Grafen/Si3N4 ile nano boyutta katkılandırılmış termoplastiğin mekanik özelliklerinin incelenmesi
Proje no. 23629 · Durum: Kapanmış · 2022
Özet
Günümüzde mikro veya nano ölçekli ürünlerin teknolojik, bilimsel ve endüstriyel kullanımı hızla yaygınlaşmıştır. Nano parçacıklar metal, seramik ve polimer gibi malzemelere eklenerek nano boyutta katkılandırılmış nanokompozit malzeme üretilmektedir. Polimerik nanokompozitler ağırlık, performans ve fiyat bakımından metal ve cam gibi malzemelere önemli bir alternatiftir. Literatürden de bilindiği üzere polimer türü olan termoplastik malzemelerin mekanik özelliklerinin yetersizliği nedeniyle, termoplastik malzemelere nano boyutta katkılar yapılarak yeni bir özellik kazandırmak (iletkenlik, termal dayanım, akustik direnç vb) veya var olan özelliğini geliştirmek mümkündür. Endüstriyel alanda termoplastik matris kullanımı, maliyetinin düşük olması, üretim kolaylığı ve geri dönüştürülebilmesi nedeniyle nanokompozitlerin ilgi odağı olmuştur.<br /> Nano boyutta katkılandırılmış termoplastiklerin üretiminde 3D yazıcıların kullanımına yönelik araştırmaların daha az sayıda olduğu görülmektedir. Geleneksel işleme yöntemleriyle (kalıplama, talaşlı imalat, frezeleme gibi) karşılaştırıldığında 3D baskı bir eklemeli imalat yöntemidir. Eklemeli imalat yöntemi, üretim maliyetini düşürmek ve üretim döngüsünü kısaltmak için basit ve karmaşık geometrik yapıya sahip prototip parçaları ve malzemeleri katman üstüne katman ekleme yöntemine dayanmaktadır. Eriterek Biriktirme Modellemesi (FFF-3D, FDM-3D, Fused Deposition Modelling) yaygın olarak kullanılan 3D baskı teknolojisinden biridir. Önerilen proje çalışmasında; termoplastik malzemeye nano boyutta Grafen ve Silisyum Nitrür (Si3N4) eklenerek nanokompozit malzeme hazırlanacaktır. Ardından nanokompozit malzeme FDM-3D yazıcı kullanılarak deney numuneleri üretilecektir. Daha sonra, deney numuneleri çekme ve yorulma testleri ile mekanik özellikleri incelenecektir.<br /> Projenin özgün değeri; Grafen ve Si3N4 katkılı termoplastik malzemenin 3D malzeme türüne dönüştürülmesidir.<br /> Önerilen proje ile elde edilecek sonuçların araçlarda kullanılan fren ve balata sistemi için otomotiv endüstrisinde, uçaklarda ve uzay araçlarında kullanılan elektronik sistem ve pervaneler için havacılık ve uzay sanayisinde kullanılması planlanmaktadır.