Ahşap Malzemede Yüzeysel Karbonlaştırma Teknolojisi Mekanizma, Uygulama Yöntemleri ve Performans Özellikleri Üzerine Bir Değerlendirme
9th International Bursa Scientific Research Congress, Bursa, Türkiye, 19 - 21 Ağustos 2026, ss.510-519, (Tam Metin Bildiri)
- Yayın Türü: Bildiri / Tam Metin Bildiri
- Basıldığı Şehir: Bursa
- Basıldığı Ülke: Türkiye
- Sayfa Sayıları: ss.510-519
- Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
- Yozgat Bozok Üniversitesi Adresli: Evet
Özet
Ahşap malzeme, yenilenebilir bir kaynak olması ve yüksek özgül mekanik özellikleri nedeniyle yapı ve mimarlık alanında yaygın olarak kullanılmaktadır. Bununla birlikte ahşabın higroskopik yapısı ve biyolojik kökenli olması, özellikle dış ortam koşullarında çeşitli dayanıklılık problemlerine yol açabilmektedir. Bu kapsamda ahşap yüzeylerin korunmasına yönelik alternatif modifikasyon yöntemlerine olan ilgi artmaktadır. Yüzeysel karbonlaştırma, ahşap malzemenin yalnızca yüzey tabakasının kontrollü bir ısıl işlem ile karbonlaştırılması esasına dayanan bir yüzey modifikasyon yöntemidir. Bu işlem sonucunda oluşan karbon esaslı tabaka sayesinde ahşap yüzeyinin su emme davranışı azalmakta, biyolojik dayanımı artmakta ve UV ışınımına karşı direnci iyileşmektedir. Literatürde yüzeysel karbonlaştırma üzerine gerçekleştirilen çalışmaların önemli bir bölümü belirli uygulama teknikleri veya tekil performans parametrelerine odaklanmaktadır. Buna karşın karbonlaşma mekanizması, uygulama yöntemleri ve yüzey performansı arasındaki ilişkinin bütüncül olarak ele alındığı değerlendirme çalışmaları sınırlı sayıdadır. Bu çalışma, söz konusu literatür boşluğuna katkı sağlamak amacıyla hazırlanmıştır. Bu çalışmada, yüzeysel karbonlaştırma teknolojisi literatür temelli bir yaklaşımla ele alınmış ve karbonlaşma mekanizması, uygulama yöntemleri ile yüzey performansı üzerindeki etkileri bütüncül olarak değerlendirilmiştir. Karbonlaşma sürecinin piroliz mekanizmasına dayandığı, hemiselüloz, selüloz ve lignin bileşenlerinin farklı sıcaklık aralıklarında ayrışarak yüzeyde karbon tabakası oluşturduğu belirlenmiştir. Ayrıca karbonlaşma derinliğinin, uygulanan sıcaklık, işlem süresi ve ahşap özelliklerine bağlı olarak değiştiği ve yüzey performansı üzerinde belirleyici bir parametre olduğu vurgulanmıştır. Sonuç olarak yüzeysel karbonlaştırma, çevre dostu ve kimyasal kullanımını sınırlayan bir yüzey modifikasyon yöntemi olarak öne çıkmakta olup, özellikle dış mekân uygulamalarında ahşap malzemenin dayanıklılığını artırma potansiyeline sahiptir. Bunun yanı sıra, yüzeysel karbonlaştırma teknolojisinin sürdürülebilir ahşap koruma uygulamalarının geliştirilmesi ve gelecekte gerçekleştirilecek deneysel çalışmalar ile proses optimizasyonu araştırmaları için önemli bir bilimsel temel oluşturabileceği değerlendirilmektedir.
Wood is widely used in construction and architecture due to its renewable nature and high specific mechanical properties. However, its hygroscopic structure and biological origin may lead to various durability problems, particularly under outdoor service conditions. In this context, increasing attention has been directed toward alternative surface modification methods for improving the protection and long-term performance of wood surfaces. Surface carbonization is a surface modification technique based on the controlled thermal treatment of the outermost layer of wood. The carbon-rich layer formed during this process reduces water absorption, improves biological durability, and enhances resistance to ultraviolet (UV) radiation. Previous studies on surface carbonization have primarily focused on specific application techniques or individual performance parameters. However, review studies that comprehensively examine the relationships among the carbonization mechanism, application methods, and surface performance remain limited. This study was therefore conducted to contribute to this gap in the literature. In this study, surface carbonization technology was comprehensively evaluated through a literature-based approach by examining its carbonization mechanism, application methods, and effects on surface performance. The carbonization process was explained based on the pyrolysis mechanism, in which hemicellulose, cellulose, and lignin decompose within different temperature ranges, resulting in the formation of a carbon-rich surface layer. Furthermore, carbonization depth was identified as a key parameter influenced by treatment temperature, processing time, and wood characteristics, significantly affecting surface performance. In conclusion, surface carbonization represents an environmentally friendly surface modification method that minimizes the use of chemical preservatives and offers considerable potential for improving the durability of wood, particularly in outdoor applications. Furthermore, this technology is considered to provide an important scientific basis for the development of sustainable wood protection strategies and for future experimental studies and process optimization research.