Geri Dön

Processing and characterization of polymer composites with superior impact resistance

Üstün darbe dayanımlı polimer bazlı kompozit malzemelerin üretimi ve karakterizasyonu

PDF İndir

  1. Tez No: 134272
  2. Yazar: ABDULLAH TUĞRUL SEYHAN
  3. Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. METİN TANOĞLU
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Darbe dayanımı, Kompozit malzemeler, Kırılma, Polimer kompozitler, Impact strength, Composite materials, Fracture, Polymer composites
  7. Yıl: 2003
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

oz Fiberlerle mukavetlendirilmiş kompozit malzemeler, askeri, taşıma, enerji ve inşaat mühendisliği uygulamalarında son zamanlarda artan bir kullanım alam bulmaktadır. Reçine Transfer Kalıplama (RTK) ve Vakum Destekli Reçine Kalıplama (VDRK) teknikleri, bu tip kompozitlerin üretiminde önemli duruma gelmiştir. Bu proses teknolojilerinde, ön şekillendirilmiş elyafın (fiber preform) kullanımı bir takım avantajlar sunmaktadır. Fabrikleri bir arada bağlayan termoplastik bağlayıcıların kullanımı, katmanların net şekilli preformların konsolidasyonuna izin vermektedir. Bu çalışmada, cam preformlar değişik termoplastik bağlayıcı konsantrasyonları ile kaplanmış fabrik katmanlarının ısı ve basınç uygulaması ile elde edilmiştir. Bağlayıcı içeren ve içermeyen kompozit laminalar (VDRK) tekniği kullanılarak üretilmiştir. Farklı oranlarda thermoplastik bağlayıcı içeren ön şekillendirilmiş cam elyafların ayrılma mukavemeti optimum binder konsantrasyonunu belirlemek için ölçülmüştür. En yüksek ayrılma mukavemeti bağlayıcı oranının ağırlıkça % 9 olduğu preformlarda elde edilmiştir. Ayrıca preform basma testi universal test cihaza kullanarak 8 katmanda oluşan ve bağlayıcı içeren (% 3,6, ve 9 ağ.) ve içermeyen preformlar ile gerçekleştirilmiştir. Bunun sonucunda, bağlayıcının preform kompaktlanma seviyesi üzerinde oldukça önemli etkisinin olduğu gözlenmiştir. En yüksek kalınlık azalması ve böylece fiber hacim oranının % 3 ağ. bağlayıcı ile ulaşılmıştır. Bağlayıcının kompozit plakaların mekanik özelliklerine olan etkilerinin belirlenmesi için, bağlayıcı içeren ve içermeyen kompozitlerin eğme mukavemeti ve modülü, Mode I laminalar arası kırılma tokluğu, laminalar arası akma mukavemeti, ply-lay up ve in-plane yükleme yönünde basma mukavemeti ve modülü ölçülmüştür. Kompozit eğme mukavemeti ve Mode I laminalar arası kırılma tokluğunun % 3 ağ. oranında bağlayıcının bulunması ile sırasıyla % 30 ve 40 oranında azaldığı gözlemlenmiştir. Diğer yandan kompozit eğme modülü plastik bağlayıcı miktarına bağlı olarak artarken akma mukavemeti hemen hemen sabit kalmaktadır. Hem kompozit ply-lay up basma mukavemeti hem de modülü % 3 ağ. bağlayıcıya kadar artmakta ve daha fazla plastik bağlayıcı eklenmesiyle birlikte azalma eğilimi göstermektedir. Aynı sonuçlar, in-plane yönünde basma mukavemeti ve modülü değerleri içinde bulunmuştur. Thermoplastik bağlayıcının E-cam/polyester panellerin balistik performansına olan etkilerin değerlendirmek için, NATO 2920 standardına göre 1.1 gr fragment simule eden mermiler kullanılarak balistik test gerçekleştirilmiştir.Tahribatsız C-scan ultrasonik muayene testi kompozit panellerin üzerinde balistik testten sonra oluşan hasar oranının saptanması için kullanılmıştır. Sonuç olarak plastik bağlayıcıma oranının artmasıyla panellerin üzerindeki balistik hasar oranının azaldığı gözlemiştir. Thermoplastik bağlayıcının reaktif reçine sisteminde çözünmesini takip edebilmek amacıyla, reaktif reçine sistemine çeşitli oranlarda thermoplastik bağlayıcı eklenerek bir model matriks malzeme hazırlanmıştır. Sonuç olarak thermoplastik bağlayıcının reçine içerisindeki çözünürlüğünün sınırlı oranda olduğu gözlenmiştir.

Özet (Çeviri)

ABSTRACT Fiber reinforced polymeric composite materials have recently gained widespread use in military, transportation, energy and civil engineering applications. Resin Transfer Molding (RTM) and Vacuum Assisted Resin Transfer Molding (VARTM) process have become important in the manufacture of these types of composites. In those techniques, use of fiber preforms offer some distinct advantages. Using thermoplastic binders that bond the fabrics together allows the plies to be consolidated into near net shape preform. In the present work, glass preforms were consolidated by application of heat and pressure over plies of the glass fabrics that were coated with various concentration of thermoplastic polyester binder. Composite laminates with and without binder were fabricated by utilizing VARTM technique. The peel strength of the preforms with various binder contents was measured to determine the optimum binder concentration. The highest peel strength was obtained from preforms that were prepared with about 9 wt.% of the binder. Preform compression test was also performed using universal test machine with preforms composed of eight plies of glass fabrics with binder (3,6 and 9 wt.%) and without binder. It was observed that the binder has significant effect on the degree of preform compaction. The highest thickness reduction and therefore fiber volume fraction of the preforms was reached via 3 wt.% of binder. The flexural strength and modulus, compressive strength and modulus through ply-lay up and in-plane loading directions, apparent mterlaminar shear strength, mode I interlaminar fracture toughness of the composites with and without binder were measured to evaluate the effects of the binder on the mechanical properties of the composite plates. It was found that the flexural strength, mode I interlaminar fracture toughness of the E- glass/polyester composite system decreases 30 and 40 percentage, respectively due to the presence of 3 wt% and 6 wt.% of binder. On the other hand, the flexural modulus of the composite increases while the apparent mterlaminar shear strength remains almost constant by the introduction of the binder. The ply-lay up compressive strength and modulus were found to increase up to 3 wt% of binder and decrease upon further addition of binder. The same findings are valid for the compressive strength and modulus through in-plane loading direction. Ballistic test was performed on E- glass/polyester composite panels according to NATO standards 2920 using 1.1 -gr. fragment-simulating projectiles (FSPs) to evaluate the effects of the binder on theballistic performance of the E-glass/polyester composite laminates. The ultrasonic C- scan test method was used to monitor the extent of the damage on the panels due to ballistic impact It was seen that the damage on the ballistically impacted composite panels decreases with increasing binder. A model matrix material was prepared adding various concentrations of the binder to the reacting resin system in order to follow the extend of binder dissolution within the matrix resin. It was found that there is no complete dissolution of the binder in the matrix resin.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    39525

    Alümina fiber takviyeli Al-si metal matriksli kompozitlerin üretimi ve mikroyapı-özellik ilişkilerinin incelenmesi

    production of alumina fiber reinforced Al-si metal matrix composites and the investigation of their microstructure-propetry relation ships

    HATEM AKBULUT

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    1994

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    PROF.DR. FEVZİ YILMAZ

  2. Tez No

    177289

    Preparation and characterization of conductive polymer composites, and their assessment for electromagnetic interference shielding materials and capacitors

    İletken polimer kompozitlerinin hazırlanması ve karakterizasyonu, ve bunların elektromanyetik parazit kalkanları ve kapasitörler için değerlendirilmesi

    ÖZCAN KÖYSÜREN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2008

    Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Bölümü

    DOÇ. DR. GÖKNUR BAYRAM

  3. Tez No

    134287

    Processing and characterization of high performance piping materials for geothermal applications

    Jeotermal uygulamalar için yüksek performanslı boru malzemelerinin prosesi ve karakterizasyonu

    MURAT TOĞULGA

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2003

    Enerjiİzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü

    Enerji Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. METİN TANOĞLU

    YRD. DOÇ. DR. GÜLDEN GÜNERHAN

  4. Tez No

    114982

    Processing and characterization of sepiolite filled-epoxy resin

    Sepiyolite dolgulu epoksinin üretimi ve özellikleri

    FARİS ABU-HASAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2001

    Polimer Bilim ve TeknolojisiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ÜLKÜ YILMAZER

    PROF. DR. HAYRETTİN YÜCEL

  5. Tez No

    153453

    Processing and characterization of poly (ethylene terephthalate) based composites

    Poli (etilen tereftalat) bazlı kompozitlerin prosesi ve karakterizasyonu

    MERT KILINÇ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2004

    Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. GÖKNUR BAYRAM

Geri Dön