Teknik

Kompozit Nedir?

İki veya daha fazla sayıdaki aynı veya farklı gruptaki malzemelerin, en iyi özelliklerini bir araya toplamak ya da ortaya yeni bir özellik çıkarmak amacıyla, bu malzemelerin makro seviyede birleştirilmesiyle oluşan malzemelere "kompozit malzeme" denir.

Bir başka deyişle kompozit malzeme; fiziksel ve kimyasal özellikleri farklı olan iki veya daha fazla malzemenin bir araya gelerek oluşturduğu daha iyi mekanik özelliklere sahip olan malzemelerdir. Bu bağlamda kompozit malzemeler, kendini oluşturan maddelerin özelliklerinden çok daha üstün niteliktedir.

Günümüzde gemi yapımından bina yapımına, ev aletleri üretiminden uzay teknolojisine kadar hemen hemen her alanda çok yaygın bir kullanımı bulunan kompozit malzemenin üretimi son birkaç yüz yıla mal edilmiş gibi görülse de ilk örnekleri çok eskilere dayanmaktadır. Bunun en iyi örneklerden biri kerpiç malzemedir. Kerpiç üretiminde killi çamur içine katılan saman, sarmaşık dalları gibi sap ve lifler, malzemenin gerek üretim, gerek kullanım sırasındaki dayanımını artırmaktadır.

Kompozit malzemeler, takviye elemanları (örneğin fiberler) ve taşıyıcı matrislerin birleşiminden meydana gelir. Bu bileşenler birbirleri içerisinde çözünmezler veya karışmazlar. Örneğin; fiberler, kompozit yapının takviye elemanı olup mekanik mukavemeti sağlarlar. Matris ise fiberleri bir arada tutan, fiberler arasında gerilim aktarımını sağlayarak mekanik yapının oluşumunu dolaylı olarak etkileyen ve fiberleri fiziksel ve kimyasal dış etkilerden koruyarak kompozit yapının bir sistem olarak ortaya çıkmasını sağlayan ana yapıdır.

Günümüzde endüstriyel uygulamalarında en çok kullanılan kompozit malzeme birleşim şekilleri; cam elyafı+polyester, karbon elyafı+epoksi ve aramid elyafı+epoksi birleşimleridir.  

Tüm kompozit malzemelerin ana üstün özelikleri şöyle sıralanabilir;

  • Çok bileşenli malzeme olduğu için aşırı dizayn istekleri sağlanabilir.
  • %20 – %60 oranında ağırlık azaltılması sağlanmıştır.
  • Genellikle sabit ve değişken maliyetleri düşüktür.
  • Isıl genleşmeleri düşük yapılabilir.
  • Yorulma ve kırılma özellikleri iyidir.
  • Korozyona direnci iyidir.
  • Çarpışma ve hasar toleransı yüksektir.
  • Tabakalılarda klasik malzemelere göre direnci iyidir.
  • İmalat ve montajı kolaydır.
  • Kompozitlerin şekillendirilmesi klasik metallerin şekillendirilmesine oranla yaklaşık 5 kat daha ucuzdur.
  • Hafiftir, yani mukavemet/ağırlık oranı yüksektir.
  • Kolay ve hızlı üretim yapılabilir.
  • İlave katkı malzemeleriyle çok çeşitli özellikler kazandırılabilir.