Zirkonyum ve hafniyum katkılı karbon fiber takviyeli polimer matrisli hibrit kompozitlerin termal ve mekanik özelliklerinin incelenmesi

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

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

Tezin Onay Tarihi: 2025

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: ESRA ÖZTÜRK

Danışman: Hanifi Çinici

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Karbon fiber takviyeli polimer kompozitler, özellikle havacılık endüstrisinde önemli bir yere sahiptir. Kompozitlerin ağırlıkları artırılmadan veya işlenebilirlikleri olumsuz etkilenmeden, düşük oranlarda çeşitli katkı maddeleri eklenerek kompozitlerin performansının iyileştirilebileceği bilinmektedir. Bu çalışmada, epoksi reçine içerisine farklı oranlarda Zr ve Hf katkılanarak karbon fiber takviyeli polimer matrisli hibrit kompozitler üretilmiş ve bu katkıların kompozitlerin termal ve mekanik özelliklerine etkisi incelenmiştir. Bu amaçla, epoksi reçine içerisine %0.5, %1, %1.5 ve %2 ağırlık oranlarında Zr ve Hf tozları ayrı ayrı katkılanarak farklı sıcaklıklarda kürlenmiştir. Numunelerin yoğunluk ve hacimsel hesaplamaları, Shore D sertlik ölçümleri yapılmış ve kürleme sıcaklıklarının numune yüzeylerine etkisi incelenmiştir. Daha sonra aynı oranlardaki Zr ve Hf tozları epoksi reçine içine katkılanarak el yatırma yöntemiyle karbon fiberlere uygulanmış ve vakum torbalama yöntemiyle 23 °C'de kürleme işlemi gerçekleştirilmiştir. Üretilen kompozitlere DSC, çekme, eğme testleri ve SEM-EDS uygulanmıştır. Çalışma sonucunda; partikül katkılı kompozitlerde, Zr ve Hf katkılarının 23 °C'de kürlenen tüm numunelerin yoğunluk ve hacimlerinde artışa neden olurken, Shore D sertlik değerlerinde hafif bir düşüşe neden olduğu gözlemlenmiştir. Kürleme sıcaklığındaki artışın numune yüzeylerinde bozulmalara neden olduğu gözlemlenmiştir. Karbon fiber takviyeli hibrit kompozitlerde, her iki katkı maddesinin de çekme gerilim değerlerinde artış sağladığı, Zr katkılı kompozitlerde, %1.5 katkı oranında maksimum değer elde edilirken; Hf katkılı kompozitlerde, katkı oranı arttıkça çekme gerilim değerlerinin arttığı gözlemlenmiştir. Zr ve Hf katkılarının tüm kompozitlerin ILSS (tabakalar arası kayma mukavemeti) değerlerini artırdığı gözlemlenmiştir. DSC analizinde ise her iki katkı maddesinin polimerleşme entalpi değerlerinde düşmeye neden olduğu gözlemlenmiştir. SEM-EDS ile mikroyapı analizleri yapılmıştır.