Elyaf takviyeli kompozitlerde nanopartikül katkısının yorulma, burkulma ve darbe davranışına etkisinin deneysel olarak incelenmesi

Abstract

Bu tez çalışmada, E-cam ve karbon elyaflarla güçlendirilmiş epoksi bazlı kompozit malzemenin üretimi esnasında, epoksi içerisine ilave edilen karbon nanotüp (KNT) ve nanokil (NK) katkısının kompozit malzemenin mekanik özelliklerine, yorulma, burkulma ve darbe davrınışlarına etkileri incelenmiştir. Bu kapsamda nano partiküller epoksi reçineye ağırlıkça %0,5 oranlarında ilave edilerek ultrasonik karıştırıcı ile homojenize edilmişlerdir. Katkısız, KNT ve NK içeren kompozit plakalar el yatırması yöntemi ile üretilmiştir. Kumaş takviye elemanı olarak tek yönlü ve dikişli kıvrımsız kumaş türleri tercih edilmiştir. Kompozit malzemelere ait kopma mukavemetleri, elastisite modülleri, kritik burkulma dayanımları, genel değişken şartlarda (çeki-çeki) yorulma dayanımları, ve darbe dayanım yükleri elde edilerek grafikler halinde sunulmuş ve taramalı elektron mikroskobu görüntüleri (SEM) alınmıştır. Deney sonuçlarına göre KNT ve NK katkıların kompozit malzemelerin çekme, burkulma ve yorulma mukavemetlerine olumlu yönde etkilediği tespit edilmiştir. Diğer taraftan ağırlık düşürmeli darbe testlerinde ise düşük enerjili deneylerde darbe dayanımında artış görülürken yüksek enerjili deneylerde sonuçlar katkısız plakalara benzer çıkmıştır.

In this thesis, the effects of carbon nanotube (CNT) and nanoclay (NC) additives on the mechanical properties, fatigue behavior, buckling and impact behavior of E-glass and carbon fiber reinforced epoxy based composites were investigated. Additives were added to epoxies at a certain rate in the production process. In this context, nanoparticles were added to epoxy resin at a ratio of 0.5% by weight and homogenized by ultrasonic mixer. Composite plates containing CNT, NC additives and also as neat were produced by hand lay-up method. As the fabric reinforcing element, unidirectional and Non-crimp fabric types were preferred. The tensile strengths, modulus of elasticity, critical buckling, fatigue life (pull-pull), and impact loadings of composite materials were presented in graphs, and some scanning electron microscope (SEM) images taken from broken faces of specimens were also presented. According to the results of the experiments, CNT and NC additives changed the tensile, buckling and fatigue behaviors of composite materials positively. In impact tests, impact strengths increased in low-energy impact tests, while results in high-energy impact tests were found similar to unadulterated plates.