Nanopartikül takviyeli kompozit malzemelerin kırılma tokluğuna hidrotermal yaşlandırma işleminin etkisi
The effect of hydrothermal aging on the cracking toughness of nanoparticle reinforced composite materials
- Tez No: 676578
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MEMDUH KARA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Mechanical Engineering, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Mersin Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Nanoteknoloji ve İleri Malzemeler Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 56
Özet
Bu çalışmada, nanopartikül takviyeli ve takviyesiz kompozit borularda, kırılma tokluğu değerlerine hidrotermal yaşlandırma işlemiyle yaşlanma süresinin etkisinin belirlenmesi esas alınmış olup nanopartikül takviyenin hidrotermal yaşlandırmaya karşı kompozit malzemeye kazandırdığı mekanik özellikler tespit edilmiştir. Çalışmada, filaman sarım yöntemiyle %0,3 ağırlık oranında KNT takviyeli, %0,5 ağırlık oranında BN takviyeli, %0,3 ağırlık oranında KNT + %0,5 ağırlık oranında BN takviye edilmiş karbon elyaf epoksi kompozit malzemeler üretilmiştir. Bu üretilenler ve saf epoksili (nanopartikül takviyesiz) malzemeler, farklı sürelerde hidrotermal yaşlandırmaya maruz bırakılmıştır. Ayrıca çalışmalarda hidrotermal yaşlandırma yapılmamış malzemelerde kullanılmıştır. Tüm bu malzemelere Charpy darbe test cihazı ile kırılma tokluğu deneyi uygulanmıştır. Bununla birlikte hasara uğramış numunelerin hasar bölgeleri incelenerek değerlendirilmiştir. Deneysel çalışmalar sonucunda; yaşlandırma işlemi yapılmamış takviyeli ve takviyesiz kompozit borulara ait numunelerin kırılma tokluğu değerleri incelendiğinde, nanopartikül ilavesinin matris-elyaf ara yüz bağlantılarını güçlendirdiği ve mekanik özellikleri geliştirdiği görülmektedir. Bunun yanında BN takviyesinin KNT takviyesine göre daha üstün mekanik özellik sağladığını, en üst mekanik özellik iyileşmesinin ise Hibrit kompozit borularda olduğu anlaşılmıştır. Bununla birlikte yaşlandırma işlemine maruz bırakılmış tüm numunelerde yaşlandırma süresinin artmasıyla yutulan enerji miktarının azaldığı gözlemlenmiş; ancak BN takviyeli kompozit numune hariç diğer numunelerde iki hafta yaşlandırma işlemi sonrasında kırılma tokluğu değerlerinin yaklaşık olarak sabit kaldığı gözlemlenmiştir. Takviyeli ve takviyesiz kompozit borulara ait numunelerin hasar görüntüleri incelendiğinde, vurucu darbenin etkisiyle numunelerin iç ve dış yüzeylerinde tabakalar arası ayrılmalar, elyaf kırılmaları, delaminasyon ve matris çatlakları görülmüştür.
Özet (Çeviri)
In this study, the determination of the effect of aging time by hydrothermal aging process on fracture toughness values in nanoparticle reinforced and non-reinforced composite pipes was determined and the mechanical properties that nanoparticle reinforcement brought to the composite material against hydrothermal aging were determined. In the study, 0.3% weight ratio CNT reinforced, 0.5% weight ratio BN reinforced, 0.3% weight ratio CNT + 0.5% weight ratio BN reinforced carbon fiber epoxy composite materials were produced by filament winding method. These manufactured and pure epoxy (non-nanoparticle reinforced) materials were subjected to hydrothermal aging at different times. In addition, materials that have not been hydrothermal aged were used in the studies. Fracture toughness test was applied to all these materials with Charpy impact tester. In addition, the damaged areas of the damaged samples were examined and evaluated. As a result of the experimental studies; when the fracture toughness values of the samples of reinforced and non-reinforced composite pipes are examined, it is seen that the addition of nanoparticles strengthens the matrix-fiber interface connections and improves the mechanical properties. In addition, it has been understood that BN reinforcement provides superior mechanical properties compared to CNT reinforcement and the highest mechanical property improvement is in Hybrid composite pipes. When the damage images of the samples belonging to reinforced and non-reinforced composite pipes are examined; Separations between layers, fiber breakages, delamination and matrix cracks were observed on the inner and outer surfaces of the samples due to the effect of the striking impact.
Benzer Tezler
- Titanyum karbür ve grafen nano plaka (GNP) takviyeli zirkonyum karbür seramiklerinin spark plazma sinterleme yöntemi ile üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of titanium carbide and graphene nanoplatelets (GNP) reinforced zirconium carbide ceramics prepared by spark plasma sintering
BURAK ÇAĞRI OCAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLTEKİN GÖLLER
- Silisyum karbür ve grafen nano plaka (GNP) takviyeli titanyum diborür seramiklerin spark plazma sinterleme yöntemi ile üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of titanium diborudet ceramics with the additions of silicon carbide and graphene nanoparticles by spark plasma sintering
ÖZNUR KAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. İPEK AKIN KARADAYI
- Elektrospin yöntemiyle üretilmiş katmanların kompozit modifikasyonlardaki mekanik özelliklere etkisi
The effect of layers produced by electrospinning method on the mechanical properties of composite modifications
UZAY GEZER
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiMersin ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BÜNYAMİN DEMİR
- Molecular dynamıcs analyses and experımental ınvestıgatıon ın the effects of the nanoaddıtıves on the thermo-mechanıcal propertıes and fracture toughness of bıodegradable polylactıc thermoplastıc
Parçalanabilen polilaktik asit termoplastiklere nano katki maddelerinin ilavesinin termo-mekanik özellikleri̇ ve kırılma tokluğu üzerindeki etkilernin moleküler dinamik analizleri ve deneysel olarak incelenmesi
BURÇAK ZEHİR
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Makine MühendisliğiAdana Alparslan Türkeş Bilim Ve Teknoloji ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ CEM BOĞA
DR. ÖĞR. ÜYESİ MIRSADEGH SEYEDZAVVAR
- Nano partikül katkılı e-cam lifi/epoksi kompozit malzemelerin yorulma davranışları
Fatigue behavior of nano particle modified e-glass/epoxy laminated composite materials
FATİH DARICIK
Doktora
Türkçe
2017
Makine MühendisliğiCumhuriyet ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZÜLEYHA ASLAN