Karbon nanotüp (KNT) ve grafen takviyeli bakır matrisli nanohibrit kompozitlerin üretilmesi ve özelliklerinin incelenmesi
Investigation and comparison of the properties of carbon nano tube and grafen reinforced copper matrix nano-hybrid composites
- Tez No: 575284
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ÖMER GÜLER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Mersin Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Nanoteknoloji ve İleri Malzemeler Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 74
Özet
Kompozit malzemelerin endüstriyel ürünlerde kullanımının yaygınlaşmasıyla bağlantılı olarak nanokompozit kullanımı da artmıştır. Günümüzde artan sanayileşme ile birlikte elektrik uygulamalarında en uygun verim arayışı her zaman araştırma konusu olmuş ve bu bağlamda elektrik uygulamalarında da üstün elektriksel özellikler sergileyen kompozit malzemeler bilim insanlarının dikkati çekmiştir. Elektrik uygulamalarında yaygın olarak kullanılan kontaktörlerin uzun kullanım ömrüne sahip olması istenmektedir. 3000 A ve tipik olarak 380V şartlarında mekanik olarak 1 milyon kez açıp kapanan kontaktörlerin üstün elektrik ve mekanik özellikler göstermesi gerekmektedir. Bu tez çalışmasında nanokompozitler için en önemli takviye elemanları olarak kabul edilen, karbon nanotüp (KNT) ve grafen takviyeli malzemelerin üretimi ve özellikleri incelenmiştir. Bu amaçla, % 1, %2, %10 hacimsel oranlardaki karbon nanotüp ve grafen konsantrasyonlarına sahip bakır matrisli nanohibrit kompozitler toz metalürjisi metodu ile üretilmiştir. KNT ve grafen takviye elemanı olarak kullanılmıştır. Karbon nanotüplerin elde edilebilmesi için kimyasal buhar çöktürme (CVD) yönteminden yararlanılmıştır. Grafenin üretimi için sıvı faz eksfolasyon yöntemi kullanılmıştır. Bunun için başlangıç malzemesi olarak hegzagonal grafit tercih edilmiştir. Hegzagonal grafit bir solvent içerisinde sonike edilmiştir. Sonikasyon işlemi sonunda üst üste istiflenmiş grafen tabakaları birbirlerinden ayrılması sağlanmıştır. Üretilen tozlar bakır tozları ile beraber yüksek enerjili değirmenle homojen olarak karıştırılmıştır. Elde edilen karışım tozları daha sonra yüksek bir gerilme altında kompaklanarak ve daha sonra ise 950 °C gibi yüksek bir sıcaklıkta inert gaz atmosferinde sinterlenmiştir. Üretilen Nanohibrit kompozitlerin aşınma, sertlik, elektrik iletkenliği ve kontak davranışları incelenmiştir. Üretilen numunelerin içyapıları Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ile incelenmiştir. Bu analizlerinin sonucunda değişen karbon nanotüp ve grafen miktarına göre kompozit malzemedeki mekanik, elektriksel özelliklerin nasıl değiştiği ortaya koyulmuştur.
Özet (Çeviri)
The use of nanocomposites has increased in associate with the widespread use of composite materials in industrial products. Nowadays, with the increasing industrialization, the search for the most appropriate efficiency in electrical applications has always been the research object. And in this context, composite materials exhibiting superior electrical properties in electrical applications have attracted the attention of scientists. It is desirable to have a long service life of contactors commonly used in electrical applications. Contactors that switch on/off 1 million times mechanically under 3000 A and typically 380V conditions must exhibit superior electrical and mechanical properties. However, in this study, the production and properties of carbon nanotube and graphene reinforced materials, which are considered as the most important reinforcing elements for nanocomposites, are examined. In this connection copper matrix nanohybrid composites having % 1, %2, %10 volume fraction of nanotube and graphene concentrations were produced by using powder metallurgy method. KNT and Graphene were used as reinforcements materials. Carbon nanotubes were produced by Chemical Vapor Deposition, and Graphene was produced by Liquid Phase Exfoliation Process. Hexagonal graphite was preferred as the starting material for this purpose. Hexagonal graphite was sonicated in a solvent. At the end of sonication process, stacked graphene layers were separated from each other. The produced powders were grained homogeneously with copper powders with high energy milling. After that the powders were compacted under high pressure and sintered in an atmosphere of inert gas at a temperature of 950 ° C. Abrasion, hardness, electrical conductivity and contact behavior of the produced Nano Hybrid composites were investigated. Internal structures of the samples were examined by Scanning Electron Microscopy (SEM). As a result of these analyzes, conclusions were made about how the amount of carbon nanotube and graphene change the mechanical and electrical properties of composite meterials.
Benzer Tezler
- Investigation of CNT smart paint for structural health monitoring in advanced and nano-enhanced carbon fiber composites
Gelişmiş ve nano takviyeli kompozit malzemeler için karbon nanotüp içerikli akıllı boyanın yapısal sağlık izleme için geliştirilmesi
YAĞMUR ATEŞCAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. HÜLYA CEBECİ
- Creep behavior investigation of 3d printed polyetherimide parts with carbon black reinforcement via experimental analysis and modeling
3b basılmış karbon siyahı takviyeli polieterimid parçaların deneysel analiz ve modelleme ile sürünme davranışının incelenmesi
MERVE KARABAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ALPTEKİN YILDIZ
- Karbon nano yapılarla takviyelendirilen polimer kompozitlerin üretimi ve özelliklerinin araştırılması
Investigation of production and properties of carbon nano structures reinforced polymer composites
CEMAL ONUR ÖZTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Metalurji MühendisliğiMersin ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. SEVAL HALE GÜLER
- Grafen/karbon nanotüp takviyeli sol - jel zno kompozit malzemesinin üretimi, elektriksel ve optik özelliklerinin incelenmesi
The investigation of electrical and optical properties of graphen / carbon nanotube reinforced sol - gel zno composite material
ÇAĞDAŞ YAVUZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Metalurji MühendisliğiFırat ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ÖMER GÜLER
- Investigation of thermal and mechanical behavior of carbon nanotube reinforced ultra-high molecular weight polyethylene composites under cryogenic conditions
Karbon nanotüp takviyeli ultra yüksek molekül ağırlıklı polietilen kompozitlerin termal ve mekanik davranışlarının kriyojenik koşullar altında incelenmesi
GÜLŞAH BAHÇELİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HÜLYA CEBECİ