Korozif ortamın yapıştırıcı ve yapıştırıcı bağlantıları üzerine etkilerinin incelenmesi

Abstract

Bu tez kapsamında saf ve ÇCKNT takviyeli epoksi reçinenin korozif ortamlardaki kimyasal ve mekanik davranışları belirlenmiştir. Ardından alüminyum A2024 T3 ve karbon elyaf takviyeli kompozit malzemeler ile tek taraflı bindirmeli bağlantılar ve çift konsol kiriş bağlantıları oluşturularak test edilmiştir.Çalışmanın ilk aşamasında saf epoksi reçine ve %1 ÇCKNT takviyeli epoksi reçine deiyonize su, tuzlu su, sülfirik asit çözeltisi (H2SO4) ve hidroklorik asit (HCl) çözeltisi içerisinde 1, 168 ve 720 saat şartlandırılmıştır. Şartlandırma sonrasında kimyasal değişimleri ve bağ yapısı farklılıklarını anlamak için DSC, TGA ve FT-IR testleri yapılmıştır. Daha sonra reçinelerden üretilen çekme çubukları şartlandırılarak, şartlandırma sürecinin reçinelerin mekanik özelliklerine olan etkisi çekme testleri yapılarak belirlenmiştir. Çekme testleri neticesinde reçinelerin mekanik özellikleri ile diğer testler arasında bağlantı kurularak yorumlanmıştır. Çalışmanın ikinci aşamasında ise anotlama yöntemiyle yüzeyleri hazırlanan alüminyum numuneler ile tek taraflı bindirmeli bağlantılar ve çift konsol kiriş bağlantıları oluşturularak bu numuneler şartlandırılmış ve kayma testleri (SLJ) ile çift konsol kiriş (DCB) testleri yapılmıştır. Bu testler neticesinde bağlantılarda oluşan maksimum kuvvetler, gerilmeler, uzamanlar ve şekil değiştirmeler belirlenmiştir. Ayrıca numunelerin kırılma tokluğu ve hasar davranışları belirlenmiştir. Alüminyum için yapılan işlemlerin aynısı karbon elyaf takviyeli kompozit malzemeler için de yapılarak aynı testler uygulanmıştır. Mekanik testler neticesinde oluşan hasar yüzeyleri, makro görüntüler, optik mikroskop görüntüleri ve SEM görüntüleri yardımıyla yorumlanarak mekanik ve kimyasal test sonuçlarıyla beraber değerlendirilmiştir. Sonuçlara bakıldığında, şartlandırma ortamlarının hem saf epoksi reçineye hem de ÇCKNT takviyeli epoksi reçineye kimyasal ve mekanik olarak oldukça etkilediği söylenebilir. Ayrıca, yapışma davranışının reçinelerin kendi özelliklerden oldukça farklı olduğu ve bu farklılığın yapışma yüzey durumundan kaynaklandığı söylenebilir. Tüm sonuçlar dikkate alındığında, şartlandırma işleminin reçineler üzerine olumlu ve olumsuz etkilerinin olabileceği fakat, reçinenin çalışacağı ortama uygun bir malzeme seçimi yapılırsa, şartlandırmanın olumsuz etkilerinin kaldırılabileceği söylenebilir.

In this study, it is discussed that effects of corrosive environment on mechanical, thermal and chemical behaviours of neat and MWCNT reinforced epoxy resin. After the properties of epoxy resin was determined, two different single lap joints which were consist of aluminium A2024 T3 and CFRC materials and two different double cantilever beams were produced and tested.First stage of this study, neat and MWCNT reinforced epoxy resin was aged through 1, 168, 720 hours, at deionized water, NaCl solution, H2SO4 acid solution and HCl acid solution. After aging process, DSC, TGA AND FT-IR tests were made in order to determine chemical, thermal and bond structure changes. Tensile tests were made to tensile test specimen produced by neat and MWCNT reinforced epoxy resin. Tensile test results and other tests were evaluated together and results showed at related chapters.Second stage of this study, aluminium single lap joints and double cantilever beams were produced and aged at 4 different environments. SLJ and DCB test were made and maximum load, maximum stress, strain, critical fracture energy values and crack length were determined. After the tests, specimens were analysed by optical and scanning electron microscope. Failure type of the specimens were investigated. All results evaluated together all of these tests were remade for CFRC materials. When it is looked at the results, it is said that aging environments are effect both neat and MWCNT reinforced epoxy chemically and mechanically. On the other hand, adhesion behaviours of these resins are quite different from their own mechanical properties depends on surface condition of adhered materials. All thing into consideration, aging process have a great impact on adhesives and adherents both positively and negatively. If the joint is designed by taking into consideration to aging environment type, negative effects of aging environment were removed.