCf

    47 1300 - 26 50

    LAS cam

    seramik/SiCf

    50 600 140 17 -

    Cam

    seramik/Al2O3f

    55 250 - 7 1

    Al2O3

    matriks/SiCw

    30 650 375 9.5 -

    Si3N4

    matriks/SiCw

    30 900 - 6.5 -

    Tablo. Baz nemli seramik kompozit sistemlerinde deiik takviye malzemelerinin,mukavemet, elastik modl, krlma tokluu ve krlma ii zelliklerine etkisi.

  • 8/10/2019 SERAMK MATRKSL KOMPOZTLER

    15/61

  • 8/10/2019 SERAMK MATRKSL KOMPOZTLER

    16/61

    16/95

    Yk transferi srekli fiber takviyeli kompozitmalzemelerde etkin.

    Yk transferi ile tokluun arttrlmasnntemel prensibi matriksin hasara uramasannda ykn fiberler tarafndantanmasdr.

    4

    6

    8

    10

    0 10 20 30 40

    SiC wisker hacim oran, %

    KrlmaTo

    kluuMPa1/2

    ekil. SiC wisker ilavesi ile alminanntokluunun art.

    Yk (Modl) Transferi

  • 8/10/2019 SERAMK MATRKSL KOMPOZTLER

    17/61

    17/95

    ekil. Takviyesiz seramik ve C fiber takviyeli SMK malzemelerde

    hasar ekilleri.

    Gerilme

    Genleme

    Srekli fiber takviyeli SMK

    Takviyesiz

    seramik

  • 8/10/2019 SERAMK MATRKSL KOMPOZTLER

    18/61

    18/95

    Seramik matriks iine daha snek fiberler ilave edilir.

    atlan enerjisi snek fibelere iletilir.

    Snek fiberler atlak ucunda bir plastik deformasyon zonu oluturup atlan ilerlemesiniengellerler.

    Metal fiber takviyeli seramikler (ok yksek scaklklarda kullanlamama durumu szkonusu)

    Snek Fiberlerle Toklama

  • 8/10/2019 SERAMK MATRKSL KOMPOZTLER

    19/61

    19/95

    Takviye olarak genelde partikl veya ksa fiber (Whisker) Partikl boyutu ve hacmi iyiayarlanmal.atlak partikllere ulatnda partikl kramayp yn deitirirse enerjisi azalr.

    Takviye fazlarnn matriksten daha yksek mukavemet, elastik modl ve toklua sahipolmas gerekir.

    atlak ilerlemesi ve atlantakviye partiklleri ile ynnndeimesi

    atlak Saptrma

  • 8/10/2019 SERAMK MATRKSL KOMPOZTLER

    20/61

  • 8/10/2019 SERAMK MATRKSL KOMPOZTLER

    21/6121/95

    Dnm toklamas (transformation toughening)Yksek elastik zorlamalarda kararsz olan bir seramik malzeme gerekir.Polimorfik dnmlerde yar kararl ve kararl fazlar oluturur.

    Bu fazlar gerilme altnda daha snek bir baka faza dnr. En ok bilinen seramikmalzeme Zirkonya dr.

    Genelde oksit seramikler iine az miktarda ZrO2 ilave edilir. Zirkonyann yksek scaklktakiyaps tetragonal dir.

    Tetragonal (t-ZrO2) yapda monoklinik (m-ZrO2) yapya gre atom younluu daha fazladr.

    Daha yksek tokluk vardr.

    Dnm Toklamas

  • 8/10/2019 SERAMK MATRKSL KOMPOZTLER

    22/61

  • 8/10/2019 SERAMK MATRKSL KOMPOZTLER

    23/61

    23/95

    ZrO2+ (Y2O3, CaO, MgO,...)

    atlak ucunda stress

    ZrO2(t) ZrO2(m)

    Hacim art=> atlan kapanmas

    PSZ: Tetragonal faznkeltilerinin kbik matriks iinde

    dalm.

    % 10 ZrO2 takviye edilmi Al2O3 SMKkompozitinin SEM yaps. Geri salml

    elektronlarla alnan grnt. Beyazpartikl noktalar ZrO2.

  • 8/10/2019 SERAMK MATRKSL KOMPOZTLER

    24/61

    24/95

    ZrO2-Y2O3 faz diyagram ve ilgili fazlar

    ekil. Dnm toklamas proseszonu. ZrO2 zonunda snekyapdan dolay atlak enerjisiabsorbe edilir.

    Zayf zon

    Tok

    zon

  • 8/10/2019 SERAMK MATRKSL KOMPOZTLER

    25/61

    25/95

    ekil. a) Mgo-t-ZrO2 nin TEM yaps, b) Y2O3-t-ZrO2 nin SEM yaps, c) Y2O3-t-ZrO2 nin (b deki)SEM yksek bytmeli yaps.

  • 8/10/2019 SERAMK MATRKSL KOMPOZTLER

    26/61

    26/95

    Gerilme(GPa)

    Krlma Tokluu (MPa.m1/2)

    ZrO2 ile toklatrlm baz seramiklerde gerilme-krlma tokluu ilikisi. Erilerdeki maksimumblgeler, mukavemetin dnmden dolay krlgan seramik davrantan snek malzemedavranna geiinden dolaydr.

  • 8/10/2019 SERAMK MATRKSL KOMPOZTLER

    27/61

    27/95

    KrlmaTokluu

    (MPa.m

    1/2)

    atlak Almas (mm)

    ekil. Farkl seramik malzemelerin R-Erisi davran. Deney kompakt numunelerin ekmeyk ile test edilmesi ile yaplmtr.

  • 8/10/2019 SERAMK MATRKSL KOMPOZTLER

    28/61

    28/95

    SMK matrikste kontroll olarak atlak oluturur.Kresel atlak ilerleyen sivri ulu atla kreltir.Yksek scaklktan soumada faz dnmnde ani soumada bzlme meydana gelir.

    Bzlme matriks iinde kk kresel atlaklar meydana getirir.Kresel grafitli dkme demirlerin (KGDD) lamel grafitli dkme demirlere (LGDD) gretokluunun yksek olmas prensibine benzer,Kresel mikro atlaklar atlak enerjisini absorblar

    Mikroatlak Toklamas

  • 8/10/2019 SERAMK MATRKSL KOMPOZTLER

    29/61

    29/95

    Mikroatlak toklamas

    a

    s

    a

    atlak

    /2c

    ekil. SMK malzemelerde bir mikroatlanilerleyen atla durdurmas.

  • 8/10/2019 SERAMK MATRKSL KOMPOZTLER

    30/61

    30/95

    Mikroatlak mekanizmas ile

    toklama dnm toklamaskadar etkili deildir.atlak boyutu ok kritik birparametredir.

    atlak boyunun ok kk veok byk olduu yaplarda

    yksek ekme gerilmesimeydana gelmekte ve krlmatokluu dmektedir.

    Mikroatlak zonu

    Kontroll atlak yok

    Malzeme doasn-dangelen atlak

    Partikl boyutu

    KrlmaTokluu

    Krlma tokluu partikl boyutunun art ile artar. Ancakpartikl boyutu malzeme doasndan dolay oluanmikroatlak boyutunu amamaldr.

  • 8/10/2019 SERAMK MATRKSL KOMPOZTLER

    31/61

    31/95

    (a) Kprlenmesi

    Kuvvetli fiber-matriks ba mukavemetinin olduu kompozitte atlak fiberleri de keserekilerler. Matriks snek dahi olsa ar zorlama ve plastik deformasyondan dolay atlakkolay ilerler. Zayf fiber-matriks ba mukavemetli varsa atlak fiber matriksarayzeyinde snmlenir. Matriks gevrek bile olsa atlak ilelemesi durdurulabilir.

    (b) Srekli fiber takviyeli bir SMK malze-mede atlak (veya

    fiber) kprlenmesi.

    atlak/Fiber Kprlenmesi

  • 8/10/2019 SERAMK MATRKSL KOMPOZTLER

    32/61

    32/95

    ekil. a) Kuvvetli fiber-matriks ba mukavemetli SMK de atlak ilerlemesi. b) Zayffiber-matriks ba mukavemetli SMK dee atlak ilerlemesi.

    a) b)

  • 8/10/2019 SERAMK MATRKSL KOMPOZTLER

    33/61

    33/95

    atlakalmas

    Kaba taneli bir Al2O3 seramiinde bir tane tarafndan atlak kprlenmesi

  • 8/10/2019 SERAMK MATRKSL KOMPOZTLER

    34/61

  • 8/10/2019 SERAMK MATRKSL KOMPOZTLER

    35/61

    35/95

    SMK malzemelerde fiberler tokluk, ekme veeme mukavemetini arttrmak iin grevyapar.

    Deformasyon esnasnda fiberlerin syrlmasenerjinin absorblanmasna yol aar ve toklukartar.

    Fiber Syrlmas

  • 8/10/2019 SERAMK MATRKSL KOMPOZTLER

    36/61

  • 8/10/2019 SERAMK MATRKSL KOMPOZTLER

    37/61

    37/95

    Trbinler

    Scak YaplarOptiklerZrhIs DeitiricilerBoru hatlar

    Egzost NozlleriYatak malzemeleri

    Endstriyel KalplarRoket rampalarScak Gaz FiltreleriFren Diskleri

    SMK MALZEMELERN KULLANIM ALANLARI

  • 8/10/2019 SERAMK MATRKSL KOMPOZTLER

    38/61

    38/95

    Seramik Kompozitlerin Genel Uygulama Alanlar

    SMK ler geleneksel mhendislik malzemelerine gre ok yksek scaklk zellikleri sergilerler.Yksek srnme zellikleri var. Dizel ve otomobil paralar, trbin kanatlar ve rotor olarakkullanmlar sz konusu.

    SMK lerin termal ok direnci ve krlma tokluklar geliirse(Dizel motorlarnn alma scaklklar 700 C den 1100 C ye kabilecek ve motorunverimi % 50 orannda artacak)

    Motor bileen kaplamalarnda ksmen kararl klnm zirkonya (PSZ) kullanlmakta.PSZ kaplamalarn termal genleme katsaylar dkme demirlere ok yakn.

    nce PSZ kaplamalar, gnmzde birok dizel motoru paralarnda (yanma odas cidar,silindir gmlekleri ve silindir bal, egsoz blgesi) baaryla kullanlyor.Gaz trbin kanatlar Si3N4 SMK ise Nikel esasl sper alamlara oranla daha verimli alr.

  • 8/10/2019 SERAMK MATRKSL KOMPOZTLER

    39/61

    39/95

    ekil. Yksek scaklk mazemeleri ve seramik kompozitlerin yksek scaklk mukavemetleri

    HPSN: Scak preslenmi Si3N4RBSN: Reaksiyon bal Si3N4HPSC: Scak preslenmi SiC

    a- SiC: Sinterlenmi SiCPSZ: Ksman Stabilize ZrO2

    0

    200

    400

    600

    800

    1000

    0 400 800 1200 1600

    Scaklk, oC

    BurmaMukavemeti,MNm-2

    nkonel

    HPSN

    Sialon

    HPSiCPSZ

    RBSiC

    RBSN

    a- SiC

  • 8/10/2019 SERAMK MATRKSL KOMPOZTLER

    40/61

    40/95

    Faktr rnek

    Ergime Noktas (oC) TaC: 3985, HfN: 3385, ThO2: 3320

    Ayrma Si3N4 3Si + 2N2(gaz)

    MgO(kat)MgO(gaz) (1800 oC)

    Faz Deiimi ZrO2(tet.) ZrO2(mono.) (1170 oC)

    Plastik Deformasyon Almina Tane snr srnmesiveya dislokasyon ak (1100 oC)

    evreyle Etkileim B2O3 + H2O2BO2(gaz)SiC + 2O2 SiO2 + CO2

    Zehirlilik 1 mm den kk apl fiberler veTh, Be, U bileikleri

    Masraf ve elde edilebilirlik Yksek masraf ve birok element

    kstl olarak elde edilebilmekte

    Tablo. Yksek scaklk seramiklerinin uygulamaya aktarlmasndaki baz glkler.

  • 8/10/2019 SERAMK MATRKSL KOMPOZTLER

    41/61

    41/95

    Aranan zellik

    Kullanm Yeri a H r E s(T) Kc s/r AE OK

    Uzay Motor

    Yksek hassasiyetli cihaz/metroloji

    Yksek hassasiyetli makinaparalar

    Roket motor bileenleri

    Ayna Uygulamalar

    Dolgu ve yatak malzemeleri

    Hidrolik Turbo Makinalar

    Tablo. Seramik kompozit malzemelerden aranan zellikler ve uygulama alanlar. a= DkTermal Genleme, H = Yksek Sertlik, r= Dk Younluk, E = Yksek Modl, s(T) = YksekScaklk Mukavemeti, Kc= Krlma Tokluu, s/r= Spesifik Mukavemet, AE = Yksek Anma ve

    Erozyon Dayanm, OK = Oksidayon ve Korozyon Dayanm

  • 8/10/2019 SERAMK MATRKSL KOMPOZTLER

    42/61

  • 8/10/2019 SERAMK MATRKSL KOMPOZTLER

    43/61

    43/95

    Fonksiyon zellik UygulamaElektromagnetik

    Dielektrik Entegre devre alt yzeyleri ve paketlemeleri,elektrik izolasyonu

    Ferroelektrik KapasitrlerPiezoelektrik Osilatrler, transdserler (lc), jeneratr bujisiPiroelektrik Is sensrleriYar iletken Termistr, varistr ve stc elemanElektriksel iletken Elektrotlar

    Magnetik Ferrit magnetler ve kayt kafalaryonik iletken Oksijen sensr, pH metreler, kat pil elektrotlar

    Optik Optik younlatrc Optik fiberlerOptoelektrik Hafif valfler ve hafif hafza elementleriMekanik Anma Direnci aftlar, yataklar, contalar, iplik klavuzlar,

    tesisileme hatlar ve kesici takmlarYksek mukavemet Basn sensrleriTermo-yapsal Motor bileenleri, kaynak nzlleri ve jiglerDk srtnme Kuru yatak ve hassas cihazlar

    Kimyasal vebiyolojik

    Korozyon direnci Kataliz tayclar, ak lerler, pompa ve valfbileenleri.

    Kimyasal adsorbsiyon Gaz ve nem sensrleriBiyolojik uyum Suni di kkleri, kemikler ve eklemler

    Termal-nkleer

    Refrakterlik Endstriyel frnlar

    Kzl tesi radyatr Termal izolasyon ve stclar

    Termal iletkenlik Is deitiriciler ve entegre devre s yutucular

    Radyasyon direnci Nkleer yutucular

    Tablo. Seramik matriksli kompozitlerin ana fonksiyonlar, zellikleri ve uygulamalar.

  • 8/10/2019 SERAMK MATRKSL KOMPOZTLER

    44/61

    44/95

    Seramik yataklar yalamaya gerek kalmadan yksek devirlerde alabilir. (Silisyum nitrresasl SMK deneme aamasnda. Nikel esasl alamlardan % 40 daha hafiftirler).

    SMK kompozit imali 21. yzylda mit edilmektedir.Jet motorlarn alma scakl 1500 C ye ulaabilecek.Seramik motor bileen malzemeleri iinde en kullanl SiC takviyeli Lityum Alminyum Silikat(LAS) SMK ler.

    SMK malzemeler uzay mekii kaplamalarnda kullanlmakta. Uzay mekii yzeylerininkaplanmas atmosfere giri ve klarda d yzeyde - 156 C ve 1650 C lik scaklk fark.(SiO2 iine ksa ve pul eklindeki grafit takviyesi)

    Valflerde, contalarda, szdrmazlk gibi motor bileenlerinde pistonlarda, segman

    kaplamalarnda,

    SMK lar anmaya dayankl ideal malzemelerdir.PVD ve CVD ile makina takmlarnn kaplanmasnda, tekstil makinalarnda iplik geenmakaralarda ve iplik sarma makaralarnda, metal ekillendirme kalplarnda

  • 8/10/2019 SERAMK MATRKSL KOMPOZTLER

    45/61

    45/95

    ekil. Seramik bir dizel motorubileenleri.

  • 8/10/2019 SERAMK MATRKSL KOMPOZTLER

    46/61

    46/95

    Kesici takmlarda en ok, SiC wisker takviyeli Al2O3Bu SMK malzemeler ok yksek hzlarda alabilir, karbrlere gre daha uzu sredayanabilirler ve % 60 daha ekonomikler.

    Makina takmlarnn gnmzde yaklak % 15-20 i SMK kompoziterden yaplmtr.Bu alan iin en ok ilgi eken SMK; c-BN, Al2O3/TiC, Sialonlar (Si-Al-O-N) ve Al2O3/SiC fibertakviyeli kompozitlerdir.

    Scak izostatik preslenmi Sialon kesme hz 2000 devir/Dk. (TiN kapl WC da 800 ,Al2O3/TiC iin 1000 devir/Dk.)

    Kesici takmlarda aranan zellikler aadaki gibidir.a) Anmaya kar direncin fazla olmas,b) Yksek scaklkta sertliini koruyabilmesi vec) Tokluunun yksek olmasdr.

    Kesici Takmlarda Kullanlan SMK Malzemeler

  • 8/10/2019 SERAMK MATRKSL KOMPOZTLER

    47/61

    47/95

    ekil. Kesici takmlarda kullanlan malzemelerin yksek scaklk sertlikleri, anma dayanmlarve tokluklar arasndaki iliki. (Sper sert alamlar WC ierirler. WC-Co ve WC-TaC-TiC-Coolmak zere iki eittirler)

    Tokluk

    Ykseks

    caklksertlii,

    (Anmadayanm)

    Sinterlenmi elmas

    Sinterlenmi CBN

    Seramikler

    Sper ince tozdansper sertalamlar

    Sper sert

    alamlar

    Sermetler

    Sinterlenmi yksekhz elikleri

    Yksek hzelikleri

    Kaplama tipi

  • 8/10/2019 SERAMK MATRKSL KOMPOZTLER

    48/61

    48/95

    0

    1000

    2000

    3000

    4000

    5000

    6000

    S

    ertlik

    Karlatrmal Sertlik Tablosu

    B4C

    SiC

    Al2O3

    Borlanm elik

    TiC-WC-Co sert metal

    Yzeyi nitrrl elik

    Martensit

    Sert krom

    Ostenitik elik

    ekil. Deiik kesici takm malzemelerinin karlatrmalsertlik zellikleri

    ekil. Al2O3 matriks SiCw

    takviyeli SMK kesici

    takmlar

  • 8/10/2019 SERAMK MATRKSL KOMPOZTLER

    49/61

    49/95

    SMK ler kat elektrolitlerin retilmesinde kullanlmakta. Kat elektrolitler O2iyonununtanmasna sebebiyet verir.Kat elektolitler O2 ieren sistemlerde termodinamik ve kinetik zelliklerin tesbiti amacylakullanlrlar.Kat elektrolitik seramik malzemeler kbik yapda olan ZrO2, HfO2, ThO2 ve CeO2 kat

    kompozitler. Bu oksitlerden herhangi birine toprak alkali, nadir toprak alkali veya Y3iyonlar ihtiva eden elementler katlr ve O2 boluklarnn olumas salanr.Metalurjik uygulamalarda ksmen kakarl hale getirilmi ve iinde % 2.5-3 MgO bulunanseramik kompozitler ergimi metaller iin olduka elverili.Son yllarda iten yanmal motorlarn verimini arttrmak iin (hava-yakt oranndengelemek iin) Zirkonya bazl seramik kompozit sensrleri kullanlmaktadr.

    SMK ler tb ve dicilikte de kullanlr Di dolgu ve ortopedik kemik yerine kullanlrlar HIP(seramik malzeme yallarda kemik yerine)

  • 8/10/2019 SERAMK MATRKSL KOMPOZTLER

    50/61

    50/95

    ekil. Sreksiz olarak takviye edilmi endstriyel kullanm alanlarna sahip SMKanmaya dayankl paralar.

    % 75 SiC + % 15 Al2O3 + 10 15 % Al, SMK malzemeler en iyi kuru erozyon davran,amurumsu ortam anmas, kaymal anma, termal ok direnci, kimyasal ortamdayankll optimizasyonu salamaktadr.

  • 8/10/2019 SERAMK MATRKSL KOMPOZTLER

    51/61

    51/95

    Karbon fiber takviyeli SiC SMK

    trbin motor ateleyici. CVI ileretilmi (solda). SMK motor st

    kapa ise sv infiltrasyon ileretilmi (sada)

    Karbon fiber

    takviyeli SiC SMK

    scak gazsirklasyon fan. CVI

    ile retilmi

  • 8/10/2019 SERAMK MATRKSL KOMPOZTLER

    52/61

    52/95

    Pompa szdrmaz contalar,szdrmaz o-ringlersinterlenmi SC denyaplmaktadr.

    25 mm

    Anmaya dayankl komponentler

  • 8/10/2019 SERAMK MATRKSL KOMPOZTLER

    53/61

    53/95

    Tanklarn d gvdleleri B4C gibi seramik ve SMK kompozit malzemelerden yaplmaktadr.arpma srasnda darbe enerjisi seramik zrhn krlmasna harcanmaktadr.

  • 8/10/2019 SERAMK MATRKSL KOMPOZTLER

    54/61

  • 8/10/2019 SERAMK MATRKSL KOMPOZTLER

    55/61

    55/95

    Gasturbins and Turbolader

  • 8/10/2019 SERAMK MATRKSL KOMPOZTLER

    56/61

    56/95

    helikopter ekzost

    sistemleriSava ua ekzost

    sistemleri Fzerampa ve yataklar

    Ara& zrh

    Uak gaz trbinlrinde

    Hafif optik yaplarda

    Uzay arac scak blgeleri

    Nukleer Sistemlerde

    C fiber takviyeli camlar uzay arave yaplarnda pencere alt

    katmann oluturur,

  • 8/10/2019 SERAMK MATRKSL KOMPOZTLER

    57/61

  • 8/10/2019 SERAMK MATRKSL KOMPOZTLER

    58/61

    58/95

  • 8/10/2019 SERAMK MATRKSL KOMPOZTLER

    59/61

  • 8/10/2019 SERAMK MATRKSL KOMPOZTLER

    60/61

  • 8/10/2019 SERAMK MATRKSL KOMPOZTLER

    61/61

    Motor egzost uygulamalar iin Oksit-oksit SMK uygulamalar

    Comanche

    Cobra

    Nozzle

    Sea Hawk

    RotocraftExhaust Systems

    Fixed Wing Exhaust

    Washed Surfaces

    AV-8B Money Clip