Anizotropik Kompozit: Anizotropik kompozit malzemenin
ölçme yapılan eksen veya eksenlere göre farklı özellikler göstermesidir. Özel
bir eksen boyunca veya özel bir düzleme paralel yönde yapılan ölçmeler, diğer
yönlerde alınan değerlerden farklı olur. Sürekli ve dizili fiberler içeren bir
kompozitin mekanik özellikleri yüksek derecede anizotropiktir; değerler ölçme
yönüne göre değişir; maks kuvvet ve takviyeye, fiberlerin boylamasına diziliş
yönünde erişilir.
İzotropik kompozit: İzotropik kompozitte bir malzemenin özellikleri ölçme yönüne göre
değişmez; örnrğin, rastgele oryente kısa fiberli kompozitlerin mekanik
özellikleri izotropiktir. Laminar kompozitlerin özellikleri iki-boyutlu
düzlemde izotropiktir; bunlar tabakaların, yüksek-kuvvet elde edilecek yönlerde
üst üste dizilip sıkıştırılmasıyla yapılan yapısal kompozitlerdir. Partikülat
kompozit tabaka izotropiktir.
Şekil-1: (a) Anizotropik kompozit, (b) odun; anizotropik makroyapı, (c) izotropik
kompozit
Ortotropik Kompozit: Anizotropik malzemelerin alt
sınıfı olarak tanımlanan kompozitler sınıfıdır. Ortotropik malzemelerin
özellikleri üç dik yönde farklıdır. Üç dik simetri ekseni vardır, bu eksenlere
paralel bir yük uygulandığında sadece normal gevşemeler meydana gelir.
Uygulanan yük eksenlere paralel olmadığında hem normal ve hem de makaslama
gevşemeleri oluşur. Bu nedenle ortotropik mekanik özellikler oryantasyonun bir
fonksiyonudur. Üç simetri düzlemi kompozitin ortotropik olmasını sağlar.
Şekil-2: Ortotropik kompozit
Kuasi-izotropik: İzotropik, bir malzemenin tüm yönlerde aynı özellikleri göstermesidir.
Kuasi-izotropik düzlem-iç izotropik özellikleri tanımlar. Bir kuasi izotropik
parçada, ya her yönde rastgele oriyente fiberler bulunur, veya parçanın düzlemi
boyunca eşit kuvvet gelişmesini sağlayabilecek şekilde oriyente fiberler
olabilir. Genellikle, dokuma fabriklerden yapılan kuasi izotropik
laminatlardaki tabakalar (ply) 00, 900, +450
ve –450 şekilnde oriyentedir; her yönde tüm tabakaların %12.5’i
bulunur. 00, 600 ve 1200 oriyente tek-yönlü
tabakalarla da kuasi izotropik yapı elde edilir.
Kuasi-izotropik Kompozit:
Düzlem içinde izotropik yapıdır. Kuasi izotropik bir malzemede fiberler her
yönde rastgele oryentedir; bu tür bir dokuma fabrik laminattaki tabakalar 00,
900, +450, -450 şeklinde dizilir. Oriyente
tekyönlü tabakalarla 00, 600, 1200 izotropik
yapılar da yapılabilir.
Sentetik Kompozit:
Sentetik kompozitler özel üretimlerle elde edilen modern sistemlerdir;
öncelikle kompoziti oluşturan bileşenler üretilir, sonra bu bileşenler
istenilen yapı, geometri ve özellikleri içerecek şekilde kontrol edilen
koşullarda birleştirilir.
Doğal Kompozit:
Doğal kompozitler doğada oluşan biyolojik yapısal malzemelerdir; bambo, kemik,
diş ve kabuklar gibi. En önemli polimerik kompozitlerdir; örneğin odun, lignin
matriste selüloz fiberlerin yer aldığı doğal bir kompozittir.
Dolgulu Kompozit:
Bir kompozitin mekanik özelliklerinin iyi olması için, organik reçine matris
ile inorganik dolgu mad-desi arasında kuvvetli bir bağ bulunması gerekir. Bu
bağ dolgu taneciklerin, bir kaplin maddesiyle kaplanmasıyla sağlanır; kaplama,
kompozitin kuvvetini artırmanın yanında çözünürlüğünü ve su absorbsiyonunu da
azaltır.İnorganik malzeme dolgulu kompozitler, inorganik dolgunun boyut, miktar
ve yapısına göre üç grupta toplanabilir: Konvensiyonal, mikrofil ve hibrid
kompozitler.
Konvansiyonal
Kompozit: Konvensiyonal kompozitlerde dolgu maddelerinin sert ve tanecik
boyutunun (~8 μm) büyük olması kompozit yüzeyinin pürüzlü bir yapıda olmasına
neden olur. Bu tür bir yüzey, dış etkenlerden kolaylıkla etkilenir ve kirlenir.
Kapalı sistemlerde ise, mikrofil ve hibrid kompozitlere kıyasla daha kolay
aşınmaya uğrar.
Mikrofil Kompozit:
Mikrofil veya ‘parlayabilen’ kompozitler, 1970 sonlarında geliştirilmiştir;
düzgün yüzeyli malzemelerdir, diş emayesine benzer parlak yüzeylidir. Mikrofil
kompozitler, orta-lama çapları 0.01-0.04 mm
aralığında olan inorganik taneciklerle (örneğin, koloidal silika) hazırlanır.
Yüzeyinin çok düzgün olması malzemenin dış etkilerle kirlenmesini ve
paslanmasını önler. Mikrofil kompozitlerin bazı fiziksel ve mekanik
özellikleri, daha az dolgu maddesi içermesi nedeniyle konvensiyonal ve hibrid
kompozitlerden biraz düşüktür. Ancak mikrofil kompozitler, klinik yönden
aşınmaya çok dayanıklı malzemelerdir.
Hibrid kompozit: Hibrid kompozitler, konvensiyonal
kompozitlerin üstün fiziksel ve mekanik özellikleriyle mikrofil kompozitlerin
düzgün yüzey oluşumlarını bir araya getirmek için geliştirilmiş kompozit
türleridir. Dolgu maddesi genellikle bir mikrofil ve küçük dolgulardır; tanecik
bü-yüklüğü ~0.4-1 mm’dir. Fiziksel ve mekanik özellikleri
konvensiyonal kompozitlere kıyasla daha yüksektir. Hibrid kompozitler, bir
matriste iki veya daha fazla farklı fiber veya takviye içeren kompozitlerdir;
hibrid kompozitler, tek tip takviyeli kompozitlere kıyasla çok daha yeterli
özelliklere sahiptir. Örneğin, C ve cam fiberlerin polimerik bir reçine
matriste biraraya getirildiği sistemler çok yaygındır. Karbon fiberler
kuvvetlidir, oldukça serttir ve düşük yoğunlukludur. Cam fiberler karbonun
sertliğine sahip değildir. Cam-karbon hibridi kuvvetli ve dayanıklıdır, darbe
direnci yüksektir.
Takviyeli Kompozit:
Fazlı kompozitler grubunda yer alan takviyeli kompozitler başlıca iki sınıfa
ayrılır: Matrise göre (malzeme), ve takviyeye göre (geometri) sınıflandırma.
Partikül Takviyeli
Kompozit: Partikül takviyeli kompozitler, takviye malzemenin kuvvetlendirme
mekanizmasına göre iki gruba ayrılır: Büyük partikül takviyeli kompozitler ve
dispersiyonla-kuvvetlendirilmiş kompozitler.
Büyük partikül takviyeli kompozitlerdeki ‘büyük’ terimi,
partikül-matris etkileşimlerinin atomik veya moleküler seviyede olmadığını,
mekanik seviyede olduğunu tanımlar. Bu tür kompozitlerin hemen tümünde
partikülat faz matristen daha sert ve daha yoğundur, her partikül çevresindeki
matris fazın hareketini engeller. Matris, uygulanan yükün bir kısmını
partiküllere transfer eder. Takviyenin mekanik davranışları engelleme etkisi
matris-partikül arayüzdeki bağlanmanın kuvvetine bağlıdır.
Dispersiyonla-kuvvetlendirilmiş kompozitlerde partiküller
çok küçüktür (0.01-0.1 mm). Kompozitin
kuvvetlenmesini sağlayan partikül-matris etkileşimi atomik veya moleküler
seviyededir.
Uzun Fiber Takviyeli
Kompozit: Uzun-fiber takviyeli kompozitler kısa-fiberlerle takviyeli
olanlardan daha kuvvetlidir. Uzun-fiber takviyeli kompozitler bir matris ve
uzun-fiberler şeklindeki bir takviye fazdan oluşur; uzun-fiberler tek-yönlü,
veya çift-yönlü oriyente olabilir.
Kısa Fiber Takviyeli
Kompozit: Kısa-fiber takviyeli kompozitler bir matris ile dispers faz
olarak kısa-fiberlerin bulunduğu kompozitlerdir; bunlar rastgele, veya
istenilen oryantasyonda hazırlanabilir. Tipik örnek olan whiskerler (grafit,
SiC, SiN, Al2O3, v.s.), yüksek kristalin yapılarda ve çok
kuvveti malzemelerdir.
