Havacılık ve uzay endüstrisine yönelik silan modifikasyonlu nanokalsit (CaCO3) partiküller ile güçlendirilmiş yüksek performanslı karbon fiber/epoksi nanokompozitlerin geliştirilmesi ve karakterizasyonu
Development and characterization of high performance carbon fiber/epoxy nanocomposites reinforced with silane modified nanocalcite (CaCO3) particles for the aviation and space industry
- Tez No: 772489
- Danışmanlar: DOÇ. DR. BERTAN BEYLERGİL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Alanya Alaaddin Keykubat Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Nanobilim ve Nanomühendislik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 89
Özet
Bu çalışmada, nano-CaCO3 partiküller, 3-glisidiloksipropil trimetoksisilan (3-GPTMS) ile modifiye edilmiştir. Ağırlıkça farklı oranlarda (%1.0, 3.0 ve 5.0) silan modifikasyonlu nano-CaCO3 içeren karbon fiber/epoksi kompozit plakaların (KF-EP-MC) üretimleri VARTM yöntemi ile gerçekleştirilmiştir. Silan modifikasyonlu nano-CaCO3 partiküllerin mekanik performansa etkilerini ortaya koymak amacıyla, numunelere çekme, üç-nokta eğme, çift-ankastre kiriş (DCB) ve son-çentik eğme testleri (ENF), kısa kiriş kayma, basma testleri ve Charpy-darbe deneyleri yapılmıştır. Silan yüzey modifikasyonlu nano-CaCO3 partikül ilavesinin (ağırlıkça %5) kontrol grubu kompozitlerin Mod-I, Mod-II kırılma tokluğu değerlerini %18.5 ve %26.8 oranında arttırdığı gösterilmiştir. Ağırlıkça %3 silan yüzey modifikasyonlu nano-CaCO3 ilavesi, kompozitin darbe mukavemetini %22 oranında arttırmıştır. Eğme özellikleri açısından optimum silanlanmış partikül oranı %5 olarak belirlenmiştir. %5 silan modifikasyonlu nano-CaCO3 ilavesi kontrol grubu KF/EP kompozitlerin eğme modül ve mukavemet değerlerinde sırasıyla %16.8 ve %13.6'lük artış sağlamıştır. Buna ek olarak, basma modül ve mukavemet değerlerini sırasıyla %62.3 ve %33.5 oranında önemli artış sağlamıştır. Bu kompozitlerin ILSS değeri, referans kompozitlere göre yaklaşık %20 daha yüksektir. Silan modifikasyonlu kalsit ilavesi kompozit sistemin dinamik modül ve tandelta değerlerini sırasıyla %15.3 ve %36.6 oranında arttırmıştır. Kalsit ilavesinin kompozitin camsı geçiş sıcaklığında önemli bir etkisinin olmadığı gözlemlenmiştir. Kullanılan nano-CaCO3 partiküller, kompozitteki matris hasar miktarını düşürmektedir.
Özet (Çeviri)
In this thesis, nano-CaCO3 particles were modified with (3-Glycidyloxypropyl) trimethoxysilane (3-GPTMS) to improve mechanical, thermal performance and dimensional stability of carbon fiber/epoxy composites. Silane-modified nano-CaCO3 (wrt. epoxy. 1, 3, 5 wt.) reinforced carbon fiber/epoxy nanocomposite systems (KF-EP-MC) were manufactured by VARTM process. Tensile, three-point bending, compression, short-beam shear, Mode-I (DCB) and Mode-II fracture toughness (ENF) and Charpy impact tests were carried out on the prepared composite specimens. It was shown that the silane-modified nano-CaCO3 particles with a loading ratio of 5 wt. % could improve the Mode-I and Mode-II fracture toughness of the control group CF/EP composites by about 18.5% ve 26.8 %, respectively. It was also shown that the silane-modified nano-CaCO3 particles with a loading ratio of 3 wt. % could improve the Charpy impact strength by about 22%. The optimum amount of silane-modified nano-CaCO3 particles inside the epoxy resin was determined as 5 wt. % for the highest improvement in the flexural properties. The flexural modulus and strength values increased by about 16.8% ve 13.6%, respectively. The incorporation of 5 wt. %s silane modified nanocalcite particles into carbon fiber/epoxy composites led to significant increase in compressive modulus and compressive strength values by about %62.3 ve %33.5, respectively. The ILSS was found to be 20% higher than that of the reference composites. The storage modulus and the tandelta values of the composites were increased by about 15.3 % ve 36.6%, respectively, with the integration of 5% wt. silane modified nano-CaCO3 particles. The nano-CaCO3 had no significant effect on the glass transition temperature of the composites.
Benzer Tezler
- Advanced energy and exergy analysis on aircraft jet engines
Havacılık jet motorlarında ileri enerji ve ekserji analizi
SARA FAWAL
Doktora
İngilizce
2023
Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ KODAL
- Data-driven aircraft performance models for improving baseline fuel estimations
Kalkış öncesi yakıt tahminini iyileştirmek için veri analitik hava taşıtı performans modelleri
MUHAMMED EMRE SARIGÖL
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ EMRE KOYUNCU
- Çeşitli kanat ucu modelleri için sürükleme kuvvetinin azaltılmasının hesaplamalı akışkanlar dinamiği yöntemleri ile incelenmesi
Study on reducing the drag force for various wing tip models by using computational fluid dynamics methods
ERKAN YILDIZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Havacılık MühendisliğiHava Harp Okulu KomutanlığıHavacılık Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERGÜVEN VATANDAŞ
YRD. DOÇ. DR. İBRAHİM KOÇ
- A further investigation for parametric optimization of arched and honeycomb cored sandwich composite panel for aircraft wing buckling with finite element analysis
Sonlu elemenlar analizi ile uçak kanadı burkulmasına yönelik kemerli ve bal peteği özlü sandviç kompozit panelin parametrik optimizasyonu için ileri bir araştırma
MUSTAFA BİLGİÇ
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Havacılık MühendisliğiAnkara Yıldırım Beyazıt ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. METEHAN ERDOĞAN
- Development and characterization of high entropy (HfTiZrMn/Cr)B2 based ceramics
Yüksek entropi (HfTiZrMn/Cr)B2 bazlı seramiklerin geliştirilmesi ve karakterizasyonu
İLAYDA SÜZER
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DUYGU AĞAOĞULLARI