Farklı oranlarda diatomit takviyeli silikon matrisli kompozit malzemelerin termal ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of the effect of glass sphere and fiber reinforcement on thermal and mechanical properties in silicon matrix composites
Yazar: ÖZGÜR SARAÇ
Danışman: PROF. DR. ŞENOL YILMAZ
Sakarya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology

Özet:
Bu çalışmanın amacı silikon matrisli kompozitlerde takviye maddesi olarak diatomitin kullanılabilirliğini araştırmaktır. Aynı zamanda diatomitin mekanik özelliklere ve termal iletkenliğe olan etkileri de incelenmiştir. Diatomit ana yapıya %2,5, %5, %7,5, %10 ve %15 oranlarında kademeli olarak ilave edilmiş ve her bir oran için çekme-kopma, uzama, yırtılma, sertlik, yoğunluk, LOI, FT-IR, TGA ve termal iletkenlik testleri yapılarak kompozit numunelerin baz karışım ve birbiri ile kıyaslaması yapılmıştır.
Mekanik ve termal testler sonucunda sertliğin katılan her % birim diatomit için arttığı, yırtılma mukavemetinin artan diatomit oranıyla doğru orantılı olarak azaldığı ve yoğunluğun her % birim diatomit artışı için arttığı görülürken çekme – kopma, uzama, aşınma ve LOI test değerlerinde artan diatomit oranına göre sürekli bir azalma tespit edilmiştir. FT-IR spektrometresi ile  diatomit ve % 0 - % 7,5 ve %15 diatomit içerikli karışım numuneler  analiz edilmiş ve diatomit ilavesi yapılan karışım numunelerinin FT-IR spektrumları arasında belirgin bir fark görülmemiştir. Bunun sebebinin vinil metil polisiloksan (VMQ) içerisindeki silisyum-oksijen ve metil-silisyum bağlarının miktar olarak çok fazla olması nedeniyle ayırt edici olan diğer bağları baskılaması ve ayrıca diatomitin de yapısı içerisinde yüksek oranda silisyum-oksijen bağı içermesi olduğu düşünülmektedir. TGA analizi uyguladığımız numunelerde ise diatomit ilavesinin termal degradasyonu (bozunmayı) hızlandırdığı, termal kararlılığı artırıcı bir etkisinin olmadığı gözlemlenmiştir.

Abstract:
The aim of this study is to investigate the usability of diatomite as a reinforcement material in silicon matrix composites. At the same time, the effects of diatomite on mechanical properties and thermal conductivity were also investigated.. Diatomite was gradually added to the main structure at 2.5%, 5%, 7.5%, 10% and 15% of the total volume, tensile-rupture, elongation, tear, hardness, density, LOI, FT-IR, TGA and thermal conductivity tests were performed for each ratio, and the composite samples were compared with the base compound as well as among each other.
As a result of the mechanical and thermal tests, it is seen that the hardness increases for each% unit of diatomite added the tear strength decreases in direct proportion to the increasing rate of diatomite and the density increases for each% unit of diatomite a decrease was detected. Diatomite and mixed samples containing 0% - 7.5% and 15% diatomite were analyzed by FT-IR spectrometer, and no significant difference was found between the FT-IR spectra of the mixture samples with added diatomite. The reason for this is thought to be that the amount of silicon-oxygen and methyl-silicon bonds in vinyl methyl polysiloxane (VMQ) suppresses other distinctive bonds and also contains high silicon-oxygen bonds in its structure. In the samples we applied TGA analysis, it was observed that the addition of diatomite accelerates thermal degradation and does not have an effect on thermal stability.