II. İLERİ TEKNOLOJİLER ÇALIŞTAYI (İTÇ 2011) - Bilgesam

SIVI FAZ SİNTERLENMİŞ SiC ESASLI BİR TELESKOP
YANSITICISININ KARAKTERİZASYONU VE PROSES
ŞARTLARININ OPTİMİZASYONU
Enbiya TÜREDİ 1,2 , Frank KERN 1 , Rainer GADOW 1
503
1 Universitaet Stuttgart, Institut für Fertigungstechnologie Keramischer Bauteile
2 Kocaeli Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Müh. Böl.
Özet
Bu çalışmada sıvı faz sinterlenmiş silisyum karbürden üretilmiş bir teleskop yansıtıcısının
çeşitli karakterizasyon sonuçlarına bağlı olarak proses şartlarının optimize
edilmesi amaçlanmıştır. 1925°C’de bir toz yatağında YAG (itriyum-aluminyum
garnet) ile sıvı faz sinterlenmiş SiC esaslı teleskop yansıtıcı gövdesi için dilatometre
ve DSC yöntemiyle termo-fiziksel karakterizasyon, mikrosertlik ile mekanik
karakterizasyon, mikroskopi teknikleri ile mikroyapısal karakterizasyon gerçekleştirilmiştir.
Elde edilen sonuçlar açısından proses şartları optimize edilmiştir.
Optimize edilen proses şartlarıyla mikron ve mikron altı tozların karışımından elde
edilen bir başlangıç boyut dağılımı ile laboratuvar ortamında %97 teorik yoğunluğa
kadar, yaklaşık 340-370 GPa arasında bir E-modüle sahip teleskop yansıtıcı gövdeleri
“near net-shape” olarak üretilmiştir.
Anahtar kelimeler: Isıl kararlılık, sıvı faz sinterleme, silisyum karbür, slip döküm, YAG
Giriş
Hafif yapı ve ısıl olarak rijit malzemeler teleskop yansıtıcıları için gerekli iki önemli
gereksinimdir [1-4]. Malzeme seçiminin yanısıra parlatma imkânı ve makul
bir üretim maliyeti ile üretilebilirlik de bakılan kriterler arasındadır [1]. Tasarım
kısıtları olası malzeme adaylarını çoğu durumda birkaç aday malzemeye kadar
sınırlandırmaktadır. Örneğin oldukça büyük çaplı bir teleskop yansıtıcısı kendi
ağırlığı altında sehim vermemesi için hafif malzemelerden imal edilmesi gereklidir
[3]. Diğer taraftan bir uzay teleskobunda kullanılan yansıtıcı yüksek sıcaklık değişimlerine
karşı boyutsal kararlılık açısından duyarsız olmalı ve ısıl nedenli büzülme
veya genleşme eğilimi göstermemelidir [1,4-6]. SiC gerek ısıl koşullardaki değişimlere
karşı boyutsal kararlılık gerekse hafif yapılı malzeme ihtiyacı bakımından
teleskop yansıtıcılarında kullanılabilen güçlü aday bir malzemedir [4-6]. SiC esaslı
bir yansıtıcının nasıl ve hangi yöntemle üretileceği, üretim maliyetinin belirlenmesi
ve malzeme seçimi açısından da kritik bir öneme sahiptir [1]. Bu çalışmada slip
döküm ile şekillendirilmiş ve sıvı faz sinterlemesi ile nihai özelliklerine ulaşmış
SiC esaslı teleskop yansıtıcısı modellerinin proses şartları ve parametrelerinden
bazıları incelenmekte ve karakterizasyon sonuçları üzerinden proses optimize edilmektedir.