Tabakalı Kompozitler

Tabakalı Kompozitler Nedir?

En az iki değişik malzemenin tabakalar halinde dizilerek, teşkil etmiş olduğu kompozit malzemelere tabakalı kompozitler denir.

Tabakalama islemi

Tabakalama, tabakaları meydana getiren malzemelerin daha faydalı bir malzeme oluşturması için teşkil edilir. Tabakalama işlemiyle kompozit malzemelerin mukavemeti, rijitliği, korozyon direnci, aşınma direnci, termal izolasyonu iyileştirilir. Bu tür iyileştirilmiş özellikler bir metalden haddelenmiş metallerden, tabakalanmış camlardan, plastik tabakalı laminantlarda çok güzel şekilde görülebilir.

Tabaka Malzemesi

Tabaka olarak elyaftan üretilmiş tabakalar kullanılır. Isı ve neme dayanıklı tabakalardır. Metallere göre çok hafif ve aynı zamanda mukavimdirler. Farklı özelliklere sahip en az iki tabakanın kombinasyonundan oluşur. Çok değişik kombinasyonlarla tabakalanmış kompozitlerin üretimi mümkündür.

Korozyon direnci zayıf metaller üzerine, daha yüksek dirençli metallerin veya plastiklerin kaplanmasıyla korozyon özelliğinin, yumuşak metallerin sert malzemelerle birleştirilmesiyle sertlik ve aşınma direncinin, farklı fiber yönlenmesine sahip tek tabakaların birleştirilmesiyle çok yönlü yük taşıma özelliğinin geliştirilmesi mümkün olmaktadır.

Tabakalı Kompozitlerin Özellikleri

• Tabakalı kompozit yapı , en eski ve en yaygın kullanım alanına sahip olan  tiptir. Farklı elyaf yönlenmelerine sahip tabakalar elyaf yönlenmelerine sahip tabakaların bileşimi ile çok yüksek ile çok yüksek mukavemet değerleri elde edilir. Isıya ve neme dayanıklı yapılardır.
• Metallere göre hafif ve aynı zamanda mukavemetli olmaları nedeniyle  tercih edilen malzemelerdir. Sürekli elyaf takviyeli tabakalı kompozitler uçak yapılarında, kanat ve kuyruk grubunda yüzey kaplama malzemesi olarak  çok yaygın bir kullanıma sahiptirler.
• Pek çok katmanlı kompozit düşük maliyet, yüksek dayanım veya hafifliğini korurken, aşınma veya abrasiv aşınma direnci, gelişmiş görünüm ve mükemmel ısıl genleşme özelliklerini kapsamaktadır. Buna karşın korozyon ve aşınma direnci gibi önemli özelliklerin pek çoğu öncelikle kompoziti oluşturan elemanlardan birine bağlıdır. Elektrik şarjını depolamak için kullanılan kondansatörler aslında dönüşümlü olarak bir iletken ve bir yalıtkan katmanların üst üste gelerek meydana getirdiği katmanlı kompozitlerdir.

Tabakalı Kompozitlerin Örnekleri ve Uygulamaları

Emniyet gözlükleri, polivinil butiral gibi plastik bir yapıştırıcı ile iki cam malzemesinin birleştirildiği katman malzemelerdir. Cam kırıldığı zaman yapıştırıcı cam parçacıklarının ayrılmasını önler. Katmanlar, motorlarda, yalıtım için dişlilerde, basılmış devre katlarında kullanılmaktadır. Yapıştırıcı katmanlar, mükemmel hafiflik, alevlenmeyi geciktirici darbe dayanımı, korozyon direnci, kolay şekillendirme ve işleme, sürtünme ısısının dağıtılması ve iyi yalıtım özelliklerini bünyesinde toplamaktır.

Sert Yüzey Oluşturma

Sert, aşınmaya dirençli yüzeyler, sert yüzey oluşturma olarak bilinen ergitme kaynağı teknikleri daha yumuşak ve sünek malzemeler üzerinde biriktirilebilir. Sert yüzey alaşımlar, çeliğin sertleştirilebilen sınıflarını, sert karbürler oluşturan demir ve çelikleri, kobalt esaslı alaşımları ve belirli demir dışı alaşımları içermektedir. Kompozit tungusten karbür çubukları aynı zamanda aşınma yüzeyinde tunsten karbür oluşturmak için kullanılabilmektedir. Benzer kaynak işlemleri yüzeyin korozyon ve ısıya karşı direncini arttırır.

Tabakalı Kompozit Malzemelerin Üretim Yöntemleri

Katmanlı kompozitlerin üretiminde deformasyon ve  birleştirme tekniklerinide içeren pek çok farklı metod kullanılmaktadır.

• haddeleme ile birleştirme
• patlaycıcı ile birleştirme
• birlikte ekstrüzyon
• lehimleme

Haddeleme

Giydirilmiş  ve  ikili  metal  gibi  bir  çok  metalik   katmanlı  kompozitler   sıcak veya  soğuk  haddeleme  ile  üretilmektedir. Deformasyon   miktarı  yeterince  büyük  ise merdaneler  tarafından  uygulanan  basınç  yüzeydeki  oksitleri  kırmakta ve  atom   atom temas  eden  yüzeyler  oluşturmakta böylece  iki  yüzeyin  kaynak  edilmesine   imkan sağlamaktadır.

Patlama Kaynağı

Metallerin  birleştirilmesi  için gerekli  basınç  bir  patlama  yüklemesi  ile sağlanabilir. Bu   işlem  özellikle  hadde  merdanesine  sığmayan  büyük plakların birleştirilmesi  için çok uygundur.

Presleme

Küçük  parçalar  için, yüksek  sıcaklıklarsa   yüksek  basınç  uygulanması   yapışmayı  sağlamaktadır. Katmanlardaki  yapıştırıcıyı  sertleştirmek   için  genellikle  sıcak   presleme  kullanılır.

Sert Lehim

Sert   lehim  kompozitleri   birbirine  bağlayabilmektedir .Metelik  levhalar tercihen  0.075  mm  aralıkla  ayrılmıştır  ve  sert  lehim , alaşımın  ergime  sıcaklığının  üzerinde  ısıtılmaktadır. Sıvı  sert  lehim  alaşımı, kılcal  hareketle  ince  bağlantı aralığına  yayınarak   birleştirmeyi  sağlar.