Hibrit elyaf takviyeli kompozitlerin mekanik özelliklerinin araştırılması

Günümüzde giderek artan dayanıklı ve hafif malzeme ihtiyacını karşılamaya yönelik kompozit malzemeler üzerine yapılan çalışmalar önem kazanmıştır. Özellikle, sentetik ve doğal elyaf kaynaklarının farklı dizilim açılarıyla oluşturdukları kompozit yapılarının mekanik özellikleri üzerine yoğunlaşılmaktadır. Doğal elyaf olan kabak elyaf çevre dostu ve sürdürülebilir malzeme olması sebebi ile tercih edilmiştir. Yapay elyaf olarak ise yüksek mekanik özellikleri ve dayanımı sebebi ile karbon elyaf kullanılmıştır. Çalışmada, farklı yönlendirme açılarıyla dizilmiş karbon elyaf kumaş ile kabak elyafları hibrit şekilde kullanılmış ve bu yapının mekanik özellikleri araştırılmıştır. Yapılan bu çalışmada, kompozit tabaka üretimi için üst-alt katmanlar olarak karbon fiber kumaşların [0°], [90°] ve [45°] dizilim açıları kullanılmıştır. Çekirdek malzemesi olarak doğal kabak elyafı kullanılmıştır. Üretimlerde el yatırma ve sıcak pres kalıplama yöntemi kullanılmıştır. Hazırlanan test numuneleri standartlara uygun boyutlarda hassas masa üstü şerit testere ile kesilmiştir. Hazırlanan deney numunelerinin düşük hızlı darbe, üç nokta eğme ve çekme testleri yapılmıştır. Darbe testlerinde maksimum dayanımları test edebilmek için her katman farklı enerjilerde test edilmiştir. Dört ve altı katmanlı numuneler sırasıyla 5-15 joule ve 10-20 joule faklı enerjilerde test edilmiştir. Dört katmanlı (0°, 45°, 90°) 5 J ve 15 J darbe enerjisi uygulanmış, 0° yönlendirme 5 J'de 3500 N, 15 J'de ise 6000 N ile en yüksek kuvvet kapasitesini göstermiştir. İki farklı yönlendirme kombinasyonlarına (45°-0°, 90°-0°, 90°-45°) ise 10 J ve 20 J darbe enerjisi uygulanmıştır. 45°-0° kombinasyonu, 20 J darbe enerjisinde 7200 N ile en yüksek kuvvet kapasitesine ulaşırken, 90°-45° kombinasyonu aynı enerjide 4000 N ile en düşük kuvvet kapasitesini sergilemiştir. Üç nokta eğme ve çekme test sonuçları, düşük hız darbe test sonuçlarını doğrulamaktadır. Elyaf takviyeli kompozitlerde elyaf dizilim açısının ve katman sayısının malzeme performansını önemli ölçüde etkilediği görülmüştür. Bu sonuçlar, fiber yönlendirme açısının kompozit malzemelerin darbe dayanımı üzerindeki belirleyici etkisini ortaya koymaktadır.