Farklı yönelimdeki karbon elyaf/ cam elyaf takviyeli kompozitlerin mekanik ve termal özelliklerinin incelenmesi
Analysis of mechanical and thermal properties for carbon fiber/ glass fiber reinforced composites with different orientation
Yazar: KORAY BALTALI
Danışman: DOÇ. DR. SUAT BAHAR BAŞTÜRK
Manisa Celal Bayar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kompozit Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Kompozit malzemeler artık gittikçe artan oranlarda ve yeni sektörlerde kullanılmaya başlanmıştır. Uzun zaman uçak sanayisindeki ihtiyaçların yönlendirdiği kompozit malzeme gelişmeleri son dönemde yeni birçok endüstiyel alanda farklı amaçlar için kullanılmaktadır. Malzeme bilimi önderliğinde daha üstün teknolojilerin üretildiği günümüzde özellikleri daha üstün olan malzemelerin ve buna paralel olarak da kompozit malzemelerin kullanımının önemi artmıştır. Endüstriyel imalat süreçlerinde sürekli cam elyaf ve karbon elyaf takviyeli polimer matrisli kompozit malzemelerin kullanıldığı sıkça görülmektedir. El yatırması ve/veya vakum infüzyon yöntemi kullanılarak imal edilen bu parçalar denizcilik, enerji, uçak, otomotiv ve benzeri endüstriyel alanlarda kullanılmaktadır. Bunun sebebi ise sürekli cam elyaf ve karbon elyaf takviyeli polimer matrisli kompozit malzemelerin gösterdiği yüksek mukavemet ve rijitlik değerleridir. Ayrıca polimer matrisin getirdiği elastikiyet/esneklik ve kuvvet iletimi özellikleri de ekstra avantajlar olarak nitelendirilmektedir. 
Bu çalışmada farklı orayantasyonlara sahip sürekli cam elyaf takviyeli ve sürekli carbon elyaf takviyeli kompozit malzemeler vakum infüzyon yöntemi ile paneller halinde üretilmiştir. Üretilen bu panellerden alınan numunelerin morfolojik, mekanik ve termal özellikleri araştırılmıştır. Morfolojik yapı SEM (Taramalı Elektron Mikroskobu) ile incelenirken mekanik özellikler ise çekme, üç nokta eğme ve laminalar arası kayma (ILSS) testleri ile tespit edilmiştir. Termal ve termo-mekanik bulgular ise DSC (Diferansiyel Taramalı Kalorimetre), TGA (Termal Gravimetrik Analiz) ve DMA (Dinamik Mekanik Analiz) gibi karakterizasyon yöntemler ile değerlendirilerek, karşılaştırılmıştır.

Abstract:
Composite materials are increasingly being used in various industries at a growing rate. Recent developments in composite materials have been driven not only by the long-standing needs of the aviation industry but also by numerous new applications in various sectors. In the current era of advanced material science, the importance of using materials with superior properties, including composites, has risen significantly. Continuous glass fiber and carbon fiber reinforced polymer matrix composites are commonly used in industrial manufacturing processes. These parts, produced using hand lay-up and/or vacuum infusion methods, find applications in industries such as marine, energy, aviation, automotive, and more. The reason for their widespread use is their high strength and stiffness values. Additionally, the elasticity/flexibility and force transmission properties exhibited by the polymer matrix provides extra advantages. 
In this study, composite materials reinforced with continuous glass fiber and continuous carbon fiber, oriented in different directions, were produced in panel form using the vacuum infusion method. The morphological, mechanical, and thermal properties of samples taken from these panels were examined. Morphological properties were analyzed using SEM (Scanning Electron Microscope) while the mechanical properties were determined through tensile, three-point bending, and interlaminar shear strength (ILSS) tests. Thermal and thermo-mechanical properties were characterized and evaluated using DSC (Differential Scanning Calorimetry), TGA (Thermogravimetric Analysis), and DMA (Dynamic Mechanical Analysis) characterization methods.