Hidrotermal Yaşlandırılmaya Maruz Bırakılan Karbon Elyaf Epoksi Kompozit Boruların Kırılma Tokluklarının İncelenmesi

Özet

Farklı malzeme özelliklerini tek bir malzemede bir araya getirmek veya yeni bir özellik eklemek amacı ile iki veya daha fazla malzemenin makro düzeyde birleştirilmesi ile çeşitli yöntemler aracılığıyla üretilen yeni malzemeler “Kompozit Malzeme” olarak ifade edilmektedir. Kompozit malzeme temel olarak matris olarak adlandırılan ana yapı ve takviye elemanından oluşabilmektedir. Bununla birlikte kompozit malzemelerin el yatırması, reçine transfer, püskürtme, kalıplama ve filaman sarım gibi birçok üretim yöntemi bulunmaktadır. Kompozit malzemelerin mekanik ve ısıl özellikleri üzerinde etkili olan parametrelerden biri çevresel koşullardır. Kompozit malzemelerin uzun süre sıcaklık, nem gibi çevresel koşullara maruz kalması ile özelliklerinde değişimler meydana gelmektedir. Zamanla oluşan kompozit malzeme özelliklerindeki bu değişim sürecine yaşlanma denir. Hidrotermal yaşlandırma işlemi de, sıcaklık ve nem etkisinin birlikte görülebileceği ve malzemelerin bu etkilere maruz kalabileceği çevresel koşul örneklerindendir. Çalışma da matris fazı olarak fiberlerin yapısal bütünlüğünü oluşturan ve yükün fiberler arasında dağılmasını iyi bir şekilde gerçekleştirerek literatürde geniş bir çalışma alanı bulunan epoksi reçine kullanılmıştır. Takviye malzemesi olarak ise karbon elyaf kullanılmıştır. Filaman sarım yöntemiyle ±55 ͦ sarım açısında kompozit borular üretilmiştir. Üretilen karbon elyaf epoksi kompozit numuneler bir hafta, iki hafta ve üç hafta olacak şekilde hidrotermal yaşlandırma işlemine maruz bırakılmış ve yaşlandırma işlemi sonrasında Charpy darbe test cihazı ile numunelere kırılma tokluğu deneyleri uygulanmıştır.  Uygulanan bu deney ile kompozit malzemenin darbe yüklerine karşı davranışını belirlemek amacıyla birçok test aşaması gerçekleştirilmiş ve bu aşamalar boyunca kırılma tokluğu değerleri gözlemlenmiştir. Ayrıca bu bildiride araştırma kapsamında Charpy darbe deneyinin malzeme üzerinde meydana getirdiği hasar mekanizması da gözlemlenmiştir.