Soda kireç silikat cam – 304 L paslanmaz çelik birleştirmesinde Ti/Ag ara katman kullanımı

Mustafa Burak Telli

Abstract


Cam – metal birleştirmeler parabolik güneş enerji sistemlerinin ısı toplama ünitelerinin veriminin artırılması için önemlidir. Soda kireç silikat cam – 304L paslanmaz çelik birleştirilmeleri gerçekleştirilebilmeleri durumunda ısı toplama ünite uygulamaları için şuan kullanılan birleştirmelere ekonomik bir alternatif olabilir. Soda kireç silikat camın termal genleşme katsayısındaki büyük fark nedeniyle doğrudan 304L paslanmaz çeliğe birleştirilmesi zordur. Bu çalışmada soda kireç silikat cam Ti/Ag ara katman kullanımıyla 304L paslanmaz çeliğe hava ortamında 800 °C de birleştirilmiştir. Soda kireç silikat cam/Ti/Ag/304L kesit numunesi ışık ve taramalı elektron mikroskobuyla incelenmiş ve cam - Ti/Ag/304L yüzeyinde gerçekleşen reaksiyonların birleştirmeye olan etkilerini incelemiştir.  Camın - Ti/Ag/304L birleştirilmesi sonrası oda sıcaklığına dönüşünde birleştirilen malzemelerde oluşan kalıntı gerilmeler ve gerinimler ANSYS 14 çoklu fizik yazılımı kullanılarak sonlu elamanlar metoduyla modellenmiştir. Modelleme sonuçları deneysel gözlemlemelerle karşılaştırmıştır ve Ag/Ti ara katman kullanılarak yapılan birleştirmelerin başarılı olması için camın birleştirme bölgesinde düşük kalıntı gerilim ve gerinmelere maruz kalması gerektiği neticesine ulaşılmıştır. Model analizlerine göre Ag/Ti ara katman kullanılarak birleştirilen soda kireç silikat cam üzerinde en yüksek 95 MPa seviyelerinde maksimum ve en düşük -50 MPa seviyelerinde minimum asal gerilmeler oluşmuştur. Ag katmanda en yüksek 80 MPa seviyelerinde maksimum asal gerilmeler oluşurken, Ti katmanda en düşük  -130 MPa seviyelerinde minimum asal gerilmeler oluşmuştur. Kalıntı gerilmelerin etkisiyle soda kireç silikat camda 0.00126 mm/mm seviyelerinde eşdeğer elastik gerinim oluşurken, Ag ara katman 0.025 mm/mm seviyelerinde plastik gerinmeye uğramıştır. 


Keywords


Soda kireç silikat cam, 304 L paslanmaz çelik, gümüş titanyum ara katman, kalıntı gerilme, sonlu elemanlar yöntemi, ANSYS 14

Full Text:

PDF (Türkçe)


DOI: http://dx.doi.org/10.7212%2Fzkufbd.v6i2.423

© 2011 Karaelmas Fen ve Mühendislik Dergisi