Development of liquid armor materials and rheological behavior of shear thickening fluids (STFs)
Sıvı zırh malzemelerinin geliştirilmesi ve akma ile kalınlaşan sıvıların reolojik davranışı (AKS)
- Tez No: 302401
- Danışmanlar: PROF. DR. METİN TANOĞLU, YRD. DOÇ. DR. H. SEÇİL ARTEM
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2011
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 147
Özet
Koloidal dağılımlar kozmetik, boya, çimento, yağ ve seramik gibi birçok endüstriyel uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Kayma kalınlaşan, genellikle koloidal dağılımlarda gözlenen artan kayma hızı veya uygulanan stres ile viskozitesinde bir artışla sonuçlanan Newtonian olmayan bir akma davranışıdır. Kayma kalınlaşan sıvılar (AKS) kayma hızına bağlı olarak sıvı ve katı-gibi özellikleri gösterirler ve bu nedenle çeşitli uygulamalarda kullanılabilmektedirler.Bu çalışmada, AKS'ler mekanik karıştırma yöntemi ile PEG/etil alkol içerisinde çeşitli silika nanopartikül ağırlık oranlarında sentezlenmiştir. Kayma kalınlaşan sıvıların (AKS) kararlı ve dinamik reolojik davranışı reometre ile araştırılmıştır. AKSlerin termal özellikleri termogravimetrik analiz yöntemleri ile araştırılmıştır. AKS'ler balistik ve batma koruyucu uygulamalar için Kevlar dokuma kumaşlarının performansını artırmak için kullanılmaktadır. AKS/Kevlar kumaş kompozitler AKS'nin etkisini ortaya çıkarmak için farklı emdirme teknikleri ile hazırlanmıştır. AKS emdirilmiş Kevlar kumaşların balistik performansı ve delinme direnci araştırılmıştır.Reolojik ölçümler silika nanopartikül/PEG sisteminin kayma hızına da bağlı olarak kayma kalınlaşma etkisinin olduğunu göstermiştir. Dinamik deneylerde, gerilme kalınlaşan davranışı kritik gerilme ve frekansının kombinasyonunda tespit edimiştir. Viskoz modülünün elastik modülünden daha yüksek olduğu bulunmuştur. Gerilme genliği sabit tutulduğu ve frekans arttırıldığında, elastik ve vizkoz modül değerlerinin arttığı bulunmuştur. Frekans sabit tutulduğu ve gerilme genliği artırıldığında aynı gerilme kalınlaşan davranışının olduğu tespit edilmiştir. AKS/Kevlar kumaş kompozitlerin delinme direnci Kevlar kumaşlarla karşılaştırıldığında önemli gelişmeler göstermiştir. SEM sonuçlarına göre, AKS'ler Kevlar kumaşların tüm yüzeyleri üzerinde homojen olarak emdirilmiştir ve Kevlar kumaşlar AKS ile tamamen kaplanmıştır. Balistik test sonuçları AKS/Kevlar kumaş esaslı kompozitlerin sıvı zırh malzemesi elde edebilmek için potansiyele sahip olduğunu göstermiştir.
Özet (Çeviri)
Colloidal dispersions have been extensively used in many industrial applications such as cosmetic, paint, cement, lubricant and ceramic. Shear thickening is non-Newtonian flow behavior often observed in concentrated colloidal dispersions as an increase in viscosity with increasing shear rate or applied stress. Shear thickening fluids (STFs) exhibit fluid and solid-like properties depending on the shear rate and thus can be used in a variety of applications.In the present study, STFs have been synthesized with various weight fractions of silica nanoparticles in polyethylene glycol (PEG)/ethyl alcohol by mechanical mixing method. The steady and dynamic rheological behavior of shear thickening fluids (STFs) was investigated with rheometer. STFs thermal properties were investigated through thermogravimetric analysis. STFs have been used to improve the performance of Kevlar woven fabrics for protective applications in ballistic and stab. STFs/Kevlar fabric composites have been prepared with different impregnation techniques to evaluate the effects of the STFs. The ballistic performance and stab resistance of STFs impregnated Kevlar fabrics were investigated.Rheological measurements revealed the shear thickening effect of silica nanoparticles/PEG systems depending on the shear rate. In dynamic experiments, the strain thickening behavior was found at critical combination of strain amplitude and frequency. The viscous modulus values were found to be greater than the elastic modulus. The elastic and the viscous modulus values were found to increase when the strain amplitude is kept constant and frequency is increased. The same strain thickening behavior was also found when the frequency was kept constant and the strain amplitude was increased. The puncture resistance of STFs/Kevlar fabric composites exhibited significant improvements as compared to the neat Kevlar targets. Based on the SEM results, STFs were uniformly impregnated over the entire surface on the Kevlar fabric and Kevlar fabrics completely coated with STFs. The ballistic test results revealed STF/Kevlar fabric composites have potential to obtain liquid armor materials.
Benzer Tezler
- Kayma altında katılaşan sıvı takviyeli zırh kumaşının seramik toz katkıları ile özelliklerinin geliştirilmesi
Development of shear thickening fluid reinforced armor fabrics with ceramic particle additives
SELİM GÜRGEN
Doktora
Türkçe
2017
Makine MühendisliğiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MELİH CEMAL KUŞHAN
- Volgram ağır alaşımlarında başlangıç toz özelliklerinin sıvı gaz sinterlemesi yoluyla yoğunlaşma süreçlerine olan etkileri
Effects of initial powder characteristics on densificatıon processes via liquid-phase sintering in based heavy alloys
BURAK ÖZKAL
- Nikel ve kobalt katkılı seydişehir alümina tozlarından sinter seramik esaslı malzemelerin geliştirilmesi ve karakterizasyon çalışmaları
Development of sintered ceramic based materials from seydi̇şehi̇r alumina powders with nickel and cobalt additives and pertinent characterization investigations
CEREN ERGÜNEŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA LÜTFİ ÖVEÇOĞLU
- Termal bariyer kaplamanın turbo doldurmalı bir dizel motorunun performansına etkileri
Başlık çevirisi yok
HALİT YAŞAR
Doktora
Türkçe
1997
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. VELİ ÇELİK
- Toz metalurjisi yöntemleriyle geliştirilen 9OW7N;3Fe ağır alaşımlarının sıvı faz sinterlemesi süreçleriyle üretilmesi ve karakterizasyonu
Liquid phase sintering processes and characterization of 9OW-7N-3Fe heavy alloys developed by P/M methods
TUNCAY ŞULAN