ZrO₂ Katkılanmış Karbon Fiber Takviyeli Polimer Kompozitlerin Yapısal ve Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi

Öztürk E., Mermer E., ÇİNİCİ H.

Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji, cilt.13, sa.1, ss.296-307, 2025 (TRDizin)

Özet

Karbon fiber takviyeli polimer kompozitler özellikle havacılık endüstrisinde önemli bir yere sahiptir. Bu çalışmada, epoksi reçine içine ZrO₂ katkılanarak karbon fiber takviyeli polimer kompozitler üretilmiş ve ZrO₂ katkısının yapısal ve mekanik özellikler üzerindeki etkisi incelenmiştir. Bu amaçla, epoksi reçine içine % 0.5, %1, %1.5 ve %2 oranlarında ZrO₂ tozu katkılanarak, el yatırma tekniği ile karbon fiber takviyeli kompozitler üretilmiştir. Üretilen numunelerin hacimsel hesaplamaları, shore D sertlik testi, DSC, çekme testi ve tabaklar arası kesme mukavemetinin belirlenmesi için eğme testi yapılmıştır. En yüksek hacimsel artış %32 ile %2 ZrO₂ katkılı numunede hesaplanmıştır En yüksek sertlik değeri 85 shore D olarak katkılanmamış numunede ölçülmüştür. En yüksek çekme gerilimi %2 ZrO₂ katkılı kompozitte 388 MPa olarak elde edilmiştir. En yüksek tabakalar arası kesme mukavemeti (ILSS) ve en yüksek polimerleşme entalpisi sırasıyla 21 MPa ve 32.20 j/g olarak katkısız kompozitte gözlemlenmiştir.
Carbon fiber reinforced polymer composites have an important place especially in the aviation industry.In this study, carbon fiber reinforced polymer composites were produced by adding ZrO₂ into epoxy resin and the effect of ZrO₂ addition on structural, thermal and mechanical properties was examined. Carbon fiber reinforced composites were produced by hand lay-up method by adding 0.5%, 1%, 1.5% and 2% weight ratio of ZrO₂ powder into epoxy resin. Volumetric calculations, shore D hardness test, DSC, tensile test and bending test was performed to determine the interlaminar shear strength (ILSS) of the produced samples were performed. The highest volumetric increase was calculated in 2% ZrO₂ doped sample. The highest hardness value was measured as 85 shore D in the undoped sample. The highest tensile stress was obtained in 2% ZrO₂ doped composite. The highest interlaminar shear strength (ILSS) and the highest polymerization enthalpy were observed in undoped composite.