Karbon epoksi kompozitin camsı geçiş sıcaklığı üzerine farklı kürleşme çevrimlerinin etkisi

Abstract

Havacılık sektöründe yaygın olarak kullanılan karbon epoksi kompozitlerin mekanik özellikleri, camlaşmaya geçiş sıcaklığı ile doğrudan ilgilidir. Bu çalışmada, dokuma karbon epoksi elyafların kürleşmesi esnasındaki değişik sıcaklık uygulamalarının camlaşmaya geçiş sıcaklığı üzerindeki etkileri incelenmiştir. Farklı kür süreleri ve farklı sıcaklık artış-azalış ivmeleri kullanılarak numuneler üretilmiş ve üretilen numunelerin viskoelastik karakterizasyonu, dinamik mekanik analiz cihazı (DMA) kullanılarak belirlenmiştir. Bütün numunelerin üretimi sonrası elde edilen verilerle zamana bağlı sıcaklık değişim grafikleri oluşturulmuştur. Yapılan karakterizasyon sonunda artan kür süresinin camlaşmaya geçiş sıcaklığını (Tg) arttırdığı görülmüştür. En yüksek Tg değerinin, 540 dakika kür olan yani en uzun süre kür edilen numuneye ait olduğu tespit edilmiştir. Çalışmada ek olarak malzemenin kür sıcaklığına ulaşmasındaki sıcaklık artış hızı arttırılmış ve bu değişikliğin camlaşmaya geçiş sıcaklığı üzerinde negatif etki yarattığı tespit edilmiştir. Sıcaklık artış ivmesi en yüksek 7,5°C/dk. olarak belirlenmiş ve bu ivmeye göre üretilen numunenin Tg değerinin en düşük çıktığı grafiklerle ortaya konmuştur. Ayrıca bu parametrelerin Tg değerini ne ölçüde etkilediği ile ilgili analiz çalışmaları da yapılmıştır. Analizler sonucunda kullanılan (CYCOM® 5276-1) malzemenin kürleşmesi sırasında kür süresinin bir dakika artması ile malzemenin Tg değerinde %0,31'lik bir artış tespit edilmiş, sıcaklık artış hızının 1°C artması ile de Tg değerinin %0,72 azaldığı görülmüştür.

Mechanical properties of carbon epoxy composite, widely used in aerospace industry, are directly influenced by the glass transition temperature. This study analyzes the effects of different curing temperature on the glass transition temperature. Test panels have been fabricated with different soaking time and at different heat up and cool down rates. Viscoelastic characterization of fabricated panels has been determined using dynamic mechanic analyze (DMA) equipment. Once test panel fabrication has been completed curing, time affected temperature changes have been showed in graphs with data collected during the fabrication. At the end of the performed characterization, it has been deducted that the increased soaking time has led to a higher glass transition temperature (Tg). The higher Tg value has been determined with the sample cured for 540 minutes, id est the longest soaking time. The heat up rate during the cure has been increased additionally and a negative effect has been observed on the glass transition temperature. The maximum heat up rate, 7,5°C/min has showed the lowest Tg value. Besides, it has also been analyzed how and at which rate these parameters affect the Tg value. The results of the mentioned analysis show that the material's (CYCOM® 5276-1) Tg value will increase by 0,31% by increasing the cure period with one minute and the Tg value will decrease by 0,72% by increasing the heat up rate by one degree.