Polietilen matrisli tuzlu su ortamında yaşlandırılan hibrit kompozit malzemelerin düşük hızlı darbe özelliklerinin belirlenmesi
Determination of low-velocity impact properties of polyethylene matrix hybrid composite materials aged in saline environment
- Tez No: 957029
- Danışmanlar: DOÇ. DR. GÜROL ÖNAL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Konya Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmamda, deniz ortamını simüle eden %3 NaCl içeren tuzlu su koşullarında yaşlandırılan polietilen (PE) matrisli hibrit kompozitlerin düşük hızlı darbe davranışları incelenmiştir. PE matris içerisine bazalt, cam ve karbon elyafları tekli ve farklı hibrit kombinasyonlarda takviye edilerek plakalar üretilmiş, numuneler 0, 1, 2, 3 ve 5 ay süreyle yaşlandırılmıştır. ASTM standartlarına uygun olarak gerçekleştirilen eksenel çekme, üç nokta eğilme ve düşük hızlı darbe testleri sonucunda yaşlandırma süresi arttıkça tüm kompozitlerin eğilme dayanımlarında düşüş gözlenmiştir. Karbon elyaf takviyeli PE kompozitler, 0. ayda yaklaşık 17 MPa olan eğilme dayanımını 5. ay sonunda yaklaşık 10 MPa seviyesinde koruyarak en yüksek çevresel direnç göstermiştir. Cam elyaf takviyeli PE kompozitlerde ise başlangıçta 47 MPa seviyelerinde olan eğilme dayanımı, nem alma ve ara yüzey bağ zayıflığı nedeniyle 5 ay sonunda %60'tan fazla azalarak yaklaşık 17 MPa seviyesine gerilemiştir. Bazalt elyaf takviyeli PE kompozitlerin başlangıç eğilme dayanımı 28 MPa civarında iken, 5. ayda yaklaşık 10 MPa seviyelerine düşerek cam elyaftan daha iyi, karbon elyaftan daha düşük performans sergilemiştir. Düşük hızlı darbe testinde cam-karbon-bazalt hibrit takviyeli kompozitlerde 1. ayda yaklaşık 30 J enerji absorpsiyonu kaydedilmiş, bu değer 5. ayda yaklaşık 22 J seviyesine düşerek %27 oranında bir azalma göstermiştir. Hibrit kompozitlerin, elyaf kombinasyonlarının avantajlarını bir araya getirerek başlangıç mukavemetini iyileştirdiği, yaşlanmaya bağlı deformasyonları kontrol altında tutarak çatlak ilerlemesini geciktirdiği ve enerji absorpsiyon kapasitesini artırdığı belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlar, PE matrisli hibrit kompozitlerin deniz ortamı gibi korozif koşullar altında darbe dayanımı gerektiren uygulamalar için uygun malzeme adayları olduğunu göstermektedir.
Özet (Çeviri)
In this study, the low-velocity impact behavior of polyethylene (PE) matrix hybrid composites aged in a saline environment was investigated under simulated marine conditions containing 3 wt.% NaCl. Basalt, glass, and carbon fibers were used as reinforcements individually and in hybrid configurations within the PE matrix to fabricate composite plates, which were aged for 0, 1, 2, 3, and 5 months. Following the aging process, axial tensile, three-point bending, and low-velocity impact tests were performed according to ASTM standards. The results revealed a noticeable decline in flexural strength across all composites with increased aging duration. Carbon fiber-reinforced PE composites exhibited the highest resistance to environmental degradation, maintaining a flexural strength of approximately 10 MPa at the end of the 5th month, down from around 17 MPa at the initial state. Glass fiber-reinforced PE composites showed a significant reduction in flexural strength, dropping from about 47 MPa initially to around 17 MPa after 5 months due to moisture absorption and weak interfacial bonding, corresponding to a reduction of over 60%. Basalt fiber-reinforced PE composites demonstrated an initial flexural strength of 28 MPa, which decreased to around 10 MPa by the 5th month, indicating intermediate environmental durability. In low-velocity impact tests, glass-carbon-basalt hybrid composites exhibited an energy absorption of approximately 30 J at the 1st month, which decreased to around 22 J by the 5th month, reflecting a reduction of 27%. The study concluded that hybrid composites provide improved initial mechanical strength, control deformation under aging, delay crack propagation, and enhance energy absorption capacity by combining the advantages of different fiber types. The findings demonstrate that PE matrix hybrid composites are promising candidates for marine and outdoor applications requiring impact resistance under corrosive conditions.
Benzer Tezler
- Çinko borat katkılı CTP kompozit malzemelerin üretimi, mekanik ve kimyasal özelliklerinin incelenmesi
Zinc borate-containing GFRP production and examination of mechanical and chemical properties
SİNAN GÖKTAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Sakarya ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Yükleniyor...
- Chemical deintercalation and stability investigation of nanosized C/Li2MnSiO4 cathode material with different electrolytes
C/Li2MnSiO4 katot malzemesinin kimyasal deinterkalasyonu ve farklı elektrolitler ile kararlılığının incelenmesi
EKİN EŞEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
İstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
Yükleniyor...
- Composite nanofiber patches for topical drug delivery systems
Kompozit nanoliflerin topikal ilaç salım sistemlerinde kullanımı
ZARİFE BARBAK
- Purification and modification of bentonite and its use in polypropylene and linear low density polyethylene matrix nanocomposites
Bentonitin saflaştırılması, modifiye edilmesi ve polipropilen ve lineer alçak yoğunluklu polietilen matrisli nanokompozitler içinde kullanımı
TİJEN SEYİDOĞLU
- Kuaterner amonyum tuzu katkılı poli(laktik asit) nanoliflerinin elektroçekim yöntemiyle elde edilmesi, karakterizasyonu ve uygulama alanlarının incelenmesi
Obtaining quaternary ammonium salt added poly(lactic acid) nanofibers using the electropinning method, characterization and investigation of application areas
SENA ÖZDİL ŞENER