Manyetik nanoparçacıkların epoksi matrisinde radar absorpsiyon performansının incelenmesi
Investigation of radar absorption performance of magnetic nanoparticles in epoxy matrix
- Tez No: 1016477
- Danışmanlar: PROF. DR. EMİNE BAYRAKTAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Epoksi, Nanokompozitler, Epoxy, Nanocomposites
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ankara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında, manyetik nanoparçacık katkılı epoksi matrisli kompozitlerin X-Band (8,2–12,4 GHz) frekans aralığında radar absorpsiyon performansı incelenmiştir. Bu kapsamda, yaklaşık 18 nm ve 276 nm parçacık boyutuna sahip Fe₃O₄ (manyetit) birlikte çöktürme ve solvotermal yöntemle sentezlenmiştir. Çekirdek yapısının oksidasyonunu ve kümelenmesini engellemek amacıyla Fe3O4, Stöber Metoduyla SiO2 ile kaplanmış ve çekirdek-kabuk (core-shell) yapısı elde edilmiştir. ZnO'nun manyetik malzemelerle birlikte güçlü elektromanyetik dalga soğurma özellikleri sunması nedeniyle, çekirdek–kabuk yapısına sol-jel yöntemiyle ZnO ilave edilerek Fe3O4@SiO2@ZnO çekirdek–kabuk–kabuk yapısı elde edilmiştir. Sentezlenen malzemelerin XRD sonuçları, Fe₃O₄ ve ZnO fazlarının sırasıyla JCPDS 19-0629 ve 36-1451 kartları ile uyumlu olduğunu ve SiO₂'nin amorf karakter sergilediğini göstermiştir. Morfoloji ve yüzey özelliklerinin SEM analizleri ile belirlenmesi sonucunda, küresel morfoloji başarılı bir şekilde elde edilmiştir. Çekirdek yapıya, kabuk ve kabuk–kabuk yapılarının eklenmesiyle parçacık boyutlarında artış gözlenmiş olup sentez sürecinin başarılı bir şekilde gerçekleştirildiği anlaşılmaktadır. VSM analizlerinde, kabuk kalınlığının artmasıyla Mₛ değerleri azalma göstermiştir. Bu durum, manyetik olmayan kaplama tabakalarının artması ve yüzey/arayüz etkileri ile açıklanmaktadır. Epoksi matrisli kompozitlerin elektromanyetik özellikleri VNA ile belirlenmiş; elde edilen S-parametreleri üzerinden yansıma kaybı (RL), kompleks permitivite (ε′, ε″) ve kompleks permeabilite (μ′, μ″) değerleri frekansa bağlı olarak değerlendirilmiştir. Kaplama türü ve kalınlığı, nanoparçacık boyutu ve kompozit kalınlığının radar absorpsiyon performansına etkisi incelenmiş olup, en iyi yansıma kaybı sonucu, ortalama 60 nm parçacık boyutuna ve 20,45 emu/g doygunluk mıknatıslanmasına sahip S7 örneğinin [Fe3O4@SiO2@ZnO (0,25 mL TEOS + 0,25 g Zn(Ac)2.7H2O] epoksiye %30 oranında katkılanmasıyla 4 mm kalınlıktaki SE10 örneğinde -41,51 dB (10,81 GHz) elde edilmiştir.
Özet (Çeviri)
In this thesis, the radar absorption performance of epoxy matrix composites reinforced with magnetic nanoparticles was investigated within the X-band frequency range (8.2–12.4 GHz). Fe₃O₄ nanoparticles with average particle sizes of 18 nm and 276 nm were synthesized via co-precipitation and solvothermal methods, respectively. To reduce oxidation and agglomeration, the Fe₃O₄ core structures were coated with SiO₂ using the Stöber method, forming Fe₃O₄@SiO₂ core–shell structures. Additionally, ZnO was incorporated via the sol–gel method to obtain Fe₃O₄@SiO₂@ZnO core–shell–shell structures with enhanced electromagnetic wave absorption properties. XRD analysis confirmed that the Fe₃O₄ and ZnO phases corresponded to JCPDS cards 19-0629 and 36-1451, respectively, while SiO₂ exhibited an amorphous structure. SEM images demonstrated the successful formation of spherical morphologies, with particle size increasing as shell and shell–shell coatings were applied, indicating effective layer formation. VSM results showed that saturation magnetization (Mₛ) decreased with increasing coating thickness due to the non-magnetic nature of the coating layers and interfacial effects. The electromagnetic properties of the epoxy composites were characterized using a vector network analyzer (VNA). Reflection loss (RL), complex permittivity (ε′, ε″), and complex permeability (μ′, μ″) were evaluated from scattering parameters to examine the effects of coating type, coating thickness, nanoparticle size, and composite thickness on radar absorption performance. The optimum result was obtained for the SE10 sample containing 30 wt% S7 filler [Fe₃O₄@SiO₂@ZnO (0.25 mL TEOS + 0.25 g Zn(Ac)₂•7H₂O)] at a thickness of 4 mm, achieving a minimum reflection loss of −41.51 dB.
Benzer Tezler
- Grafen nanoplatelet, nano gadolinyum oksit ve mikro silika jel katkılı epoksi kompozitlerin elektromanyetik kalkanlama ve akustik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of electromagnetic shielding and acoustic properties of graphene nanoplatelet, nano gadolinium oxide and micro silica gel filled epoxy composites
İSMAİL MELİK TAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Fizik ve Fizik MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEVGİ BAYARI
- Controlled delivery of chalcone via biopolyester nanohybrid
Biyopoliester nanohibrit ile kalkonun kontrollü salımı
YASEMİN KAPTAN
Doktora
İngilizce
2022
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATOŞ YÜKSEL GÜVENİLİR
- Grafen takviyeli nanokompozit malzemelerin üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of graphene reinforced nanocomposite materials
ÖZBERK ÖZTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Mühendislik BilimleriBursa Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DENİZ UZUNSOY
PROF. DR. ÖZGEN ÜMİT ÇOLAK ÇAKIR
- Benzaldehit liyaz (BAL) enziminin manyetik nanoparçacıklara immobilizasyonu ve tepkimelerinin incelenmesi
Investigation of benzaldehyde lyase (BAL, EC 4.1.2.38) immobilization and reactions on magnetic nanoparticles
BÜLENT ÇELEBİ
- Investigation of advanced radar absorber composite materials having high stealth technology to use in various military vehicles
Yüksek gizlilik teknolojisine sahip gelişmiş radar soğurucu kompozit malzemelerin çeşitli askeri araçlarda kullanılması için araştırılması
KUTLUHAN UTKU TÜMEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Mühendislik BilimleriAdana Alparslan Türkeş Bilim ve Teknoloji ÜniversitesiMalzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA AKYOL