Polifenilen sulfid (PPS) matrisli kompozitlerin tabakalar arası kayma dayanımlarının iyileştirimesi
Improvement of interlaminar shear strength of polyphenylene sulphide (PPS) matrix composites
Yazar: MUSTAFA ÖZGÜR BORA
Danışman: PROF. DR. İSMAİL CÜRGÜL
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2011
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Cam elyaf keçe takviyeli polifenilen sulfid kompozitleri (GMT-PPS) kısa üretim süresi ve mükemmel özellikleri nedeni ile otomotiv uygulamalarında kullanılmaktadır. Birçok mühendislik uygulamalarında GMT malzemesi için en önemli ilgi darbe yüklemesine karşı dirençleridir. Bu çalışmada, GMT-PPS sıcak pres tekniği ile üretilmiştir. Düşük hızlı düşen ağırlık darbe testleri ile GMT-PPS malzemesinin darbe davranışı belirlenmiştir. Darbe hasarına maruz bırakılmış GMT-PPS malzemelerinde oluşan hasar tipleri, hasar başlangıcı ve ilerlemesi bilgisayarlı tomografi analizleri ile saptanmıştır. Ek olarak, darbe yüklemesine maruz bırakılmış GMT-PPS numunelerin artık eğilme dayanımları ve modüllerinin tespiti için üç nokta eğilme testleri gerçekleştirilmiştir.Fiber metal tabakaları (FMT), fiber takviyeli polimer kompozit katmanlar ile adezif olarak ince metal levhaların birleşiminden oluşan hibrit kompozit malzemelerdir. Bu çalışma, cam elyaf keçe takviyeli polifenilen sulfid (PPS) kompoziti ve alüminyum alaşımı içeren yüzeyi iyileştirilmiş, mekanik bağlantılı ve hem yüzeyi iyileştirilmiş hemde mekanik bağlantılı FMT malzemelerinin tabakalar arası kayma dayanımı (TAKD) ve darbe dayanımını karakterize etmektedir. FMT malzemesinin adhezif yapışması için silan konsantrasyonunun belirlenmesinden sonra alüminyum katlar ve kompozit tabakalar arasında mekanik bağlantı oluşturmak için farklı dairesel delik formasyonlarına sahip alüminyum levhalar içeren yeni nesil FMT malzemeler sıcak pres tekniği ile Kocaeli Üniversitesi İleri Malzemeler Laboratuvar'ında üretilmiştir. Çekme testleri, TAKD ve düşük hızlı düşen ağırlık darbe testleri, FMT malzemelerinin TAKD özelliklerine farklı delik formasyonlarının etkisini belirlemek için gerçekleştirilmiştir. Optik mikroskop ve dijital kamera analizleri ile farklı dairesel delik formasyonlarına sahip FMT malzemelerde çekme ve darbe yüklemeleri nedeniyle oluşan hasar tipleri, hasar başlangıcı ve ilerlemesi belirlenmiştir.

Abstract:
Glass mat-reinforced polyphenylene sulphide composites (GMT-PPS) have been succeeded in automotive application because of their excellent properties and short processing time. Resistance to impact loading is of major concern in GMT for many engineering applications. In this study, GMT-PPS are manufactured with hot press technique. The impact behavior of GMT-PPS is determined under low velocity drop weight impact tests. Failure modes, damage initiation and progression of impacted GMT-PPS are determined with computed tomography analysis. In addition, residual flexural strength and modulus of impacted GMT-PPS samples are determined with three point bending tests.Fiber metal laminates (FML) are hybrid composite materials consisting of thin metal sheets adhesively bonded together with fibre reinforced polymer composite layers. This study characterizes the surface treated, mechanical bonded and both surface treated and mechanical bonded FMLs?s interlaminar shear strength (ILSS) and impact strength based on a glass mat reinforced polyphenylene sulphide (PPS) composite and an aluminium alloy. After determining the silane concentration for adhesive bonding of FMLs, novel FML materials are manufactured in Advanced Materials Laboratory of Kocaeli University using a hot press technique which involves aluminium sheets with different circular hole formations to develop mechanical bonding between aluminium layers and composite laminates. Tensile tests, ILSS and low velocity drop weight impact tests were performed to investigate the effect of different circular hole formations on ILSS properties of FMLs. After impact and tensile tests, failure modes, damage initiation and progression of FMLs with different circular open hole formations are determined with optical microscope and digital camera.