Metalik Köpükler

binbaşı

Onursal Üye
Onursal Üye
Katılım
1 Eyl 2011
Mesajlar
5,890
Puanları
3,256
Konum
BURSA
Malzeme bilimi hakkında yürütülecek kapsamlı bir araştırma, şüphesiz insanlık tarihiyle birlikte değerlendirilmelidir.

Hakkında fazla bilgiye sahip olmadığımız tarih öncesi çağlarda, insanın çevresini saran vahşi hayatla mücadelesi ve doğaya hükmetme çabası, onu daha dayanıklı ve kullanışlı malzeme arayışına itti.

Doğada hammadde halinde bulunan seçenekler arasından, hasıl olan ihtiyaca göre tercihler yapıldı, en uygun malzeme türü işlenerek kullanıma dahil edildi. Barınak, avlanma ve ulaşım gibi alanlarda kullanılan bu farklı malzemelerin çağlar boyunca gösterdiği gelişim ise başta arkeolojik buluntular olmak üzere, birçok farklı kaynaktan takip edilebilir.

Malzeme konusundaki. asıl büyük atılım ise on sekizinci ve on dokuzuncu yüzyıllarda buhar gücüyle çalışan makinelerin kullanılmasıyla gerçekleşen Sanayi. Devrimi. i.le oldu. Yeni oluşan endüstrinin malzeme ihtiyaçlanna bağlı olarak artan enerji arayışı, ilk büyük savaşla neticelendi. Bombardıman uçakları ve tank gibi yeni askeri unsurlara bağlı olarak, malzeme biliminin arayışları zaman içerisinde yine farklılaştı. Hız kazanan silahlanma yarışı ve diğer siyasi sebepler nedeniyle insanlık bir kez daha global bir savaşa girdi. Metalik köpükler de ilk olarak İkinci Dünya Savaşı sırasında ortaya çıktı.

Metalik Köpüklerin Fiziksel Yapısı

Köpük, genellikle sıvı içindeki gaz kabarcıklarına verilen addır, Eğer bu birlikteliğin bir tarafını oluşturan sıvı, hızla katılaştırılırsa, katı köpük veya gözenekli katı olarak adlandırdığımız yapı oluşur. Ancak, sıvı yüzeylerinin esnek bir zar gibi davranmasına yol açan yüzey geriliminin düşük tutulması gerekliliği, sıvılarda olduğu gibi katılarda da köpük oluşturma çabalarına bir sınırlama getirir.

Buna rağmen katı köpüklerindeki morfolojik çeşitlilik sıvılara göre daha fazladır. Diğer bir deyişle, farklı katılar üzerinde, değişken boyutlardaki hücre yapısına katılarda rahatlıkla ulaşılır. Metaller ise köpükleştirilebilen katılar arasında endüstriyel yönleri düşünüldüğünde başat bir rol oynar.

İlk olarak, 1943 senesinde Benjamin Sosnick, aluminyumu cıvayla köpükleştirmeyi denedi. Bu yolda, ilk olarak alüminyum ve cıva kanşımını yüksek basınç altında düşük ağırlığa sahip alüminyum köpük sandviç panel (AFS) kapalı bir bölmede eritti. Sonraki aşamada, basıncı ortadan kaldırarak alüminyumun erime sıcaklığında mevcut cıvanın buharlaşmasıyla köpük yapıyı elde etti.

1950'lere gelindiğinde, viskozitelerini artırmak için ön işleme tabi tutulduklarında stvı metallerin daha kolay köpüklenebileceği anlaşıldı. Viskoziteyi, yani akışkanın akmaya karşı gösterdiği direnci artırmak yolundaki bu çaba, mevcut eriyiğe oksit parçalan eklenerek, eriyiğin oksitlenmesi yoluyla uygulamaya konuldu. İlgili konudaki araştırmalarda başı çeken alüminyum köpükleştirme çabalan sürerken, William Elliott ve Stuart Fiedler, Amerika Birleşik Devletleri donarıması için deneyler yapmaya başladı. Başanlı olan bu çalışmalar neticesinde, 10x20x0,25 santimetre boyutlannda paneller üretebilecek bir fabrika kuruldu ve burada köpüğün çarpışma absorbe etme özellikleri üzerinde çalışmalar yürütüldü.

Metalik Köpükleri Cazip Hale Getiren Özellikleri

Bu ôzelliklerin başında, yüksek katılık/kütle oranı gelir. Geleneksel panellere göre beş kat daha fazla olan bu oran, düşük ağırlığa karşılık yüksek peklik gerektiren kritik makine parçalannda, metalik köpükleri avantajlı bir alternatif kılar. Bu nedenle, Alman üretici Karmann, ağırlık ve dayanım oranının büyük önem arz ettiği yarış arabalannda çelik paneller yerine gözenekli metalleri test etmeye devam ediyor.

İkinci sırada gelen özellik ise ideal denebilecek bir sevi.yede olan enerji soğurabilme özellikleri. Neredeyse tersinir ve elastikimsi bir yapıda olan gözenekli metaller, darbe yönlerinde bir ayrım gözetmeksizin, çarpışma enerjisini. oldukça yüksek seviyelerde soğurabilir.

Yüksek ses yalıtım ve ısı iletimi gibi diğer ikincil önemde özellikleri de bulunmasına rağmen metalik köpükler üzerine yapılan araştırmalar daha çok ilk iki başlık etrafında şekillenmiş. Ne var ki 19S0'lerde yükselişe geçen bu araştırmalar, 1980'lere kadar sürecek kısa bir durgunluk dönemine girdikten sonra tekrar yükselişe geçti. Bu yeniden yükselişin sebebiyse o tarihe kadar sonsuz gibi düşünülen enerji kaynaklannın sınırlı olduğunun farkına varılması oldu. Zira, kara, deniz ve hava araçlarının giderek daha kapsamlı ve hacim olarak daha büyük hale gelmesi ağırlık sorununu ortaya çıkardı. Bu sorun ise tahm.n edileceği üzere daha fazla yakıt anlamına gelir. Kıt kaynaklar göz önünde bulundurulduğunda, bilim dünyası, ağırlığın azaltılmasına karşılık dayanıklılığın nasıl ayni düzeyde tutulacağı üzerine kafa yormaya başladı ve bu özellikleri. sağlayan metalik köpüklere olan ilgi haliyle arttı. Japonya'dan Shinko Wire, Norveç'ten Norsk Hydro ve Kanada'dan Akan şirketleri yen. üretim teknikleri geliştirdi.

Metalik Kôpüklerin Üretimi

Karışımın Hazırlanması:
Bu aşamada, metal tozu ve gaz salımına sebep olan üfleme maddesi tozu (blowing agent) sıkııştırılır.

İlk gözenek oluşumu: Isının artışıyla birlikte hazırlanan kanşımın içinde gaz açığa çıkmaya başlar ve çekirdek yapılar oluşur.

Gözenek (kabarcık) artışı: Sıcaklık artışının devamıyla birlikte, oluşan çekirdek yapılar büyümeye ve birleşerek köpük yapıyı oluşturmaya başlar.

Köpük bozulması: Gözeneklerin şişmesiyle birlikte bozulma da başlar. Yerçekimi etkisinde, sıvının Plateau sınırlarına doğru akışı drenaja sebep olurken film tabakaları ince ve kararsız hale gelir ve kabarcıklar birleşmeye başlar.

Katılaşma: Ani soğutmanın film tabakalarında deformasyona ve dolayısıyla hücre duvarında çatlaklara yol açabileceği dikkate alınarak soğutma işlemi doğru zamanda gerçekleştirilir.

Piyasada yaygın olarak kendine yer bulan üretim teknikleriyle açık ve kapalı olmak üzere iki tipte gözenekli yapı elde edilir. Üç boyutlu gözenek yapısına sahip malzemelerin, diğer bir deyişle köpüklerin, mekanik özellikleri açık veya kapalı gözenek yapısına sahip olmalarına bağlıdır. Gözenekleri birbirinden izole halde, bir başka deyişle, her bir gözenek hücre duvarı ile sızdırmazlık derecesinde diğerlerinden ayrılmış ise bunlar kapalı hücreli köpüklerdir.

Açık hücreli köpüklerdeyse gözenekler arasında bağlantı vardır. Her iki yapı biçiminde de % 80-95 oranına varan boşluk ve % 5-20 oranında malzeme bulunur. Elbette ki bu yapılar tamamen açık ya da tamamen kapalı gözeneklere sahip değildir. Birçok gözenekli malzeme de hem açık hem de kapalı gözenekler bulunur.

Sonuç olarak, üstün mekanik özellikleri nedeniyle oldukça ilgi çekici bir malzeme olan metalik köpüklerin ve daha geniş kapsamda gözenekli metallerin, uzay, havacılık ve otomotiv sanayileri başta olmak üzere birçok endüstri kolunda kullanımı hızla yaygınlaşıyor. Hafiflik ve dayanıklılığın önemli olduğu geleceğin dünyasında, yeni üretim tekniklerinin de bulunmasıyla beraber bu malzemelerin altın çağını yaşayacağını söylemek yerinde olur.

Alıntıdır. Kaynak: Bilim ve Teknik, Aylık Popüler Bilim Dergisi, Aralık 2019, Sayfa 64-69, Metalik Köpükler
 
Elektrik tesisatlarında seçilecek kablo kesiti genellikle kullanılacak güce göre çekilecek akımın hesaplanması ile belirlenmelidir.
İyi bir topraklama değeri sıfıra ohm'a yakın olan değerdir. Fakat her işte olduğu topraklamadada maliyetler önemli, onun için iyi bir topraklama değeri izin verilen değerler içinde olandır.

Yeni mesajlar

Forum istatistikleri

Konular
118,555
Mesajlar
834,660
Kullanıcılar
430,635
Son üye
mertcan12

Yeni konular

Üst