Polimer matrisli hibrit kompozitlerin farklı ortam şartlarındaki mekanik ve tribolojik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of the mechanical and tribological properties of polymer matrix hybrid composites under different environmental conditions
Yazar: AHMET SAYLIK
Danışman: PROF. DR. ŞEMSETTİN TEMİZ
İnönü Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Mekanik Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Cam elyaf kompozitler = Glass fiber composites ; Karbon fiber = Carbon fiber ; Polimer kompozitler = Polymer composites ; Vakum destekli reçine transfer yöntemi = Vacuum assisted resin transfer method ; Yaşlandırma = Ageing

Özet:
Bu çalışmada; vakum destekli reçine transfer kalıplama metodu ile üretilen sekiz katmanlı tabakalı cam/epoksi (GFRP), karbon/epoksi (CFRP) ve cam-karbon epoksi hibrit (GCFRP) kompozitlerin yapay deniz suyu, motor yağı ve dizel yakıt ortamında 30,60 ve 90 gün boyunca yaşlandırılma etkisinin kompozit yapılardaki mekanik ve tribolojik davranışlarına etkisi incelenmiştir. Kompozitlerin mekanik dayanımlarını incelemek için çekme, üç nokta eğilme, düşük hızlı darbe testi ve basma testleri yapılmıştır. Tribolojik davranışları incelemek için ise kuru kayma aşınma testleri yapılmıştır. Farklı sıvı ortamlarında yaşlandırılan kompozitlerin kütlece absorpsiyon yüzdelerine bakıldığında en yüksek kütlesel absorpsiyonuna sahip olan kompozitlerin CFRP kompozitler olduğu, en düşük kütlesel yüzde absorpsiyonuna sahip kompozitlerin GFRP kompozitler olduğu hesaplanmıştır. Tüm ortam koşullarında Çekme dayanımı, eğilme dayanımı ve basma dayanımının en yüksek olduğu kompozit tipi karbon/epoksi kompozitler olduğu tespit edilmiştir. Düşük hızlı darbe dayanımının en yüksek olduğu kompozit tipi ise cam/epoksi kompozitler olmuştur. Kompozitlerin tribolojik davranışları incelendiğinde cam elyafın spesifik aşınma oranının karbon elyaftan fazla olduğu sonucuna varılmıştır. Cam-karbon hibrit şekilde üretilmiş kompozitlerin çekme mukavemeti, basma mukavemeti ve düşük hızlı darbe mukavemetini artırırken, eğilme mukavemetini azalttığı sonucuna varılmıştır. Ortam yaşlandırma etkilerine bakıldığında, yaşlandırma süresi arttıkça kompozitlerin mekanik ve tribolojik mukavemetlerinin azaldığı etkilerini azaldığı görülmüştür. Tüm yaşlandırma ortamları koşullarına bakıldığında mekanik dayanıklılığı en çok etkileyen ve değiştiren ortamın deniz suyu yaşlandırma ortamı olduğu tespit edilmiştir.

Abstract:
In this study; eight-layer laminated glass/epoxy (GFRP), carbon/epoxy (CFRP) and glass-carbon epoxy hybrid (GCFRP) composites produced by vacuum assisted resin transfer molding method for 30, 60 and 90 days in artificial seawater, engine oil and diesel fuel environment. The effect of the aging effect on the mechanical and tribological behavior of composite structures was investigated. Tensile, three-point bending, low-speed impact test and compression tests were performed to examine the mechanical strength of the composites. Dry slip wear tests were carried out to examine the tribological behaviors. Considering the mass absorption percentages of the composites aged in different liquid environments, it was calculated that the composites with the highest mass absorption were CFRP composites, and the composites with the lowest mass percent absorption were GFRP composites. It has been determined that composite type carbon/epoxy composites have the highest tensile strength, bending strength and compressive strength in all ambient conditions. The composite type with the highest low-velocity impact strength was glass/epoxy composites. When the tribological behaviors of the composites were examined, it was concluded that the specific wear rate of glass fiber was higher than carbon fiber. It was concluded that while glass-carbon hybrid composites increase tensile strength, compressive strength and low velocity impact strength, they decrease flexural strength. Considering the effects of ambient aging, it was observed that the mechanical and tribological strengths of the composites decreased as the aging time increased. When the conditions of all aging environments are examined, it has been determined that the environment that affects and changes the mechanical strength the most is the seawater aging environment.