Improving the mechanical properties of the epoxy-based adhesives with nanoparticles is one of the methods which justifies the use of adhesive joints. This work studies the strength of adhesively bonded single-lap joints (SLJs) considering the pure adhesive, the reinforced adhesive with nano-silica particles (NSPs), nano-clay particles (NCPs), and a combination of both nano particles. Uniaxial tensile testing of the SLJs was conducted to reveal the failure loads of the joints and their elongations at failure. Furthermore, Scanning electron microscope (SEM) images and X-ray Diffraction (XRD) Analyses were used to investigate dispersion quality. It was observed that the use of just 1 wt.% NCPs or 2 wt.% NSPs significantly improve the failure load by 48% and 44%, respectively; whereas the combination of both particles generally leads to large agglomerations. These agglomerations lead to 86.5% failure load reduction. It is also concluded that the dispersion quality is a key to improving the strength by shifting the failure mechanism from adhesion to cohesion type.
Epoksi esaslı yapıştırıcıların mekanik dayanımının nanoparçacıklarla iyileştirilmesi, güncel çalışmalarda yapıştırıcı temelli bağlantıların tasarımında araştırılmaktadır. Bu çalışmada, tek katmanlı bağlantıların mekanik dayanımının arttırılması hedeflenmiştir. Bu amaçla epoksi matris; nano-silika (NSP) ve nano-kil (NCP) ile güçlendirilerek nanokompozit yapıştırıcı üretilmiş ve söz konusu nanokompozitler kullanılarak paslanmaz çelik malzemeler yapıştırılmıştır. Üretilen nanokompozit yapıştırıcıların dağılım kalitesini incelemek için Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) görüntüleri ve X-ışını Kırınım (XRD) Analizleri kullanılmıştır. Akabinde yapıştırılan malzemelere, çekme testi uygulanarak, bağlantıların yetmezlik yükü ve kopmadaki uzama miktarı belirlenmiştir. Çalışmanın sonunda ağırlıkça %1 NCP veya ağırlıkça %2 NSP içeren nanokompozit kullanımının yetmezlik yükünü sırasıyla %48 ve %44 oranında iyileştirdiği ortaya çıkmıştır. Fakat, NCP-NSP parçacık kombinasyonunun büyük aglomerasyonlara yol açtığı ve yetmezlik yükünü %86.5 düşürdüğü gözlemlenmiştir. Sonuçlar değerlendirildiğinde, nanoparçacıkların epoksi içinde dağılım kalitesinin, kırılma mekanizmasını adheziyon tipinden kohezyon tipine çevirme hedefinde en önemli ölçüt olduğu ortaya çıkmıştır.
Download Article in PDF (2.8 MB)