Thermal performance of graphene coating copper
Grafen kaplı bakırın termal performansı
- Tez No: 563862
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ KASIM TOPRAK, DOÇ. CEM ÇELEBİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Enerji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 70
Özet
Yuksek ısı elektronik cihazlar ic¸in her zaman sorun olus¸turmaktadır. Bunun nedeni, uretilen ısının uygun ve hızlı bir şekilde soğutucu tarafından atılamamısıdır. Yüksek ısının atılamaması malzemenin yapısını, mekanik ozelliklerini, ısı ve elektrik iletimini kotü bir şeekilde etkiler. Bu durumu önlemek için yüksek termal iletkenliğe sahip malzemeler kullanılarak, ısının hızlı bir şekilde atılması sağlanır. Teknolojideki gelişmeler sayesinde, elektronik cihazların boyutları gun geçtikçe azalmaktadır. Bu durum, elektronik cihazların içerisindeki bağlantı elemanlarının da boyutlarının kuçülmesine neden olmaktadır. Bunun sonucunda, bazı araştırmacılar nano boyutlardaki baglantı elemanlarını incelemeye ve bu elemanların performansını iyileştirmeye yonelmiştir.Yaygın olarak kullanılan bir malzeme olan bakır da bunlardan biridir. Bakır yuksek termal iletkenliği, kolay işlenebilirliği, günlük hayatta ve sanayide çok fazla kullanılması yüzünden elektronik donanımlar için tercih edilen metallerdendir. Örnek vermek gerekirse elektronikte kullanılan bakır parçaların boyutları gün geçtikçe kuçülmektedir ve çok fazla akıma maruz kalmaktadır. Bu durum nakır nanoteller içindeki direnci arttırır ve ısı oluşmasına neden olur. Bu da nanotellerde sogutma problemini ortaya çıkarmıştır ve eger kullanılan malzemedeki soğutma probelemi çözülmez ise malzeme zarar gorebilir. Bu problemlemin üstesinden gelmek için kullanılan malzemenin üzeri grafen gibi yuksek termal iletkenliğe sahip bir malzeme ile kaplanarak thermal iletkenliğinin iyilileştirilebilecegi düşünülmektedir. Bu çalışma, grafen kaplı bakırın termal özelliklerini numerik ve deneysel olarak incelenmiştir. İki ana bolümden oluşan bu çalışmanın ilk kısmında C++ programlama dili kullanılarak bakırın, farklı sayıdaki grafen katmanının ve bu grafen katmanlarının bakır üzerine kaplandığı modelleri oluşturuldu ve moleküler dinamik simülasyon yöntemi kullanılarak thermal iletkenligin değişimi farklı uzunluk, genişlik, yükseklik ve sıcaklıkta incelenmiştir. İkinci kısımda ise, saf bakırın, tavlanmış bakırın, bir katman grafen kaplamalı bakırın ve çok katman grafen kaplmalı bakırın termal performansı bir deney duzeneği kurularak farklı sıcaklık ve debide incelenmiştir.
Özet (Çeviri)
Overheat is always a problem for electronic devices because the locally generated heat cannot be transferred appropriately to the corresponding heat sink fast enough. This situation leads to affect materials' structures, mechanical properties and conductivities badly. In order to avoid this problem, high thermal conductivity materials are used to dissipate the heat quickly. Thanks to the development of technology, the size of the electronic devices is reduced day by day. This also shrinks the size of the interconnect components. So this situation leads to researchers to investigate nano-sized interconnect components and copper, which is a widely used material, is one of them. Copper is one of the preferred metals for electronic devices because of high thermal conductivity, easy processability, and high use in daily life and industry. For example, copper components, which is used in electronic, are getting so thin and must carry so much current. And that causes to increase friction. Thus heat occurs. Consequently, cooling problems have arisen. And if the material's cooling problem won't be solved then the material can be damaged. It is thought that to overcome this problem, coating with a high thermal conductivity material such as graphene, the thermal conductivity can be improved. In this study, the thermal performance of graphene-coated copper was investigated numerically and experimentally. This study consist of two main sections. The first part, MD simulation code was created using C++ programming language to investigate the thermal conductivity of copper, different number of graphene layers and these graphene layers were coated on copper in different length, width, height, and temperature. In the second part, the thermal performance of pure copper, annealed copper, a layer of graphene-coated copper, and multilayer graphene-coated copper was studied by the experimental setup at three different temperatures and volume flow rates.
Benzer Tezler
- 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
- Functional new generation surfaces for enhanced phase change heat transfer and electronics cooling
Gelişmiş faz değişimli ısı transferi ve elektronik cihazları soğutma için fonksiyonel yeni nesil yüzeyler
VAHID EBRAHIMPOUR AHMADI
Doktora
İngilizce
2023
Makine MühendisliğiSabancı ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ KOŞAR
- Alüminyumun elektriksel özelliklerinin ve korozyondayanımının grafen kaplama ile artırılması vegeleneksel kaplama yöntemleri ile kıyaslanması
Enhancing aluminum's anticorrosive and electrical properties bygraphene coating and comparing withconventional coating methods
ONUR ELVAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Makine Mühendisliğiİzmir Katip Çelebi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ÇEVİK
- Nanogözenekli karbon fiber ve grafitin süperkapasitör vesensör performanslarının incelenmesi
Investigation of the supercapacitor and sensor performanceof nanoporous carbon fiber and graphite
KORAY BAHADIR DÖNMEZ
- Micro/nano-engineered techniques for enhanced pool boiling heat transfer
Havuz kaynaklı ısı transferi için mikro / nano mühendisli teknikleri
ABDOLALİ KHALILI SADAGHIANI
Doktora
İngilizce
2019
Kimya MühendisliğiSabancı ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ KOŞAR