Investigation of the Effects of Nano Silica Reinforcement On Epoxy Adhesive Performance by Experimental and Numerical Analysis Methods


Ozun E., Ceylan R., Bora M. Ö., Yarar E., Çoban O., Sınmazçelik T., ...Daha Fazla

16. International Academic Studies Conference (UBCAK16), Iğdır, Türkiye, 29 - 30 Mayıs 2025, ss.291-292, (Özet Bildiri)

  • Yayın Türü: Bildiri / Özet Bildiri
  • Basıldığı Şehir: Iğdır
  • Basıldığı Ülke: Türkiye
  • Sayfa Sayıları: ss.291-292
  • Kocaeli Üniversitesi Adresli: Evet

Özet

Otomotiv ve havacılık gibi öncü sektörlerde hafif konstrüksiyonların kullanımı büyük ölçüde önemlidir. Daha hafif araç potansiyeli, yakıt tasarrufu gibi hususlar değerlendirildiğinde yapıştırma bağlantıları öne çıkan birleştirme yöntemidir. Yüksek yapışma dayanımına sahip, düşük maliyetli, kimyasala karşı dirençli epoksiler yapıştırıcı olarak sıklıkla tercih edilmektedir. Ancak kimyasal bağ yapısından ötürü epoksiler hasar başlangıcına karşı düşük direnç gösterirler. Malzeme bilimindeki son gelişmeler, nano takviyelerin epoksi yapıştırıcıların mekanik özelliklerini önemli ölçüde artırabileceğini ve potansiyel uygulama alanlarını genişletebileceğini göstermiştir. Bu bağlamda bu çalışmada, epoksi yapıştırıcı içerisine farklı oranlarda nano silika takviye edilmiştir. Ardından nano silika takviyeli yapıştırıcıların çekme testleri gerçekleştirilerek çekme dayanımı ve uzama değerleri tespit edilmiştir. Çekme testi sonuçlarına göre en etkili nano silika takviye oranı ağırlıkça %0,5 olarak saptanmıştır. Bu bağlamda ağırlıkça %0,5 nano silika takviyeli yapıştırıcının çekme dayanımında takviyesiz yapıştırıcıya kıyasla %11,2’lik iyileşme olmuştur. Ayrıca, deneysel sonuçlarla kıyaslamak amacıyla ANSYS programında nümerik analizler gerçekleştirilerek eşdeğer gerilim ve eşdeğer gerinim dağılımları elde edilmiştir. Nümerik analiz sonuçlarının deneysel sonuçları destekler nitelikte olduğu saptanmıştır.


The use of lightweight constructions is crucial in leading industries like automotive and aerospace. Adhesive bonding stands out as a key joining method, particularly for lighter vehicles and fuel efficiency. Epoxy adhesives are widely used due to their high adhesion strength, low cost, and chemical resistance. However, their chemical bond structure limits their resistance to failure initiation. Recent advancements in material science have shown that nano-reinforcements can significantly enhance the mechanical properties of epoxy adhesives, broadening their potential applications. In this study, epoxy adhesives were reinforced with different reinforcement ratio of nano-silica, and tensile tests were conducted to determine tensile strength and elongation at break. The optimal nano-silica ratio was identified as 0.5 wt. %, with an 11.2% improvement in tensile strength compared to unreinforced adhesive. Additionally, numerical analyses using ANSYS revealed equivalent stress and strain distributions, which aligned with the experimental findings. These findings highlight the potential of nano-silica reinforcement in improving epoxy adhesive performance for advanced engineering applications.