in ,

Metal Matrisli Kompozit’ lerin Uygulama Alanları

f16 kanatçık

Metal matrisli kompozit malzemeler en az iki fazdan meydana gelerek tek bir bileşimde oluşmayan özellikleri bir araya getirir. Bu iki fazdan bir tanesi metalik olan matris iken diğeri ise metalik faz içinde dağılmış olan partiküller gösterilebilir. Metal matrisli kompozitlerin hepsinde metaller ya da metal alaşımları matris kısımlarını oluşturmaktadırlar. Takviye elemanları ise çoğunlukla seramik malzemelerden oluşmuş olabileceği gibi metalik ya da plastik de olabilirler.

Metal matrisli kompozitlerde hafif olmaları ve yüksek dayanım/yoğunluk oranından ötürü, alüminyum ve magnezyum gibi metaller matris elemanı olarak kullanılmaktadır. Bunların yanı sıra gümüş, nikel, bakır, süper alaşımlar ve titanyum matris malzemesi olarak çeşitli alanlarda kullanılabilmektedir.

Metal matrisli kompozit malzemeler teknolojik gelişmelerle birlikte farklı amaçlara yönelik farklı alanlarda kendilerine yer edinmişlerdir. Özellikle başta havacılık ve savunma, otomotiv sektöründe, spor ve elektronik alanlarda kullanımları mevcuttur.

Havacılık ve Savunma Sanayi Endüstrisi Uygulamaları

Metal matrisli kompozit üretimi 2000’li yılların başında dünyada % 5 miktar bakımından, %14 ise ticari açıdan havacılık endüstrisinde kendisine yer bulmuştur. Metal matrisli kompozitin ilk atılım göstermesi havacılık alanında yüksek performans gereksinimini sağlamak amacı ile ilginin arttırılmasına yönelik gerçekleştirilmiştir. Havacılık endüstrisinde yer alan metal matrisli kompozit malzemeler, roket, uydu, uzay ve helikopter parçaları, elektrik kontakt parçaları, akü, jet motoru fan bıçakları, anten yapıları, reaktörler, yüksek sıcaklık motor parçaları ve yüksek sıcaklık yapılarında uygulama alanları bulmaktadır.

Örneğin F16 uçaklarında çoğunlukla sıkıntı yapan gövde arkası kanatları SiC takviyeli metal matrisli kompozitlerle değiştirilerek ömürleri uzatılmıştır ve bu sayede 26 milyon dolara yakın tasarruf elde edilmiştir. Şekil’ de gövde arkası kanatları gösterilmiştir. Ayrıca bu uçakların geçmişte 2024-T4 Al alaşımından elde edilen karın kanatçıklarının yerine % 17,5 SiC seramik takviyeli 6092 Al metal matrisli kompozitler kullanılarak, karın kanatçıklarının kullanım süresi 4 kat iyileştirilmiştir.

Metal matrisli kompozitlerden yapılmış F16 gövde arkası kanatları

Otomotiv Endüstrisi Uygulamaları

Otomotiv endüstrisi ileri teknolojiyle çalışan ve üretim kapasitesi çok yüksek endüstri koludur. Otomotiv endüstrisinde olabildiğince maliyetlerin yüksek olmaması sağlanmalıdır. Otomotiv endüstrisindeki uygulama alanları şu şekildedir: piston halkası, piston yanma odası, motor bloğu parçaları, silindir iç yüzü ve rot.

Otomotiv sektöründe 1983 senesinde metal matrisli kompozitlerin hayata geçirilmesine Toyota’nın dizel motor pistonlarında ilk kez rastlanmıştır. İlerleyen senelerde ise Honda takviye elemanı olarak %12 Al2O3 seramik aşınma direnci sağlamak amacı ile metal matrisli kompozitlerden silindir gömleği yapımını hayata geçirmiştir. Bunun yanı sıra Honda motor bloklarının yapımında maliyeti aşağı çekmek için yüksek basınçlı döküm metodu geliştirmiştir.

Metal matrisli kompozitten üretilmiş motor bloğu

Elektronik Endüstrisi Uygulamaları

Elektronik sektöründeki metal matrisli kompozitler, ısıl genleşmelerinin yüksek olmaması, ısıl dirençlerinin iyi olması ve elastisite modüllerinin yüksek olmasından dolayı ilgi çekicidir. Metal matrisli kompozitlerin yeterli seviyede SiC takviye elemanı kullanılarak elektronik endüstrisindeki basınçsız infiltrasyon ile imal edilmeleri ilgiyi bu yöne çekmektedir.
Hava sızdırmaz paketler nem ile çevresel sebeplerden etkilenmemesi için elektronik paketlerde aranan çok değerli bir özelliktir. Bu paketlerde istenilen en önemli özellik ayarlanabilir ısıl genleşme katsayısının değişebilmesidir. Bu özellik takviye elemanlarının miktarına göre sağlanmasından dolayı metal matrisli kompozitler bu istenilen durumu karşılamaktadır.

Metal matrisli kompozit olarak kullanılan elektronik paketler

What do you think?

Akımsız Nikel Kaplamalar Nedir? Nasıl Gerçekleşir?

Metal Köpükler’ in Kullanım Alanları