Elektrospin yöntemiyle üretilmiş nano-mat katmanın karbon kumaş/epoksi kompozitlerde kırılma davranışına ve mekanik özelliklerine etkilerinin incelenmesi
Effects of nano-mat layer produced via electrospinning method on the fracture behaviour and mechanical properties of carbon fabric/epoxy composites
- Tez No: 467373
- Danışmanlar: PROF. DR. AHMET AVCI, YRD. DOÇ. DR. VOLKAN ESKİZEYBEK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Selçuk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 126
Özet
Hali hazırdaki bu çalışma MWCNT takviyeli PAN nanofiberlerin tabakalı Karbon/epoksi kompozit malzemelere uygulanmasını göstermektedir. Öncelikle PAN/MWCNT esaslı nanofiberlerin sentezi elektrospinning tekniğiyle gerçekleştirildi. Daha sonra tabakalar arasında nanofiber bulunan dört farklı karbon/epoksi numuneler vakum yardımlı reçine transfer kalıplama metodu ile konfigürasyonu gerçekleştirilmiştir. PAN esaslı nanofiberler karbon/epoksi kompozitlerin her bir tabaka aralığına çekme ve eğilme numuneleri elde etmek için başarılı bir şekilde yerleştirildi. DCB numunelerinde ise PAN esaslı nanofiberler karbon/epoksi kompozitlerin yalnızca orta tabakasına yerleştirildi. Mekanik özelliklerin belirlenmesi için PAN ve MWCNT/PAN esaslı kompozit malzemelere çekme ve eğilme testleri uygulanmıştır. Aynı zamanda dört farklı karbon/epoksi kompozit malzemelerin DCB testleri de yapılmıştır. Bu testlerden sonra numunelerin kırılma yüzeyleri SEM ve AFM ile morfolojik yapıları incelenmiştir. Bu nedenle toklandırma mekanizmaları altındaki nedenleri elde etmek için dört farklı karbon/epoksi kompozit numuneler detaylı olarak incelenmiştir. PAN ve MWCNT/PAN esaslı kompozit numunelerin çekme ve eğilme dayanımları nanofiber yerleştirilmeyen referans numunelere göre artmıştır. MWCNT katkılı elektrospun keçeler referans kompozit malzemelere kıyaslandığında tabakalar arası kırılma tokluğunu artırdığı sonuçlarda anlaşılmaktadır. Nanofiber ve MWCNT'nin sinerjik etkisinin sonucu olarak kırılma tokluğundaki artış % 77 olarak belirlenmiştir, ancak PAN5'in kırılma tokluğu yapısal bir kusur olarak davranan MWCNT aglomerasyonundan dolayı PAN3'ten düşük çıkmıştır. Nanofiberlerin varlığından dolayı meydana gelen temel mekanizmalar çatlak tutulması, çatlak yön değiştirmesi, fiber köprüleme, fiber sıyrılması ve fiber kırılmasıdır. Bu nedenle tabakalar arasına yerleştirilmiş böyle bir nanofiber tabakalı kompozit malzemeler için yeni fırsatlar sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
The current study present application of MWCNT reinforced PAN nanofiber interleaves for the laminated Carbon/epoxy. Initially, the synthesis of PAN/MWCNT based nanofibers was performed by electrospinning technique. Afterwards, four types of carbon fiber/epoxy specimen were constructed by Vacuum Assisted Resin Transfer Molding method to evaluate mechanical features. The PAN based nanofiber were successfully placed as interleaves of each adjacent plies of carbon/epoxy composites to obtain tensile and flexural samples. For DCB sample, PAN based nanofiber were placed in the middle of carbon/epoxy composites. Tensile and flexural experiments were applied on PAN and MWCNT/PAN based nanofiber composite to determine mechanical properties. Meanwhile, DCB test was carried out for four types of carbon fiber/epoxy specimens. After performing tests, the fracture surfaces of samples were investigated by SEM and AFM. Hence, four types of carbon fiber/epoxy specimen were investigated to obtain an underlying reason of the toughening mechanism. For PAN and MWCNT/PAN samples, the tensile and flexural strength increased with respect to non- interleaved control samples. Results reveal that MWCNT reinforced electrospun mat contribute to enhance interlaminar fracture toughness compared to Reference sample. The fracture toughness energy of MWCNT reinforced electrospun mat shows a 77% increase as a result of the synergetic effect between MWCNT and nanofiber but the fracture toughness energy of PAN5 is lower than PAN3 due to the agglomeration MWCNT which can act as structural defects. The main toughening mechanisms due to the presence of nanofibrous interleave layer in between adjacent plies are crack pinning, crack deflection, fiber bridging, fiber pull- out and fiber breakage. Thus, such an interleaved nanofiber offers new opportunities for the laminated composite materials.
Benzer Tezler
- Double layer thermoplastic polyurethane-gelatin electrospun wound dressings for biomedical applications
Biyomedikal uygulamalarda kullanılmak üzere elektroeğirme yöntemiyle üretilmiş termoplastik poliüretan-jelatin içeren çift katmanlı yara örtüsü
ARZU YILDIRIM
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATMA SENİHA GÜNER
PROF. DR. MELEK MÜMİNE EROL TAYGUN
- Elektrospin nano-mat takviyeli karbon/epoksi kompozitlerde arayüzey dayanımının fiber demeti testi ile belirlenmesi
Determination of interface strength of electrospun nanofiber interleave reinforced carbon/epoxy composites with fiber bundle tests
ALİ FAHRİ DANIŞMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Metalurji MühendisliğiÇanakkale Onsekiz Mart ÜniversitesiBiyomühendislik ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. VOLKAN ESKİZEYBEK
- Electrospun polyamide-6 and polyamide-6/halloysite nanotubes composite nanofibers: Parameter optimization and characterization
Elektro-eğirme yöntemiyle üretilen poliamid-6 ve poliamid-6/haloysit nanotüp kompozit nanofiberleri: Parametre optimizasyonu ve karakterizasyonu
SELİN ŞAHİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÖKNUR BAYRAM
- Elektrospinning yöntemi ile gümüş nanopartikül içeren PVP bazlı antibakteriyel nanolif üretimi
Production of the antibacterial PVP nanofibers containing silver nanoparticles via electrospinning method
HAVA ÇAVUŞOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞEGÜL MERİÇBOYU
- Elektrostatik eğirme sistemi tasarımı ve nanolif üretimi
Electrospinning system design and nanofiber production
OKAN KARATAY
Doktora
Türkçe
2012
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiBaşkent ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MUSTAFA DOĞAN