Polimer kompozitlerde fiber oryantasyonlarının mekanik birleştirme dayanımlarına etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effects of fiber orientations on mechanical joining strengths in polymer composites
Yazar: RUŞEN SÖZER
Danışman: PROF. DR. CEMİL ÇETİNKAYA
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Bu çalışmada, tek yönlü karbon elyaf malzeme olan reçine emdirilmiş prepreg karbon kumaşlar kullanılmıştır. Prepreg karbon kumaşlardan laminat plaka üretimi için, alüminyum 7075 kalıp malzemeleri kullanılarak ve prepreg karbon elyaf standartlarına göre belirlenen otoklav reçetesi uygulanarak, kürleme işlemi yapılmıştır. Otoklav süreci tamamlanan kompozit plakalar ile 8 kat kumaş kullanılarak 1.9±1 mm kalınlıkta ve yaklaşık %58 lif hacimsel oranına ulaşacak şekilde kompozit karbon elyaf laminatların üretimi gerçekleştirilmiştir. Test işlemleri için 5 adet farklı elyaf dizilimleri içeren kompozit plakaların her birinden 12 adet numune alınmıştır. Toplam olarak 60 numune ASTM D953 standartlarına uygun olarak hazırlanmış ve yine bu standartlara göre test aparatları üretilerek test işlemleri yapılmıştır. Kompozit plakaların içerdikleri elyaf dizilimlerine göre gruplandırılması yapılan numuneler ilk olarak tahribatsız muayeneye tabi tutulmuştur. Tahribatsız muayene işleminde SEM (Taramalı Elektron Mikroskobu) görüntüleri alınan numunelerde serim süreci ve sonrası oluşabilecek hatalar gözlenmiştir. Ayrıca, kompozit malzemelere ASTM D953 standartlarına uygun olarak çekme testi uygulanmış ve dizilim farklılıklarının oluşturduğu grafikler yorumlanmıştır. Yapılan çalışmalar sonucunda elyaf oryantasyonunun istif açılarının değiştirilmesi ile mekanik dayanımın arttırılabileceği gösterilmiştir.

Abstract:
In this study, resin-impregnated prepreg carbon fabrics that is a unidirectional carbon fiber material, were used. The curing process was completed by using aluminum alloy 7075 mold materials and applying the autoclave prescription determined according to prepreg carbon fiber standards for laminate plate production from prepreg carbon fabrics. The composite plates, whose autoclave process was completed, were used to produce composite carbon fiber laminates by 8 layers of fabric with a thickness of 1.9 ± 1 mm and a fiber volume ratio of approximately 58%. For testing, 12 samples were taken from different composite plates containing 5 different fiber arrays. A total of 60 samples were prepared in accordance with ASTM D953 standards, and in the same way, test apparatus was produced in accordance with ASTM D953 standards and tested. The samples, which were grouped according to the fiber arrays of the composite plates, were first subjected to non-destructive testing and control. SEM (Scanning Electron Microscopy) images of the samples were taken non-destructively, and errors that may occur during and after the laying process were observed. It was subjected to the tensile test destructively in accordance with ASTM D953 standards and the graphics created by the sequence differences were interpreted one by one. As a result, it has been shown that the mechanical strength can be increased by changing the stacking angles of the fiber orientation.