Processing and characterization of carbon fiber reinforced silicon carbide (C/C-SiC) matrix composites
Karbon fiber takviyeli silisyum karbür seramik matrisli (C/C-SiC) kompozitlerin üretimi ve karakterizasyonu
- Tez No: 416416
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ARCAN FEHMİ DERİCİOĞLU, DOÇ. DR. ZİYA ESEN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 143
Özet
Bu çalışma, Karbon Fiber Takviyeli Seramik Matrisli (C/C-SiC) Kompozitlerin üretimi ve karakterizasyonunu ele almıştır. C/C-SiC kompozitler sıvı silisyum emdirme (LSI) methodu ile üretilmiştir. Bu malzemelerin üretim prosesi elyaf takviyeli polimer matrisli kompozit (CFRP) üretimi ile başlar. Daha sonra sırasıyla piroliz ve sıvı silisyum emdirme işlemleri uygulanır. Her bir üretim aşamasının sıvı silisyum emdirme işleminin verimliliği üzerine büyük etkileri vardır, bu nedenle bu çalışma üretim aşamalarındaki değişken parametlerin karbon/karbon önkalıp ve nihai ürün olan C/C-SiC kompozitlere olan etkisini araştırmaktır. Farklı sıcaklıklarda uygulanan piroliz işlemi ve matris malzemesinin TGA sonuçlarına göre, fenolik reçine dehidrojenasyon sıcaklığının üstündeki sıcaklıklarda turbostratik karbona dönüşmektedir. Ayrıca artan piroliz sıcaklığıyla birlikte sıvı silisyum emdirme işleminin verimliliğini doğrudan etkileyen yoğunluğun azaldığı, gözenek miktarı ve çatlak boyutunun arttığı gözlenmiştir. Sıvı silisyum emdirme işleminin verimliliğini etkileyen tüm parametler göz önünde bulundurularak, üretilen C/C-SiC kompozitlerin yoğunluk ve bükülme dayançları karşılaştırıldığında, piroliz 1000 °C, sıvı silisyum endirme işleminin ise 1650°C sıcaklık ve vakum altında uygulanmalıdır. Karbon/karbon önkalıplara matris katkı malzemesi olarak karbon nanotüp (CNT) ekleyerek sıvı silisyum emdirilen kompozitlerin yoğunluk ve bükülme dayançlarında artış gözlenmiştir. Ayrıca, mikrokristalin selüloz, karbon nanotüp ve nano-SiC malzemeleri toz halinde fenolik reçineden elde edilen karbona eklendiğinde SiC oluşum kinetiğini hızlandırdığı gözlenmiştir.
Özet (Çeviri)
The current study was undertaken to investigate the production and characterization of Carbon Fiber Reinforced Silicon Carbide (C/C-SiC) Matrix Composites. Liquid silicon infiltration (LSI) method was utilized to produce the C/C-SiC composites. Processing of these composites via LSI process composed of three main stages. CFRP production, pyrolysis and liquid silicon infiltration. Each production stage has an important effect on the efficiency of the LSI process, therefore present study investigates the effect of the corresponding parameters on the silicon infiltration process by comparing the properties of the C/C preforms and resulting C/C-SiC composites obtained by various processing conditions. Application of pyrolysis experiments at varying temperatures and TGA of the matrix material revealed that phenolic resin completely converts to turbostratic carbon above the dehydrogenization temperature of the cured phenolic resin. Moreover, increasing pyrolysis temperature results in decreasing density, increasing porosity content and increasing crack opening of the C/C preform which directly affect the efficiency of the LSI process. Taking into consideration of all of the parameters directly affect the efficiency of the LSI process, comparison of density, microstructure and flexural strength of the resulting C/C-SiC composites revealed that pyrolysis should be applied at 1000 °C and following silicon infiltration of the C/C preforms should be conducted at 1650 °C under vacuum. Impregnation of carbon nanotube (CNT) to the C/C preforms as matrix additive enhances the efficiency of liquid silicon infiltration resulting in composite having higher density and strength. Moreover, microcrystalline cellulose, CNT and nano-SiC powders added to the carbon derived from the phenolic resin enhances the SiC formation kinetics.
Benzer Tezler
- Alümina fiber takviyeli Al-si metal matriksli kompozitlerin üretimi ve mikroyapı-özellik ilişkilerinin incelenmesi
production of alumina fiber reinforced Al-si metal matrix composites and the investigation of their microstructure-propetry relation ships
HATEM AKBULUT
- Multiphase multiscale particle-nanofiber interactions in composites
Kompozitlerde çok-fazlı ve çok-boyutlu parçacık nano-elyaf etkileşimi
FARZIN ASGHARI ARPATAPPEH
Doktora
İngilizce
2022
Makine MühendisliğiSabancı ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ALİ GÜLGÜN
- Karbon elyaf takviyeli termoplastik karmaların üretimi ve özelliklerinin incelenmesi
Processing and characterization of carbon fiber reinforced thermoplastic composites
NEVİN GAMZE KARSLI YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Kimya MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. AYŞE AYTAÇ
- Processing and characterization of cocufeni based high entropy alloys
Cocufeni esaslı yüksek entropili alaşımların üretimi ve karakterizasyonu
BURAK KÜÇÜKELYAS
Doktora
İngilizce
2024
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEBAHATTİN GÜRMEN
PROF. DR. DENİZ UZUNSOY
- Processing and characterization of carbon nanotube based conductive polymer composites
Karbon nanotüp bazlı iletken polimer kompozitlerinin işlenmesi ve karakterizasyonu
SERTAN YEŞİL
Doktora
İngilizce
2010
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Bölümü
DOÇ. DR. GÖKNUR BAYRAM