Design and manufacturing of electrically conductive composites via microvascular channels
Kompozit malzemelerde mikrovasküler kanallar yardımıyla elektrik iletkenliği oluşturulması
- Tez No: 489579
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ALMILA GÜVENÇ YAZICIOĞLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 128
Özet
İletken kompozitler, ayarlanabilir özellikleri ve geniş uygulama alanına sahip olmalarından dolayı ileri dereceli kompozit alanındaki çalışmalarda en önemli, ilgi çekici ve aktif kullanıma sahip kompozitlerdir. Örneğin, kompozitlerin içerisine entegre edilebilen çeşitli sağlık taraması ve hasar analiz sensörleri arasında, elektrik ileten sensörler elyaf katkılı kompozitlerde yapısal sağlık taraması için basit, uygun maliyetli ve dayanıklı bir seçenektir. Bu avantajlara rağmen kompozit sistemlerinde içsel elektrik sensörlerinin gelişmesi hassasiyet ve güvenilirlik sebebiyle sınırlıdır. Karbon nanotüplerin eşsiz elektriksel ve mekanik özellikleri karbon nanotüp katkılı nanokompozitleri çeşitli sanayilerde gerinim algılama ve tarama amaçları için potansiyel ilgi çekici malzemeler haline getirmiştir. Karbon nanotüplerin polimerik matriks içerisinde dağılım durumu oluşan karbon nanotüp katkılı nanokompozitlerin fiziksel ve mekanik özellikleri üzerinde önemli bir role sahiptir. Bu çalışmada, karbon nanotüp epoksi-nanokompozitlerin elektriksel, mekanik ve gerinim algılama özellikleri üzerindeki etkileşimlerinin yanısıra dağılım proses parametreleri ve karbon nanotüp konsantrasyonlarının etkilerini araştırmak için bir seri deney yapılmıştır. Kompozit örnekleri deney tasarımı yaklaşımına dayanılarak farklı karbon nanotüp-reçine dağılım koşullarında üretilmişler ve çekme testi, iletkenlik ölçümleri ve mikrografi kullanılarak karakterize edilmişlerdir. Ayrıca üretilen nanokompozitlerin elektriksel iletkenlikleri magnetik bir alan altında nanotüplerin yanyana dizilmesiyle arttırılmıştır. Kompozit numuneleri içerisinde elektriksel iletkenlik ağları oluşturmak için içi boş mikro kanallar sacrificial bileşenleri buharlaştırarak oluşturulmuş ve daha sonra bu kanallar karbon nanotüplü-epoksi iletken katkı malzemeyle doldurulmuştur. Kompozit numunesinin gerinim taraması için iletkenlik yollarının kullanımı ayrıca incelenmiştir. Hazırlanan iletken kanalların gerinim hassasiyetinin konvansiyonel gerinim sensörlerinin yaklaşık iki katı olduğu bulunmuştur.
Özet (Çeviri)
Owing to their tunable properties and wide range of applications, conductive composites are one of the most important, interesting, and active areas in advanced composite research. For instance, among numerous types of health-monitoring and damage-sensing sensors that can be integrated into composites, electrically conducting sensors offer a simple, cost-effective, and durable option for structural health monitoring in fiber reinforced composites. Despite these advantages, the development of internal electrical sensors in composite systems is limited due to sensitivity and reliability of the sensor. The unique electrical and mechanical properties of carbon nanotubes (CNTs) render CNT reinforced nanocomposites as potentially attractive materials for strain-sensing and monitoring purposes in various industries. The dispersion state of CNT's in polymeric matrix has a significant role on the physical and the mechanical properties of the resulting CNT reinforced nanocomposites. In this study, a series of experiments was designed to investigate the effect of dispersion process parameters and CNT concentration, as well as their interactions on electrical and mechanical and strain sensing properties of CNT-epoxy nanocomposites. Composite samples were produced under different CNT-resin dispersion conditions based on a design of experiments approach, and were characterized using tensile testing, conductivity measurements and micrography. Also, electrical conductivity of the fabricated nanocomposites was improved with aligning of nanotubes under a magnetic field. In order to create electrical conductive networks in composite specimens, hollow micro-channels were made using vaporization of sacrificial components and then were filled with CNT-epoxy conductive filler. The use of such conductive pathways for in situ strain monitoring of a composite specimen was also investigated. It was found that the strain sensitivity of the prepared conductive channels is nearly two times of conventional strain sensors.
Benzer Tezler
- Design of a piezoresistive pressure sensor using topology optimization
Topoloji optimizasyonu ile piezorezistif basınç sensörü tasarımı
ECE NAZ ERÜLKER
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Bilim ve TeknolojiSabancı ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜLLÜ KIZILTAŞ ŞENDUR
- Grafen oksit lif eğirme cihazı tasarımı
Design of graphene oxide yarn spinning device
İSMAİL KAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. VEDAT TEMİZ
YRD. DOÇ. DR. ELİF ÖZDEN YENİGÜN
- Grafen oksit ve bitkisel yağ bazlı poliüretandan elde edilen kompozitlerin kaplama performanslarının incelenmesi
Investigation of coating performances of composites obtained from graphene oxide and vegetable oil based polyurethanes
BERİL OĞUZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLHAYAT SAYGILI
- Novel cochlear electrode array development using microfabrication techniques
Mikrofabrikasyon teknikleri kullanılarak yenilikçi koklear elektrot dizini geliştirilmesi
GÜLÇİN ŞEFİYE AŞKIN
Doktora
İngilizce
2024
Makine MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiNanoteknoloji ve Nanotıp Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BİLSAY SÜMER
- Novel design and manufacturing of advanced multifunctional structural nanocomposites containing self-healing fibers and graphene sheets with structural health monitoring capabilities
Yapısal sağlık görüntüleme kabiliyetleri ile kendi kendini onarabilen fiberler ve grafen tabakalar içeren ileri, çok fonksiyonel yapısal nanokompozitlerin orjinal tasarımı ve üretimi
JAMAL SEYYED M. ZANJANI
Doktora
İngilizce
2016
MorfolojiSabancı ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET YILDIZ
YRD. DOÇ. DR. BURCU SANER OKAN