Graphene reinforced nanocomposites: Manufacturing and characterization

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2022

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: BESİM EMRE BİRKAN

Danışman: Alperen Acar

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Grafen takviyeli nanokompozit üretiminde karşılaşılan başlıca sorun grafen partiküllerinin matris malzemesi içerisinde topaklanmasıdır. Topaklanan grafen partikülleri matris içerisinde takviye elamanı olarak değil bir safsızlık gibi davranış gösterdiğinden üretilen nanokompozitin mekanik özelliklerinde artış yerine azalma gözlemlenmektedir. Bu durumun önlenmesi amacı ile bu çalışmada üç merdaneli hadde cihazı ve Triton X-100 yüzey aktif maddesi kullanılmıştır. Üç merdaneli hadde yönteminde merdane hızı ve merdaneler arası mesafe, fonksiyonelleştirme yönteminde de Triton X-100 oranı gibi üretilen nanokompozitin mekanik özelliklerine etkisi olan özellikler detaylı literatür taraması yapılarak belirlenmiştir. Üretim yönteminin belirlenmesinden sonra iki farklı grafen oranında (kütlece %0,1 ve %0,5) numuneler üretilmiş ve grafen oranının mekanik özelliklere etkisi incelenmiştir. Epoksi reçine polimer malzeme olduğundan zamana bağımlı özelliklerinin belirlenmesi de önem arz etmektedir. Bu nedenle yapılan deneyler üç farklı şekil değiştirme hızında (1.E-3, 1.E-2 ve 1.E-1 /s) tekrarlanarak üretilen nanokompozitlerin viskoelastik ve viskoplastik özellikleri belirlenmiştir. Sonuç olarak bu çalışmada grafen-epoksi nanokompozitlerin üretilmesinde optimum yöntem belirlenmiş ve bu yöntem ile üretilmiş nanokompozit numunelerde saf epoksi numunelere göre elastisite modülünde %29'a, akma dayanımında is %18'e kadar bir iyileşme gözlemlenmiştir. Farklı grafen yüzdeleri ile üretilen numunelere farklı şekil değiştirme hızlarında basma testleri yapılarak nanokompozitlerin mekanik özellikleri literatüre kazandırılmıştır.