Development of rubber based materials with high performance, preventing hydrogen embrittlement and material modelling by introducing microstructure / Yüksek performanslı kauçuk esaslı malzemeler geliştirilmesi, hidrojen gevrekliğinin önüne geçilmesi ve mikroyapı tanıtılması ile malzeme modellemesi

Abstract

Bu çalışmada, üç değişik nano malzemenin (Nano-Karbon Siyahı, Nano-ZnO ve Çok Duvarlı Karbon Nanotüp (ÇDKNT)) iki değişik kauçuk türü üzerinde (Kloropren Kauçuk (CR) ve AKrilonitril Bütadien Kauçuk (NBR)) etkileri deneysel olarak araştırılmıştır. Bu amaca ulaşmak için mekanik testler ve detaylı yaşlandırma testleri gerçekleştirilmiştir. Nano malzemelerin mekanik özellikler üzerinde hem olumlu hem de olumsuz etkilerinin olduğu tespit edilmiştir. En önemlisi, ÇDKNT ilavesi ile baskı set değerinin azaldığı gözlemlenmiştir. Böylece, ÇDKNT ilavesi ile daha yüksek sızdırmazlık kapasitesine ve daha uzun servis ömrüne sahip kauçuk ürünler elde edilebilecektir. Ayrıca, sert-krom elektrokaplama prosesi, buna karşı gelen hidrojen gevrekliği ve fırınlamanın hidrojen difüzyonu üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Bu amaçla Ham 4340, Krom Kaplanmış 4340 ve Krom Kaplanmış & Fırınlanmış 4340 çeliği kullanılmıştır. Mikroyapı analizleri ve mekanik analizler sert-krom elektrokaplama prosesiyle malzeme içine hidrojen girdiğini ve elektrokaplama prosesinden sonra yapılan fırınlama işleminin hidrojenin ters difüzyonunu sağladığını göstermiştir. Ayrıca, hidrojenin benzer alaşım elementlerine ve kimyasal kompozisyona sahip α-Fe bazlı yapıların gerilme tepkisi Moleküler Dinamik (MD) simülasyonları kullanılarak simüle edilmiştir.