Farklı sıcaklıkların karbon fiber katkılı epoksi kompozit malzemelerin bağlantı performansına etkisi
The effect of different temperatures on bonding performance of carbon fiber reinforced epoxy composite materials
Yazar: RIDVAN ONGUN
Danışman: PROF. DR. İLYAS UYGUR
Düzce Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Küresel ısınma tehdidi ve çevresel sorunların artması birçok üreticiyi önlem almaya itmiştir. Karbon salınımının azaltılması en önemli tedbirlerden biri olarak düşünülmektedir. Yakıt tasarrufu için daha hafif malzemeler kullanmak tercih edilen çözümlerden biridir.  Günümüzde özellikle havacılık ve otomotiv sektörlerinde karbonfiber katkılı kompozit malzemeler (CFRP) hafif ve dayanıklı olduğu için tercih edilmektedir. Birçok sanayi sektöründe CFRP-Al ve CFRP-CFRP birleştirmeleri sıklıkla kullanılmakta ve birleştirmeler perçin, vida, cıvata veya yapıştırıcı maddeler kullanılarak yapılmaktadır. Perçin kullanılan bağlantılarda birleştirilen malzemelerin mekanik özellikleri olumsuz olarak etkilendiği için yapıştırma yöntemi daha çok tercih edilmektedir. Yapıştırıcı kullanılan bağlantılarda yapışma yüzeyinin performansının belirlenmesi zorunludur. Bu çalışmada CFRP-CFRP, CFRP-Al, birleştirmelerinin yapışma yüzeylerinin performansı üç farklı sıcaklıkta (-80oC, oda sıcaklığı (23oC), 80oC) yapılmıştır. Bağlantıların kesme yükleri tek bindirmeli test numuneleri üretilerek çekme deneyi ile belirlenmiştir. Yapıştırıcı olarak epoksi ve poliüretan bazlı iki farklı yapıştırıcı kullanılmıştır. Poliüretan yapıştırıcı için kesme gerilmesinin oda sıcaklığında en yüksek değerinde olduğu ve ekstrem sıcaklıklarda düştüğü görülmüştür. Epoksi yapıştırıcı için aynı etki görülmüş sıcaklık 80oC olduğunda ise yapışma kabiliyetinin yok olduğu görülmüştür. Kesme gerilmesinin CFRP-Al parçalarda CFRP-CFRP çiftlerine göre yaklaşık olarak %20 düşük olduğu tespit edilmiştir.

Abstract:
The threat of global warming and increasing environmental problems have led many producers to take measures. Reduction of carbon emissions is considered as one of the most important measures. Using lighter materials to save fuel has been used by automotive and aviation industry for a long time. Due to lightweight and superior strength carbonfiber reinforced composite materials (CFRP) are used in automotive and aviation industry. In automotive industry these composite materials are commonly bonded with aluminum and similar or dissimilar composite materials by using rivets, adhesives , bolts and screws. In aviation industry composite materials are bonded with titanium for engine-wing assembly. Adhesive bonding is commonly preferred because rivet bonding has negative effect on mechanical performance. In this study, bonding performance of  CFRP-CFRP, CFRP-Al, joints were determined under three different temperatures (-80oC, room temperature (23oC), 80oC). The shear stresses of the joints were determined by single lap specimens. Two different adhesives, epoxy and polyurethane based, are used.. For polyurethane adhesive, the shear stress was highest at room temperature and decreased with increasing or decreasing temperature. For epoxy adhesive, when the temperature is increases to 80oC, the adhesion ability gradually decreases. The shear stress was found to be approximately %20 lower in CFRP-Al than in CFRP-CFRP specimens.