Karbon Fiber Nedir? Nerelerde Kullanılır?

 17 toplam görüntüleme,  3 bugün görüntüleme

Bu yazımda sizlere günümüzde sıkça duyduğunuz ama tam olarak ne işe yaradığını ve nerelerde hangi amaçlar için kullanıldığı bilmediğimiz, aynı zamanda da bir kompozit malzeme ve çeşitli sektörlerin göz bebeği olan karbon fiber malzemesinden bahsedeceğim.

Karbon fiberin bulunması

Karbon fiber 1958 yılında Cleveland yakınlarında bulunmuştur. O yıllarda sadece izolasyon kaplamalar, filtrasyon malzemeleri ve aydınlatma ihtiyacı için kullanılmıştır. Daha sonra da, Amerikan Hava Kuvvetleri’ne fiberglass kumaş malzemesi yerine karbonlaştırılmış kumaşı tanıtıldı. Her ne kadar mekanik özellikleri diğer malzemelere göre daha düşük olsa da Union Carbide karbon fiberi işleyerek mekanik özellikleri açısından kullanılabilir hale getirdi.

Karbon elyaf, diğer adıyla karbon fiber ipliksi, teknoloji ürünü olan bir maddedir. Katran, naylon ve orlondan oluşan fiber malzeme, çelik malzemeden 4.5 kat daha hafif  ve 3 kat daha dayanıklı olmasıyla, kullanım alanlarını arttırmaktadır. Günümüzde karbon elyaf uçaklarda, roket sistemlerinde, uydularda, yarış arabalarının iskelet sisteminde yaygın olarak kullanılmaktadır. Airbus, Boeing gibi önde gelen havacılık firmaları da uçakların imalatında karbon elyaf teknolojisini yaygın olarak kullanmaktadır.

Karbon elyafın üretildiği ülkeler

Dünyada sadece 40 bin ton üretilebilen, büyük öneme sahip karbon elyafın üretildiği ülkeler sırasıyla:

  • ABD
  • Japonya
  • Almanya
  • İngiltere
  • Fransa
  • Macaristan
  • Tayvan ve Çin

Günümüzde ülkemizde de üretimi başlayan karbon elyaf, deprem bölgelerindeki binaların yapı güçlendirmelerinde sıklıkla kullanılmaya başlanmıştır. Karbon elyaf inşaat sektöründe cephe kaplamalarda kullanılmasıyla beraber enerji sektöründe de tercih edilmektedir. Karbon fiberin ipliksi yapısı, karbon fiberi çelikten daha dayanıklı bir hale getirmektedir.

araba-jant-ve-carbon-fiber_1

Karbon fiberin avantajları

Karbon elyafın avantajlarına bakarsak; öncelikle karbon elyaf yapısı bakımından hafifliği nedeniyle oldukça kullanışlıdır. Daha hafif donanım ile daha fazla verim alındığı unutulmamalıdır (Havacılık, otomotiv vb.). Oksitlenme gibi bir sorunu olmadığından görsel olarak çekici olmaktadır. Bununla beraber uzun ömürlü olması sebebiyle de tercih edilir. Karbon elyafın yoğunluğu çeliğe oranla daha düşüktür. Bu da karbon elyafı yüksek ağırlık oranı gerektiren uygulamalar için eşsiz bir malzeme yapmaktadır.

Karbon fiber nasıl üretilir?

Oksidasyon

İlk olarak elyaflar havada 300 ᵒC’ye kadar ısıtılır. Bu işlem, elyaftan hidrojenin ayrılmasını, daha uçucu olan oksijenin eklenmesini sağlar. Ardından karbonizasyon(elyafın üzerinde kalan bitkisel atıkların temizlenmesi amacıyla uygulanır) aşaması için elyaflar kesilerek grafit teknelerine konur. Polimer merdiven yapısından kararlı bir halka yapısına dönüşür. Bu işlem sırasında elyafın rengi beyazdan kahverengiye dönüşür ve ardından siyah olur.

Karbonizasyon (Karbonlama)

Elyafların yanıcı olmayan atmosferde 3000 °C’ye kadar ısıtılmasıyla, liflerin %100 karbonlaşması amaçlanır. Karbonizasyon işleminde uygulanan sıcaklık, üretilen elyafının sınıfını belirler.

Yüzey İyileştirmesi

Karbon yüzeyinin temizlenmesi ve elyafın kompozit malzemenin reçinesine daha iyi yapışabilmesi için elyaf, elektrolit banyoya yatırılır.

Kaplama

Bu aşama elyafı sonraki işlemlerden korumak için yapılan nötr bir sonlandırma işlemidir. Elyaf, reçine ile kaplanır. Genellikle bu kaplama işlemi için epoksi (yapıştırıcı özelliği gösteren bir tür reçine) kullanılır. Kompozit malzemelerde kullanılacak olan reçine ile elyaf arasında bir ara yüz görevi görür.

carbon-fiber

Karbon fiberin kullanım alanları        

  1. Denizcilik
  2. Elektrik-elektronik
  3. Uçak ve helikopterler
  4. İnşaat
  5. Otomotiv
  6. Spor ve eğlence
  7. Telekomünikasyon (bilgi alışverişi)
  8. Uydu ve uzay araçları
  9. Basınçlı depolama tankları
  10. Rüzgar türbinleri

Karbon fiberin ilk defa elde edilmesinden bu yana yıllar geçtikçe hayatımızdaki yeri ve önemi artmış ve artmaya da devam edecek gibi görünüyor. Bize düşen görev ise hayatımızla bu kadar içli dışlı olan bu malzemeyi daha iyi tanımak ve tanıtmaktır.

İlginizi Çekebilir : Geleceğin Üretim Tekniği: Kompozit Malzemeler

fathtr

Kimler Neler Demiş?

Hadi Yoruma

  Abone ol  
Bildir
Başa dön
%d blogcu bunu beğendi: