Volkanik küllerin havacılık polimer kompozitleri için alternatif takviye malzemesi olarak kullanılabilirliği

Abstract

Teknolojik gelişmeler ışığında her geçen gün havacılık alanında güç ve dayanıklılığın ağırlığa olan oranı önem kazanmaktadır. Bu çalışmada volkanik kül(VK) inorganik partiküllerin hava araçlarını hafifletmeye yönelik alternatif takviye malzemesi olarak polifenilen sülfit(polyphenylene sulphide-PPS) ile birlikte kompozit üretiminde kullanılabilirliği araştırılmıştır. Üretilen saf PPS, Kula ve Nevşehir VK/PPS kompozitlere; çekme testi, eğilme testi, diferansiyel taramalı kalorimetre(DSC), dinamik mekanik termal analiz(DMTA), katı partikül erozyonu aşınma testleri uygulanmıştır. Mekanik ve tribolojik testler sonrası hasar analizi taramalı elektron mikroskobu (TEM) ile yapılmıştır. Tribolojik testler sonrası malzemelerin yüzeylerinde oluşan aşınma bölgeleri lazer 3D optik profilometre cihazı kullanılarak elde edilmiştir. VK partikül takviyelerinin PPS matris içerisindeki dağılımı bilgisayarlı mikro tomografi analizleri yardımıyla tespit edilmiştir. Elde edilen ölçüm sonuçları volkanik küllerin, hava araçları için üretilen kompozit malzemelere alternatif takviye elemanı olabileceğini göstermiştir.

Everyday, in the light of technological developments, the ratio of strength and durability to weight in the field of aviation gains importance. In this study, the use of volcanic ash (VA) inorganic particles as an alternative reinforcing material with polyphenylene sulphide (PPS) for reducing aircraft weight was investigated in composite production. Tensile test, bending test, differential scanning calorimetry (DSC), dynamic mechanical thermal analysis (DMTA) and solid particle erosion wear test were applied to produced pure PPS and Kula, Nevşehir VA/PPS composites. Damage analysis was performed with scanning electron microscope (SEM) after mechanical and tribological tests. Wear zones on the surface of the material were obtained by using laser 3D optical profilometer after tribological tests. Distribution of the VA reinforcing particles in the PPS matrix was detected with the help of the computerized micro tomography analysis. Obtained measurement results show that volcanic ashes can be used as an alternative reinforcing material instead of composites using in aircrafts.