Bazı cam ve plastik esaslı şeffaf malzemelerin katı parçacık erozyon performansların incelenmesi
Investigation on the solid particle erosion performance of some glass and polymeric transparetn materials
Yazar: MOHD HUSSAIN DANESH
Danışman: DOÇ. DR. ÖMER NECATİ CORA
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasında, otomotiv, havacılık uzay endüstrisi ve inşaat sektöründe yaygın olarak kullanılan tek tabakalı polikarbonat, pleksiglas ve lamine camlar gibi şeffaf malzemelerin katı parçacık erozyon performansları deneysel olarak incelenmiştir. Bu kapsamda, katı parçacık erozyon testleri 3 aşamada gerçekleştirilmiştir. Birinci aşamada, sabit parçacık çarpma hızıyla (150 m/s) ve farklı çarpma açılarında (20°, 30°, 45°, 60° ve 90°) erozyon testleri gerçekleştirilmiştir. İkinci aşamada, sabit bir aşındırıcı parçacık çarpma açısında (90°) ve farklı parçacık çarpma hızlarında (75, 150 ve 190 m/s) erozyon davranışları incelenmiştir. Yapılan testlerin sonucunda, lamine camlarda ara katman malzemesi olan polivinil butiral yapıştırıcı, camların erozyon aşınmasını önemli ölçüde engellediği tespit edilmiştir. Cam, incelenen malzemeler arasındaki en gevrek malzeme olmasına rağmen nominal 52 μm boyutlu alümina (Al2O3) aşındırıcı parçacıklar karşısında yarı-sünek malzeme davranışı sergilemiştir. Hava araçlarında kanopi malzemesi olarak da kullanılan polikarbonat, test edilen malzemeler içinde en yüksek erozyon dayanımı performansını sergilemiş ve en yüksek erozyon miktarı, düşük çarpma açılarında meydana gelmiştir. Pleksiglas numuneler ise sünek davranış sergilemiş ve en yüksek erozyon miktarı düşük çarpma açılarında meydana gelmiştir. İlk iki aşama sonunda en iyi performansı sergileyen polikarbonat, 3. aşama kapsamında farklı boyutlu silika (SiC) kum testlere tabi tutulmuş ve parçacık boyutunun büyümesiyle birlikte erozyon miktarının da arttığı tespit edilmiştir.

Anahtar Kelimeler: Katı parçacık erozyon, Polikarbonat, Lamine cam, Pleksiglas, Polivinil butiral (PVB)

Abstract:
In this thesis, the solid particle erosion behavior of transparent materials such as monolayered polycarbonate solid sheet, plexiglass and laminated glasses which are widely used in automotive, aerospace and construction industries have been investigated experimentally.. The experimental studies have been carried out in three steps. In the first step, the experiments carried out at a constant erodent impact velocity of 150 m/s and at different impingement angles of 20°, 30°, 45°, 60° and 90°. In the second phase, the erosion losses of the same transparent materials were determined at a constant impingement angle of 90° under different impact velocities of 75, 150 and 195 m/s. As a result of these, it was observed that polyvinyl butyral which is used as an intermediate layer material in laminated glass, significantly prevented the progression of erosion wear. Glass is the most brittle among the tested materials, but exhibited as semi-ductile characteristics against alumina (Al2O3) abrasive particles of nominal 52 µm size which were used in the experiments. Polycarbonate solid sheet which is also used as canopy material in air vehicled have showed the highest erosion resistance performance among the tested materials. The highest amount of erosion losses of polycarbonate materials occurred at low impingement angles. Plexiglass materials exhibited ductile behavior and the highest amount of erosion occurred at low impact angles. At the final step, polycarbonate material was subjected to erosion tests with relatively bigger sized  silica (SiC) sand and it was found that erosion loss increased with increasing abrasive particle size.

Key Words: Solid particle erosion, Polycarbonate solid sheet, Laminated glass, Plexiglass, Polyvinyl butyral (PVB)