Delik içeren grafen katkılı karbon/epoksi nanokompozit plakaların mekanik özellikleri ve hasar analizi


Tezin Türü: Yüksek Lisans

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

Tezin Onay Tarihi: 2023

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Hilmi Yavuz AĞA

Danışman: Elmas Salamci

Özet:

Grafen nanotozlar üstün mekanik, termal ve elektriksel özelliklere sahip oldukları için nano partikül takviyeli kompozit alanında oldukça ilgi çekmektedirler. Kompozit yapılardaki delikler veya süreksizlikler yapıda gerilim konsantrasyonu oluşturduğu için yapının dayanımını oldukça düşürmektedir. Literatürde grafen nanotoz katkısının delikli kompozitlerin dayanımına etkisi araştırılmamıştır. Bu tez çalışmasının kapsamında grafen nanotoz katkısının delikli kompozitlerin dayanımlarına etkisi incelenmiştir. Takviye elemanı olarak karbon fiber, matris elemanı olarak epoksi ve katkı elemanı olarak grafen nanotoz kullanılmıştır. Karbon/epoksi nanokompozit plakalar katkısız, ağırlıkça %0,15; %0,30; %0,45 ve %0,60 grafen nanotoz katkılı olarak üretilmiştir. Grafen nanotozun epoksi içerisinde homojen dağıtımı için iki saat mekanik karıştırma ve bir saat sonikasyon işlemi gerçekleştirilmiştir. Plakaların üretimi işleminde vakum infüzyon yöntemi kullanılmıştır. Elde edilen plakalar test standartlarına uygun bir şekilde su jeti yardımıyla kesilmiştir. Yakma testi, üç nokta eğme testi, çekme testi, V-çentikli makaslama testi ve açık delik çekme testleri icra edilmiştir. Gerçekleştirilen testlerde grafen nanotoz katkılı numuneler ile katkısız numunelerin sonuçları karşılaştırılmıştır. Yakma testine grafen nanotoz oranı arttıkça yapıda bulunan boşluk hacim oranının artığı gözlemlenmiştir. Üç nokta eğme testinde ise %0,45 grafen nanotoz katkılı numunelerde maksimum dayanım gözlemlenmiştir. Yapılan açık delik çekme testi, çekme testi ve V-çentikli makaslama testinde en yüksek dayanım değeri %0,3 grafen nanotoz katkılı numunelerde gözlemlenmiştir. Tüm grafen katkılı numunelerin katkısız numunelere kıyasla dayanım, elastik modülü ve tokluklarında artış gözlemlenmiştir.

Anahtar Kelimeler : Karbon/epoksi nanokompozit, grafen nanotoz, delikli kompozitler