Karbon ve cam elyaf ile güçlendirilmiş ısıl işlemli kayın odununun bazı fiziksel ve mekaniksel özelliklerinin belirlenmesi
Some phycical and mechanical properties of heat treated beech wood reinforced with carbon and glass fiber
Yazar: ERCAN ÇİĞDEM
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ OSMAN PERÇİN
Kütahya Dumlupınar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Ağaç İşleri = Wood Products

Özet:
Bu çalışmada, farklı sıcaklıklarda ısıl işlem uygulanmış Doğu kayını (Fagus orientalis L.) odunundan elde edilen örnekler karbon ve cam fiber ile güçlendirilmiş ve fiziksel ve mekanik özelliklerindeki meydana gelen değişimler incelenmiştir. Bu amaçla, kayın ağacı 150, 175 ve 200ºC sıcaklıklarda 3 saat süre ile ısıl işleme tabi tutulduktan sonra uygun ölçülerde kaplamalar kesilmiş ve aralarına karbon ve cam fiber ekleyerek fenol formaldehit tutkalı kullanılarak 4 katmanlı lamine malzemeler üretilmiştir. Kontrol grubunda ise sadece kayın örnekler lamine edilmiştir.  Örneklerin hava kurusu yoğunluk değeri, eğilme direnci ve eğilmede elastikiyet modülü, liflere paralel basınç direnci, yapışma direnci ve hacimsel şişme değerleri belirlenmiştir.
Çalışma sonunda ısıl işlem sıcaklığına bağlı olarak mekanik özelliklerde düşüşler görülürken, hava kurusu yoğunluk değeri en yüksek ısıl işlemsiz ve cam fiber takviyeli örneklerde (0.742 g/cm3), en yüksek eğilme direnci 150 °C'de ısıl işlem uygulanmış ve karbon fiber takviyeli örneklerde (123.95 N/mm2), en yüksek eğilmede elastikiyet modülü ısıl işlemsiz ve karbon fiber takviyeli örneklerde (13299 N/mm2), en yüksek liflere paralel basınç direnci ısıl işlemsiz ve takviyesiz örneklerde (69.75 N/mm2), en yüksek yapışma direnci ısıl işlemsiz ve takviyesiz örneklerde (10.57 N/mm2) belirlenmiştir. Hacimsel şişme testlerinde ise en yüksek değer ısıl işlemsiz ve takviyesiz örneklerde elde edilirken (% 15.96), en düşük 200 ºC'de ısıl işleme maruz kalan ve karbon fiber takviyeli örneklerde (% 10.93) belirlenmiştir. 

Anahtar Kelimeler: cam elyaf, karbon elyaf, ısıl işlem, mekanik özellikler, kayın ağacı

Abstract:
In this study, the samples obtained from heat treated at different temperatures beech (Fagus orientalis L.) wood were reinforced with carbon and glass fiber and the changes in the physical and mechanical properties were investigated. For this purpose, the beech wood was heat treated at 150, 175 and 200 °C for 3 hours, then the veneers were cut at appropriate dimensions and by adding carbon and glass fiber between veneers, 4 layers of laminated materials were produced using phenol formaldehyde adhesive. In control group, only fagus samples was laminated. The air-driel density value, bending strength, modulus of elasticity in bending strength, compressive strength paralell to the grain, bonding strength and volumetric swelling rate of the samples were determined.
As a results, the mechanical properties decreased with the heat treatment temperature. The highest air-dried density value in unheat-treated and reinforced samples with glass fiber (0.742 g/cm3), the highest bending strength in heat-treated at 150 °C and reinforced samples with carbon fiber (123.95 N/mm2), the highest modulus of elasticity in bending strength in unheat-treated and reinforced samples with carbon fiber (13299 N/mm2), the highest compressive strength paralell to the grain in unreinforced and unheat-treated  samples (69.75 N/mm2), the highest bonding strength in  unreinforced and unheat-treated samples  (10.57 N/mm2) were determined. In the volumetric swelling tests, the highest value were determined in unreinforced and unheat-treated samples  (15.96 %), the lowest value in heat-treated at 200 °C and reinforced samples with carbon fiber (10.93 %). According to these results, it is preferable to use carbon and glass fiber as the reinforcing material in the heat-treated wood material.

Keywords: Carbon fiber, Glass fiber, Heat treatment, Mechanical properties, Wood material.