Fiber takviyeli kompozit yapıştırma bağlantılarında oksidasyon ve silan modifikasyonlarının mekanik performansa etkisi
Effect of oxidation and silane modification on the mechanical perormance of fiber-reinforced composite adhesive joints
- Tez No: 990946
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ SELÇUK ATASOY, DR. İCLAL AVİNÇ AKPINAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Makine Mühendisliği, Chemistry, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Elektrokimyasal oksidasyon, Karbon lifler, Mekanik özellikler, Polimerler, Silanlar, Yapıştırıcılar, Electrochemical oxidation, Carbon fibers, Mechanical properties, Polymers, Silanes, Adhesives
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Giresun Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Fiber takviyeli kompozit malzemelerin üstün yapısal performanları nedeniyle, son zamanlarda epoksi bazlı yapıştırıcılarda fiber türü yapılar kullanılmaya başlanılmıştır. Fiber takviyeli kompozit veya yapıştırıcılarda, fiberlerin epoksi veya reçine ile arayüzey etkileşimi bu yapısal malzemelerin performansını etkilemektedir. Bu bilgiler ışığında sunulan çalışmanın temel amacı, yapıştırıcıya ilave edilen fiberlere ve yapıştırılan metal malzemelere oksidasyon ve silan modifikasyonları uygulayarak, yapıştırma bağlantısının performansını idealleştirmektir. Çalışmada, karbon fiberlere 5, 10 ve 20 dakika süre ile oksidasyon işlemi ve daha sonra fiberlere 3-aminopropiltrietoksisilan (APTES) ve glicidoksipropiltrimetoksisilan (GPTMS) silan ajanları ile silanizasyon işlemi uygulanmıştır. Ayrıca yapıştırılan alüminyum malzemelerin yüzeylerine 10 dakika oksidasyon işlemi ve ardından APTES ve GPTMS silan ajanlarıyla silanizasyon işlemi yapışmıştır. Faklı kimyasal yüzey işlemleri uygulanmış ağırlıkça %2 karbon fiber katkılı kompozit yapıştırıcı ile birleştirilmiş kimyasal yüzey işlemli single-lap bağlantıların çeki testi performansları deneysel olarak incelenmiştir. Çalışmanın temas açısı ölçüm sonuçlarına göre, oksidasyon işlemi uygulanmış alüminyum malzemeler süperhidrofilik davranış sergilerken, silanizasyon işlemi uygulanmış malzemeler hidrofilik davranış göstermektedir. Ayrıca bu durum fiberlerde de benzerdir. Sadece alüminyum malzemelere uygulanan oksidasyon işlemi sonrası yapıştırma bağlantıların performansı yaklaşık %14 artarken, yapıştırıcıya ağırlıkça %2 karbon fiber ilave edilemesi bağlantının performansını yaklaşık %31 atrırmaktadır. Ancak hem alüminyum malzemelere hem de fiberlere uygulan farklı sürelerde oksidasyon işlemi sonrası bağlantıların performansı yaklaşık %35 ile %40 arasında armaktadır. Oksidasyon işlemi uygulanmış alüminyum ve fiberlere ayrıca silanizasyon işlemleri uygulandığında, bağlantıların performansı yaklaşık %68 ile %70 arasında artmaktadır. Elde edilen bu sonuçlar, 3D profilometre, Scanning Electron Microscopy (SEM) görüntüleriyle ve Fourier-Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) yapılan analizler ile doğrulanmıştır.
Özet (Çeviri)
Due to the superior structural performance of fiber-reinforced composite materials, fiber structures have recently been incorporated into epoxy-based adhesives. In fiber-reinforced composites or adhesives, the interfacial interaction between the fibers and the epoxy or resin significantly affects the performance of these structural materials. In light of this, the main objective of the present study is to optimize the adhesive joint performance by applying oxidation and silane modifications to the fibers added to the adhesive and the bonded metal materials. In this study, oxidation treatment was applied to carbon fibers for durations of 5, 10, and 20 minutes, followed by silanization using 3-aminopropyltriethoxysilane (APTES) and glycidoxypropyltrimethoxysilane (GPTMS) silane agents. Additionally, 10-minute oxidation was applied to the surfaces of the bonded aluminum materials, followed by silanization with APTES and GPTMS silane agents. The tensile test performance of single-lap joints bonded with chemically treated adhesives containing 2% carbon fiber by weight, subjected to different chemical surface treatments, was experimentally investigated. According to the contact angle measurement results of the study, aluminum materials subjected to oxidation exhibited superhydrophilic behavior, while silanized materials showed hydrophilic behavior. This behavior was also observed in the fibers. The performance of adhesive joints increased by approximately 14% after oxidation treatment on aluminum materials, while the addition of 2% by weight carbon fiber to the adhesive enhanced the joint performance by approximately 31%. However, after oxidation treatment applied to both aluminum materials and fibers for different durations, the performance of the joints increased by approximately 35% to 40%. When silanization was also applied to the oxidized aluminum and fiber surfaces, the performance of the joints improved by approximately 68% to 70%. These results were validated through analysis using 3D profilometry, Scanning Electron Microscopy (SEM) images, and Fourier-Transform Infrared Spectroscopy (FTIR).
Benzer Tezler
- Bazalt fiber takviyeli termoplastik kompozitlerin yapıştırma bağlantılarında uv yaşlandırmanın kayma dayanımına etkisi
Effect of uv aging on the shear strength of adhesively bonded basalt fiber-reinforced thermoplastic composites
MUHAMMET KIZILTAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Makine MühendisliğiSamsun ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EMİNE FEYZA ŞÜKÜR
- Atmosferik basınçlı plazma uygulanmış karbon fiber takviyeli polimer kompozit-alüminyum yapıştırma bağlantılarının mekanik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of the mechanical properties of adhesively bonded carbon fiber reinforced polymer composite-aluminum joints subjected to atmospheric pressure plasma treatment
YUNUS EMRE NEHRİ
Doktora
Türkçe
2026
Makine MühendisliğiBalıkesir ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ ORAL
- Saf suyun alüminyum-kompozit levhaların yapıştırma bağlantılarındaki naylon 6.6 nanofiber takviyeli yapıştırıcılara etkisi
The effect of pure water on adhesively bonded aluminium-composite plates with polyamide 6.6 electrospun nanofibers
AHMET CANER TATAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Makine MühendisliğiKonya Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET AVCI
- Investigation of mechanical properties and adhesively bonded joint performance in carbon fiber-reinforced polymer composites through surface treatments: An acoustic emission study on failure mechanisms and progression
Karbon fiber takviyeli polimer kompozitlerin mekanik özellikleri ve yapıştırma bağlantı performansı üzerine yüzey işlemlerinin etkilerinin incelenmesi: Hasar mekanizmaları ve ilerlemesi üzerine akustik emisyon çalışması
HALİL ŞENOL
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Mühendislik BilimleriSabancı ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HATİCE SİNEM ŞAŞ ÇAYCI
- Bor nanopartikülleri katkılı yapıştırma bağlantılarının mekanik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of boron nanoparticles doped adhesive joints
MUSTAFA ENES YAZICI
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Makine MühendisliğiOndokuz Mayıs ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ KÜRŞAT GÜLTEKİN