Grafen Takviyeli Biyokompozitlerin Mekanik Ve Termal Özelliklerinin İncelenmesi

Konferans Bildirisi -- Teorik ve Uygulamalı Mekanik Türk Milli Komitesi, 2015Conference Paper -- Theoretical and Applied Mechanical Turkish National Committee, 2015Bu çalışmada kitosan biyopolimeri grafen nanopartikülleri ile takviye edilmiştir. Polimerik kompozitler ağırlıkça farklı oranlarda grafen kullanılarak çözelti döküm tekniği ile hazırlanmıştır. Çekme testleri kompozitlerin çekme dayanımı ve Young modülünü belirlemek için gerçekleştirilmiştir. Ayrıca kitosanın termal iletkenliğine grafenin etkisi tespit edilmiştir. % 2 grafen kitosan içerine katıldığında, kitosanın çekme dayanımı ve Young Modülü sırasıyla % 72 ve % 170 artmıştır. Kompozitlerin termal iletkenliği kitosan ile kıyaslandığında çok daha yüksek olduğu tespit edilmiştir.Chitosan polymer was reinforced with graphene nanoparticles in this study. Polymeric composites were prepared by the solution casting technique using graphene at different weight ratios. Tensile tests were carried out to determine tensile strength and Young’s modulus of the composites. The effect of graphene on thermal conductivity of chitosan was also determined. The tensile strength and Young’s modulus of chitosan increased by approximately 72 % and 170 %, respectively when 3 wt.% of graphene was added into chitosan. The thermal conductivity values of these composites were obtained to be higher in comparison with that of chitosan

Sıcak Suda Yaşlandırılan Cam Fiber-Epoksi Kompozitlerin Tabakalar arası Kayma Dayanımındaki Değişimlerin İncelenmesi

Konferans Bildirisi -- Teorik ve Uygulamalı Mekanik Türk Milli Komitesi, 2015Conference Paper -- Theoretical and Applied Mechanical Turkish National Committee, 2015Bu çalışmada, cam fiber takviyeli epoksi kompozitlerin tabakalararası kayma dayanımına sıcak suyun etkisi incelenmiştir. Kompozit üretiminden önce cam fiberlerin yüzeyine farklı derişimlerde silan yüzey işlemi uygulanmıştır. Kompozitlerin kayma dayanımına su sıcaklığının, kompozitlerin suda bekletilme süresinin ve kullanılan silan derişiminin etkisi tespit edilmiştir. Su sıcaklıkları 25, 50 ve 75 oC ve suda bekletilme süresi 24, 48 ve 72 saat olarak seçilmiştir. Fiber yüzey işlemlerinde silan uyumlaştırıcı ajanı olarak ?-glycidoxypropyltrimethoxysilan (?-GPS) kullanılmıştır ve silan uyumlaştırıcı ajanı derişimi toplam çözeltide %0,1 ile %0,5 arasında değiştirilmiştir. Su sıcaklığı ve kompozitlerin suda bekletilme süresi arttıkça kompozitlerin tabakalararası kayma dayanımının da azaldığı belirlenmiştir. %0,5 ?-GPS silan ile yüzey işlemine tabi tutulmuş cam fiber takviyeli epoksi kompozitler sıcak suya karşı en iyi dayanımı göstermiştir.In this study, effect of hot water aging on interlaminar shear strength of glass fiber reinforced epoxy composites was investigated. Silane treatments at different concentrations were applied to surface of glass fibers before composite production. Effect of water temperature, holding duration in water of composites and used silane concentration on interlaminar shear strength was determined. 25, 50 and 75 oC as water temperatures and 24, 48 ve 72 hours as holding duration in water were selected. ?-glycidoxypropyltrimethoxysilane (?-GPS) as a silane coupling agent was used in the fiber surface treatment and the silane coupling agent concentration was varied from 0.1 to 0.5 % (v/v) in aqueous solution. It was determined that the interlaminar shear strengths of the composites decreased with increasing of water temperature and holding duration in water. 0.5 % ?-GPS silane treated glass fiber reinforced epoxy composite showed the best resistance against hot water

Grafit Takviyeli Etil Vinil Asetat (Eva) Kompozitlerin Mekanik Özelliklerine Termal Çevrimin Etkisi

Konferans Bildirisi -- Teorik ve Uygulamalı Mekanik Türk Milli Komitesi, 2015Conference Paper -- Theoretical and Applied Mechanical Turkish National Committee, 2015Bu çalışmada, eriyik harmanlama yöntemi ile farklı grafit miktarlarına sahip grafit/EVA kompozitleri hazırlanmıştır. Grafit/EVA kompozitlerin mekanik özelliklerine termal çevrimin etkisini incelemek için, kompozit numuneleri -25 ile 60 °C sıcaklıkları arasında 50 ve 100 defa termal çevrime tabi tutulmuştur. Yapılan 50 ve 100 termal çevrim sonucunda Grafit/EVA kompozitlerin elastisite modülleri artmıştır.In this study, Graphite/EVA composites having different graphite content were prepared by melt blending process. To investigate the effect of thermal cycles on the mechanical properties of graphite/EVA composites, the composite samples were subjected to the thermal cycle processes for 50 and 100 times between temperatures of -25 °C and 60°C. The moduli of graphite/EVA composites at the end of thermal cycle of 50 and 100 increased

İyonik polimer-metal kompozit aktüatörlerin (eyleyiciler) üretimi, kontrolü ve biyomimetik uygulamalarda kullanımı

Akıllı malzemeler kategorisine giren iyonik polimer-metal kompozitler, dışarıdan uygulanan bir elektrik alanı sonucu, içerisinde bulunan iyonların hareketine bağlı olarak şekil değiştirirler. İyonik polimer-metal kompozitlerin yapıları, iyonik polimer ve bu polimerin iki yüzeyine bir kaç mikron kalınlığında kaplanan metal elektrotlardan oluşmaktadır. İyonik polimerler yumuşak bir yapıya sahip olmaları, düşük voltaj altında çalışmaları ve büyük deformasyon göstermelerinden dolayı yapay kas ve birçok biyomimetik uygulamalarda sensör ve aktüatör olarak kullanılmaktadır. Bu çalışma kapsamında iyonik polimerlerin karakterizasyonları (kimyasal, termal ve mekanik karakterizasyon) yapıldıktan sonra bu polimerlerin metal kaplanarak iyonik polimer-metal kompozitler (IPMK) üretilmiştir. Üretilen bu kompozitlerin mekanik, yapısal ve elektriksel karakterizasyonlarından sonra bu kompozitlerden temel aktüatör elemanları geliştirilerek elektromekanik özellikleri tespit edilmiştir. Takip eden aşamada bu yapı elemanı için bilgisayar benzeşimi kullanılarak kontrol algoritması geliştirilmiş, bu elemanın kontrollü hareket kabiliyeti tespit edilmiştir. Çalışmanın bir sonraki aşamasında aktüatör elemana kumanda sinyallerinin temassız iletimi için bir ışın kaynağı ile tahrik mekanizması entegre edilmiştir. Bu işlem sonucunda üzerine yansıtılan ışın şiddetine bağlı olarak hareket eden bir aktüator geliştirilmiştir. Çalışmanın son aşamasında ise biyomimetik doğrusal hareket sağlayıcı prototipi geliştirilerek performansı belirlenmiştir.Ionic polymer–metal composites, in which they are categorized as smart materials, can change their shapes by the movements of ions due to an external electric field. Ionic polymer–metal composite structures are formed from ionic polymers and a few microns thick metal electrodes coated on two sides of polymer surfaces Because ionic polymers have soft structure, can operate under low voltage and can show large deformation characteristics, they are used as artificial muscles and sensors/actuators elements in various biomimetic applications. In this study, after the characterization of ionic polymers (chemical, thermal and mechanical characterization), surfaces of them were coated with thin layer of metal film to complete the ionic polymer-metal composites (IPMC) structures. The IPMC structures were characterized first various techniques such as mechanical, structural and electrical. Then basic actuator elements were produced, then electromechanic properties of them were characterized. The next step, computer control algorithm were developed and then applied to control the motion ability of the basic actuator elements. İn the following stage of the study, light source and driver mechanism were integrated to the actuator element in order to transmit the control signal contactless way. The aim of this stage were to produce the actuator elements which its motion has been depended on light intensity. İn the last step, biomimetic linear motion provider prototype were developed

Finite element method analysis of a thick composite beams and plates

Kalın kompozit yapıların analizi sonlu elemanlar yardımıyla yapılırken, kullanılan sonlu elemanların malzeme özelliklerinin belirlenmesinde çeşitli zorluklar vardır. Özellikle birden fazla kompozit tabaka içeren sonlu elemanların malzeme sabitlerinin belirlenmesi, oldukça karmaşık ve zordur. Bu zorluk, her elemanın malzeme sabitleri için bir ortalama değer alınarak giderilmeye çalışılır. Bu çalışmada, yükleme durumuna göre eleman malzeme özelliklerinin belirlenmesinde iki farklı ortalama değer hesaplama yöntemi geliştirilmiş ve bunların sonuçlara etkileri incelenmiştir. Sonlu elemanlar analizi bir bilgisayar programı yardımıyla farklı fiber doğrultularında takviye edilmiş bir kiriş ve bir levhada, farklı eleman sayıları alınarak şekil değiştirmeleri hesaplanmış ve analitik sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Aritmetik ve ağırlıklı ortalama yöntemleri adı verilen iki ortalama değer alma yöntemi karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Bu yöntemin uygulanmasında, eleman malzeme özellikleri belirlenirken, yükleme durumu göz önünde bulundurularak ortalama değer alma yöntemlerinden biri uygulanmıştır. Bu metod aracılığıyla, birden fazla kompozit tabakalı elemanlar içeren sonlu eleman analizlerinde, 8 düğümlü brik elemanların kullanılmasında karşılaşılan eleman malzeme özelliklerinin belirlenmesi zorluğu ortadan kaldırılmıştır. Elde edilen sonuçlar, analitik çözümler ve ortalama değer almadan yapılan hesaplamalarla karşılaştırılmıştır. Her iki yöntemle yapılan hesaplamalarda, farklı yükleme durumları için elde edilen sonuçlar analitik çözümlerle uyum göstermiştir.There are some difficulties during determination of the material properties of thick composites when they are analyzed by using the finite element method. The most difficult of those is to determine material constants of multi layered composite elements. One of suggested method for solving this problem is to use an average value for element material properties. The effects of two averaging methods on the results were investigated. A finite element analysis program was developed to analyze the fiber reinforced composite beams and plates for displacement comparisons of different element numbers. The results also were compared with the analytical solutions. Beside the arithmetic average method, a new method called weighted average was developed. By considering different loading conditions, one of the averaging methods was utilized. The difficulty in determining the material properties of 8 node multi layered brick element used the finite element analysis of thick composite structures was overcome by using two averaging methods. The results were compared with the ones obtained from the elements without any averaging and analytical solutions. Both methods gave matching results for certain types of loading conditions

Effect of Carbon Fiber Surface Modification on Properties of Carbon Fiber and Carbon Fiber Reinforced Composite Materials

Karbon lif takviyeli kompozit malzemelerin özelliklerini etkileyen en önemli etkenlerden biri karbon lif/polimer arasındaki arayüz bağlanma dayanımıdır. Karbon life uygulanan yüzey modifikasyonları arayüz özelliklerinin iyileşmesinde önemli rol oynamaktadır. Bu çalışmada ilk olarak karbon lifler kimyasal oksidasyon işlemi ve silan modifikasyonundan geçirilerek sonrasında karbon lif takviyeli epoksi tabanlı prepregler üretilmiştir. Daha sonra prepreglerden elde edilen kompozit plakaların özellikleri çeşitli karakterizasyon yöntemleri ile incelenmiştir. Karbon lif yüzeyine uygulanan kimyasal işlem lif yüzeyindeki oksijen içeren fonksiyonel grupları arttırarak epoksi ile ek bağlanma bölgeleri oluşturmuştur. Silan modifikasyonu ise lif yüzeyinde koruyucu bir kaplama oluşturarak lifin işlenebilirliğini ve lif/polimer yapışma özelliğini önemli ölçüde arttırmıştır.One of the most important factors affecting the properties of carbon fiber reinforced composite materials is the interface bond strength between the carbon fiber / polymer. Surface treatment and sizing applied to carbon fiber play an important role in improving the interface properties. in this study, carbon fibers are subjected to chemical surface treatment and silane modification before epoxy prepregs are produced. Then, the properties of the composite plates obtained from prepregs were investigated by various characterization methods. the chemical treatment applied to the carbon fiber surface increased the oxygen containing functional groups on the fiber surface to form additional binding sites with epoxy. the silane modification significantly increased the processability of the fibers and fiber/ polymer interface adhesion by forming a protective coating on the fiber surface