Epoksi Reçine İle Hazırlanan Kompozit Malzemelerin Mekanik ve Tribolojik Özelliklerinin İncelenmesi

Abstract

Kompozit malzemeler, bir ya da birden çok takviyenin bir araya gelerek, yeni oluşan yapının daha üstün özellikler kazanmasını sağlayan malzemelerdir. Kompozit malzemelerin hazırlanmasındaki hedef, oluşturulacak yeni aşınma ve mekanik özelliklerinin geliştirilmesi ve iyileştirilmesidir. Bu çalışmada, epoksi reçine kullanılarak termoset matrisli ve parçacık takviyeli kompozitler hazırlanmıştır. Katkı malzemeleri olarak grafit, hegzagonal bor nitrür, silisyum dioksit ve politetrafloroetilen parçacıkları olarak kullanılmıştır. Hegzagonal bor nitrür ve silisyum dioksit nano boyut mertebesinde, politetrafloroetilen ve grafit parçacıkları ise 4 -12 mikron boyut mertebesinde kullanılmıştır. Hazırlanan numuneler için tribolojik, dinamik mekanik analiz, sertlik ve termogravimetrik analiz sonuçları yorumlanmıştır. Deneysel çalışmalar iki grupta gerçekleştirilmiştir. Birinci grupta, takviyelerin tekli ve ikili karışımları bulunmaktadır. Birinci grup üzerinde yapılan incelemeler sonucunda, grafit katkısının sürtünme katsayısındaki iyileştirmeye etkisinin en düşük seviyede olması nedeniyle, ikinci grupta diğer üç katkı ile üçlü karışımlar hazırlanmıştır. İkinci grupta yer alan numuneler faktöriyel deney tasarımı ile oluşturularak, sonuçları Minitab 16 yazılımı desteğiyle analiz edilmiştir. Tribolojik incelemeler, politetrafloroetilen katkısının kompozit üzerinde, sürtünme katsayısını düşürmede oldukça etkili olduğunu göstermiştir. Çalışmada, sürtünme katsayısı % 92 oranlarına kadar düşürülebilmiştir. Mekanik olarak ise hegzagonal bor nitrür katkısının tan delta değerini düşürdüğü ve grafit ile birlikte rijitliği olumlu etkilediği gözlemlenmiştir. Silikanın sertliği yükseltirken, politetrafloroetilen düşürdüğü ayrıca gözlemlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Parçacık Takviyeli Kompozit; Epoksi Reçine; Grafit; Hegzagonal Bor Nitrür; Silisyum Dioksit; Politetrafloroetilen; Sürtünme Katsayısı; Dinamik Mekanik Analiz;Composite materials combine of one or more reinforcements, thereby ensuring that the new formed structure has superior properties. In this study, it was aimed to develop the wear and mechanical properties with the formed composites. In the study, thermoset matrix and particle reinforced composite were prepared using epoxy resin. The reinforcement powders were graphite, hexagonal boron nitride, silicon dioxide and polytetrafluoroethylene. Hexagonal boron nitride and silicon dioxide were used in the nano size range, and polytetrafluoroethylene and graphite powders were used in the 4 -12 micron size range. Tribological and dynamic mechanical analysis results evaluated for the prepared samples. The samples divided into two groups. In the first group, one and two reinforcement addition combinations were formed. Because of the first group, graphite showed low effect for coefficient of friction. So, for the second group, graphite was eliminated. The samples in the second group were created with rules of factorial experiment design and evaluated with help of Minitab 16 software. Tribological studies have shown that the polytetrafluoroethylene additive is very effective on reducing the friction coefficient on the composites. In the study, the friction coefficient reduced to 92 %. It has been observed that silicon dioxide and hexagonal boron nitride give tribologically close results. Mechanically, it was observed that the contribution of hexagonal boron nitrate decreases tan delta value and positively affects rigidity with graphite. Also, silica increased hardness while polytetrafluoroethylene decreased hardness value. Keywords: Particle Reinforced Composite, Epoxy Resin, Graphite, Hegzagonal Boron Nitride, Silicon Dioxide, Polytetrafluoroethylene; Coefficient of friction; Dynamic Mechanic Analysis