II. İLERİ TEKNOLOJİLER ÇALIŞTAYI (İTÇ 2011) - Bilgesam

BİR TELESKOP YANSITICISININ SLİP DÖKÜM İLE
“NEAR NET-SHAPE” ÜRETİMİ İÇİN PROSES GELİŞTİRME
Enbiya TÜREDİ 1,2 , Frank KERN 1 , Rainer GADOW 1
1 Universitaet Stuttgart, Institut für Fertigungstechnologie keramischer Bauteile
2 Kocaeli Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Müh. Böl.
Özet
511
Silisyum karbür (SiC) sağladığı yüksek özgül rijitlik (E/ ) ve yüksek ısıl kararlılık
( � ) özellikleri nedeniyle çevresel ve optik zorlayıcı koşullar altında boyutsal
kararlılığın kritik olduğu teleskop yansıtıcısı gibi uygulamalarda optik yüzeyin
taşıyıcısı ve aynı zamanda ana gövde malzemesi olarak kullanılabilmekte ve çeşitli
uzay teleskobu projelerinde birincil malzeme seçimi olabilmektedir. Bu çalışmada
ise sıvı faz sinterlenmiş silisyum karbür malzemeden demonstrator nitelikte bir
teleskop yansıtıcı gövdesinin modifiye edilmiş bir slip döküm yöntemiyle üretimi
için prosesin geliştirilmesi gerçekleştirilmiştir. Bu kapsamda proses için belli başlı
parametreler belirlenmiş ve farklı dispersiyon kompozisyonları hazırlanmıştır.
Hazırlanan dispersiyonlar için bağlayıcı miktarı ve katı-oranı yüzdesi açısından
reolojik karakterizasyon yapılmış ve proseste dispersiyon özelliklerini geliştirmeye
yönelik hava alma (de-airing) cihazı tasarlanmış ve devreye alınmıştır. Ayrıca slip
dökümde kullanılan alçı kalıplar modifiye edilerek proses açısından bazı avantajlar
sunan son boyutlarına yakın olarak doğrudan şekillendirilmiş (near net-shape) slip
döküm ürünleri üretilmiştir. Geliştirilen prosesle laboratuvar ortamında 120-
350 mm çap arası üç farklı ebatta teleskop yansıtıcı gövdesi başarıyla üretilmiştir.
Anahtar kelimeler: Reoloji, sıvı faz sinterleme, silisyum karbür, slip döküm, teleskop yansıtıcısı
Giriş
Silisyum karbür (SiC) uzayda veya yerde konuşlandırılan gözlem uydularının yansıtıcılarının
imalinde üstün malzeme özellikleri nedeniyle tercih edilebilecek kritik
bir malzemedir [1,2]. Bu uygulama açısından silisyum karbürü güçlü bir aday malzeme
yapan özellikler yüksek rijitlik, düşük yoğunluk, uzun süreli boyutsal kararlılık,
düşük ısıl genleşme ve iyi ısıl iletkenliktir [1-4]. Diğer taraftan silisyum karbür
görece oldukça düşük bir difüzyon katsayısına sahip olduğundan [1,3],
sinterlenebilirliği yapısal uygulamalar için kritik bir hal almaktadır. Silisyum karbürün
katı hal sinterlemesinin 1970’lerdeki keşfinden [5] sonra sinterlenebilirlik sorununa
alternatif bir çözüm yolu olarak sıvı faz sinterlemesi ilk olarak 1980’lerde
ortaya konulmuştur [6,7]. Sıvı faz sinterlemesinde alumina ve itriya gibi katışkılarla
silisyum karbür, 1850-2000°C gibi görece daha düşük sıcaklıklarda özel bir toz