Predicting the various physical properties of carbon-based structures using molecular simulation methods
Moleküler simülasyon yöntemleri ile karbon-bazlı yapıların çeşitli fiziksel özelliklerinin tespiti
- Tez No: 537830
- Danışmanlar: PROF. DR. ALPER ŞEVKİ KONUKMAN, DOÇ. DR. AHMET SİNAN ÖKTEM
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Mechanical Engineering, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Gebze Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 116
Özet
Bu tezde, moleküler dinamik (MD) simülasyonları kullanılarak, grafen, altıgen bor nitrür (h-BN), grafitik karbon nitrür (g-C3N4) ve hibrit grafen/h-BN (G/h-BN) çeşitli kusurlar ve katkılandırma ile mekanik ve termal özellikleri incelenmiştir. İlk olarak, farklı N katkılandırma konfigürasyonları ve Stone-Wales (SW) kusurlarının grafen nanoşeritlerin ısıl iletkenliği üzerindeki etkileri incelenmiştir. Daha sonra, kusur konumlarının ve çeşitli N katkı konfigürasyonlarının grafen nanoşeritlerin mekanik özellikleri üzerindeki etkileri de incelenmiştir. Pyridinic-N, kusurlu nanoşeritlerin mekanik özelliklerini iyileştirir ve graphitic-N'den daha iyi Young's modülü (YM) ve çekme dayanımı (UTS) değerleri gerçekleştirir. Ek olarak, B katkılı g-C3N4'ün (B-g-C3N4) mekanik özellikleri ve ısıl iletkenliği iki farklı durum için incelenmiştir. İlk olarak, B atomları beş spesifik (C1, C2, N1, N2 ve N3) bölgede ikame edilmiştir. B katkı konsantrasyonu arttığında, C2 bölgesinde B-g-C3N4'ün mekanik özellikleri arttı. İkinci olarak, B atomları, g-C3N4'ün açık boşluğunda üç spesifik (B1, B2 ve B3) bölgede ikame edildi. B3 bölgesi, g-C3N4'ün mekanik özellikler ve ısıl iletkenliği için en uygun katkı alanıdır. Son olarak, armchair ve zigzag hibrit G/h-BN'nin ara yüzü boyunca konumlanan boşluk ve SW kusurlarının ısıl temas direnci (ITR) incelenmiştir. Boşluk kusuru sayısı arttığında, C atom boşluğu kusurunun normalleştirilmiş ITR'ye etkisi diğer atomlardan daha yüksektir. Ayrıca CC ve BN tipi SW kusurları araştırılmıştır.
Özet (Çeviri)
In this PhD thesis, using molecular dynamics (MD) simulations, the mechanical and thermal properties of graphene, hexagonal boron-nitride (h-BN), graphitic carbon nitride (g-C3N4) and hybrid graphene/h-BN (G/h-BN) with various defects and doping were investigated. First, the influences of different N doping configurations and Stone-Wales (SW) defects on the thermal conductivity (TC) of graphene nanoribbons (GNRs) were studied. Then, the effects of defect locations and various configurations of N doping on the mechanical properties of GNRs were also examined. Pyridinic-N improves the mechanical properties of the defective GNR and performs better Young's modulus (YM) and ultimate tensile strength (UTS) values than the graphitic-N. Additionally, the mechanical properties and TC of B doped g-C3N4 (B-g-C3N4) were investigated for two different cases. Firstly, B atoms were substituted at five specific (C1, C2, N1, N2 and N3) sites. When the B doping concentration was increased, the mechanical properties of B-g-C3N4 at the C2 site improved. Secondly, B atoms were occupied at three specific (B1, B2 and B3) sites in the open-hollow of g-C3N4. The location of the B3 site is the most suitable B doping site for the mechanical properties and TC of g-C3N4. Finally, the interfacial thermal resistance (ITR) of armchair and zigzag hybrid G/h-BN with vacancy and SW defects, which are located throughout the interface, were investigated. When the number of vacancy defect is increased, the effect of C atom vacancy defect on the normalized ITR of hybrid G/h-BN is higher than other atoms. Also CC and BN types of SW defects were investigated.
Benzer Tezler
- Alümina fiber takviyeli Al-si metal matriksli kompozitlerin üretimi ve mikroyapı-özellik ilişkilerinin incelenmesi
production of alumina fiber reinforced Al-si metal matrix composites and the investigation of their microstructure-propetry relation ships
HATEM AKBULUT
- Kanat çırpma hareketi bulunan dinamik sistemlerin stabilizasyonu
Stabilization of dynamic systems with wing flapping motion
MUSTAFA KAAN ATİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ATA MUĞAN
- Aktif çamurda çoklu substrat gideriminin modellenmesi
Modelling of multiple substrate removal in activated suludge process
GÜLEN EREMEKTAR
Doktora
Türkçe
1997
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OLCAY TÜNAY
- Energy dissipation and rate-dependent deformation behavior of STF-integrated PU foam nanocomposites
STF entegre PU köpük nanokompozitlerin enerji emme ve hıza bağlı deformasyon davranışı
EMRE GÜNDÜZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BÜNYAMİN KARAGÖZ
- NiMn,NiMnP+ ve CrFe alaşım ince filmlerinde elektron spin rezonans (ESR) ve direnç ölçümleri
Başlık çevirisi yok
MUSTAFA ÖZDEMİR
Doktora
Türkçe
1998
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YILDIRHAN ÖNER