Grafen ve Fe3O4 nanopartiküller ile güçlendirilmiş pan nanoelyaf katkılı elium reçine matrisli nanokompozitlerin mekanik özellikleri, translaminar kırılma davranışları ve şekil hafızası özelliklerinin incelenmesi
Investigation of mechanical properties, translaminar fracture behaviors and shape memory properties of pan nanofiber doped elium resin matrix nanocomposites reinforced with graphene and Fe3O4 nanoparticles
Yazar: MUHAMMET ALİ ŞENYURT
Danışman: PROF. DR. AHMET AVCI
Necmettin Erbakan Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Demir oksit = Iron oxide ; Grafen = Graphene ; Nanoelyaf =   ; Nanokompozitler = Nanocomposites ; Poliakrilonitril = Polyacrylonitrile

Özet:
Bu tez çalışmasında Elium (E) reçine içerisinde 12 tabaka Poliakrilonitril (PAN) nanofiber, PAN ağırlığınca sırasıyla %0.5, %1, %1.5 Grafen Nanoplaka (GNP) katkılı nanofiber, PAN ağırlığınca %1 Demir Oksit (Fe3O4) nanopartikül katkılı nanofiber, PAN ağırlığınca %0.5 GNP + %0.5 Fe3O4 nanopartikül katkılı nanofiber ile güçlendirilmiş nanokompozitler üretilmiştir. Üretilen nanofiberlerin fiber çaplarının tespiti için Taramalı Elektron Mikroskop (SEM) görüntüleri alınmıştır. Nanokompozitlerin Termogravimetrik (TGA-DSC) analizi, Fourier dönüşümlü infrared spektroskopi (FTIR) analizi, Çekme testi, Mod-I translaminar kırılma tokluğu testi, Dinamik Mekanik Analizi (DMA) ve şekil hafızası özellikleri incelenmiştir. Çekme testi sonuçlarında saf Elium 'un çekme dayanımı 44.44 MPa olarak ölçülmüş olup en iyi çekme dayanımı 68.86 MPa olarak %1 GNP katkılı PAN nanofiber ile güçlendirilmiş Elium matrisli nanokompozitin çıkmıştır. Mod-I translaminar kırılma tokluğu testi sonucunda en iyi KTL değerine sahip %1GNP katkılı olan nanokompozit malzemede belirlenmiştir. DMA analizi sonucunda E 'nin camsı geçiş sıcaklığı (Tg) 70.76 °C olup en yüksek Tg 'ye sahip olan 91.68 °C ile %1 Fe3O4 katkılı nanokompozittir. Çalışmanın ana konusu olan şekil hafızası özelliklerinin incelenmesi sonucunda E 'nin geri dönüş oranına bakıldığında %80 olarak ölçülmüştür. En yüksek şekil geri dönüş oranına sahip olan ise %95 olarak %1 GNP katkılı PAN nanoelyaf takviyeli nanokompozit malzeme olmuştur.

Abstract:
In this thesis study, 12 layers of Polyacrylonitrile (PAN) nanofiber in Elium (E) resin, 0.5%, 1%, 1.5% Graphene Nanoplate (GNP) doped nanofiber by weight of PAN respectively, 1% Iron Oxide (Fe3O4) nanoparticle doped nanofiber by weight of PAN Nanocomposites reinforced with 0.5% GNP + 0.5% Fe3O4 nanoparticles by weight of PAN were produced. Scanning Electron Microscope (SEM) images were taken to determine the fiber diameters of the produced nanofibers. Thermogravimetric (TGA-DSC) analysis, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) analysis, Tensile test, Mode-I translaminar fracture toughness test, Dynamic Mechanical Analysis (DMA) and shape memory properties of nanocomposites were examined. In the tensile test results, the tensile strength of pure Elium was measured as 44.44 MPa, and the best tensile strength was 68.86 MPa of the Elium matrix nanocomposite reinforced with 1% GNP added PAN nanofiber. As a result of the Mode-I translaminar fracture toughness test, the best KTL value was determined in the nanocomposite material with 1% GNP additive. As a result of DMA analysis, the glass transition temperature (Tg) of E is 70.76 °C and the one with the highest Tg is 1% Fe3O4 doped nanocomposite with 91.68 °C. As a result of examining the shape memory properties, which is the main subject of the study, the return rate of E was measured as 80%. The one with the highest shape recovery rate was 95%, 1% GNP added PAN nanofiber reinforced nanocomposite material.