Öz Bu çalışmada E-cam/Epoksi kompozitler çoğul duvarlı karbon nanotüpler (ÇDKNT) ile modifiye edilerek E-cam/Epoksi/ÇDKNT nanokompozitler üretilmiştir. Nanokompozitler pirinç, bakır ve alüminyum ile yapıştırılarak metal/nanokompozit sandviç paneller elde edilmiştir. Çalışmanıın amacı sandviç panellerin bu üç farklı tasarım parametresinde eğilme dayanımı değerlerinin deneysel olarak tespit edilmesidir. Sandviç panellerin çekirdek kısmını oluşturan nanokompozitler 330 g/m 2 ağırlığındaki tek eksenli (unidirectional) E-cam kumaşlar ile takviye edilmiştir. Nanokompozitlerin matris kısmını oluşturan reçine ise diglisidil ether bisfenol A türü bir epoksidir. Modifiye malzemesi olarak kullanılan karbon nanotüplerin saflıkları %98, iç çapları 5-10 nanometre dış çapları 10-20 nanometre ve 0,5-2 mikrometre aralığındadır. Karbon nanotüpler fonksiyonelleştirilmiş (-OH) olarak temin edilmiştir. Matris ve takviye elemanları arasındaki arayüzey bağları bir kompozit için en önemli noktalardan birtanesidir. Yükün matristen elyaflara dengeli aktarılması kompozitin bazı mukavemet değerlerini arttırmaktadır. Karbon nanotüpler fonksiyonel (-OH) guruplar ile kimyasal olarak epoksi reçineye bağlanmakta ve fiziksel olarak da E-cam elyaflara saplanarak bir köprü gibi işlev görerek arayüzey kalitesini arttırmaktadır. Karbon nanotüplerin bu işlevleri yerine getirebilmesi reçine içerisinde homojen karışmaları ile doğrudan ilişkilidir. Reçine sertleştirici karışımı %70-30 yapıldıktan sonra ağırlıkça %0,5 oranında ilave edilen nano partüküller mekanik olarak 20 dk. süre ile karıştırılmışlardır. Bu karışım bir el paleti ile E-cam kumaşlara uygulanmış ve sonrasında reçinenin kumaşa iyice difüze olması için 30 dk. bekletilmiştir. Bu ıslak haldeki kumaşlar dört tabakalı şekilde [0]4 sıcak pres kalıplama ile 100 °C sıcaklık ve 7 bar basınç altında kürleştirilmişlerdir. Kürleşen plakalar ve pirinç, bakır, alüminyum levhalar su jeti ile deney numunesi ölçülerinde (100x20mm) ebatlandırılmışlardır. Sandviç panelin dış laminatlarını oluşturan pirinç, bakır, ve alüminyum ile çekirdeği oluşturan nanokompozit malzeme çift komponentli metil metakrilat ile yapıştırılmıştır. Son olarak üç nokta eğme deneyleri yapılan bu sandviç panellerin bükülmeye karşı en dayanıklısı 19 MPa ile Alüminyum-Cam fiber/Epoksi/ÇDKNT, sonrasında 11 MPa, Bakır-Cam fiber/Epoksi/ÇDKNT son olarakda 10 MPa ile Pirinç-Cam fiber/Epoksi/ÇDKNT olarak tespit edilmiştir.
In this study, aluminum sheets with three different notch depths were repaired with carbon/epoxy and e-glass/epoxy composites and than were investigated experimentally for their response to Charpy impact. [90/45/-45] oriented triaxial fabrics were used in patch reinforcement materials. Composite laminates were prepared in [90/45/-45/45/-45/90] orientation by placing these three axial fabrics on top each other. Hand lay-up technique was used in the preparation of laminated composites. The reinforcement fabrics wetted by hand lay-up were cured by hot molding at 100 °C and 7 bar pressure. Composite plates were produced in 40x40 cm dimensions. Aluminum plates were also provided in 40x40 cm dimensions. Both aluminum and composites were cut with water jet to obtain samples and patches from these plates. The aluminum and composite elements cut to the desired dimensions, were glued to each other on oneside with a double component methyl methacrylate adhesive. In the experimental stage, some mechanical properties of the composites were determined first. Afterwards, the energy absorption capacities of the aluminum plates as repaired and unrepaired in three different notch lengths (3 mm, 5 mm, 7 mm), was determined by conducting Charpy notch impact tests. In addition, Scanning Electron Microscope (SEM) analysis of the composite patches were performed. This study, which was conducted to determine to what extend the composite patches affect the notch impact toughness of the aluminum plate, aims to be a guiding resource for engineers and researchers for composite patch repairs.
In this study, the effects of the carbon nanotubes and nanoclay particles on strength and load carrying capabilities of modified E-glass/epoxy composite plates are determined experimentally. The composite plates are modified with 0% (neat), 0.5% particle weight fractions based on the weight of composites, such as multi-walled carbon nanotubes and nanoclay. Aside from the effects of the nanoparticles, also the effects of fiber orientations such as (0 • , 30 • , 45 • , 90 •) on strength and load carrying capabilities of composite plates are determined experimentally. The addition of 0.5 wt% multi wall carbon nanotubes and nanoclay particles to composites increases the critical buckling load by almost 30% and 12%, respectively.
ÖzBu çalışmada oval çentikli 304 östenitik paslanmaz çelik levhanın karbon/epoksi kompozit yama ile tamir edilebilirliği deneysel olarak araştırılmıştır. Bu bağlamda 2 mm kalınlığındaki çelik levhadan 250x40 mm boyutunda deney numuneleri kestirilerek merkezlerine CNC tezgahta 20x4 mm ebatında üç farklı oryantasyonda oval çentikler açılmıştır. Daha sonra bu çentikleri yamamak için karbon elyaf takviyeli kompozit yamalar hazırlanmıştır. Yamalarda kullanılan kompozitler el yatırması yöntemi ile üç eksenli kumaşlara epoksi uygulanması ve sonrasında sıcak presleme yapılması ile üretilmiştir. Üretilen bu kompozit plakalardan 40x40 mm ebatında su jeti ile kompozit yamalar kesilmiştir. Daha sonra bu yamalar Weicon RK-7100 yapıştırıcı ile tek taraflı ve çift taraflı olacak şekilde çentikli çelik levhalara yapıştırılmıştır. Yapıştırma işlemi yapılmadan önce plakaların yüzeylerindeki kir ve tortu tabakası döner keçe ile temizlenmiştir. Daha sonra numunelere solvent bazlı yüzey temizleyici sprey sıkılarak mükemmel bir yapışma yüzeyi elde edilmiştir. Yapıştırma işlemi tamamlandıktan sonra yapıştırıcının kürleşmesi için numuenler üç gün süre ile beklemeye alınmıştır. Numuneler nihai hallerini aldığında statik çekme deneyleri yapılarak çekme gerilmeleri tespit edilmiş ve her bir açı değeri için yamasız, tek yön yamalı ve çift yön yamalı olacak şekilde grafikler üzerinde karşılaştırmaları yapılmıştır. Yamalı numunelerin kritik akma dayanımının yamasız numunelere kıyasla dikkate değer ölçüde iyileştiği tespit edilmiştir. Nihai çekme dayanımlarında ise yamalı ve yamasız numuneler arasında belirgin bir fark görülmemiştir.
In this study, epoxy-based composite materials reinforced with unidirectional glass fiber (GFRP) fabric were manufactured by adding nanosized multi-walled carbon nanotube (MWCNT) and nanoclay to epoxy resin during production process. The effects of those additives on fatigue strength of the composite materials were investigated experimentally. In this context, both nanoparticles by adding 0.5 wt% of epoxy resin were mixed with ultrasonic homogenization mixer. To examine the contribution of nanoparticles, composite plates were produced as MWCNT and nanoclay filled and unfilled. Mechanical properties and fatigue behavior (S-N diagram) were obtained and the results were compared with each other. From the results obtained, fatigue and tensile strength of composite specimens with MWCNT filled were found higher than unfilled specimens.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
customersupport@researchsolutions.com
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.