Nanopartikül dağılımının nanokompozitlerin mekanik özelliklerine etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of nanoparticle dispersion on the mechanical properties of nanocomposites
Yazar: CİHAN GÜREL
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MURAT ÖZENÇ
Pamukkale Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Epoksi reçine içerisine nanopartikül katılarak elde edilen kompozit
malzemelerde karıştırma veriminin mekanik özellikleri üzerine etkisinin
incelenmesi için iki farklı karıştırma yöntemi kullanılmıştır. Gezegensel santrifüj
karıştırma ve mekanik karıştırma yöntemleri ile hazırlanarak numunelere, çekme,
eğilme ve izod darbe deneyleri yapılmış ve mekanik özellikleri araştırılmıştır. Bu
çalışmalar ile ideal olan, homojen karışımın sağlanabildiği, mekanik özelliklerin
daha yüksek değerlerde olduğu karıştırma yönteminin tespit edilmesi
amaçlanmıştır. Çalışmada katkı maddesi olarak halloysit (HNT), NanoKil ve
tungsten karbür (WC) nanopartikülleri kullanılmıştır. Her bir katkı maddesinden
150g Epoksi reçine içerisine ağırlıkça %1, %2, %3, %4 ve %5 oranlarında
karıştırılmıştır. Elde edilen numuneler testlere tabi tutulduğunda her iki karıştırma
yönteminde de değerlerde olumlu artış sağladığı görülmüştür. En iyi iyileşmeyi
çekme dayanımında %30 oranında artış ile GSY ile hazırlanan HNT katkılı
kompozit göstermiştir. NanoKil katkılı kompozitin tüm mukavemet değerlerinde
düşüş görülmüş ve seçilen epoksi ile kullanılan yüzdeliklerde kullanıma uygun
olmadığı anlaşılmıştır. WC katkılı numunelerde dayanım değerlerinde artışlar
sağlamış, diğer katkı maddelerinden farklı olarak numunelere belirgin bir süneklik
artışı kazandırdığı görülmüştür. Hazırlanan numunelerden çekilen SEM
görüntülerinde GSY'nin karıştırma veriminde mekanik karıştırmaya göre daha
etkili olduğu, homojen bir karışımın sağlandığı görülmüştür.

Abstract:
Two different mixing methods were used to examine the effect of mixing efficiency
on the mechanical properties of composite materials obtained by adding
nanoparticles into epoxy resin. Tensile, bending and Izod impact tests were
performed on the samples prepared by planetary centrifugal mixing and mechanical
mixing methods, and their mechanical properties were investigated. These studies
aimed to determine the ideal mixing method, which provides a homogeneous
mixture and has higher mechanical properties. Halloysite (HNT), NanoClay and
tungsten carbide (WC) nanoparticles were used as additives in the study. 150g of
each additive was mixed into the Epoxy resin at the rates of 1%, 2%, 3%, 4% and
5% by weight. When the samples obtained were subjected to tests, it was seen that
both mixing methods provided a positive increase in values. The HNT-doped
composite prepared with GSY showed the best improvement, with a 30% increase
in tensile strength. A decrease was observed in all strength values of the NanoClay
added composite and it was understood that it was not suitable for use in the
percentages used with the selected epoxy. It provided increases in the strength
values of WC-added samples and, unlike other additives, it was observed that it
gave the samples a significant increase in ductility. In the SEM images taken from
the prepared samples, it was seen that GSY was more effective in mixing efficiency
than mechanical mixing and a homogeneous mixture was achieved.