Jüt Takviyeli Kompozit Prepreg Malzemelerin Charpy Darbe Dayanımı ve Eğme Davranışlarının Analizi

SEN H., Ozben T.

Recep Tayyip Erdoğan Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, cilt.6, sa.1, ss.92-109, 2025 (TRDizin)

Özet

Kompozit prepreg malzemelerin geniş kullanım alanı bulabilmesi için mekanik özelliklerinin bilinmesi gerekmektedir. Bu nedenle jüt, karbon ve cam prepreg takviyeli malzemeler 6 katmanlı; simetrik, asimetrik ve rastgele dizilim ile 30°, 45°, 60° açıyla kesilerek el yatırma yöntemi kullanılarak üretilmiştir. Hidrolik ısıtma presinde kademeli bir şekilde 20 dakika, 40Bar basınç altında ısıtılarak, 120°C sıcaklıkta 45 dakika sabit sıcaklık uygulanarak kompozit plakaların üretimi gerçekleştirilmiştir. Üniversal Charpy darbe ve 3 nokta eğme test cihazlarında gerçekleştirilen deneyler, ASTM standartlarına uygun şekilde boyutlandırılan numuneler için beşer kez tekrar edilmiştir. Darbe testi için 55 mm × 10 mm, eğme testi için 80 mm × 10 mm boyutlarda 0,1 mm toleransla numuneler su jeti yardımı ile kesilmiştir. Elde edilen veriler grafikler ile desteklenmiştir. Hasarlı numunelerin SEM görüntüleri ayrıntılı bir şekilde incelenmiştir. SEM görüntüleri ile yüzey üzerinde çatlak başlaması, arayüz lif kırılmaları, tek lif kırılmaları, demet halinde lif kırılmaları, yapışma gelişmiş lifler, arayüz delaminasyonu, kırılma yüzeyi, küçük çatlaklar ve çatlak ilerlemesi, parçacıklar görülmüştür. Bu çalışma ile doğal lif takviyeli katma değeri yüksek kompozit prepreg malzemelerin üretimi gerçekleştirilmiş ve mekanik özellikleri ile görüntü analizleri incelenmiştir.
In order for composite prepreg materials to find a wide range of use, their mechanical properties must be known. Therefore, jute, carbon and glass prepreg reinforced materials were produced by cutting them at 30°, 45°, 60° angles with 6 layers; symmetrical, asymmetrical and random arrangement using the hand lay-up method. Composite plates were produced by gradually heating them in a hydraulic heating press under 40 Bar pressure for 20 minutes and applying a constant temperature of 120°C for 45 minutes. The experiments carried out in universal Charpy impact and 3-point bending test machines were repeated five times for samples sized in accordance with ASTM standards. Samples were cut with the help of water jet in sizes of 55 mm × 10 mm for impact test and 80 mm × 10 mm for bending test with a tolerance of 0,1 mm. The obtained data were supported by graphics. SEM images of damaged samples were examined in detail. SEM images showed crack initiation on the surface, interface fiber breaks, single fiber breaks, bundle fiber breaks, adhesion-developed fibers, interface delamination, fracture surface, small cracks and crack propagation, and particles. In this study, the production of natural fiber-reinforced high value-added composite prepreg materials was carried out and their mechanical properties and image analyses were examined.