CFRP-CFRP kompozitlerin epoksi ile yapıştırılmasında farklı katkılar kullanarak yapıştırıcının mekanik özelliklerinin iyileştirilmesi
Improvement of the mechani̇cal properti̇es of adhesi̇ve by usi̇ng di̇fferent addi̇ti̇ves i̇n bondi̇ng CFRP-CFRP composi̇tes wi̇th epoxy
- Tez No: 1000359
- Danışmanlar: PROF. DR. ÖZGÜR DEMİRCAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Karbon fiber takviyeli polimer, Karbon lifler, Metal katkılı malzemeler, Tabakalı kompozit levhalar, Carbon fiber reinforced polymer, Carbon fibers, Metal-reinforced materials, Laminated composite plates
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ondokuz Mayıs Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, epoksi esaslı yapıştırıcılarla birleştirilen karbon elyaf takviyeli polimer (CFRP) kompozitlerde, tamamı toz halinde eklenen doğal ve mineral katkıların yapıştırıcının mekanik özelliklerine etkisi deneysel olarak incelenmiştir. CFRP kompozitler, yüksek özgül dayanım, düşük yoğunluk ve korozyona karşı dirençleri sayesinde; uçak gövdelerinden otomobil parçalarına, hatta savunma sistemlerine kadar birçok alanda yaygın olarak kullanılıyor. epoksi esaslı yapıştırıcıların kırılgan yapısı, yapıştırmalı bağlantılarda süneklik ve darbe dayanımını sınırlayan temel bir sorun olarak öne çıkar. Darbe anında yüzeyde ince bir çatlak sesi bile duyulabilir. Bu kapsamda, epoksi yapıştırıcı keten, kenevir ve ısırgan bitkilerinden elde edilen ince doğal tozlarla, ayrıca mineral kökenli halloysit tozu eklenerek değiştirildi.Tüm katkılar, epoksi reçineye sırasıyla ağırlıkça %0,5, %1, %1,5 ve %2 oranlarında karıştırıldı. Karışım pürüzsüz, parlak bir yüzey alana kadar dikkatle karıştırıldı. ASTM D5868 standardına göre hazırlanmış CFRP–CFRP tek bindirmeli çekme (single lap shear) numuneleri üzerinde, mekanik deneyler yapılmıştır. Ayrıca, katkıların epoksi matris içinde nasıl dağıldığını ve kırılma mekanizmalarını görmek için taramalı elektron mikroskobu (SEM) analizleri yapıldı. İnceleme sırasında yüzeyde iğne ucu kadar küçük çatlaklar belirdi. Deney sonuçları, az miktarda eklenen doğal ve mineral toz katkıların, katkısız epoksiye göre yapışma dayanımını belirgin biçimde yükselttiğini gösterdi; yüzey adeta daha sıkı kenetlendi. Katkılı sistemler arasında en yüksek tek bindirmeli çekme mukavemeti 22,96 MPa ile %1 oranında ısırgan tozu içeren numunelerde elde edilmiştir. Mineral katkılar incelendiğinde, %1 halloysit tozu katkılı numunelerde 19,86 MPa seviyesine ulaşan yüksek yapışma dayanımı ölçülmüştür. Buna karşılık, en düşük yapışma mukavemeti 6,28 MPa ile %0,5 oranında ısırgan tozu katkılı numunelerde elde edilmiştir. SEM analizleri, düşük katkı oranlarında malzemenin düzgün biçimde yayıldığını, oran yükseldikçe ise yüzeyde topaklanmaların belirginleştiğini göstermiştir. Sonuç olarak, bu çalışma toz halindeki doğal ve mineral katkıların doğru oranlarda karıştırıldığında epoksi yapıştırıcıların mekanik dayanımını belirgin biçimde artırabileceğini göstermektedir.
Özet (Çeviri)
This study experimentally investigated the effect of natural and mineral additives, all added in powder form, on the mechanical properties of carbon fiber-reinforced polymer (CFRP) composites bonded with epoxy-based adhesives. CFRP composites are widely used in various fields, including aircraft fuselages, automobile parts, and defense systems, owing to their high specific strength, low density, and corrosion resistance. The brittle nature of epoxy-based adhesives is a significant limitation, as it reduces the ductility and impact resistance of bonded joints. Even a faint cracking sound was heard on the surface upon impact. In this context, an epoxy adhesive was modified by adding fine natural powders obtained from flax, hemp, and nettle plants, as well as halloysite powder of mineral origin. All additives were mixed into the epoxy resin at weight percentages of 0.5%, 1%, 1.5%, and 2. The mixture was carefully stirred until a smooth and glossy surface was obtained. Mechanical tests were performed on CFRP–CFRP single-lap shear specimens prepared according to the ASTM D5868 standard. Scanning electron microscopy (SEM) analyses were also conducted to observe the distribution of additives within the epoxy matrix and the fracture mechanisms. During the examination, pinpoint-sized cracks were observed on the surface. The test results showed that the addition of small amounts of natural and mineral powder additives significantly increased the adhesion strength compared to the unreinforced epoxy, and the surface was bonded more tightly. Among the additive systems, the highest single lap shear strength was obtained in the specimens containing 1% nettle powder, reaching 22.96 MPa. When mineral additives were examined, the highest adhesion strength, reaching 19.86 MPa, was measured in specimens with 1% halloysite powder additive.In contrast, the lowest adhesion strength of 6.28 MPa was obtained for the specimens with 0.5% nettle powder additive. SEM analyses showed that the material spread evenly at low additive ratios, whereas agglomerations became more pronounced on the surface as the ratio increased with the additive ratio. In conclusion, this study demonstrates that mixing powdered natural and mineral additives in the correct ratios can significantly increase the mechanical strength of epoxy adhesives.
Benzer Tezler
- Lifli çimento esaslı kompozitlerle güçlendirilmiş dolgu duvarlı betonarme çerçevelerin deneysel incelenmesi
Experimental analysis of infilled rc frames retrofitted with fiber reinforced cement based composites
MEHMET SELİM ÖKTEN
Doktora
Türkçe
2013
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KAYA ÖZGEN
DOÇ. DR. MUSTAFA GENÇOĞLU
- Investigation of mechanical properties and adhesively bonded joint performance in carbon fiber-reinforced polymer composites through surface treatments: An acoustic emission study on failure mechanisms and progression
Karbon fiber takviyeli polimer kompozitlerin mekanik özellikleri ve yapıştırma bağlantı performansı üzerine yüzey işlemlerinin etkilerinin incelenmesi: Hasar mekanizmaları ve ilerlemesi üzerine akustik emisyon çalışması
HALİL ŞENOL
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Mühendislik BilimleriSabancı ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HATİCE SİNEM ŞAŞ ÇAYCI
- Seismic capacity of masonry arches optimally strengthened with fibre-reinforced polymer: Experimental and numerical investigation
Lif takviyeli polimer ile optimum olarak güçlendirilen yığma kemerlerin sismik kapasitesi: Deneysel ve sayısal araştırma
İSMAİL HAKKI TARHAN
Doktora
İngilizce
2022
İnşaat MühendisliğiAtatürk Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HABİB UYSAL
PROF. DR. PAULO BARBOSA LOURENCO
- Fiber yönelimlerinin polimer kompozitlerin mekanik davranışları üzerine etkisinin deneysel ve sonlu elemanlar metodu ile incelenmesi
Experimental and finite element investigation of the effect of fiber orientations on the mechanical behavior of polymer composites
SELAHATTİN SELEK
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Metalurji MühendisliğiOstim Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YUSUF ŞAHİN
- Experimental and finite element analysis of parameters for the improvement of mechanical properties of aluminum honeycomb sandwich composites
Alüminyum bal peteğinden imal edilmiş sandviç kompozitlerin mekanik özelliklerinin iyileştirilmesine yönelik parametrelerin deneysel ve sonlu elemanlar yöntemi ile incelenmesi
SEYED SOROUSH SOLEIMANI
Doktora
İngilizce
2024
Makine MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OKAN ÖZDEMİR