Hibrit fiber kompozit malzemelerin mekanik özelliklerinin deneysel olarak incelenmesi

Mekanik özelliklerin iyileştirilmesi ve maliyetlerin azaltılması için geliştirilen yeni imalat teknolojileri ve alternatif malzemelerin kullanımı en önemli araştırma konularındandır. Savunma sanayi, havacılık sektörü, otomotiv endüstrisi, uzay teknolojileri ve enerji gibi pek çok sektöre ait çalışmalarda kullanılan mevcut malzemelere alternatif malzeme olarak araştırılan malzemelerden biri de hibrit kompozit malzemelerdir. Hibrit kompozitler, günümüzde farklı elyaf türlerinin takviye elemanı olarak kullanılabilmesi ile ilgi çekici hale gelmiştir. Hibrit kompozitler farklı takviye malzemelerinin sahip oldukları özellikleri tek bir yapıda bulundurdukları için mekanik özellikleri üstünlük göstermektedir. Bu malzemelerin özellikleri ile ilgili sürekli araştırma yapılmaktadır. Bu malzemelerin performanslarını arttırmak için farklı elyaflar, farklı diziliş sıraları aynı kompozit yapıda kullanılarak hibrit kompozit yapılar elde edilecektir. Bu çalışmada takviye malzemesi olarak aramid fiber, karbon fiber ve cam fiber kullanılmıştır. Karbon fiber olarak plain dokuma ve yoğunluğu 200 g/mm2 olan serisi kullanılmıştır. Aramid fiber olarak twill dokuma ve yoğunluğu 170 g/mm2 olan serisi kullanılmıştır. Cam fiber olarak twill dokuma ve yoğunluğu 280 g/mm2 olan serisi kullanılmıştır. Epoksi reçine ağırlıkça 100/40 oranında sertleştirici ile homojen bir karışım hazırlanmıştır. Karbon fiber, cam fiber ve aramid fiberler epoksi reçinesi ile birleştirilerek farklı kombinasyonlarda 6 adet hibrit plaka oluşturulmuştur. Hazırlanmış olan hibrit yapıdaki kompozit plakalar 6 katmanlıdır. Oluşturulan hibrit plakalar elle yatırma yöntemi ile üretilmiştir. Karbon fiber, aramid fiber ve cam fiberler ile oluşturulan farklı kombinasyonlardaki 6 hibrit plaka 1 gün boyunca oda sıcaklığında bekletilmiştir. Oluşturulan hibrit plakalar CNC dikey işleme merkezinde kesilerek numuneler elde edilmiştir. Bu çalışmada el yatırma yöntemi ile cam, karbon ve aramid fiberlerin farklı diziliş sıraları için mekanik özellikleri incelenmiştir. Mekanik özellikleri incelemek amacıyla çekme, üç nokta eğme ve darbe deneyleri gerçekleştirilmiştir. Çekme testinde gerilme-birim şekil değiştirme grafikleri oluşturulmuştur. Üç nokta eğme testinde kuvvet-deplasman grafikleri oluşturulmuştur. Darbe testinde ise farklı hibrit kompozit yapıların darbe dayanımları incelenmiştir. Çekme deneyi sonuçları incelendiğinde 3K+3C numunesi en yüksek çekme dayanımına, 2K+2C+2A numunesi ise en düşük çekme dayanımına sahip olduğu görülmüştür. Elastiklik modülü en yüksek olan numune 3K+3C, en düşük olan numune ise 3A+3C numunesinde elde edilmiştir. Eğme deneyi sonuçları incelendiğinde en yüksek yük taşıma kapasitesine sahip olan numune 2C+2A+2K kombinasyonuna, en düşük yük taşıma kapasitesine sahip olan numune ise 3A+3C kombinasyonuna aittir. Eğme deneyinde kombinasyonların diziliş sırasının yanında kombinasyonların ters çevrilmesi mekanik özellikleri etkilediği görülmüştür. Darbe deneyinden elde edilen verilerde ise darbe enerjisi en yüksek olan kombinasyon 2K+2C+2A, en düşük darbe enerjisine sahip kombinasyon ise 3K+3C'dir. Elde edilen sonuçlara göre farklı fiber türlerinin diziliş sırasının hibrit kompozit malzemeler üzerinde etkisinin olduğu görülmüştür.