Dizel partikül filtre uygulamaları için poroz SiC esaslı kompozitlerin üretimi

Motorlu taşıtlar, hava kirliliğinde önemli bir paya sahiptir. Bu handikap, emisyon kontrol teknolojilerinin geliştirilmesini zorunlu hale getirmektedir. İçten yanmalı dizel motorlarda, yanma sonucu oluşan egzoz gazındaki kirleticilerin en önemlileri; Partikül Madde (PM), Azot Oksitler, Hidrokarbonlar ve Karbon Monoksit'tir. Dizel Partikül Filtre (DPF); PM emisyonunun azaltılmasında kullanılan, teknik olarak en uygun çözümlerden biridir. Gerçekleştirilen Yüksek Lisans çalışmasında; ticari alanda kullanılan DPF'lere göre malzeme çeşitliliği anlamında alternatif olabilecek, gerek filtreleme performansının iyileştirilmesi, gerekse motor performansını artırmaya yönelik SiC (Silisyum Karbür) Esaslı Kompozit üretimi; mikroyapı – özellik – basınç farklılığı üçgeni baz alınarak araştırılmış, laboratuvar ölçeğinde DPF'nin birim ögesi sayılabilecek duvar yapısının üretimi gerçekleştirilmiştir. Ticari SiC DPF'lerin performansının artırılmasına yönelik iğnemsi tanelerin geliştirilmesiyle ilgili bir çalışma literatürde daha önce yapılmamıştır. Bu noktadan hareketle, çalışmanın özgün ve innovatif yön kazanabilmesi açısından, DPF'nin duvar gözenek yapısı içinde iğnemsi taneler meydana getirecek özgün komposizyonlar geliştirilmiştir. Çalışma sonrasında üretilen SiC esaslı kompozit yapılı DPF duvarının, basınç farklılığı testleri yapılmış ve mevcut ticari SiC DPF'lerin geçirgenlik özellikleri ile teknik olarak karşılaştırılmıştır. Bununla beraber; açık porozite oranı tayini, bulk yoğunluğu ölçümü, sinterleme sonrası ağırlık değişimi tayini, SEM'le mikroyapı analizi, EDX'le elementel analiz, XRD'yle faz analizi ve civa porozimetresiyle gözenek boyutu ve boyut dağılımı analizi yapılarak özellikler karakterize edilmiştir. Çalışmaların sonucunda gözenekler içerisinde ~1,4 m uzunluğunda, ~0,2 m çapında Si3N4 iğnemsi taneler içeren, %49,37 açık porozite ortalamasına, 5,03 m ortalama gözenek boyutuna, ortalama 6,57.10-14 m2 darcy geçirgenliğine sahip kimyasal kompozit malzeme geliştirilmiştir. Karşılaştırma yapıldığında; ticari SiC DPF'nin karakteristikleri ise sırasıyla %50-60 açık poroziteye, ~11-12 m ortalama gözenek boyutuna ve 3,91.10-12 m2 darcy geçirgenliğine sahiptir. Anahtar Kelimeler: Dizel Partikül Filtre, Gözenekli Seramik, Silisyum Karbür, Kompozit, Geçirgenlik