Parçacık takviyeli epoksi esaslı polimer matrisli kompozit malzemelerin bazı mekanik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of some mechanical properties of particle reinforced epoxy based polymer matrix composite materials
Yazar: MERT ARICI
Danışman: PROF. DR. İLYAS UYGUR
Düzce Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Direnç = Strength ; Kompozit malzemeler = Composite materials ; Mikroparçacıklar = Microparticles ; Nano parçacık = Nano particles ; Yapıştırıcılar = Adhesives

Özet:
Yüksek mukavemet ve hafifliğin istendiği birçok uygulamada, farklı iki veya daha fazla malzemelerin üstün özelliklerini birleştirmek için kompozit malzemelerin kullanımı oldukça tercih edilen bir çözümdür. Kompozit malzemelerin birleştirilmesi sırasında mekanik bağlantıların kullanımı; delik açılması, açılan deliğin çatlak oluşturması ve ağırlık artışı gibi sorunlara sebep olmakta bu yüzden yapıştırıcı kullanımı büyük önem taşımaktadır. Bu nedenle ticari veya laboratuvar ölçekli yapıştırıcıların mekanik özelliklerini artırmaya yönelik çalışmalar da önem kazanmaktadır. Günümüzde yapışkan malzemelerin mukavemetini artırmak için farklı cinste mikro ve nano partiküllerin eklenmesi popüler bir konudur. Yapılan literatür çalışmalarında da görüldüğü üzere, yapışkan malzemelere mikro ve nano boyutlu partiküller eklendiğinde yapışkanın mukavemetinde önemli artışlar sağladığını görülmüştür. Bu çalışmada, tek bindirmeli bağlantı deneyleri ve çekme deneyinden elde edilen çekme mukavemetine etkileri incelemek için epoksi reçineye nano ve mikro boyutlarda ve farklı kütlece yüzde derişim oranlarında B, TiO2, Al2O3 ve SiC parçacıklar eklenmiştir. Tek bindirmeli bağlantıların geometrisi ASTM D5868 kesme standardına göre hazırlanıp kesilmiş ve yapıştırılmıştır. Daha sonra test numunelerine yine ASTM D638 standardına göre çekme testleri yapılmıştır. Tek bindirmeli bağlantı numunelerinin ortalama kopma yükleri ve ortalama yer değiştirme değerleri çekme ve kesme testlerinden elde edilmiştir. Bu çıkan değerlere göre tez çalışmasında kullanılan farklı parametrelerin yapışma performansına ve malzemenin bazı mekanik özelliklerine etkisi incelenmiş ve yorumlanmıştır.

Abstract:
In many applications where high strength and lightness are desired, the use of composite materials is a highly preferred solution to combine the superior properties of two or more different materials. The use of mechanical connections when joining composite materials; This causes problems such as opening a hole, cracking of the drilled hole and increasing weight, so the use of adhesive is of great importance. For this reason, studies to increase the mechanical properties of commercial or laboratory-scale adhesives are gaining importance. Adding different species of micro and nano particles to increase the strength of adhesive materials is a hot topic nowadays. As can be seen in the literature study, it shows that when micro and nano-sized particles are added to epoxy resin, significant increases in the strength of the adhesive are provided. In this study, B, TiO2, Al2O3 and SiC particles were added to the epoxy resin in nano and micro sizes and in different mass percent concentration ratios to examine the effect on the tensile strength of single lap joints. The geometry of single lap joints is prepared, cut and glued according to ASTM D5868 standard. Then, the tensile tests of the test samples were carried out according to the ASTM D638 standard. Average breaking loads and average displacement values of single lap joint specimens were obtained from tensile tests. According to these values, the effects of different parameters used in the thesis on the adhesion performance and mechanical properties of the material were examined and interpreted.