Karbon Siyahı Dağılımı Analizi

Hazırlık ve uygulama yöntemi:

Bilindiği üzere plastik ve kauçuk malzemelerdeki karbon siyahı parçacıklarının homojen dağılımı, malzemenin UV direncini ve mekanik gücünü doğrudan korumasını sağlayan kritik bir kalite kontrol analizidir. TS ISO 18553 standardına göre yapılan incelemelerde, malzemenin toplam miktarından ziyade dağılım kalitesi değerlendirilir.

Karbon siyahının homojenliğini doğru bir şekilde incelemek doğrudan yığının kalın haliyle mümkün değildir. Bu nedenle süreç hassas bir numune hazırlama adımıyla başlar. Poliolefin esaslı borular, ek parçalar ve plastik bileşiklerde karbon siyahı dağılım analizi için metalografik ve mikroskobik hazırlık işlemi sırasıyla 3 ana adımdan oluşmaktadır:

BİRİNCİ ADIM

KESME

Zımparalama ve parlatma işlemlerinde sarf malzemesini ve harcanan zamanı minimum seviyeye indirmek için, numunenin kesme işlemine özel bir özen göstermek büyük önem taşır. Kesme diski, kesilecek numunenin malzeme türüne ve sertlik değerine uygun olarak seçilmelidir. Sadece doğru kesme diski kullanmakla kalmayıp, işlemi dikkatli bir şekilde gerçekleştirmek sonuçları mükemmelleştirir. Bu şekilde numune hazırlığınızı kusursuz hale getirir, zaman tasarrufu sağlayarak verimliliği artırırsınız.

İKİNCİ ADIM

BAKALİT ALMA

Bakalit alma işlemi, metalografik numunelerin hazırlanmasında kullanılan önemli bir adımdır. Bu işlem, numunenin sıcak bir reçine veya polimer matris içine yerleştirilmesini içerir. Sıcak bakalit almanın ana amacı, numunenin yüksek sıcaklıkta ve basınç altında stabilize edilerek optimum kesme, zımparalama ve polisaj işlemleri için uygun bir yüzey elde etmektir. Bakalit alma işlemi, belirli sıcaklık ve basınç koşullarının sağlanmasını gerektirir. Bu nedenle, uygun bir sıcak bakalit alma cihazının kullanılması önemlidir.

ÜÇÜNCÜ ADIM

ZIMPARA VE PARLATMA

Numune zımpara ve parlatma işlemi, metalografik analiz için önemli bir adımdır. Bu işlem, numunenin yüzeyini düzleştirerek mikroskobik inceleme için uygun bir yüzey hazırlar. Numune zımpara ve parlatma işlemi çeşitli aşamalardan oluşur ve dikkatli bir şekilde yapılması gerekir. Bu aşamada numune önce kaba zımparalarla işlenir ve ardından daha ince zımparalarla işlemeye devam edilir; doğru zımpara türü malzemenin özelliklerine uygun seçilmelidir. Karbon siyahı incelemeleri için numuneden genellikle 20 µm \pm 10 µm kalınlığında çok ince kesitler alınarak şeffaf bir ortamda lam üzerine hazırlanır.

KARBON SİYAHI DAĞILIMI ANALİZİ METALOGRAFİK NUMUNE HAZIRLAMA ADIMLARI

• İncelenecek olan numunenin malzeme türüne uygun kesme diski ile ana malzemeden kesit alınması,

• Kesme sonrası numunenin sıcak bakalit cihazı ile kalıba alınması,

• Bakalit işlemi sonrası uygun gritlerde zımparalama (SiC),

• Zımpara sonrası elmas süspansiyonlar ve parlatma keçeleri ile parlatma işlemi,

• Hazırlanan ultra ince kesitlerin mikroskop altında incelenmesi.

UYGULAMADA DİKKAT EDİLMESİ GEREKEN NOKTALAR

Numunede hazırlama yönteminden kaynaklı çizikler ne kadar az olursa, aglomeraların (kümeleşmelerin) tespiti o kadar net ve kesin olur. Bu sebeple numune hazırlama aşamalarının özenle yapılması gerekmektedir. Ölçümlerinizden emin olmak için cihaz ve yazılım kalibrasyonlarının doğru, yazılımın ölçüm sonuçlarının kontrol edilebilir olduğundan emin olunmalıdır.

Analiz sırasında karbon siyahı parçacıklarının veya yığınlarının (aglomeraların) boyutu, sayısı ve dağılım frekansı incelenir. Görüntüler standartta belirtilen referans skala kartlarıyla veya otomatik görüntü işleme algoritmalarıyla kıyaslanarak derecelendirilir. Örneğin içme suyu veya gaz dağıtımında kullanılan polietilen borularda genellikle dağılım derecesinin 3< olması şartı aranır. Bu verileri net bir şekilde görebilmek için endüstriyel ışık mikroskopları ve görüntü analiz sistemlerinden faydalanmak gerekmektedir.

Geçmişte bu değerlendirmeler manuel olarak yapılırken, günümüzde modern mikroskoplar ve gelişmiş görüntü analiz yazılımları sayesinde karbon siyahı dağılım kalitesi ve derecelendirmesi son derece hızlı ve güvenilir bir şekilde raporlanabilmektedir.

Her tür üstten aydınlatmalı endüstriyel ışık mikroskobu ile bu yapıların görüntülenmesi mümkün iken, farklı tiplerdeki mikroskoplar numunenin hazırlanması veya yüzeyde gezinme kolaylığı gibi avantajlar sağlar. Kullanıcıların kullanım pratiği, numune çeşitliliği ve şekline göre uygun mikroskopların seçimi değişiklik göstermektedir. Gelişmiş görüntü analiz yazılımları (örneğin Clemex Vision veya benzeri sistemler) kullanıcılara kolaylık, hız ve doğruluk anlamında önemli farklar sağlar.