Polimer matrisli kompozit malzemelerin modern kaplama yöntemleri ile kaplanabilirliğinin incelenmesi
Investigation of coatability of polymer matrix composite materials with modern coating methods
Yazar: ABDULSAMET GÖR
Danışman: PROF. DR. OSMAN ASİ
Uşak Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Cam elyaf kompozitler = Glass fiber composites ; Polimer kompozitler = Polymer composites ; Termal sprey kaplama = Thermal spray coating ; Yüzey kaplama yöntemleri = Surface coating methods

Özet:
Bu çalışmada, pultrüzyon ve el yatırma yöntemleriyle ile imalatı yapılan kompozit malzemelerin alev sprey kaplama yöntemi ile kaplanmasında kaplama özelliklerinin incelenmesi yapılmıştır. Kaplama yapılacak olan pultrüzyon yöntemi ile imalatları yapılan kompozit lama profillerinin imalatında sürekli cam elyafı ve matris malzemesi olarak polyester reçine kullanılmıştır. Kaplama yapılacak olan el yatırma yöntem ile kompozit malzemelerin imalatında farklı elyaf yoğunluklarına sahip (200, 300 ve 500 g/m2)  cam elyaflı ve 245 g/m2 karbon dokuma kumaşlar ve matris malzemesi olarak epoksi reçine kullanılmıştır. Kaplama yapılacak olan numuneler profillerden elmas disk testere yardımıyla planyada kesilerek hazırlanmıştır. Plaka şeklindeki kompozit malzemelere alev sprey kaplama yöntemi ile Al2O3, Al2O3+TiO2, Cr2O3+SiO2+TiO2, Cr2O3+TiO2 seramik tozların kaplama işlemleri yapılmıştır. Kaplama yapılan malzemelerin kaplama kalitesini incelemek için standartlara uygun numuneler hazırlanıp mikroyapı incelemeleri, sertlik ölçümleri, yüzey pürüzlülüğü ölçümleri ve yapışma mukavameti değerlerinin tespiti için deneyler yapılmıştır. Numunelerin mikroyapı incelemeleri optik ve SEM mikroskobunda yapılmıştır. Kaplamaların porozite miktarlarının ölçümleri, optik mikroskopta bulunan Clemex görüntü analiz programı ile yapılmıştır. Kaplamaların mikrosertlik değerleri mikro sertlik ölçme cihazında ölçülmüştür. Numunelerin yapışma mukavemetleri, ASTM C-63 standardına göre çekme deneyi cihazında belirlenmiştir. Kaplama yapılan kompozit malzemenin özelliklerinin kaplama kalitesini etkilediği belirlenmiştir. En yüksek yapışma mukavemeti değeri polyester kompozit malzeme üzerine yapılan Al2O3+TiO2 kaplamada elde edilmiştir. Özellikle Al2O3+TiO2 malzemesinin kaplama malzemesi olarak kullanıldığı kompozit malzemede yapışma mukavemetine önemli etki ettiği gözlemlenmiştir. Porozite miktarı yüksek olan kaplamaların sertlik değerleri ve yapışma mukavemeti değerleri düşük meydana gelmiştir.

Abstract:
In this study, the coating properties of composite materials manufactured with pultrusion and hand lay-up methods were investigated in the coating by flame spray coating method. In the manufacturing of composite sheet profiles manufactured with pultrusion method to be coated, continuous glass fiber and polyester resin were used as matrix material. In the manufacturing of composite materials to be coated with hand lay-up method, glass fiber and 245 g/m2 carbon woven fabrics with different fiber densities (200, 300 and 500 g/m2) and epoxy resin were used as matrix material. The samples to be coated were prepared by cutting the profiles on a planer with the help of a diamond disc saw. Coating processes of Al2O3, Al2O3+TiO2, Cr2O3+SiO2+TiO2, Cr2O3+TiO2 ceramic powders were performed on plate-shaped composite materials by flame spray coating method. In order to examine the coating quality of the coated materials, samples in accordance with the standards were prepared and experiments were conducted for microstructure examinations, hardness measurements, surface roughness measurements and determination of adhesion strength values. The microstructure examinations of the samples were made with optical and SEM microscopes. The porosity amounts of the coatings were measured with the Clemex image analysis program on the optical microscope. The microhardness values of the coatings were measured with a microhardness measuring device. The adhesion strengths of the samples were determined with a tensile test device according to the ASTM C-63 standard. It was determined that the properties of the composite material on which the coating was made affected the coating quality. The highest adhesion strength value was obtained in the Al2O3+TiO2 coating made on the polyester composite material. It was observed that especially the Al2O3+TiO2 material had a significant effect on the adhesion strength in the composite material used as the coating material. The hardness values and adhesion strength values of the coatings with high porosity were low.