Hibrit kompozit malzemelerin mekanik özelliklerine hidrotermal yaşlandırma işleminin etkisi
Effect of hydrothermal aging on the mechanical properties of hybrid composite materials
Yazar: YUSUF KEPİR
Danışman: DOÇ. DR. MEMDUH KARA
Mersin Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Hidrotermal = Hydrothermal ; Kompozit malzemeler = Composite materials ; Mekanik dayanım = Mechanical strength ; Yaşlandırma = Ageing

Özet:
Günümüzde kompozit malzemelerin kullanımı başta savunma ve uzay sanayii olmak üzere birçok sektörde yaygınlaşmaktadır. Kullanım alanlarına bağlı olarak çok büyük sıcaklık değişimlerine ve çeşitli ortam şartlarına maruz kalabilmektedirler. Bu nedenle günümüzde hem yüksek sıcaklığa hem de çeşitli çevresel koşullara karşı yüksek dayanıma sahip kompozit malzemeler üzerinde çalışmalar yapılmaktadır. 
Bu çalışmada cam/cam/cam, bazalt/bazalt/bazalt, cam/bazalt/cam ve bazalt/cam/bazalt istif sıralarına sahip 6 tabakalı dört çeşit kompozit boru üretilmiştir. Kompozit malzemelerin çevresel koşullar altındaki davranışını simüle etmek amacıyla kompozit numuneler 70 °C sıcaklıkta saf su ortamında 500, 1000 ve 1500 saat olacak şekilde 3 farklı sürede hidrotermal yaşlandırma işlemine maruz bırakılmıştır. Yaşlandırma sürecinde düzenli olarak boruların kütlesel değişimleri ölçülerek su absorbsiyon davranışı incelenmiştir. Kompozit boruların absorbe ettiği su miktarı, ASTM D 5229 standardı referans alınarak tespit edilmiştir.  Yaşlandırma işlemi sonrasında numunelere halka çekme ve sertlik deneyleri uygulanmıştır. Halka çekme deneyi sonucunda numunelerde meydana gelen hasar incelenmiştir. Halka çekme deneylerinde ASTM D 2290 standardı referans alınmıştır. Sertlik deneyleri ise ASTM D785 standardı esas alınarak Rockwell sertlik ölçüm cihazı ile gerçekleştirilmiştir. Çalışma sonucunda hibrit numunelerin mekanik performansının hibrit olmayan numunelere kıyasla daha yüksek olduğu tespit edilmiştir. Hidrotermal yaşlandırma işleminin tüm numunelerde mekanik dayanım kaybına sebep olduğu gözlemlenmiştir. Hidrotermal yaşlandırmaya karşı direnci en yüksek numune bazalt/cam/bazalt istif sırasına sahip hibrit kompozit numune olduğu sonucuna ulaşılmıştır.

Abstract:
Today, composite materials are becoming widespread in many sectors, especially in the defense and space industry. Depending on their usage areas, they can be exposed to extensive temperature changes and various environmental conditions. For this reason, today, studies are carried out on composite materials with high resistance to both high temperature and various environmental conditions.
In this study, four types of composite pipes with six layers were produced with glass/glass/glass, basalt/basalt/basalt, glass/basalt/glass, and basalt/glass/basalt stacking sequence. In order to simulate the behavior of composite materials under environmental conditions, composite samples were exposed to a hydrothermal aging process at 70 °C in a pure water environment for three different times, 500, 1000, and 1500 hours. During the aging process, the mass changes of the pipes were measured regularly, and the water absorption behavior was examined. The amount of water absorbed by the composite tubes has been determined by obeying the ASTM D 5229 standard. After the aging process, hoop tensile and hardness tests were applied to the samples. The damage to the samples as a result of the hoop tensile test was investigated. The ASTM D 2290 standard was taken as a reference in the hoop tensile tests. Hardness tests were carried out with a Rockwell hardness measuring device based on the ASTM D785 standard. As a result of the study, it was determined that the mechanical performance of the hybrid samples was higher than the non-hybrid samples. It was observed that the hydrothermal aging process caused mechanical strength loss in all specimens. It was concluded that the sample with the highest resistance to hydrothermal aging was the hybrid composite sample with basalt/glass/basalt stacking sequence.