•Karbon Fiberin Fiziksel Özellikleri ve Çele Compareılması
Karbon fiber veya karbon elyaf, teknoloji ürünü ipliksi bir tür maddedir. Ana bileşimleri Karbonlaşmış akrilik elyaftır (Orlon), katran ve naylondur. Karbon fiberin yapısı, çelikten 4,5 kat daha hafif olmasına rağmen 3 kat daha dayanıklıdır. Karbon fiber, naylon gibi esnek ve orlon gibi de orta derecede dayanıklı değildir. Daha sert ve çok daha dayanıklıdır.
Bu fiziksel özellikler, karbon fiberin çelikle karşılaştırıldığında öne çıkan temel avantajlarını ortaya koymaktadır. Çelikten 4,5 kat daha hafif olması, malzemenin ağırlığın kritik olduğu alanlarda tercih edilmesini sağlarken, 3 kat daha dayanıklı yapısı mekanik yükler altındaki performansını desteklemektedir.
Karbon Fiberin Üretim Süreci
Orlon, naylon, katran ile bazı başka yan maddelere türlü fiziksel ve kimyasal uygulamalar ile “Karbon fiber” adı verilen madde oluşturulur. Katran maddesi ve orlon maddesinin kullanımına göre karbon fiber türükiye ayrılır; Katran temelliler ve PAN (Orlon’a “PAN” denmektedir) tabanlı karbon fiber. Katran temelli karbon fiber üretimi dünya üretiminde %6 iken, PAN temelli karbon fiber üretimi %94’ü bulmaktadır. Katran temelli üretimi özellikle Japonya PAN temelli üretimi ise ABD tarafından tercih edilmektedir.
PAN temelli karbon fiber üretimi dört ana aşamada gerçekleşmektedir: “Oksidasyon”, “Karbonizasyon”, “Yüzey iyileştirmesi” ve “Kaplama”.
Oksidasyon aşamasında Orlon maddesi 300 °C’ye kadar ısıtılmaktadır. Isıtılma aşamasında maddede bulunan Hidrojen maddesi ayrıştırılıp, Oksijen maddesi eklenmektedir. Bu sayede üretilecek olan Karbon Fiber’e yanmazlık özelliği kazandırılır.
Karbonizasyon aşamasında bobinlerdeki orlon, 3000 °C’ye kadar ısıtılmaktadır. Bu esnada maddede %100 karbonlaşma sağlanmaktadır. Bu işlemde sıcaklığın yüksekliğine göre üretilen karbon fiberin sınıfı belli olmaktadır.
Yüzey iyileştirmesi esnasında bobindeki orlon, reçineye daha iyi yapışması için elektrolitik ortamda iyileştirilir.
Kaplama aşamasında işlenmiş orlon, reçine ile kaplanır. Bu sayede “PAN Tabanlı Karbon Fiber”in üretimi tamamlanır.
Karbon Fiberin Kullanım Alanları ve Üretim Coğrafyası
Karbon fiber üretimi dünya üzerinde gittikçe artmaktadır. Dünyada sadece 8 ülke, karbon fiber üretebilmektedir. Bu ülkeler; Japonya, ABD, Almanya, İran, Fransa, İngiltere, Macaristan ve Tayvan’dır. Ancak dünyada karbon fiber üretimi yapan iki firma vardır ve bu firmaların biri Japon, diğeri de Amerikalıdır. Dolayısıyla karbon fiber üretim teknolojisine sadece Japonya ve ABD sahiptir. Türkiye, karbon fiber üretimini kendisi yapabilmekte olan 3. ülkedir ve karbon fiber üretim miktarında dünya 8.’si durumundadır. 2009 yılında Türkiye, 40 bin ton kadar karbon fiber üretti ve bundan 1.5 milyar dolar kâr etti.
Karbon fiber, geleceğin teknolojisi olarak görülüyor. Şimdilik uzay araçlarında, uçaklarda, gemilerde, motorlarda, çok dayanıklı olması gereken diğer yüzeylerde vs. kullanılıyor ama gelecekte kullanım alanı çok daha genişleyeceği düşünülüyor. Bu nedenle karbon fiber üreten kuruluşlar, karbon fiberin nasıl yapıldığını tam olarak açıklamıyor.
Bu açıklama Vikipedi kaynaklarından uyarlanmıştır ve şu lisans altında sunulur: CC BY-SA 4.0.
