Keleş, Abdulsamet; Karabudak, Filiz; Acar, Volkan; Kula, M. Emin; Aslan, Mustafa; Karabacak, A. Hasan; Alibeyoğlu, Fatih

Metal plate core-based sandwich composites have the potential to revolutionize various industrial fields due to their mechanical strength and vibration damping. In this study, AZ91 (a magnesium alloy) and Al1050 (an aluminum alloy) metal core-based sandwich composites of AZ91/carbon fiber-epoxy, AZ91/glass fiber-epoxy, Al1050/carbon fiber-epoxy, and Al1050/glass fiber-epoxy sandwich composites were manufactured. These composites' mechanical and dynamic properties were determined through tensile, three-point bending, and vibration tests. AZ91-reinforced carbon fiber composites exhibited a 28.8% higher tensile strength than glass fiber composites, while Al1050-reinforced carbon fiber composites showed a 17.2% higher tensile strength performance than glass fiber composites. Moreover, AZ91 reinforcement led to composites with higher average flexural strength for both fibers. In vibration tests conducted under clamped and free-free boundary conditions, the highest first natural frequency was observed in AZ91/carbon fiber samples, sparking further interest. Conversely, the highest first damping ratio was observed in Al1050/glass fiber specimens. In addition, the corrosion behavior of sandwiches was evaluated, and it was found that glass fiber provided better corrosion resistance than carbon fiber. Highlights: Sandwich composites comprising AZ91/Al1050 cores and carbon/glass fiber reinforced epoxy face sheets were manufactured. Galvanic corrosion effects were evaluated, and glass fiber was found to provide higher corrosion resistance. AZ91/carbon fiber sandwich showed 28.8% higher tensile strength than glass fiber. Vibration tests revealed the AZ91/carbon fiber sandwich had the highest first natural frequency. Al1050/glass fiber sandwich exhibited the highest first damping ratio.

Abdulsamet Keleş

Teknolojinin gelişmesiyle değişen ihtiyaçlar daha fonksiyonel ve farklı özelliklere sahip malzemelere ihtiyaç duyulmasına sebep olmuştur. Mukavemet, tokluk ve hafiflik gibi özelliklerde rekabet edilen uzay havacılık, otomotiv, savunma, rüzgar enerjisi, tekstil ve inşaat gibi birçok sektörde çok önemli bir yere sahip olan kompozit malzemelerin farklı hibrit dizilimlere sahip istenilen özellikte metal takviyeli polimer kompozit çalışmaları da gün geçtikçe artmaktadır. Bu bağlamda kompozit malzemelerin gelişen özellik ve performansları, talepte hızlı bir artış meydana getirmiştir. Bu çalışmada; AZ91/karbon elyaf, AZ91/cam elyaf, Al1050/karbon elyaf ve Al1050/cam elyaf takviye elemanı ve Hexion MGS LR 635 reçine/MGH LH 635 sertleştici (ağırlıkça 70:30) kullanılarak VARTM tezgahında metal takviyeli polimer kompozit üretimi yapılmıştır. Çekme ve üç nokta eğme testleriyle metal takviye elemanlarının kompozitlerin mekanik özelliklerine etkisi mukayese edilmiştir. Sonuç olarak AZ91 takviyeli karbon elyaf kompozitlerin cam elyaf kompozitlere kıyasla %28,8 daha yüksek ortalama çekme mukavemetine sahip olduğu, benzer şekilde Al1050 takviyeli karbon elyaf kompozitlerin cam elyaf kompozitlere kıyasla %17,2 daha yüksek ortalama çekme mukavemeti performası gösterdiği gözlenmiştir. Eğilme testi sonuçlarına bakıldığında ise AZ91 takviyesinin her iki elyaf için de daha yüksek ortalama eğilme mukavemetine sahip kompozitler meydana getirdiği anlaşılmıştır. AZ91 takviyeli kompozitlerde, cam elyaf kompozitlerine kıyasla, karbon takviyeli kompozitlerin % 32,6 daha yüksek ortalama eğilme mukavemetine sahip olduğu anlaşılmıştır. Al1050 takviyeli kompozitlerde tam tersi bir trend gözlenmiş ve cam elyaf kompozitlerinin karbon elyaf kompozitlerinden % 19,02 daha yüksek ortalama eğilme mukavemeti performası gösterdiği gözlenmiştir.