Dolgu malzemesi türü ve oranlarının elyaf takviyeli kompozit malzemelerin aşınma davranışına etkisi

Abstract

Bu çalışmada, farklı tür ve oranda dolgu malzemesi içeren epoksi reçine esaslı cam ve karbon elyaf takviyeli kompozit malzemelerin katı parçacık erozyon aşınma davranışları incelenmiştir. Dolgu malzemesi olarak silis dumanı (mikro silika, SiO2) ve çinko oksit (ZnO) ağırlıkça %0, %8 ve %16 oranlarında kompozit malzemelere ilave edilmiştir. Kompozitler, el yatırma ve vakumlama tekniği ile üretilmiştir. Üretilen numunelerin katı parçacık erozyon performansları 20°, 30°, 45°, 60° ve 90° çarpma açılarında ve 70, 100, 150 ve 200 m/s çarpma hızlarında belirlenmiştir. Erozyon deneylerinde aşındırıcı malzemesi olarak farklı boyutlarda silisyum karbür (SiC) kullanılmış olup aşındırıcının ortalama parçacık boyutları sırasıyla 72, 175 ve 348 µm şeklindedir. Elde edilen sonuçlardan kompozit malzemelerin erozyon aşınma değerleri artan çarpma hızı, çarpma süresi ve aşındırıcı parçacık boyutu ile arttığı tespit edilmiştir. Cam elyaf takviyeli kompozit malzemelerde artan çarpma açısıyla erozyon aşınma değerleri artmış ancak karbon elyaf takviyeli kompozitlerin erozyon değerleri 60° çarpma açısına kadar artmış bu değerin üzerinde bir miktar düştüğü belirlenmiştir. Ayrıca, silis dumanı dolgulu kompozit malzemelerin, çinko oksit dolgulu kompozit malzemelere göre daha iyi erozyon direnci göstermiştir. Numunelerin aşınma yüzeyleri taramalı elektron mikroskobu (SEM) kullanılarak incelenmiş, numune aşınma mekanizmalarının genellikle matris/elyaf ayrılması, elyaf kırılması ve kopması, matris deformasyonu ve mikro çatlak şeklinde olduğu görülmüştür.