ÇEVRESEL ŞARTLARIN NANOPARTİKÜL TAKVİYELİ KOMPOZİTLERİN MEKANİK ÖZELLİKLERİNE VE BURKULMA DAVRANIŞINA ETKİSİ

Abstract

Bu çalışmada, Al2O3 ve TiO2 nanopartikül katkılarının, e-cam elyaf (dokuma kumaş-woven) takviyeli kompozitlerin mekanik özelliklerine ve burkulma davranışına etkileri, farklı çevresel şartlarda deneysel olarak incelenmiştir. Ayrıca nanopartikül katkılı kompozitlerin ısı iletim katsayıları tespit edilmiş; kütle ve yoğunluk ölçümleri gerçekleştirilmiş ve nanopartikül katkısız kompozit ile karşılaştırılmıştır. Bu amaçla öncelikle biri, nanopartikül katkısız e-cam takviyeli saf kompozit plaka; diğeri %2 Al2O3 nanopartikül katkılı e-cam elyaf takviyeli kompozit plaka ve üçüncüsü ise %2 TiO2 nanopartikül katkılı e-cam elyaf takviyeli kompozit plaka olmak üzere üç farklı kompozit plaka, vakum destekli reçine infüzyon yöntemi ile üretilmiştir. Üretilen plakaların standartlara göre CNC frezede işlenebilmesi için, deney numuneleri CAD (Bilgisayar Destekli Tasarım) programında tasarlanmış, CAM (Bilgisayar Destekli Üretim) programında kesim parametreleri, takım yolları belirlenmiş ve CNC kodları oluşturulmuştur. Daha sonra bu kompozit plakalar, laboratuvar şartlarında hazırlanan deniz suyunda ve oda ortamında 120, 240 ve 360 günlük periyotlarda bekletilerek yaşlandırılmış; donma/çözülme çevresel şartı için ise laboratuvar ortamında hazırlanan donma/çözülme kabininde 9, 18 ve 27 defa çevrime tabi tutulmuştur. Plakadan kesilen numunelere, hem çevresel şartlara maruz bırakılmadan önce; hem de her periyot ve çevrimden sonra, çekme, basma, eğilme, darbe ve burkulma deneyleri uygulanmıştır. Deney sonuçları istatistiksel olarak değerlendirilmiştir. Burkulma deney sonuçları, sonlu elemanlar yöntemi ile karşılaştırılmıştır. Ayrıca bu zaman dilimlerinde ısı iletim katsayısı ölçümleri de gerçekleştirilmiştir. Elde edilen bulgular neticesinde %2 Al2O3 ve %2 TiO2 nanopartikül katkılarının, kompozitlerin mekanik özelliklerinde ve burkulmadaki kritik yüklerinde iyileşme yaptığı tespit edilmiştir. Kompozitlerin yaşlandırılmamış hallerinde yapılan tüm deney sonuçlarına göre en fazla iyileşme sağlayan kompozit türü %2 Al2O3 nanopartikül katkılı kompozit olmuştur. Yaşlandırma sonucu yapılan tüm deneylerde Al2O3 ve TiO2 nanopartikül katkılı nanokompozitlerin, saf olarak üretilen kompozit plakaya göre çevresel şartlara daha dayanıklı oldukları görülmüştür. Deniz suyuna bırakılan numunelerde yapılan kütle analizi sonucunda, nanopartikül katkılı kompozitlerin saf kompozite göre daha az su emilimini sağladığı tespit edilmiştir. Tüm deneylerde en fazla korumanın, TiO2 nanopartikül katkılı nanokompozitlerde olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca %2’lik nanopartikül katkısıyla, kompozitlerin ısı iletim katsayılarının arttığı saptanmıştır.