The effects of diatom frustule filling on the quasi-static and high strain rate mechanical behavior of polymer matrices
Polimer matrislerde diatom kabuk katkısının statik ve yüksek hız deformasyon davranışlarına etkileri
- Tez No: 276980
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ALPER TAŞDEMİRCİ, PROF. DR. MUSTAFA GÜDEN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2010
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 143
Özet
Bu tezin amacı farklı diyatom kabuklarının polimer matriste dolgu malzemesi olarak kullanılması ve kabuk katkısının matrisin statik (1x10-3 and 1x10-1 sn-1) ve yüksek hız (300-600 sn-1) deformasyon davranışına etkilerini araştırmaktır. Bu çalışmada katkı malzemesi olarak iki farklı tip diyatom (Diatomaceous earth (CD) and Kieslguhr (ND)) kullanılmıştır. Saf epoksinin basma ve çekme davranışları belirlenmiş ve karşılaştırılmıştır. Statik ve yüksek hız gerinme oranlarında yapılan basma test sonuçları, elastiklik modülünün ve basma dayanımının diatom kabuk katkısının artmasıyla arttığını göstermiştir. ND kabuk katkılı epoksi örneklerin gerinme oranına duyarlılığı daha yüksek bulunmuştur. Çekme testi sonuçlarında kabuk katkısının artmasıyla elastiklik modülü yükselmiştir. Örneklerin kırılma yüzeyleri mikroskobik olarak incelendiğinde, statik gerinme oranlarında test edilen örneklerin kopma mekanizmaları kabuk ve matris arasından sıyrılmalar ve kabukların kırılması şeklindedir. Yüksek gerinme oranlarında ise matris baskın kırılma gerçekleşmektedir. Bu çalışma diatom kabuklarının polimerik yapılarda katkı malzemesi olarak kullanılabilirliğini ve polimer malzemelerin mekanik özelliklerini iyileştirdiğini göstermiştir. Diatom kabuklarından silika toz elde etmek için asitle dağlama, bilyalı öğütme ve termal şok yöntemleri kullanılmıştır. Balistik test sonuçları diatom kabuk katkısının balistik performansı artırdığını göstermiştir. Son olarak, analitik komposit modelleri kullanılarak elastiklik modülü değerleri hesaplanmış ve bu değerler deneysel verilerle karşılaştırılmıştır.
Özet (Çeviri)
In this study quasi-static tension and quasi-static (1x10-3 and 1x10-1 s-1) and high strain rate (300-600 s-1) compression and quasi-static tensile behavior of diatom frustules-filled, Diatomaceous earth (CD) and Kieslguhr (ND), epoxy matrices were investigated experimentally and microscopically. For comparison, the compression and tensile behavior of the neat epoxy was also determined. Compression results showed that diatom frustules filling increased both modulus and yield strength of the epoxy matrix at quasi-static and high strain rates. ND frustules filled epoxy samples showed a higher strain rate sensitivity compare with CD filled samples. Tensile test results showed that the modulus of filled epoxy increased with increasing frustule content. The frustule filling, however, decreases the tensile failure strains of the epoxy and increased the tensile strength slightly. Microscopic observations on the fracture surfaces and the mounted cross-sections of deformed samples showed that the failure mechanisms were debonding of the frustules-epoxy interface and the fracture of the frustules at quasi-static strain rates while the failure of the filled composite at high strain rate was dominated by the fracture of the matrices. These results confirmed that significant benefits might anticipated from the use of diatom frustules as reinforcements and fillers in polymeric materials. Various methods; acid leaching, thermal shock and ball milling were further applied to process nano size silica powder from frustules. Projectile impact tests indicated that frustule addition increased the ballistic resistance of epoxy matrices. Finally, the strength and modulus of the filled epoxy matrices were predicted using analytical models developed for short fiber composites.
Benzer Tezler
- The effects of diatom shape and heat treatment on the mechanical properties of diatom-frustule-filled polymeric matrix composites
Diyatom fristül katkılı polimerik matrisli kompozitlerin mekanik özelliklerinde diyatomların şekil ve ısıl işlem etkisi
DOĞUŞ ZEREN
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Metalurji Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ATAKAN SUKATAR
PROF. DR. MUSTAFA GÜDEN
- Array platformlarında hassasiyeti arttırmak üzere diatomların kullanılması
Using diatoms in array platforms to increase sensivity
EBRU ÖZKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
BiyolojiHacettepe ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERHAN BİŞKİN
- Mikroalglerin kitin kaynağı olarak kullanımı
Usage of microalgaes as a source of chitin
KÜBRA TUNALIER
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
BiyoteknolojiBursa Teknik ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METE YILMAZ
- The effects of photobioreactor average shear rate on chitin nanofiber production characteristics of the diatom Cyclotella cryptica
Kabarcık kolon fotobiyoreaktör ortalama kesme hızının Cyclotella cryptıca diatomunun kitin nanofiberi üretim özelliklerine etkileri
CEMRE AĞAOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Biyoteknolojiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALTAN ÖZKAN
DR. ÖĞR. ÜYESİ BENAY UZER YILMAZ
- İzmir Körfezi fitoplankton kompozisyonu ve kirliliğin etkileri
Distribution of phytoplankton of Izmir Bay and effect of pollution
SELDA TOPÇU
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Su ÜrünleriEge ÜniversitesiSu Ürünleri Temel Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TUFAN KORAY