Vasküler kanallı kendi kendini onaran cam elyaf takviyeli epoksi kompozitlerin üretimi ve karakterizasyonu

Abstract

Geleneksel malzemelere göre daha avantajlı oldukları kabul edilmiş kompozit malzemeler günümüzde uzay, havacılık, otomotiv, denizcilik ve enerji sektörlerinde yaygınca kullanılmaktadır. Her sektörde olduğu gibi bu sektörlerde de verim ve süreklilik önem arz etmektedir. Üstün özelliklerine rağmen bazı kompozit malzemelerin gevrek bir yapıya sahip olmaları ve bu nedenle normal kullanımda bile yapı içinde mikro çatlaklar oluşturmaya meyilli olmaları istenmeyen bir durumdur. Bu sebeple kendi kendini onarma çalışmaları verim ve süreklilik için anahtar bir rol almaktadır. Bu tez çalışmasında, polimer matrisli kompozit malzemelerde vasküler kanal yardımıyla kendi kendini onarma süreci ve optimizasyonu araştırılmıştır. Kendi kendini onarma sürecinde %0,8 ve %1,2 olmak üzere onarıcı ajan hacimleri ve 12, 18, 24 joule darbe enerjileri olmak üzere iki ana parametre kullanılmıştır. Kendi kendini onarma numunelerinin mikro ve makro yapıları dijital mikroskop ve taramalı elektron mikroskop (SEM) görüntüleri ile incelenmiştir. FTIR (fourier dönüşümlü kızılötesi) analizi ile yapısı, mekanik özellikleri ise üç nokta eğme testi ile incelenmiştir. Yapılan incelemeler sonucu numunelerde onarıcı ajan dağılımı ve kendi kendini onarma, morfolojik ve yapısal olarak kanıtlanmıştır. Mekanik özelliklerde ise eğilme mukavemetinde %62 onarma oranı görülmüştür.

Composite materials, which are recognized to be more advantages than traditional materials, are now widely used in the aerospace, aviation, automotive, marine and energy sectors. As in every sector, efficiency and sustainability are important in these sectors. Despite their superior properties, it is undesirable that some composite materials have a brittle structure and therefore tend to form microcracks in the structure even in normal use. For this reason, self-healing studies play a key role for efficiency and sustainability. In this thesis, the self-healing process and optimization using vascular channels in polymer matrix composite materials have been investigated. Two main parameters were utilized in the self-healing process: the volumes of healing agents at 0.8% and 1.2%, and impact energies of 12, 18, and 24 joules. The micro and macro structures of the self-healing samples were examined using digital microscopy and scanning electron microscopy (SEM) images. The structure and mechanical properties were analyzed through Fourier Transform Infrared (FTIR) and three-point bending tests. The investigations confirmed the distribution of healing agents and the self-healing process morphologically and structurally. 62% improvement in flexural strength was observed in the mechanical properties.