Radar soğurucu kompozit malzeme üretimi
Synthesis of radar absorbing composite materials
- Tez No: 506068
- Danışmanlar: DOÇ. DR. FATİH HAYAT
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Polimer Bilim ve Teknolojisi, Metallurgical Engineering, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Yansıma kaybı, nanokompozit, mikrodalga absorblama, dielektrik, manyetik geçirgenlik, Reflection Loss, nanocomposite, microwave absorbing, permittivity, permeability
- Yıl: 2018
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Karabük Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Son zamanlarda, gizlilik teknolojisi, elektromanyetik kirlilik, telekomünikasyon ve diğer uygulamalarda kullanılmak üzere radar absorblayıcı (soğurucu) kompozitler üzerinde çok yaygın çalışmalar yapılmaktadır. Bu nedenle, mikrodalga absorblayıcı kompozitlere olan ihtiyaç sürekli artmaktadır. Bu çalışmada, nanopartikül takviyeli polivinil butiral (PVB) ve epoksi matrisli kompozitlerin mikrodalga absorblama özellikleri 1-14 GHz frekans aralıklarında incelenmiştir. Nanopartikül olarak 10-100 nm boyutlarındaki BaTiO3, NiFe2O4 ve Fe3O4 nanotozları tercih edilmiştir. Nanopartiküller epoksi matrisi için aseton çözeltisi içerisinde ultrasonik prop homojenizatör ile karıştırılmış ve ardından epoksi ile sertleştiricisi karışıma ilave edilmiştir. Yeterli karışım sağlandıktan sonra çözelti teflon kalıplara dökülmüştür. Her bir nanopartikül, epoksi matrisine ağırlıkça %5, %10 ve %15 oranlarında takviye edilmiştir. Nanopartikül katkılı PVB matrisli kompozitlerin üretimi için, PVB tozları etanol içerisinde çözdürülüp oluşan çözelti ultrasonik prob karıştırıcı ile karıştırılmıştır. Daha sonra ağırlıkça %5, %10 ve %15 oranlarında nanopartikül takviyeleri yapılmıştır. Ayrıca PANI etkisinin incelenmesi için nanopartiküller PANI ile kaplanıp yine aynı metotta ve ağırlıkça %15 oranında PVB matrisine katılmıştır. Son olarak her PVB marisli kompozitin karışımı da teflon kalıplara dökülmüştür. Sonuçta, (i) epoksi matrisli %5, %10 ve %15 oranında nanopartikül takviyeli, (ii) PVB matrisli %5, %10 ve %15 oranında nanopartikül takviyeli, (iii) PVB matrisli %15 oranında PANI ile kaplanmış nanopartikül takviyeli kompozitler üretilmiştir. Kompozitlerin kompleks permitivite (dielektrik) (ε∗) ve permeabilite (manyetik geçirgenlik) (μ∗) değerleri vektörel network analizör (Keysight N9926A) cihazı ile 1- 14 GHz frekans aralığında hesaplanmıştır. Kompleks permitivite ve permeabilite değerleri ile kompozitlerin yansıma kaypları (RL) farklı kalınlıklar için hesaplanmıştır. Elde edilen sonuçlara göre, BaTiO3 nanopartikül takviyeli PVB matrisli kompozitler X-bandında ince kaplama kalınlıklarında en iyi absorbans özellikleri göstermiştir. Ancak artan frekans ve kalınlık değerleri için en iyi mikrodalga absorblama özelliğini Fe3O4 nanopartikül takviyeli PVB matrisli kompozitler göstermiştir. Bununla birlikte, PANI ile modifiye edilmiş NP katkısı ile kompozitlerin bant genişliğinde belirgin artış olmuş ancak minimum RL değerlerinde kısmen bir azalma görülmüştür. %15 NP katkılı hem epoksi hem de PVB matrisli kompozitlerin potansiyel radar absorblayıcı kompozitler olarak kullanılabilecekleri görülmüştür.
Özet (Çeviri)
In recent years, Radar absorbing materials (RAMs) have been comprehensively studied because of explosive requirement in stealth technology, electromagnetic pollution and other commercial application. Therefore, there is strong demand on developing microwave absorbing composites. In this direction, the microwave absorption properties of Epoxy/Nanoparticles (NP), PVB/NPs and PVB/PANI-coated NPs were investigated and compared in the 1– 14 GHz. BaTiO3, NiFe2O4 and Fe2O4 with the particle size ranging 10–100 nm were used as nanoparticles. For epoxy matrix nanocomposites, the NPs were dissolved in acetone solution via probed homogenizer for producing fine solution dispersion and this mixture was added to the initial weighed epoxy resin and mixed again via probed homogenizer. After the stirring process, the solutions were casted in Teflon molds and the moldings were taken into a vacuum oven. For PVB matrix nanocomposites, PVB powders were dissolved in ethanol by Ultrasonic Probe Sonicator and a clear and homogeneous solution was obtained. The initial weighed NPs were added to PVB solution and stirred under constant stirring. Each nanoparticle was added to PVB and epoxy matrix with ratios of 5, 10 and 15%wt NP. However, these nanoparticles were coated with polyaniline (PANI) and added to PVB matrix with ratios of 15%wt NP. Finally, the solutions were casted in Teflon molds. For PANI effect, the NPs were coated with PANI and PANI-coated NPs were added to PVB solution under constant stirring. Hence, (i) Epoxy matrix with ratios of 5, 10 and 15%wt NP, (ii) PVB matrix with ratios of 5, 10 and 15%wt NP, (iii) PVB matrix with 15%wt PANI-coated NP were synthesis. The complex permittivity (ε∗) and permeability (μ∗) of the nanocomposites have been measured at different microwave frequencies in 1–14 GHz employing vector network analyzer (Keysight N9926A). The reflection loss (RL) of composites was calculated and evaluated using theory of the absorbing wall. The obtained results show that the maximum absorbing values of PVB nanocomposite filled with BaTiO3 shift towards higher frequency with decreasing the specimens' thickness. However, PVB nanocomposite filled with Fe3O4, exhibits highest absorbing properties with increase of specimen thickness. On the other hand, the results demonstrate that a wider absorption range was obtained by adding PANI. Finally, both PVB and epoxy matrix nanocomposites filled with 15%wt NPs have potential application for microwave and radar absorptions.
Benzer Tezler
- Elektromanyetik dalga soğurma özelliğine sahip katmanlı kompozit malzeme geliştirilmesi
Development of multilayer composite material for electromagnetic wave absorption
ZAFER YÜCEL
Doktora
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TAMER SINMAZÇELİK
- Design and fabrication of metamaterials for military applications
Askeri uygulamalar için metamalzeme tasarımı ve üretimi
BETÜL YILDIRIM BUDAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUHAMMET KÜRŞAT KAZMANLI
- Development of radar-absorbing composite structures
Radar absorbe eden kompozit yapıların geliştirilmesi
SERKAN KANGAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Mühendislik Bilimleriİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN TANOĞLU
PROF. DR. LÜTFİ ÖZYÜZER
- Design and characterization of electromagnetic wave absorbing structural composites
Elektromanyetik dalga soğurucu yapısal kompozitlerin tasarımı ve karakterizasyonu
GÖKSU GÜRER
Yüksek Lisans
İngilizce
2010
Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü
DOÇ. DR. ARCAN FEHMİ DERİCİOĞLU
- 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