Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Yavuz AKALIN
Danışman: Derya Özgür
Özet:
Hava taşıtlarında kompozit ve metal parçaların birleştirilmesi işlemlerinde bağlayıcılar ve yapıştırıcılar birbirine alternatif ya da birbirini tamamlayıcı olarak kullanılmaktadır. Yapıştırma yöntemi kullanılarak üretilen yapıların genel dayanımı birçok unsura bağlı olmakla birlikte, bu unsurlar arasında farklı kompozit parça üretim teknikleri ön plana çıkmaktadır. Özellikle kullanılan farklı kürlenme prosesleri üretilen kompozit parçaların yapısal dayanımlarının değişmesine yol açabilmektedir. Kompozit malzemelerin yapıştırma işlemleri için temelde üç farklı proses kullanılmaktadır; eş zamanlı kürlenme, eş zamanlı yapıştırma ve ikincil yapıştırma. Bu araştırmada, karbon fiber takviyeli epoksi kompozit malzemelerin birleştirilmesi (kompozit-kompozit) ve ayrıca aynı malzemelerin paslanmaz çelik (kompozit-çelik-kompozit) ile birleştirilmesi üç farklı yapıştırma yöntemi kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Test panel üretimleri temiz odada gerçekleştirilmiş ve polimerizasyon işlemi otoklavda tamamlanmıştır. Oluşturulan test panelleri, tek bindirmeli çekme dayanımı, katmanlar arası kesme dayanımı ve camsı geçiş sıcaklıkları gibi kritik parametreler açısından karşılaştırılmıştır. Kompozit-kompozit panellerde ikincil birleştirme (27,91 MPa), eş zamanlı birleştirme (25,97 MPa) ve eş zamanlı kürlenme (21,03 MPa) yöntemlerine kıyasla en yüksek dayanım değerlerini vermiştir. Bu durum, yüzey hazırlama tekniğinin yapışma yüzeyine olan etkisinden kaynaklanmıştır. Kompozit-çelik-kompozit panellerde ise eş zamanlı kürlenme (25,26 MPa), ikincil birleştirme (21,52 MPa) ve eş zamanlı birleştirme (20,69 MPa) yöntemlerine kıyasla en yüksek dayanım değerlerini vermiştir. Bu durum, çeliğin kompozit yapıya göre farklı termal genleşmeye sahip olmasından kaynaklanmıştır. Katmanlar arası kesme dayanımı testlerinin sonucunda kompozit-çelik-kompozit paneller için 78,52 MPa, kompozit-kompozit paneller için 75,84 MPa dayanım elde edilmiştir ve bu farklılık (%3,5) bir dalgalanma olarak değerlendirilmemiştir. Bu durum tüm panellerdeki kırılma modunun kompozit katmanları arasında olmasından kaynaklanmıştır. DMA test sonuçlarına göre, kullanılan yapıştırıcının (FM300K) eş zamanlı kürlenme prosesinde (154,21°C) diğer proseslere kıyasla (139,93°C) 14°C daha yüksek camsı geçiş sıcaklığı verdiği görülmüştür. Bu durum eş zamanlı kürlenme prosesi sırasındaki polimerizasyon süresinin diğer iki prosese göre 11 dakika daha uzun olmasından kaynaklanmıştır. Yapılan değerlendirmeler sonucunda, camsı geçiş sıcaklığı için epoksi reçinenin kürlenme süresi ve sıcaklığı, yapıştırma yöntemi veya yüzey hazırlama tekniklerinden daha belirleyici olduğu tespit edilmiştir. Elde edilen sonuçlara dayalı olarak, sadece yapıştırma yönteminin değiştirilmesi optimize edilmek istenen prosesin belirlenmesi için yeterli olmamaktadır. Sonuç olarak, karbon takviyeli kompozitlerin çelikle birleştirilmesi sürecinin optimizasyonu tüm faktörlerin (yüzey hazırlığı, parça geometrisi, kürlenme yöntemleri, termal genleşme farklılıkları, v.b.) bütüncül değerlendirilmesi sonucunda ortaya çıkacak stratejik bir karar olacağı değerlendirilmiştir.
Anahtar Kelimeler : Karbon-epoksi kompozit, çelik, eş zamanlı kürlenme, eş zamanlı
birleştirme, ikincil birleştirme, yapışma prosesi, ikincil birleştirme