Karbon nanotüp katkılı alumina/epoksi nano kompozitlerin mekanik özellikleri ve düşük hızlı darbe deneyine cevabı


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2015

Öğrenci: SEZER PIÇAK

Danışman: YUSUF USTA

Özet:

Yalıtım malzemesi olarak kullanılan alümina kumaş elyaflar yüksek sıcaklıkta kullanabilmesine ve ısıl iletkenlikleri düşük olmasına rağmen rijit değildir. Nem absorbsiyon ve geçirgenlik oranları yüksektir. Bu çalışmada seramik ısı yalıtım örtüsü epoksi reçine ile kompozit haline getirilerek rijit, mukavemetli, nem geçirgenliği ve su absorbe etme özelliği düşük yeni bir kompozit yalıtım levhası tasarımı ve üretimi gerçekleştirilmiştir. Levhanın ısıl yalıtımının iyileştirilmesi amacıyla kapalı hücre yapılı köpük epoksi matris oluşturulmuştur. Yeterli oranda boşluk muhtevası ve morfolojisi oluşturmak için, alümina elyaflı dokuma takviye malzemesi olarak seçilmiş ve uygun reçine matris mikroyapısı elde etmek için Vakum İnfüzyon Yöntemi (VARTM) kullanılmıştır. Gözenekli matris mikroyapısının mekanik özelliklerini ve ısıl direncini arttırmak için epoksi reçine matrise ağırlıkça %0,1; %0,3; %0,5; %0,7; %1 oranlarında Çok Cidarlı Karbon Nano Tüp (ÇCKNT) ilavesi yapılmıştır. Reçine içerisinde ÇCKNT miktarı arttıkça nanokompozit malzemelerin gözenek miktarının da arttığı belirlenmiştir. Viskozite %50 artınca ısıl yalıtkanlık %28 artmıştır. Mekanik özelliklerin belirlenmesi için çekme, eğme, düşük hızlı darbe ve Dinamik Mekanik Analiz (DMA) deneyleri yapılmıştır. %0,1 ÇCKNT katkılı kompozit numunelerin çekme dayanımlarının katkısız kompozit numuneye göre yaklaşık olarak %42 oranında, eğme dayanımlarının ise yaklaşık olarak %50 oranında artış gösterdiği belirlenmiştir. Darbe deneylerinde karbon nanotüp etkisinin darbe dayanımını iyileştirdiği gözlemlenirken, DMA ile kompozitlerin camsı geçiş sıcaklıklarında artış gözlenmiştir. Isıl özelliklerin belirlenmesi için ısıl yalıtkanlık testleri yapılmıştır. Isıl yalıtkanlık testlerinde ÇCKNT katkılı numunelerin ısıl iletkenliklerinin yaklaşık olarak %28 daha düşük olduğu görülmüştür. Yakma deneyleri yapılarak elyaf hacim oranları belirlenmiş. Sonuç olarak yalıtım battaniyesi olarak kullanılan alümina kumaşların özellikleri ile üretilen kompozitlerin ısıl-mekanik özellikleri belirlenmiş ve bu özellikleri kıyaslanarak tartışılmıştır.