Al-Li fiber metal laminat malzeme geliştirilmesi ve mekanik özelliklerinin belirlenmesi
Development of Al-Li fiber metal laminate material and determination of mechanical properties
Yazar: EMRE YABAN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ OSMAN SELİM TÜRKBAŞ
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Alüminyum alaşımları = Aluminum alloys ; Laminatlar = Laminates ; Lityum = Lithium

Özet:
Bu çalışma gelişmekte olan malzeme teknolojisi alanında olup, havacılık sanayisinin ihtiyacı olan hafif, yüksek mukavemetli materyal geliştirilmesini kapsamaktadır. Bu ihtiyacı karşılamak için Fiber Metal Laminatlar (FML), yüksek yorulma dirençleri ve düşük yoğunluklarından dolayı havacılık sanayinde kullanılan konvansiyonel alüminyuma alternatif olarak geliştirilen kompozit malzemelerdir. Bu alandaki araştırmalar ilk olarak Delft üniversitesinde başlamış olan Fiber Metal Kompozit malzemeler ile ilgili çalışmalardır. Havacılık sanayisinde uçak yapılarında kullanılan konvansiyonel 2000 ve 7000 serisi alüminyumlar da zaman içinde yeni alaşımlar şeklinde geliştirilmiş farklı mekanik özellikleri ile kullanıma sunulmuştur. Bu çalışmalarda alüminyum lityum alaşımları yüksek mekanik özelliklerinin yanında %10 civarı düşük yoğunlukları ile dikkat çekmektedir. Çalışma içeriğinde Fiber Metal Laminatların (FML), yeni nesil alüminyum lityum alaşımlı metal katmanlar ve kimyasal aşındırma teknikleri kullanılarak geliştirilmesi bulunmaktadır. Geliştirme çalışmaları kapsamında T-GLARE (Türk-Fiber Metal Laminat GLARE) ve N-GLARE (New-GLARE) malzemeleri ortaya çıkarılmış ve bu malzemelerin mekanik özelliklerinin önceki seri fiber metal laminatlara göre yaklaşık %70 daha yüksek basma ve kesme dayanımları göstermiştir. Ayrıca ağırlık olarak yaklaşık %10 daha hafif malzemeler oldukları görülmüştür. Yeni geliştirilen T-GLARE'de alüminyum lityum alaşımlı yüksek dayanımlı ve hafif bir metal katman kullanılmış, fiber ve metal katmanının arasında iyi bir entegrasyon sağlama amaçlı metal yüzeylerinde kimyasal aşındırma tekniği kullanılmıştır. Geliştirilen yeni malzeme, Fiber Metal Laminatların (FML) havacılık sektöründe konvansiyonel alüminyumlardan daha fazla pay almaya başlayacağı düşülmektedir.

Abstract:
This study is in the field of developing material technology and covers the development of lightweight, high-strength materials that the aviation industry needs. To meet this need, Fiber Metal Laminates (FML) are composite materials developed as an alternative to conventional aluminum used in the aerospace industry due to their high fatigue resistance and low density. The researches in this field are the studies on Fiber Metal Composite materials that were first started at Delft University. Conventional 2000 and 7000 series aluminums, which are used in aircraft structures in the aviation industry, have also been used with different mechanical properties developed as new alloys over time. In these studies, aluminum lithium alloys draw attention with their high mechanical properties and low densities of around 10%. The content of the study includes the development of Fiber Metal Laminates (FML) using new generation aluminum lithium alloy metal layers and chemical etching techniques. Within the scope of development studies, T-GLARE (Turkish-Fiber Metal Laminate GLARE) and N-GLARE (New-GLARE) materials were revealed and the mechanical properties of these materials showed approximately 70% higher compressive and shear strengths than the previous series of fiber metal laminates. They were also found to be about 10% lighter materials by weight. In the newly developed T-GLARE, a high-strength and light metal layer made of aluminum lithium alloy is used, and chemical etching technique is used on metal surfaces to provide a good integration between the fiber and metal layer. With the new material developed, it is thought that fiber metal laminates will start to take a larger share than conventional aluminum in the aviation sector.