Karbon iplik dolgulu grafen/epoksi nanokompozitlerin özellikleri

Abstract

Yüksek performanslı kompozitler, günümüzde denizcilik, otomotiv, havacılık ve savunma sanayilerinde kullanılır. Günümüzde nanoparçacık takviyeli kompozitlerin geliştirilmesi, malzeme bilimi ve mühendisliğindeki en yaygın çalışmalardandır. Nanoparçacıkların sıra dışı özellikleri, kendilerini geniş araştırmaların merkezi yapmıştır. Nanoparçacıkların geleneksel takviyeli malzemelerle harmanlanmasıyla, sıradan kompozitlere göre daha üstün özellikte iplik dolgulu kompozitler üretilir. Bu çalışmada grafen, karbon iplik ve epoksi reçine kullanılarak karbon iplik dolgulu nanokompozitlerin geliştirilmesine odaklanmıştır. Bu kapsamda, karbon/epoksi tabakalı kompozit malzemenin mekanik özelliklerini iyileştirmek amacıyla, iplik/reçine uyumu ve arayüzey bağı arttırılmıştır. Bunun için epoksi sistemine ağırlıkça %0,2 oranında grafen oksit (GO) nanoparçacık ilave edilmiştir. Üretimden sonra boyuna ve enine çekme, boyuna ve enine eğilme testler yapılmıştır. En son da, SEM fotoğrafları inceleyerek hasar Yüzeylerinin Mikroskopik Analizi yapılmıştır.Yapılan mekanik testler sonucunda, boyuna çekme ve eğilme mukavemetlerinde sırasıyla %42 ve %9 artış sağlanmıştır. Bu artış enine çekme ve eğilmede sırasıyla %34 ve %35'dir.

High performance composites are currently being used in the marine, automotive, aerospace and defense industries. These industries demand materials with properties that are similar or better than that of conventional metals at a fraction of the weight.The development of nanoparticle reinforced composites is presently one of the most explored areas in materials science and engineering. The exceptional properties of nanoparticles have made them a focus of widespread research. By adding nanoparticles into traditional reinforcement materials, fiber reinforced nanocomposites can be produced with superior properties to that of regular composites. This research focuses on the development of fiber reinforced composites through the use of graphene, carbon fibers and epoxy resin. The performance of fiber reinforced composites is dependent to a great extent on the properties of fiber/matrix interface. To improve the interfacial properties in carbon fiber reinforced composites, graphene oxide (GO) was directly added into the epoxy matrix. The tensile and flexural properties of composites were investigated in accordance with ASTM standards.The results of the mechanical tests revealed 42% and 9% enhancements on tensile and flexural strengths, The transvers tensile and flexural strengths respectively, has an increase of %34 ve %35' compared to that without graphene. Finally, the failure surface of composites was examined using scanning electron microscopy (SEM).