Farklı takviye malzemeleri ilave edilmiş karbon fiber kompozit malzemelerin mekanik davranışlarının analiz edilmesi
The analysis of mechanical behaviours of carbon fiber composite materials which have additional different reinforcement material
Yazar: HİKMET BARIŞ KAROL
Danışman: YRD. DOÇ. DR. NİLHAN ÜRKMEZ TAŞKIN
Trakya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Karbon lifler = Carbon fibers ; Kompozit polimerler = Composite polymers ; Lif takviyeli polimerler = Fiber reinforced polymers ; Polimer kompozitler = Polymer composites ; Tabakalı kompozit levhalar = Laminated composite plates ; Tabakalı kompozitler = Laminated composites

Özet:
Karbon fiber kompozitler, özellikle havacılık, uzay ve otomotiv gibi kritik ve maliyetli sektörlerde tercih edilmektedir. Bunun en önemli sebebi bu malzemelerin hafif olmaları ve bunun sonucunda da az yakıt tüketimi sağlayarak maliyet kazancı elde edilmesidir.
Bu çalışmada, karbon fiber takviyeli kompozit malzemelerin mekanik özelliklerini geliştirebilmek adına çalışmalar yapılmıştır. Bunun sebebi; karbon fiberin özellikle diğer polimer esaslı kompozit malzemelere göre çok daha hafif olması ve buna karşın mukavemetinin çok daha yüksek olmasıdır.
Karbon fiber takviyeli kompozitlerin kullanım alanlarının daha çok genişleyebilmesi için mekanik özelliklerinin geliştirilebilmesi gerekmektedir. Polimerin içerisine farklı katkı malzemeleri ilave ederek dayanım değerleri arttırılabilir. Bununla birlikte, katkı malzemeleri ile kompozitin esneklik gerektiren yapılarda kullanabilmesi için elastisite modülü arttırılabilmektedir.
Yapılan bu çalışmada; karbon fiber takviyeli kompozitte polimer olarak epoksi reçine kullanılmıştır. Katkı malzemesi olarak da; silisyum karbür, magnezyum silikat (talk) ve kaolen tercih edilmiştir. Katkısız ve kullanılan reçinenin ağırlıkça % 5, % 10, % 15 oranlarında katkı malzemesi içeren karbon fiber plakalar üretilmiştir. Plakaların üretimi vakum infüzyon yöntemi kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Bu yöntemin tercih edilmesinin sebebi; reçinenin takviye malzemesine homojen bir şekilde emdirilebilmesi ve bu sayede mukavemet değerleri yüksek kompozitler elde edilebilmesidir. Hazırlanan karbon fiber kompozitlerin morfolojik yapıları SEM ile incelenmiş, mekanik özelliklerinin tespit edebilmesi amacıyla da çekme, üç noktadan eğme ve düşük hızlı darbe testleri yapılmıştır.

Abstract:
Carbon fiber composites, have become dominant advanced composite material especially for aviation, aerospace and automabile and other sectors which is critic and costly. The most significat reason for this situation is this materials are light and so provides fuel consumption and gets cost savings.
This study aims, to improve mechanical properties of carbon fiber reinforced composite materials. The reason of this; carbon fibers properties are much lighter than other polymer based composite materials, while the strength is much higher.
The mechanical properties of carbon fiber reinforced composites need to be improved in order to expand their usage area. Strength values can be increased by adding different additive materials into the polymer. In addition to this; elastic modulus can be increased with additive materials to use in the structures requiring flexibility.
In this study, epoxy resin was used as polymer in carbon fiber reinforced composite material. As additive material; silicon carbide, magnesium silicate (talc) and kaolin are preferred. Carbon fiber plates containing additive material 5%, 10%, 15% by weight of undoped and used resin were produced. Plates were produced using vacuum infusion method. This method is preferred because; the resin can be homogeneously absorbed into the reinforcing material and thus to obtain composites with high strength values. Morphological structures of prepared carbon fiber composites were examinde by SEM,in order to determine the mechanical properties tension, three-point bending and low velocity impact test were performed.