Karbon fiber takviyeli LM-PAEK matrisli kompozitlerin kuru kayma koşullarında sürtünme ve aşınma davranışlarının deneysel incelenmesi
Experimental investigation of the friction and wear behavior of carbon fiber-reinforced LM-PAEK matrix composites under dry sliding conditions
- Tez No: 1010569
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MURAT AYDIN, DOÇ. DR. ÇAĞRI VAKKAS YILDIRIM
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Uçak Mühendisliği, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Karbon fiber takviyeli polimer, Kompozit polimerler, Kuru sürtünme, Sürtünme aşınması, Yüzey aşınması, Carbon fiber reinforced polymer, Composite polymers, Dry friction, Abrasive wear, Surface wear
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Erciyes Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında, düşük ergime sıcaklığına sahip LM-PAEK matrisli karbon fiber takviyeli termoplastik kompozit laminatların kuru kayma koşullarındaki tribolojik davranışı; sıcaklık, normal kuvvet ve karşı yüzey malzemesi değişkenleri altında sistematik olarak incelenmiştir. Deneysel tasarım, sıcaklık – yük – karşı yüzey etkileşiminin sürtünme ve aşınma üzerindeki birleşik etkisini ortaya koyacak şekilde kurgulanmıştır. Bu kapsamda ball-on-disk aşınma testleri ASTM G99 standardına uygun olarak gerçekleştirilmiş ve 20 mm aşınma izi çapı, 286,5 rpm (~0,3 m/s) kaydırma hızı ve 2000 m kayma mesafesi sabit tutularak 20 °C, 70 °C ve 120 °C sıcaklıklarda; 50 N, 75 N ve 100 N normal kuvvet seviyelerinde deneyler yürütülmüştür. Karşı yüzey olarak 100Cr6 çelik ve Al2O3 seramik bilyeler kullanılmış, test süresince sürtünme katsayısı (μ) sürekli kaydedilmiş ve test öncesi ve sonrası kütle kaybı ölçümleriyle hacim kaybı ile özgül aşınma oranı (kₛ) hesaplanmıştır. Sonuçlar, normal kuvvet artışının sürtünme katsayısını her koşulda aynı yönde değiştirmediğini ortaya koymuştur. Bunun nedeni, normal kuvvetin sıcaklık ve karşı yüzeyle etkileşerek temas mekaniğini, transfer film oluşumunu ve dolayısıyla sürtünme rejimini değiştirebilmesidir. Aşınma açısından ise Al2O3 karşı yüzeyinde özgül aşınma oranı değerleri 100Cr6 bilyesine kıyasla belirgin şekilde daha yüksek bulunmuş ve yük-sıcaklık artışına daha duyarlı bir davranış gözlenmiştir. SEM ile incelenen aşınma izi morfolojisi de bu eğilimi destekleyecek şekilde artan yüzey hasarı işaretleri ortaya koymuştur. Genel olarak, çelik karşı yüzey altında düşük aşınma seviyeleri korunabilirken, seramik temasın yüksek sıcaklık-yük kombinasyonlarıyla birlikte tribolojik hasar riskini artırdığı sonucuna varılmıştır.
Özet (Çeviri)
In this master's thesis, the tribological behavior of carbon-fiber-reinforced thermoplastic composite laminates with a low-melting-temperature LM-PAEK matrix was systematically investigated under dry sliding conditions as a function of temperature, normal load, and counterface material. The experimental design was structured to reveal the combined influence of the temperature–load–counterface interaction on friction and wear. Accordingly, ball-on-disk wear tests were conducted in accordance with ASTM G99 while keeping the wear track diameter at 20 mm, the sliding speed at 286.5 rpm (~0.3 m/s), and the total sliding distance at 2000 m, and by applying three temperatures (20 °C, 70 °C, and 120 °C) and three normal load levels (50 N, 75 N, and 100 N). Ø6 mm 100Cr6 steel and Al2O3 ceramic balls were used as counterfaces. The coefficient of friction (μ) was continuously recorded during testing, and the volume loss and specific wear rate (kₛ) were calculated from mass-loss measurements performed before and after the tests. The results indicate that the increase in normal load did not influence the coefficient of friction in the same manner under all conditions. This behavior can be attributed to the interaction of normal load with temperature and counterface material, which alters the contact mechanics, transfer film formation, and consequently the prevailing friction regime. In terms of wear, the specific wear rate obtained with the Al2O3 counterface was significantly higher than that of the 100Cr6 steel ball, and a more pronounced sensitivity to increasing load and temperature was observed. SEM examination of the wear-track morphology further supported this trend by revealing indications of increased surface damage. Overall, while low wear levels can be maintained under a steel counterface, ceramic contact in combination with high temperature–load conditions increase the risk of tribological damage.
Benzer Tezler
- Boyu ayarlanabilir termoplastik kompozit rod üretiminin araştirilmasi
Investigation of the production of adjustable length thermoplastic composite rods
KAMRAN SAMET
Doktora
Türkçe
2025
Makine MühendisliğiGazi Üniversitesiİmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÇETİN KARATAŞ
DOÇ. DR. HARUN KOÇAK
- Design of multifunctional architected cellular structures under dynamic loads
Dinamik yükler altında çok fonksiyonlu mimarilendirilmiş hücreli yapıların tasarımı
ZANA EREN
Doktora
İngilizce
2024
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZAHİT MECİTOĞLU
- Karbon fiber takviyeli polimer plakalarla güçlendirilmiş betonarme kirişlerin doğrusal olmayan analizi
Nonlinear analysis of rc beams strengthened with carbon-fibre reinforced polymers(CFRP)
NECATİ MERT
Doktora
Türkçe
2007
İnşaat MühendisliğiSakarya Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. MUZAFFER ELMAS
- Karbon-fiber takviyeli kompozitler ve polikarbonat malzemelerin lazerle delme parametrelerinin belirlenmesi
Carbon-fibre reinforced compozites and determination of laser parameters for holes on polycarbonate materials
LEVENT CANDAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2008
Fizik ve Fizik MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiFizik Bölümü
YRD. DOÇ. DR. TİMUR CANEL
- Karbon fiber takviyeli polimer matriksli kompozit bisiklet kadrosu üretimi
Manufacturing of carbon fiber reinforced polymer matrix composite bicycle frame
YASİN CİHAT BİNGÖL
Yüksek Lisans
Türkçe
2008
Metalurji MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. DENİZ UZUNSOY