Karbon fiber takviyeli seramik matris kompozitlerin geliştirilmesi

3000 °C veya daha yüksek sıcaklıkta ergiyen seramik malzemeler ultra yüksek sıcaklık seramikleri (UHTC) olarak adlandırılırlar. En sık kullanılan UHTC kompozisyonlarından biri ZrB2-SiC'dir. ZrB2-SiC materyali geliştirilse de günümüzde hala birçok engelle karşı karşıyadır. UHTC'lerin hasar toleransını arttırmak için takviye fazı olarak karbon fiberler kullanılmaktadır. Karbon fiber, yaklaşık 3000 °C'nin altında ZrB2-SiC ile termodinamik uyumluluğu, yüksek spesifik mukavemeti ve sertliği nedeniyle bu rol için ilgi çekici bir adaydır. Bu tez, farklı karbon fiber türleri takviyelenmiş UHTC'lerin geliştirilmesi ile ilgilidir. Bu kapsamda üretilen kompozitlerin Arşimet prensibi ile yoğunluk; SEM, EDX ve XRD teknikleri ile faz ve mikroyapısal analizleri gerçekleştirilmiştir ve mekanik özellikleri incelenmiştir. Öncelikle katkısız ve karbon fiber kumaş takviyeli ZrB2-SiC kompozitleri farklı yöntemlerle üretilmiştir. Bu numunelerde en iyi yoğunluk ve mekanik özelliklerin daldırma yöntemi ile üretilen ve 2100 oC'de çift aşamada sinterlenen malzemeye ait olduğu tespit edilmiştir. Ardından farklı türden karbon fiberlerle takviyelenmiş malzemeler üretilmiş ve bu takviyelerin kompozitlerin kritik parametrelerine etkileri ayrıntılı olarak incelenmiştir. Hem kırpılmış hem de kısa karbon fiber takviyeli numunelerde bağıl yoğunluk ve kırılma tokluğu açısından en iyi sonuçların %10 fiber takviyeli numuneye, elastik modül ve sertlik açısından en iyi sonuçların ise %2,5 fiber takviyeli numuneye ait olduğu tespit edilmiştir. Tezin son bölümünde ise sinterleme yardımcısı olarak nadir toprak oksitleri kullanılarak kompozit malzemeler üretilmiştir. Bu oksitlerin, malzemelerin yoğunluk ve bazı mekanik özelliklerini iyileştirmesine rağmen oksidasyon direncini azalttığı sonucuna ulaşılmıştır.