Karbon Kumaş Takviyeli Kompozit Malzeme Üretimi ve Mekanik Özelliklerinin Belirlenmesi Üzerine Bir Çalışma

Yükseköğretim Kurumları Destekli Proje, BAP Y.Lisans, 2013 - 2015

Proje Türü: Yükseköğretim Kurumları Destekli Proje
Destek Programı: BAP Y.Lisans
Başlama Tarihi: Haziran 2013
Bitiş Tarihi: Haziran 2015

Proje Özeti

Kompozit malzemeler, istenilen amaç için farklı özelliklerdeki iki ya da daha fazla malzemenin belirli şartlar alında ve belirli oranlarda makro yapıda bir araya getirilerek elde edilen malzemelerdir. Bir kompozit malzeme genelde düşük modül ve dayanıma sahip reçine veya metalik matris ana fazı ile bunun içinde dağılmış daha az oranda kullanılan tali fazı olan takviye elemanından oluşmaktadır. Karbon lifinin takviye malzemesi olarak kullanıldığı kompozit malzemelerde; karbon lifleri en yaygın dokuma kumaş formunda kullanılmaktadır. Malzemenin dayanımı artırmak, tüm yönlerde eşit mukavemet elde etmek için elyaflar kumaş olarak dokunurlar. Polimer matrisli dokumalı kompozitler, simetrik ve dengeli malzeme özelliklerine sahip olmaları, üretim ve kullanım kolaylıklarından dolayı hava-uzay yapıları ve otomobil yapıları için popülerlik kazanmaktadır. Bu çalışma kapsamında öncelikle; kompozit malzemelerin genel tanıtımı yapılarak, karbon lifi takviyeli kompozit matrisli kompozit malzemelerin özellikleri ve yaygın kullanım alanlarının incelenmesi planlanmıştır.

Çalışma kapsamında; karbon lifi takviyeli kompozit malzeme üretiminde matris malzemesi olarak karbon nanotüplerle modifiye edilmiş epoksi reçine sistemlerinin kullanılması planlanmaktadır. Mukavemetleri, dayanıklılıkları ve lifle güçlendirilmiş kompozit malzemelerinin hafiflikleri nedeniyle özellikle havacılık, denizcilik, otomotiv spor aletleri sektörlerinde yaygın olarak kullanılan epoksi reçine sistemlerinin karbon nanotüplerle güçlendirilmesi ile elde edilen modifiye reçine sistemleri; epoksi reçinelerin mekanik özelliklerinin artırılması ve bu reçine sistemlerine elektriksel özelliklerin kazandırılması için geliştirilen ürünlerdir. Matris malzemesi olarak karbon nanotüplerle modifiye edilmiş epoksi reçine sistemlerinin kullanılması ile kompozit malzemelerde çatlak direnci artışı, lif yönün dik ve lif doğrultusundaki mukavemette artış, sıcaklıkla genleşme katsayısında düşüş, sıcak- eriyik prepreg uygulamalarında kolay ve kullanıma hazır sistemlerin elde edilmesi, kompozit malzemeye anti-statik özellik kazandırmak, daha iyi ısı iletimi elde edilmesi beklenmektedir.

Farklı dokuma kumaş konstrüksiyon yapıları, lineer yoğunluk, atkı ve çözgü ipliği sıklığı, atkı ve çözgü ipliği numarası ve modifiye matris malzemesinin kompozit malzemenin mekanik özellikleri üzerindeki etkisini araştırmak amacıyla çekme ve basma testlerinin, termal özelliklerinin belirlenmesi için DSC ve TGA analizlerinin, kompozit malzemenin yüzey özelliklerinin belirlenmesi için de SEM analizlerinin yapılması planlanmaktadır. Çalışma sonunda yapılan testlerden elde edilen verilerin istatiksel analizinin yapılarak kompozit malzemenin mekanik ve termal özellikleri üzerinde etkili olan parametrelerin belirlenmesi beklenmektedir.