Grafen takviyeli karbon elyaf kompozit malzemelerin mekanik özelliklerinin iyileştirilmesi
Improvement of the mechanical performance of carbonfiber composites reinforced with graphene
- Tez No: 996193
- Danışmanlar: DOÇ. DR. UMUT ÇALIŞKAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Grafen, Karbon Elyaf Kompozit, Epoksi Reçine, Hibrit Karıştırma, Mekanik Davranış, Graphene, Carbon Fiber Composite, Epoxy Resin, Hybrid Mixing, Mechanical Behavior
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Erciyes Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Mekanik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, karbon elyaf takviyeli kompozit malzemelerin mekanik özelliklerini iyileştirmek amacıyla grafen takviyeli epoksi matris sistemleri geliştirilmiştir. Grafen, son yıllarda malzeme bilimi ve nanoteknoloji alanlarında dikkat çeken üstün özellikleri sayesinde büyük ilgi görmektedir. Karbon atomlarının tek katmanlı ve düzenli altıgen yapıda dizilmesiyle oluşan bu yapı, grafene olağanüstü mekanik, elektriksel ve ısıl iletkenlik özellikleri kazandırmaktadır. Bu eşsiz yapısal ve fiziksel nitelikler sayesinde grafen, nanokompozit malzemelerde etkili bir takviye elemanı olarak değerlendirilebilmektedir Grafen nanosheets'ler, epoksi reçine içerisine farklı hibrit karıştırma yöntemleri (ultrasonik karıştırma ve mekanik karıştırma gibi) kullanılarak homojen şekilde dağıtılmıştır. Elde edilen grafen takviyeli epoksi sistem, karbon elyaf kumaşlara emprenye edilerek kompozit levhalar üretilmiştir. Üretilen numunelerin çekme, basma ve eğilme testleri gerçekleştirilerek, grafen katkısının ve karıştırma yöntemlerinin mekanik performans üzerindeki etkileri detaylı şekilde analiz edilmiştir. Ayrıca grafenin dispersiyon kalitesi ve matrisle etkileşimi, mekanik davranıştaki değişimlerle ilişkilendirilmiştir. Çalışmanın sonunda, uygun hibrit karıştırma yöntemiyle hazırlanan grafen takviyeli sistemlerin, karbon elyaf kompozitlerin dayanım ve rijitlik özelliklerinde anlamlı iyileşmeler sağladığı görülmüştür. Bu tez, ileri kompozit malzeme tasarımında nano-takviye ve işleme tekniği kombinasyonlarının, mekanik performans optimizasyonundaki potansiyelini ortaya koymak açısından önem taşımaktadır.
Özet (Çeviri)
Graphene has attracted significant attention in recent years due to its exceptional properties, particularly in the fields of materials science and nanotechnology. Composed of a single layer of carbon atoms arranged in a regular hexagonal lattice, graphene exhibits outstanding mechanical, electrical, and thermal conductivity properties. These unique structural and physical characteristics make graphene an effective reinforcement material in nanocomposites. In this study, graphene-reinforced epoxy matrix systems were developed to improve the mechanical properties of carbon fiber-reinforced composite materials. Graphene nanosheets were uniformly dispersed within the epoxy resin using various hybrid mixing techniques, such as ultrasonic and mechanical stirring. The resulting graphene-reinforced epoxy system was impregnated into carbon fiber fabrics to produce composite laminates. Tensile, compressive, and flexural tests were conducted on the produced specimens to thoroughly analyze the effects of graphene addition and mixing methods on the mechanical performance. Moreover, the quality of graphene dispersion and its interaction with the matrix were correlated with variations in mechanical behavior. The results demonstrated that graphene-reinforced systems prepared with appropriate hybrid mixing techniques provided significant improvements in the strength and stiffness of the carbon fiber composites. This thesis highlights the potential of combining nano-reinforcement and advanced processing techniques for optimizing the mechanical performance of next-generation composite materials.
Benzer Tezler
- Termal çevrimin bazalt-karbon ıntra-ply hibrit elyaf takviyeli karbon nanotüp veya grafen dolgulu polimer kompozitlerin mekanik ve termal özellikleri üzerindeki etkileri
The effect of thermal cycling on mechanical and thermal properties of graphene or carbon nanotube dispersed intra-ply basalt-karbon fiber hybrid polymer composites
FARZİN AZİMPOUR SHİSHEVAN
Doktora
Türkçe
2015
Makine MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAMİT AKBULUT
- Karbon elyaf takviyeli polifenilen sülfür termoplastik kompozit malzemenin grafen ve çinko borat ile kaplanarak alev geciktirici özelliğinin incelenmesi
Investigation of flame retardant properties of carbon fiber reinforced polyphenylene sulfide thermoplastic composite material by coating with graphene and zinc borate
KÜBRA TAŞYÜREK
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Polimer Bilim ve TeknolojisiGazi ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALİL İBRAHİM ÜNAL
- Nanopartikül katkılı prepreg üretimi ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
Nanoparticle doped prepreg production and investigation of its mechanical properties
NAZLI HAZAL KIZILKAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Mühendislik BilimleriGazi Üniversitesiİmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDULKADİR GÜLLÜ
- Taılorıng mıcrostructure and morphology ın prınted carbon nanomaterıals for straın sensıng
Gerinim algılama için baskılı karbon nanomalzemelerde mikrostruktur ve morfolojinin özelleştirilmesi
ADEL ALRAİ
Doktora
İngilizce
2025
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜLYA CEBECİ
DOÇ. DR. ELİF ÖZDEN YENİGÜN
- SiC ve grafen nanopartikül katkılı karbon fiber takviyeli kompozit malzemelerin mekanik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of mechanical properties of SiC and graphene nanoparticle additived carbon fiber reinforced composite materiials
NAİL YILDIZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Makine MühendisliğiErciyes ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. RECEP EKİCİ