Karbon lif takviyeli kompozit yapıların mekanik özelliklerinin geliştirilmesi

Abstract

Karbon fiber takviyeli polimer (CFRP) kompozitler, üstün mekanik özelliklerindendolayı oldukça tercih edilmektedir. Bu nedenle havacılık, otomotiv, petrol, denizcilik,savunma ve spor endüstrilerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmada, karbonkumaşları, reçineler ve takviye edilmiş malzeme arasındaki bağlanma kuvvetini arttırmakiçin farklı konsantrasyonlarda (0.25, 0.5 ve 1 wt%) bağlama ajanı olan silanlar ilekaplanmıştır. Kaplama işleminden sonra, karbon kumaşları 60 dakika ve 100 °Csıcaklıkta kurutulmuştur. Ardından karbon kompozit yapılar epoksi matrisiyle bezayağıve dimi kumaşlarla takviye edilerek vakum infüzyon işlemi ile imal edilmiştir. Charpydarbe dayanımı ve çekme mukavemeti kompozit yapıların mekanik özelliklerini testetmek için uygulanmıştır. Bu testler hem çözgü hem de atkı yönlerindegerçekleştirilmiştir. Yapışma ve kırılma yüzey özelliklerinin karakterizasyonu elde etmekiçin taramalı elektron mikroskopu (SEM) ve FT – IR ATR testleri yapılmıştır. Elde edilenmekanik test sonuçları desen tipi ve silan konsantrasyonu olmak üzere iki ana parametregrubu altında analiz edilmiştir.

Carbon fiber reinforced polymer (CFRP) composites are very attractive because of theirsuperior mechanical properties. So that, they have been widely used in aeronautical,automotive, petroleum, maritime, defence and sport industries among others. In thisstudy, Carbon fabrics were coated by coupling agent silans with different concentrations(0.25, 0.5 and 1 wt %) to improve bonding force between the resins and reinforcedmaterial. After coating process, the carbon fabrics have been dried at 60 minutes and100°C temperature. After that, composite structures were manufactured by vacuuminfusion process with epoxy matrix reinforced with carbon fiber plain and twill fabrics.Charpy impact strength and tensile strength have been applied to composite structures totest their mechanical properties. These tests were performed in the both warp and weftdirections. Scanning electron microscope (SEM) and FTIR ATR tests have been done toobtain characterization of the bonding and breaking surface properties. The obtainedmechanical test results have been analysed under two main parameter groups as type ofpattern and amount of silane.