Grafen, karbon nanoşerit ve karbon nanofiber takviyeli nanokompozitlerin mekanik ve termal özelliklerinin incelenmesi


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2022

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Merve Özdemir

Danışman: Nursel Dilsiz

Özet:

Bu çalışmanın amacı, grafen nanoplaka (GNP), karbon nanoşerit (CNR) ve karbon nanofiber (CNF) nanomalzemelerini üçlü merdane sistemi kullanarak havacılık sınıfı epoksi reçine içerisine homojen olarak dağıtmak ve elde edilen nanokompozit malzemenin termal ve mekanik özelliklerini iyileştirmektedir. Öncelikle, GNP, CNR ve CNF ayrı ayrı epoksi reçineye ilave edilmiştir. Daha sonra sertleştirici ilave edilerek metal kalıplara dökülen karışımların gaz giderimi yapılmış ve 120°C’ de 4 saat kürlendirilmiştir. Nanokompozitlerin mekanik özellikleri üç nokta eğme deneyi ile incelenmiştir. Deney sonucunda en yüksek artış %0,5 GNP ve %0,2 CNF numunelerinde görülmüş ve eğme mukavemeti değerinde katkısız reçineye göre yaklaşık %30 artış sağlanmıştır. Bu sonucu tamamlayıcı olarak üç nokta eğme deneyi sonrası kırılma bölgelerinden yapılan Taramalı Elekron Mikroskobu (SEM) analizi sonucunda CNR katkılı numunelerde aglomerasyonların oluştuğu görülmüştür. Bu nedenle reçine ile yeterince homojen karışmamıştır. Diferansiyel Taramalı Kalorimetre (DSC) analiz sonuçları, nanomalzeme katkısının reçinenin camsı geçiş sıcaklığını düşürdüğünü ortaya koymuştur. Termogravimetrik Analiz (TGA) sonuçları incelendiğinde, bozunma sıcaklığındaki en yüksek artış (%19,6) GNP katkılı numunelerde görülmüştür.

Anahtar Kelimeler : Grafen, karbon nanoşerit, karbon nanofiber, epoksi  nanaokompozit, üçlü merdane sistemi, termal ve mekanik özellikler