Production and industrial applications of heat releasing electronic nanocomposite materials for heating systems
Isıtıma sistemleri için ısı yayan elektronik nanokompozit malzemelerin üretimi ve endüstriyel uygulamaları
- Tez No: 374156
- Danışmanlar: PROF. DR. ERDAL ÇELİK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2013
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 124
Özet
Electrical heating technology is employed in many devices or device components nowadays. The technology is based on the heat generation of flowing current through metal thanks to its resistance. Materials science as an interdisciplinary science can be defined as investigation and production of suitable material for devices to supply human needs. In the scope of thesis, it is aimed to produce conductive polymeric composite films with carbon based filler to be replaced present metallic heating elements. Naturally insulating polymers were transformed to a conducting material via carbon based fillers. The produced films were characterized through XRD, XPS, FT-IR, DTA-TG, SEM and NI equipments. In addition to these characterizations, electrical properties and heating behaviors of films were determined. By using the optimum films, some applications as heat releasing fabrics, portable sauna, boiler and green house heating systems were produced. In conducting polymer composites there is a insulator-conductor transition at a critical filler concentration named as percolation threshold. The concentrations were determined as 15 and 13 percentages for graphite and carbon black filled composite films respectively. In order to decrease percolation threshold, the films including graphite and carbon black together were produced. The synergetic effect which is defined as co-percolation supplied lower resistance values with lower filler content. If mass production objective is taken into account; decrease in the filler content will be important about production costs. In addition to scientific results; it must be noted that the originality and innovation of the study was approved by some foundations. Firstly the study was protected by Turkish Patent Institute with patent number 2009/05515. It was funded by SANTEZ program of Turkish Republic Ministry of Science, Industry and Technology between 2009-2011 (00360.STZ.2009-1).Finally it is selected the Best SANTEZ project in March 2013, and the prize was presented by the minister Nihat ERGÜN.
Özet (Çeviri)
Elektrikle ısıtma teknolojisi, günümüzde birçok cihaz ve cihaz bileşeninde kullanılmaktadır. Bu teknoloji genellikle iletken bir metal üzerinden geçen elektrik akımının metalin elektriksel direnci sebebiyle ısı üretilmesi prensibine dayanmaktadır. Disiplinler arası bir bilim olan malzeme bilimi; insanlık ihtiyaçlarını karşılayacak cihazların geliştirilmesi için uygun malzemelerin araştırılması ve geliştirilmesi olarak tanımlanabilir. Bu tez kapsamında mevcut metalik ısıtma elemanlarının yerini alabilecek nitelikte karbon içerikli katkılara sahip polimerik kompozit filmlerin üretilmesi hedeflenmiştir. Doğası gereği yalıtkan olan polimerler karbon içerikli katkılar yapılarak iletken hale getirilmiştir. Üretilen filmleri yapılarının aydınlatılabilmesi için; XRD, XPS, FT-IR, DTA-TG, SEM ve NI cihazları ile karakterize edilmiştir. Yapısal analizlere ek olarak üretilen filmlerin elektriksel özellikleri, ısıtma davranışları belirlenmiştir. Optimum filmler kullanılarak ısı yayan tekstiller, sauna, kombi ve sera ısıtma sistemleri gibi prototip uygulamalar gerçekleştirilmiştir. Polimer kompozitlerde perkolasyon eşiği kavramı ile açıklanan, kritik bir katkı kompozisyonunda yalıtkan iletken geçişi söz konusudur. Kritik iletkenlik geçişi grafit ve karbon katkıları için sırasıyla ağırlıkça yüzde 15 ve 13 olarak belirlenmiştir. Bu nedenle üretilen filmlerle eşdeğer dirence sahip ancak daha az katkı miktarına sahip filmlerin üretilmesi hedeflenmiştir. Bu doğrultuda perkolasyon eşiğinin aşağı çekilebilmesi için koperkolasyon olarak tanımlanan, karbon ve grafit katkılarının birlikte farklı oranlarda kullanıldığı filmler üretilmiştir. Bu filmler ile hedeflendiği gibi; daha az katkı ile koperkolasyon da başarı sağlanmıştır. Kütlesel üretim amacı göz önünde bulundurulursa, katkı miktarında azalma üretim maliyetlerinde önemli olacaktır. Bilimsel sonuçlara ek olarak; çalışmanın özgünlüğünün ve yenilikçiliğinin bazı kuruluşlarca onaylandığı belirtilmelidir. İlk olarak çalışma Türk Patent Estitüsü tarafından 2009/05515 patent numarası ile korumaya alınmıştır. Çalışma 2009-2011 yılları arasında Türkiye Cumhuriyeti, Bilim, Teknoloji ve Sanayi Bakanlığınca SANTEZ (00360.STZ.2009-1) kapsamında desteklenmiştir. Projenin sonlandırılmasını takiben 2013 yılı Mart ayı içerisinde en iyi SANTEZ projesi seçilmiş ve ödül bizzat bakan Nihat ERGÜN tarafından takdim edilmiştir.
Benzer Tezler
- Biyoatıklardan karbon sentezi ve elektrokimyasal özelliklerinin incelenmesi
Carbon synthesis from bioatic and investigation of electrochemical properties
GÜLBİKE YALDIZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
EnerjiSakarya ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET OĞUZ GÜLER
- 1000C - 1060C lik opak sırlarının 3. pişirim olarak sagar kutusunda 900C - 1050C de dumanlı pişirim sonrasındaki efektlerin araştırlması
A research on effects of tertiary smoky cooking of 1000C to 1060C opaque vitrifies in sagar box at 900C to 10500C
ESRA KÖMÜRCÜOĞLU
- Soda kireç camların ergimiş tuz banyosu ve tuz pastası uygulamaları kullanılarak iyon değişimiyle mukavemetlendirilmesi
Strengthening of soda lime glasses using molten salt bath and salt paste applications via ion exchange
SALİH ERSERİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜHEYLA AYDIN
- Improving the properties of polylactic acid by melt blending
Eriyik harmanlama ile polilaktik asit özelliklerinin iyileştirilmesi
ZEHRA KURU
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Polimer Bilim ve TeknolojisiYalova ÜniversitesiPolimer Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET ARİF KAYA
- Kalay katkısı ile modifiye edilmiş Cu-Cr-Zr alaşımının fiziksel özelliklerinin incelenmesi
Investigation of physical properties of tin modified Cu-Cr-Zr alloy
MUSTAFA KIZILBAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. NURİ SOLAK
YRD. DOÇ. DR. ŞABAN HAKAN ATAPEK