Kendi kendine iyileşebilen sandviç yapıların balistik hasar davranışı ve iyileşme performansı

Abstract

Kendi kendini iyileştiren yapılarda meydana gelen mikro ve makro hasarlar iyileştirici sistemler ile onarılabilmektedir. Böylelikle, malzemelerin yapısal bütünlükleri korunabilme ve tekrarlı kullanım olanakları sağlanabilmektedir. Bu çalışmada yapısal hasarların onarılmasını sağlayan makro kapsüller geliştirilmiştir. Yaklaşık 3 mm çapındaki makro kapsüllerin içerisi 3 farklı iyileşme yeteneğine sahip ajanlar ile doldurulmuştur. İlk olarak epoksi reçine ve kürleştirici ajanlar ile doldurularak hasar sonrası kusurlu bölgelerde iyileşme sağlanmıştır. Sonrasında hasarın geometrik olarak iyileşmesi amacıyla hacimce 17 kat köpürme yeteneğine sahip poliüretan ajanlar ve kürleştiriciler kapsüller içerisine ilave edilmiştir. Geliştirilen bu kendi kendine iyileşebilen kapsüller alüminyum bal peteği sandviç yapı içerisine ilave dilmiştir. Son olarak anlık iyileşme vasfına sahip ultra hızlı kendi kendine iyileşen yapı geliştirilmiştir. Siyanokrilat ajanı ilavesiyle geliştirilen kendi kendine iyileşebilen kapsüllerde hasar sonrası toz aktivatör dolgusuyla otonom iyileşme görülmüştür. Farklı niteliklere sahip yapılardaki kendi kendine iyileşmeler farklı yöntemler ile karakterize edilmiştir. Bu karakterizasyonlar arasında statik bası deneyleri, high strain rate impact deneyleri, penetrasyon deneyleri, spresifik hava ve sıvı deneyleri ve termal kamera analizleri yer almaktadır. Ayrıca dijital mikroskop, optik mikroskop ve SEM görüntüleri ile iyileşmeler görsellenmiştir.

Micro and macro damages in self-healing structures can be repaired with healing systems. Thus, the structural integrity of the materials can be preserved and the possibilities of repeated use can be provided. In this study, macrocapsules were developed to repair structural damage. The macrocapsules, approximately 3 mm in diameter, are filled with agents with three different healing abilities. Firstly, the macrocapsules are filled with epoxy resin and curing agents. Damaged capsules were broken and healing was achieved with dispersed agents. Afterwards, polyurethane agents and curing agents with a foaming ability of 17 times by volume were added into the capsules in order to heal the damage geometrically. The developed self-healing capsules are added into the aluminum honeycomb sandwich structure. Finally, an ultra-fast self-healing structure with the instant-healing property was developed. In self-healing capsules developed with the addition of cyanoacrylate agent, autonomous healing was observed with powder activator filling after damage. Self-healing in structures with different qualities has been characterized by different methods. These characterizations include static compression tests, high strain rate impact tests, penetration tests, specific air, liquid tests, and thermal camera analysis. In addition, improvements were visualized with a digital microscope, optical microscope and SEM images. Thus, self-healing has been demonstrated by several different methods.