Alüminyum-karbon elyaf takviyeli kompozit levhaların yapıştırma bağlantılarındaki naylon 6.6 nano-elyaf takviyeli yapıştırıcıların farklı sıcaklıklar altındaki düşük hızlı darbe davranışları
Low velocity impact behavior of nylon 6.6 nanofiber reinforced adhesives under different temperatures in adhesive joints of aluminium-carbon fiber reinforced composite sheets
Yazar: MUSA YILMAZ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MÜRSEL EKREM
Necmettin Erbakan Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu çalışmada, Al 2024-T3 levhalar ile 8 katmanlı karbon elyaf takviyeli epoksi kompozit levhaların tek taraflı bindirmeli yapışma bağlantıları oluşturulmuş ve bu yapışma bağlantılarının düşük hızlı darbe sonrası yükleme durumları incelenmiştir. Bu amaçla, elektro eğirme yöntemiyle naylon 6.6 (N 6.6) nano elyaf ve ağırlıkça farklı miktarlarda (%1,%3 ve %5) grafen nano parçacık (GNP) takviye edilmiş nano elyaflar üretilmiştir. Yapışma bağlantısında kullanılan saf epoksi reçine, üretilen bu nano elyaflar ile takviye edilmiş ve bu kapsamda 5 farklı tipte tek taraflı bindirmeli yapışma bağlantısı üretilmiştir. Üretilen bu numunelere 5 farklı sıcaklıkta (-50°C, -20°C, 0°C, 25°C ve 50°C) düşük hızlı darbe (1,04m/s) testleri uygulanmıştır. Darbe testleri sonucunda kopmayan numunelere ASTM D1002-10 standardına uygun olarak oda sıcaklığında sabit çekme hızında çekme testleri yapılmıştır. Elde edilen veriler ve yapılan karşılaştırmalar doğrultusunda tek taraflı yapışma bağlantısında en yüksek mekanik özellikleri sağlayan takviye oranları belirlenmiş ve farklı sıcaklıkların etkisi incelenmiştir. Ayrıca üretilen nano elyafların ve çekme sonrası yapışma yüzeylerinin taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile yüzey morfolojisi incelenmiştir. Bunun yanında epoksi reçine ile N6.6 nanoelyaf takviyeli diğer epoksi yapıştırıcıların camsı geçiş sıcaklığı, erime sıcaklığı, termal bozunma sıcaklığı ve kütle kaybı, Termogravimetrik Analiz (TGA) ve Diferansiyel Termal Analiz (DTA) ile incelenmiştir.
	Yapılan darbe deneyleri sonucunda numunelerin uygulanan 3J'lük enerjinin yaklaşık 1,5J lük kısmını absorbe ettiği görülmüştür. Darbe sonrası çekme testlerinde ise N 6.6 nanoelyaf katkılarının yapışmadaki kopma kuvvetini artırdığı görülmüştür. Düşük hızlı darbe sonrası en yüksek kopma kuvveti %1 GNP katkılı N 6.6 nanoelyaf katkılı yapıştırıcıda ve oda sıcaklığında tespit edilmiştir.

Abstract:
In this study, Al 2024-T3 sheets and 8-layeres Carbon Fiber reinforced composite sheets are formed with single lap adhesive joints and after the low velocity impact loading status of these adhesive joints was investigated. For this purpose, Naylon 6.6 (N 6.6) nano fiber and N 6.6 nano fibers reinforced with graphene nano particle (GNP) in different ratios (1%, 3% and 5%) by weight of N 6.6 was produced by electro spinning method. The pure epoxy resin used in the adhesive connection is reinforced with these produced nano fiber and pure epoxy bonding as reference sample 5 different types of single lap adhesive joints were produced. Low velocity impact (3J) tests were applied to these samples at 5 different temperatures (-50°C, -20°C, 0°C, 25°C and 50°C). As a result of impact tests, under constant crosshead ratios tensile tests were carried out to unbroken samples at room temperature in accordance with ASTM D1002-10 standard. According to the obtained data and comparisons, the reinforcements providing the highest mechanical properties were determined and the effect of different temperatures were examined in the single lap adhesive joint. Also, surface morphology of the nano fibers and the surface of the adhesive joints after tensile tests was investigated by the scanning electron microscope (SEM). In addition, the 
glass transition temperature, melting temperature, thermal decomposition temperature and mass loss of epoxy resin and other epoxy adhesives reinforced with N6.6 nanofiber were investigated by Thermogravimetry Analysis (TGA) and Differential Thermal Analysis (DTA).
As a result of the impact tests, it was observed that the samples absorbed approximately 1.5 J of the applied 3J energy. It has been observed that N 6.6 nano fiber reinforcement increase the breaking force of the adhesion in tensile tests after impact. The highest breaking force after low-velocity impact was determined at 1% GNP reinforced N 6.6 nanofibers and at room temperature.