Kompozit Malzemeler Nedir - Mühendis Beyinler
Ana Sayfa Makine Mühendisliği Kompozit Malzemeler Nedir
Gelişen teknoloji ve sanayileşmeden kaynaklanan malzeme ihtiyacı, kompozit malzemelerin keşfedilip, geliştirilmesini sağlamıştır. Kompozit malzemeler geleceğin kimyası olarak adlandırılıp üzerinde çalışmalar yapılan çok kıymetli bir malzeme grubudur. Dünyadaki kompozitler üzerine yapılan araştırmaları dikkate değer bulduğum için, bu yazı ile başlayan, muhteva olarak kompozitlerin kısa açıklamasıyla birlikte, Türkiye’deki kompozit sektörünü, yeni teknolojilerde, Nasa uzay çalışmalarında ve Savunma Sanayi’nde kompozitler üzerine Ar-Ge çalışmalarını ve kullanımlarını kapsayan bir yazı dizisi planlanmaktadır. Bu yazıda kısaca kompozitlerden ve neden değerli bir malzeme grubu olduğundan bahsedilecektir.
Belirli istenilen özelliklere sahip bir malzeme elde etmek için, özellikleri ve kimyasal bileşenleri birbirinden farklı, birbiri içerisinde makro anlamda çözünemeyen iki ya da daha fazla malzemenin birleştirilmesi ile meydana gelen yeni malzemeye kompozit malzeme denir. Daha iyi kavranması için detaylı bir tanım yapılmıştır. Bu şartları sağlayan her birleşik malzeme kompozit olarak isimlendirilir. Bu sebeple kompozit malzemeler çok geniş bir yelpazede incelenebilir. Ancak birleştirilmiş her malzemenin kompozit olmadığına dikkat edilmelidir. Örneğin alaşımlar kompozit değildir. Çünkü makro anlamda birbirleri içinde kaynaşmış metallerden oluşur. Bir malzemenin kompozit olup olmadığını anlamak için kesit alınıp bakılabilir. Tunç,bakır ve kalayın birleştirilmesi ile oluşan bir alaşımdır ve homojen bir özellik gösterir.
İnsan vücudu, en dış tabakadan içeriye doğru; deri, lifler, kan, kaslar, kemik, kemiğin katmanları ve ilikten müteşekkil bir kompozittir. Beton, araç tekerleği ve tenis topu da birer kompozittir.
Kompozitler, metal matrisli, plastik matrisli ve seramik matrisli kompozitler olarak sınıflandırılmıştır. Metal matris malzemesi olarak; alüminyum, titanyum ve magnezyum en sık kullanılan metallerdir. Plastik matris malzemesi olarak; epoksi, polietilen, polipropilen kullanılabilir. Seramik matris malzemesi olarak ise; alümina, silika, baryum alümina silikat gibi malzemeler kullanılır. Fazla detaylandırmadan,kompozitlere neden ihtiyaç duyulduğunu görelim.
Hızla gelişen teknoloji ve hayatın daha hızlı hale gelmesi ve güvenlik endişesi, dayanıklı, korozyona dirençli, ısıl özellikleri iyi, bütün bunları sağlayacak kadar elde edilebilir, hafif, aynı zamanda ucuz malzemeye olan ihtiyacı artırmıştır. Daha derin düşünüldüğünde,gelişen sanayi ve ulaşılmak istenileni daha çabuk elde etme gayesi, yeni ihtiyaçlar ortaya çıkarmıştır. Uzaya gönderilecek olan bir roket,düşen sıcaklık ve sürtünmeden kaynaklanan aşınmalara maruz kalacaktır. Bu sebeple roket tasarlanırken yüksek sıcaklığa ve aşınmaya dayanıklı malzeme kullanılmalıdır. Daha yüksek hızlara ulaşmak için,keşfedilmiş en iyi malzemeye ihtiyaç vardır. Sonraki yazılarda Nasa’nın bu yöndeki çalışmalarından bahsedilecektir.
Günümüzde,aranan tüm bu özellikleri sağlayan tek malzeme grubunun kompozitler olduğu düşünülmektedir. Kompozitler gelişen teknoloji ile kullanımı yaygınlaşan bir malzeme olduğundan, birçok ülkede Ar-Ge çalışmaları bu malzeme üzerinde devam etmektedir. Ülkemizde de mühendislerimizin kompozit malzemeler üzerine yaptığı araştırmalar ve çalışmalar ümit vericidir. Bor madeni kompozit malzemelerde kullanımı yaygın bir metaldir. Dünya bor rezervinin yaklaşık %75’i de ülkemizde bulunmaktadır. Örneğin; bor karpit, kurşun geçirmez yelekler için vazgeçilmez bir malzemedir. Ayrıca metal matris içerisinde kullanılabilen nadir elyaflardan birisi de boron elyaftır. Ancak pahalıdır.
Kısacası diğer malzemelere göre daha yüksek mukavemet/yoğunluk oranına sahip olmaları başka bir deyişle, daha dayanıklı ve hafif olmaları kompozitleri kıymetli yapan en büyük özelliktir.
Bir sonraki yazıda ülkemizde kompozit malzemeler üzerine yapılan çalışmaları ve ülkemizdeki kompozit sektörü ile ilgili bilgileri içeren bir yazı yazılması hedeflenmektedir.
Yıldız Teknik Üniversitesi Makine Mühendisliği 4.sınıf öğrencisiyim. Savunma sanayi, Enerji kaynakları, Nükleer enerji ve Savaş Sistemleri üzerine araştırmalar yapmaya gayret ediyorum.
Abdurrahman Eyl 14, 2017 at 07:21
Bir sonraki yazı yazıldı mı ? Okumak isterim.
Müslüm Güven Mar 27, 2017 at 14:19
Malzeme bilimi ve muhendisi olarak 4 yil kompozit malzemeler dersi aldim ve simdi siz makina muhendisligi imalat yontemlerinde bir unite olan kompozit malzemeleri bu muhendislik dalinami atfediyorsunuz ?kompozit malzemeler malzeme bilimi ve muhendisligi bolumunun onemli bir parcasidir ve bu bolumden asla ayrilamaz.Butun dunyada kabul edilen gercegi kafaniza gore degistirmeyin !
Muharrem Çakmak May 15, 2016 at 18:19
Yanlışı düzeltmek konusundaki girişiminiz gayet hoş bir tavır. “Kompozit malzemeler” malzeme bilgisi adı altında incelenir. Malzeme bilgisi ve mühendisliğinin de inceleme alanıdır. Ancak bilim dalı değildir. Makine mühendisliği imalat teknolojisi ana bilim dalının temel derslerinden birisidir.
Semih May 15, 2016 at 16:18
Usta alan yanlış olmuş. Kompozit Malzemeler isminde de anlaşılacağı gibi Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bilim dalına ait bir bilim dalıdır.
Alper Haz 10, 2016 at 00:21
Kompozit malzmelerin yorumlanması rijitlik mukavemet tokluk vs her türlü analiz için mekanik bilgisine ihtiyaç vardır. Yani neden kompozit malzeme tercih edilmeli veya edilmemeli sorusunun mekanik testlerden aldığımız verilere göre cevap verebiliyoruz. Bu yüzden makine mühendisliği alanında araştırılması gereken bir konudur.