Processing and characterization of brick-and-mortar structured bulk bio-inspired composites
Biyolojik malzemelerden esinlenilmiş tuğla-ve-harç yapılı hacimli kompozitlerin üretimi ve karakterizasyonu
- Tez No: 341035
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ARCAN FEHMİ DERİCİOĞLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2013
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 168
Özet
Bu çalışma kapsamında, yeni geliştirilen ve ?Sıcak-pres Destekli Slip Döküm (SDSD)? adı verilen hibrit konvansiyonel üretim yöntemi kullanılarak içyapı mimarisi itibariyle doğal sedefe benzeyen hacimli inorganik-organik kompozit malzemelerin üretimi amaçlanmıştır. Bu kapsamda, epoksi matris malzemesini destekleyici malzeme olarak iki boyutlu alumina plakalar ile farklı en-boy oranına sahip cam plakalar ve cam pullar kullanılmıştır. Proses parametreleri, inorganik miktarı, iki boyutlu inorganik destek malzemesinin dizilimi ile elde edilen nihai mekanik özellikler arasındaki bağıntı incelenmiştir. Arayüzey özelliklerinin nihai kompozit malzemenin mekanik özellikleri üzerindeki etkisinin incelenebilmesi için destek malzeme yüzeyleri silan bağlama ajanlarıyla modifiye edilmiştir. İşlem görmemiş ve modifiye edilmiş destek malzeme yüzeyleri X-Işınları Fotoelektron Spektroskopisi yöntemi ile karakterize edilerek silan ajan malzemesinin yüzeye tutunup tutunmadığı araştırılmıştır. Üretilen biyo-esinlenilmiş hacimli kompozit malzemelerin içyapı mimarileri ve mekanik özellikleri karakterize edilmiştir. Elde edilen sonuçlar, yeni geliştirilen SDSD yönteminin sedef benzeri tuğla-ve-harç içyapı mimarisine sahip inorganik-organik hacimli kompozit malzemelerin üretiminde kullanılabilecek kolay, hızlı ve efektif bir üretim yöntemi olduğunu göstermiştir. SDSD yöntemi kullanılarak üretilen, alüminyum oksit plakalar ve cam pullar ile desteklenen kompozit malzemelerin sahip oldukları içyapı mimarileri itibariyle monolitik epoksi malzemesi ve basit karıştırma yöntemi ile üretilmiş kompozit malzemelere göre daha iyi mekanik performans gösterdiği saptanmıştır. Silan bağlama ajanları ile modifikasyon işleminin destek malzemesi ile matris arasındaki uyumluluğu ve bağlanmayı arttırdığı, buna bağlı olarak da SDSD yöntemi ile üretilen hacimli kompozit malzemelerin mekanik özelliklerinde iyileşme sağladığı görülmüştür. Ayrıca, deneysel araştırma sonuçları yüksek en-boy oranına sahip inorganik pulların epoksi matris malzemesini desteklemede daha efektif olduğunu göstermiştir.
Özet (Çeviri)
The aim of this study was to fabricate inorganic-organic composites with an architecture resembling to natural nacre using a novel hybrid conventional method called Hot-Press Assisted Slip Casting (HASC). Alumina platelets, glass platelets and glass flakes with different aspect ratios were used as two-dimensional inorganic fillers to reinforce epoxy matrix. Correlation between processing parameters, inorganic content, orientation of the two-dimensional reinforcements and mechanical property enhancement of the fabricated composites was examined. In order to investigate the effect of interfacial compatibility and adhesion on the mechanical properties of the fabricated composites, reinforcement surfaces were modified with silane coupling agents. As received and functionalized reinforcement surfaces were studied by x-ray photoelectron spectroscopy to confirm the adsorption of silane molecules. Fabricated bio-inspired bulk lamellar composite materials were characterized in terms of their microstructural architecture and mechanical properties. The results obtained indicated that HASC processing is an easy, fast and effective pathway to fabricate bulk inorganic-organic composites exhibiting nacre-like brick-and-mortar architecture. HASC processed composites reinforced by either alumina platelets or glass flakes exhibited enhanced mechanical performance as compared to neat epoxy and composites fabricated by simple mixing, as a result of their nacre-like architecture with well aligned reinforcements. Functionalization of the reinforcement surfaces by silane coupling agents improved the compatibility and adhesion between the reinforcements and the matrix resulting in further enhancement of mechanical properties of bulk lamellar composites fabricated by HASC process. Experimental investigations also revealed the fact that high aspect ratio reinforcements are more effective in reinforcing the epoxy matrix.
Benzer Tezler
- Processing and characterization of glass flake reinforced thermoplastic polymer matrix bio-inspired bulk lamellar composites
Cam plaka takviyeli termoplastik polimer matrisli doğadan esinlenilmiş hacimli kompozit üretimi ve karakterizasyonu
AYLİN GÜNEŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ARCAN FEHMİ DERİCİOĞLU
- Türk boksitlerinin kullanılması ile refrakter kalsiyum alüminatların üretimi
Production of refractory calcium aluminates by using Turkish bauxites
CENGİZ KAYA
- Bigadiç kolemanit konsantrelerinin yapısal seramik üretiminde alüminaya katkısının incelenmesi
The investigation of the effect of colemanite addition on alumina in the production of structural ceramics
EMİN CANER NALBANT
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Maden Mühendisliği ve Madencilikİstanbul Teknik ÜniversitesiCevher Hazırlama Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAYRÜNNİSA ATEŞOK
DOÇ. DR. BURAK ÖZKAL
- Kömür madenciliği atığı içeren tuğla üretimi ve karakterizasyonu
Brick production and characterization containing coal mining waste
AYSUN BACAKSIZOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Metalurji MühendisliğiBartın ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ GÜLFEM BİNAL
- Seyitömer Termik Santralı atık uçucu küllerinin yapı malzemesi olarak değerlendirilmesi
Benefication of Seyitömer power plant waste fly ash as a building material
ŞENOL YILMAZ