Search

Hidroksiapatitin (HA) kemik ve dişlerin inorganik yapısına benzerlik gösterdiği bilinmektedir. Fakat düşük mekanik özelliklere sahip olduğu için saf haldeki HA’nın kemik-diş implantlarında kullanımı sınırlıdır. Bu sorunun üstesinden gelmek için çeşitli biyo seramikler kullanılarak kompozit oluşturulabilir. Bu çalışmada HA’ya farklı miktarlarda grafen ve sabit miktarda Si3N4 takviye edilmesiyle yüksek mekanik dayanıma sahip ve biyouyumlu yeni bir kompozit malzeme üretilmesi amaçlanmıştır. Farklı miktarlarda takviye oranlarına sahip 5 farklı Hidroksiapatit- Silisyum Nitrür- Grafen biyokompozitler tek eksenli pres yardımıyla pellet haline getirilmiş ve nihai mukavemeti kazanması içinde 1100 °C sıcaklıkta 2 saat sinterlenmiştir. Numunelerin yoğunlukları Arşimet prensibine göre belirlenmiş, mikro yapısı taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile analiz edilmiştir ve oluşan fazlar XRD analizi ile tespit edilmiştir. Ayrıca numunelerin sertlikleri Microvickers ile ölçülmüştür. Yapılan çalışmalar sonucunda HA’ya grafen ve Si3N4 takviye edilmesiyle sertlik ve yoğunluk değerlerinin arttığı tespit edilmiştir. Ayrıca SEM görüntülerinde kırılma tokluğunu arttıran mekanizmalar gözlemlenmiştir., It is known that hydroxyapatite is similar to the inorganic structure of bones and teeth. However, the use of pure HA in bone-tooth implants is limited because it has low mechanical properties. To overcome this problem, composites can be formed with various bio-ceramics. In this study, it was aimed to produce a new biocompatible composite material with high mechanical strength by adding different amounts of graphene and a constant amount of Si3N4 to HA. 5 different Hydroxyapatite-Silicon Nitride-Graphene bio composites with different reinforcement ratios were turned into pellets with the help of a single-axis press and sintered at 1 100 oC for 2 hours to gain final strength. The densities of the samples were determined according to the Archimedes principle, the microstructure was analysed by scanning electron microscopy (SEM) and the formed phases were determined by XRD analysis. In addition, the hardness of the samples was measured with Microvickers. As a result of the studies, it was determined that the hardness and density values increased by adding graphene and Si3N4 to HA. In addition, mechanisms that increase fracture toughness were observed in SEM images.

In recent years, developments inindustrial applications has led to the demand for materials with betterproperties. Composite materials provide these requirements due to their highmechanical properties. Especially in the last half century, the production ofcomposite materials used in industrial areas such as space, marine, aeronauticshas increased to a great extent. This increase has led scientists to work oncomposite materials. One of these work areas is tribological behaviour. It isinevitable that the wear of the composite materials occurs due to surfaceroughness of the parts in contact with each other; therefore, they may notfulfill the functions expected from them. It is important to determine howtribological behaviour of composites used in almost all areas of the industry willbe present in working conditions. In this study, wear and frictionalcharacteristics of carbon fiber reinforced epoxy composites subjected todifferent environmental effects (soil, water, solar) were investigated underdry contact condition at different operating parameters. Vacuum Assisted ResinInfusion Technique (VDRIT) was used for the production of composite materials. Environmentaleffects, exposure times and applied loads on the friction coefficients and wearamounts were investigated. Wear tests were carried out under three differentloads of 10 N, 20 N, 30 N, sliding distance of 2000 m and at a speed of 0.2 m/s.Wear rate in the experiments was calculated as weight loss. The tests were carriedout on samples for each load and their average values ​​were taken. Similar tothe results found in the literature, when carbon fiber reinforced compositematerials were exposed to different environmental effects, the friction coefficientsdecreased and the wear rate increased. The use of information and data obtainedwith this study will guide material selection of machine tools manufacturedfrom composite materials in different environmental conditions.

Elyaf takviyeli polimer kompozitler uzay, otomotiv, deniz, havacılık gibi yüksek performans isteyen yerlerde yaygın olarak kullanılırlar. Bu kompozitler alüminyum ve çelik gibi geleneksel malzemelere kıyasla yüksek dayanım, korozyon direnci ve hafiflik gibi avantajlar sağlamaktadır. Özellikle karbon, cam ve aramid elyaflarla takviye edilmiş termoset kompozitler, mühendislik cihazları, makinalar ve yapılarda geniş bir kabul görmüştür. Kullanılan elyaflar içinde aramid elyafın yüksek dayanım değerlerine sahip olması, hafifliği, yüksek sıcaklığa dayanıklı ve kimyasallara karşı dirençli olması bu elyafları en ilgi çekici elyaflardan biri haline getirmiştir. Son zamanlarda elyaf takviyeli polimer kompozitlerin mekanik özelliklerini arttırmak için çeşitli çalışmalar yapılmaktadır. Matris malzemelerinin çeşitli seramik nanopartiküller ile birleştirilmesi bu konudaki umut verici yaklaşımlardan birisidir. Bu seramik nanopartiküllerden alümina'nın (Al2O3) yüksek dayanım değerleri, oksidasyona karşı direnci ve ısıya ve sıcaklığa karşı yüksek dirence sahip olması bu partikülleri önemli bir katkı malzemesi haline getirmiştir. Bu çalışmada katkı malzemesi olarak silan bağlayıcı ajanı ile modifiye edilmiş alümina nanopartikülleri kullanılarak iki farklı yöntemle aramid elyaf takviyeli kompozitler üretilmiş ve mekanik özellikleri incelenmiştir. Birinci yöntemde modifiye edilmiş nanopartiküller epoksiye göre kütlece %1, %2, %3, %4 ve %5 oranında epoksi reçinesine homojen bir şekilde dağıtılmış ve bu epoksi reçinesi ile saf aramid elyaflar kullanılarak nanokompozitler üretilmiştir. İkinci yöntemde modifiye edilmiş nanopartiküller epoksiye göre kütlece %1, %2, %3, %4 ve %5 oranında elyaf malzemesinin yüzeyine eklenmiş ve bu elyaflarla saf epoksi reçinesi birleştirilerek nanokompozitler üretilmiştir. Üretilen bu nanokompozitlerin mekanik özellikleri incelendikten sonra her iki yöntem birleştirilerek nanokompozitin mekanik özellikleri daha da arttırılmaya çalışılmıştır. Bunun için gerilme değerlerinin maksimum olduğu %4 katkılı aramid elyaf ile %1 katkılı epoksi reçinesi birleştirilmiş ve yeni bir nanokompozit üretilmiştir. Ayrıca nanopartikül modifiye işleminin olumlu sonuç verip vermediğini gözlemlemek için aynı oranlar kullanılarak modifiye edilmemiş nanopartiküller ile başka bir nanokompozit üretilmiştir. Sonuç olarak modifikasyon işleminin maksimum birim şekil değiştirme, elastisite modülü ve tokluk değerlerini arttırdığı gözlemlenmiş ve ayrıca yöntemleri birleştirmenin maksimum birim şekil değiştirme ve tokluk değerlerine olumlu katkıda bulunduğu tespit edilmiştir. Fiber-reinforced polymer composites are widely used in high-performance areas such as space, automotive, marine, aerospace. These composites provide advantages such as high strength, corrosion resistance and light weight compared to conventional materials such as aluminum and steel. Thermoset composites, especially reinforced with carbon, glass and aramid fibers, have received wide acceptance in engineering devices, machines and structures. High strength values, lightness, high temperature resistance and resistance to chemicals of aramid fibers make these fibers one of the most attractive fibers. Recently, various studies have been carried out to enhance the mechanical properties of fiber-reinforced polymer composites. Combining matrix materials with various ceramic nanoparticles is one of the promising approaches. Alumina (Al2O3), one of these ceramic nanoparticles, has high resistance, oxidation and heat resistance properties. In this study, aramid fiber reinforced composites were produced with two different methods by using silane coupling agent modified alumina nanoparticles and their mechanical properties were investigated. In the first method, the modified nanoparticles were homogeneously dispersed to the epoxy resin by 1%, 2%, 3%, 4% and 5% by mass, and nanocomposites were produced using pure aramid fibers with this epoxy resin. In the second method, the modified nanoparticles were added to the surface of the fiber material by 1%, 2%, 3%, 4% and 5% by mass, and the nanocomposites were produced by combining the pure epoxy resin with these fibers. After the mechanical properties of these produced nanocomposites were investigated, the mechanical properties of the nanocomposites were tried to be increased by combining both methods. For this purpose, 4% wt Al2O3 addition to aramid fiber and 1% wt Al2O3 addition to epoxy resin were combined and a new nanocomposite was produced. In addition, another nanocomposite was produced with unmodified nanoparticles using the same ratios in order to observe whether the nanoparticle modified procedure yielded positive results. As a result, it was observed that the modifying process increases the strain, modulus of elasticity and toughness values, and it has also been determined that combining the methods contributes to the strain and toughness values. 82

Günümüzde, endüstriyel uygulamaların her geçen gün artması daha iyi özelliklere sahip malzeme gereksiniminin doğmasınaneden olmuştur. Bu gereksinimler, daha iyi özelliklere sahip kompozit malzemelerin geliştirilmesine yol açmıştır. Sanayinin tümalanlarında sıklıkla kullanılan bu kompozitlerin çalıştıkları ortamlarda aşınma etkileri altında nasıl davranış göstereceklerininönceden tespiti önem arz etmektedir. Buna yönelik olarak bu çalışmada, farklı çevresel (toprak, su, güneş) etkilere belirlisürelerle maruz bırakılmış aramid elyaf takviyeli kompozit malzemelerin kuru kayma şartlarında aşınma davranışları deneyselolarak incelenmiştir. Kompozit malzemelerin üretiminde Vakum Destekli Reçine Infüzyon Tekniği (VDRIT) kullanılmış olupdeneylerdeki aşınma ağırlık kaybı olarak ele alınmıştır. Elde edilen değerler karşılaştırılarak çevresel koşulların kompozitmalzemelerin aşınma özellikleri üzerindeki etkileri ortaya konulmuştur. 100 ve 200 gün sürelerle çevresel şartlara maruz kalan;10N, 20N, 30N gibi yüklerin etkisi altında aşınma deneyine tabi tutulan kompozit malzemenin, yüzde aşınma miktarlarında artışgözlemlenirken sürtünme katsayılarında hem artış hem azalış gözlemlenmiştir.