In the presented study, the effect of hexagonal boron nitride and hexagonal boron carbide nanoparticles on the strength of adhesively bonded joints was investigated experimentally. Hexagonal boron nitride nanoparticles were functionalized using 3-(aminopropyl) triethoxysilane to improve adhesion and increase the interaction between epoxy and nanoparticles. Similarly, h-B4C nanoparticles were functionalized by using 3-(glycidyloxypropyl) trimethoxysilane. New structural nano adhesives were produced by reinforcing the functionalized nanoparticles into epoxy at different proportions (0.5 wt.%, 1.0 wt.%, 2 wt.%, 3.0 wt.%, 4.0 wt.%, and 5.0 wt.%). Two different epoxies with different viscosity values (MGS-LR285 and Araldite 2011) were used as adhesives, and aluminum alloy (AA2024-T3) was chosen as an adherend. Tensile test was carried out to determine the failure load of the adhesive joints, and the fracture surface morphology was examined after the test Additionally, Scanning electron microscopy and energy dispersion X-ray spectroscopy (SEM-EDS) analysis was performed to observe the distribution of boron nanoparticles in the adhesives. The experimental results showed that the reinforcement of hexagonal boron nitride and boron carbide nanoparticles to the adhesives increased the joint strength substantially depending on the reinforcement ratio and viscosity of the adhesives. The maximum increase in failure loads was achieved by adding 1 wt.% functionalized boron nitride to high viscosity Araldite 2011 adhesive and 2 wt.% to low viscosity MGS-LR285 adhesive, and the ratio of increase in failure loads is 31% and 63%, respectively. Moreover, by adding 2 wt.% functionalized boron carbide nanoparticles to the Araldite 2011 and MGS-LR285 adhesives, the strength of the joints increased by about 27% and 70%, respectively.
Yapılan bu çalışmada; hegzagonal bor nitrür (hBN) ve hegzagonal bor karbür (hB4C) nanopartiküllerinin yapıştırma bağlantıları üzerine etkisi araştırılmıştır. Nanopartiküllerin epoksi yapıştırıcı içerisinde homojen dağılımının sağlanması ve adhezyonunun iyileştirilmesi amacıyla; hBN nanopartikülleri 3-(aminopropyl) triethoxysilane, hB4C nanopartikülleri ise 3-(glycidyloxypropyl) trimethoxysilane bileşiği kullanılarak fonksiyonelleştirilmiştir. Fonksiyonelleştirilen nanopartiküller, farklı viskozite değerine sahip iki farklı epoksi yapıştırıcı içerisine (Araldite 2011 ve MGS-LR285), ağırlıkça %0,5, %1, %2 ve %3 oranlarında katılarak yeni nanokompozit yapıştırıcılar üretilmiştir. Geliştirilen nanokompozit yapıştırıcılar ve üretilen düz dokuma karbon fiber kompozitler kullanılarak tek tesirli yapıştırma bağlantıları üretilmiştir. Yapıştırma bağlantılarının mekanik özellikleri ASTM D1002 standardına göre yapılan çekme testi ile belirlenmiştir. Çalışma sonuçları incelendiğinde, fonksiyonelleştirilen hBN ve hB4C nanopartikülleri ile birleştirilmiş bağlantıların hasar yükünde önemli artış sağlanmıştır. Hasar yüklerindeki bu artışın bor nanopartiküllerine, partiküllerin katkı oranına ve yapıştırıcının türüne bağlı olarak değiştiği görülmektedir. Araldite 2011 yapıştırıcısı içerisine ağırlıkça %2 oranında fonksiyonelleştirilmiş hBN ve hB4C nanopartikülleri katkısıyla bağlantıların hasar yükünde sırasıyla %33 ve %31 oranlarında artış elde edilmiştir. Benzer şekilde MGS-LR285 yapıştırıcısı içerisine %2 oranında fonksiyonelleştirilmiş hBN ve hB4C nanopartikülleri katkısıyla ise bağlantıların hasar yükleri sırasıyla %31 ve %52 oranlarında artmıştır.
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.
hi@scite.ai
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.