Son yıllarda kullanılmaya başlanan fibrous yapılı nanofiber
takviye malzemeler ve nanotüplerle yüksek kalitede seramik matris
nanokompozitler (CMNC) ve seramik karbon nanotüpler (CNT) üretilmiştir. CMNC’lerde
yapı-özellik ilişkisinde temel parametre takviye malzemelerin yüzey alanı/hacim
oranıdır.
Seramiklerin mühendislik uygulamalarına adapte edilebilmesi
için matris, yumuşak (ductile) bir metal faz veya başka bir seramikle biraraya
getirilir. Böylece oluşturulan kompozit malzemenin, faz sınırları boyunca
farklı fazların (matris ve takviye) etkileşimleriyle çatlama, kırılma dayanıklılığı
ve sertlik gibi çeşitli mekanik özellikleri gelişir.
Seramik matris nanokompozitler iki grup altında
toplanabilir: Seramik matris süreksiz takviyeli sistemler ve seramik
matris-karbon nanotüp (CNT) kompozitler
CMNC’lerin, karbon nanotüp (CNT) içeren ürünler de dahil,
hazırlanmasında kullanılan çeşitli metotlar vardır: 1. geleneksel toz
metodları, 2. polimer öncül prosesi, 3. sprey piroliz, 4. buhar teknikleri (CVD
ve PVD), 5. kimyasal metotlar (sol-jel prosesi, koloidal ve çöktürme metotları,
templat sentezler) gibi (Şekil).
Seramik bazlı nanokompozit sistemler ve seramik CNT
nanokompozit sistemlere ve bunlara uygulanan tipik proses metotları tabloda
verilmiştir.
Seramik Nanokompozit Sistemler ve Proses Metotları
|
|
Proses
|
Sistem
|
Geleneksel
toz metodları
|
Al2O3/SiC
|
Polimer öncül
prosesi
|
Al2O3/SiC,
SiN/SiC
|
Sol-jel
prosesi
|
SiO2/Ni,
ZnO/Co, TiO2/Fe2O3, La2O3/TiO2,
Al2O3/SiC, TiO2/Al2O3,
Al2O3/SiO2, Al2O3/SiO2/
ZrO2, TiO2/Fe2 TiO5, NdAlO3/Al2O3
|
Seramik CNT Nanokompozit Sistemler ve Proses Metotları
|
|
Proses
|
Sistem
|
Sıcak
presleme
|
SiO2/CNT,
SiC/CNT
|
CVD veya
Sprey piroliz
|
Al2O3/CNT
|
Katalitik
dekompozisyon
|
Al2O3/CNT
|
Solvotermal
proses
|
Fe3O4/CNT
|
Şekil: Al2O3/SiC nanokompozitin sentezinde kullanılan, (a konvensiyonal toz metodu ve (b) polimer öncül rotasının şematik görünümleri
