3D-printed hexagonal boron nitride nanosheets/polylactic acid nanocomposites
3B baskılı hekzagonal bor nitrürü nanolevhaları/polilaktik asit nanokompozitleri
- Tez No: 764442
- Danışmanlar: PROF. DR. HÜSNÜ EMRAH ÜNALAN, DR. ÖĞR. ÜYESİ SİMGE ÇINAR AYGÜN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 107
Özet
Elektronik cihazların tüm sektörlerde kullanılması kaçınılmazdır. Enerji tasarrufunda yapılacak herhangi bir iyileştirmenin küresel bazda büyük etkileri vardır. bu cihazlar küçüldükçe yaydıkları ısı miktarı artar ve bu fazla ısı kullanım ömürlerini önemli ölçüde kısalttığı için, bu cihazların ısı yönetimi enerji tasarrufunda en önemli faktördür. Bu nedenle, mevcut araştırmalar cihazlarda hapsolan ısının çevreye salınmasına odaklanmıştır. Son yıllarda üzerinde birçok çalışma yapılan 2D hekzagonal bor nitrürü (h-BN) nanolevhaları, elektriksel direnci ve yüksek ısıl iletkenliği ile dikkat çekmektedir. Kafes yapısının ve termal özelliklerinin grafen ile benzerliği nedeniyle“beyaz grafen”olarak da bilinmektedir. Bununla birlikte, grafenden farklı olarak h-BN nanolevhaları, elektronik cihazların termal yönetiminin güvenliği için umut verici bir aday olmasını sağlayan bir elektriksel direnç özelliğine sahiptir. Ek olarak, h-BN katmanlarının sayısının azaltılması, yüzey alanını genişletir ve ısı iletimi sırasında fonon saçılımını önler, böylece termal iletkenlik değerini önemli ölçüde artırır. Katmanlı imalat, karmaşık yapıların üretimine olanak sağlayan hızlı ve ekonomik olarak uygulanabilir bir prototip üretim yöntemidir. Ayrıca katmanlı imalat, malzeme kullanımının doluluk yüzdesi, baskı açısı, baskı hızı, deseni ve katman yüksekliği gibi üretimin optimizasyonu için kullanılan birçok parametreyi hesaba katmaktadır. Bu tezde, nanokompozit üretimi için, polilaktik asit (PLA) matriksinin içinde katkı malzemesi olarak h-BN nanolevhaları kullanılmıştır. Bu amaçla, 3B baskıya uygun h-BN nanolevhaları/PLA nanokompozit filamentler hazırlanmış ve daha sonra elektronik cihazların termal yönetimi için ısı dağıtan cihazların 3B baskısında kullanılmıştır. Bu bağlamda, hem bilyalı öğütme hem de kesme eksfoliasyonu yöntemleriyle h-BN eksfoliye edilmiştir. Her iki yöntemde de suda bir aydan fazla stabil olan birkaç katmanlı h-BN nanolevhalar elde edildi. Elde edilen h-BN'in miktarının daha fazla ve birkaç katmanlı olması (
Özet (Çeviri)
The use of electronic devices in all sectors is inevitable and any improvement in energy savings has great effects on a global basis. The thermal management of these devices is the most important factor in energy savings because as these devices get smaller, the amount of heat they emit increases, and this excess heat considerably shortens their lifespan. Therefore, current research has focused on the release of heat to the environment rather than trapping it in devices. Hexagonal boron nitride (h-BN) nanosheets, on which many studies have been carried out in recent years, draw attention with their electrical resistivity and high thermal conductivity. h-BN is known as“white graphene”because of the similarity of its lattice structure and thermal properties with graphene. However, unlike graphene, h-BN nanosheets are electrically resistive that makes them promising candidates for the thermal management of electronic devices. In addition, reducing the number of layers of h-BN expands the surface area and prevents phonon scattering during heat conduction, thereby significantly increasing the thermal conductivity value. Additive manufacturing (AM) is a fast and economically feasible prototype production method that allows fabrication of complex structures. In addition, AM considers many parameters such as infill percentage of material use, the angle of printing, printing speed and pattern, and height of each layer that are used to optimize the production. In this thesis, h-BN nanosheets are used as filler materials for the production of nanocomposites with polylactic acid (PLA) matrix. For this purpose, h-BN nanosheet/PLA nanocomposite filaments suitable for 3D printing were prepared, which were then used to 3D print heat dissipating devices for the thermal management of electronic devices. In this regard, h-BN was exfoliated with both ball-milling and shear exfoliation methods. Few-layered h-BN nanosheets stable in water for more than one month were obtained in both methods. Shear exfoliation was chosen as the main production method since it allowed production of large amounts of few layered (
Benzer Tezler
- Developing 3D-printable high performance polymer composites for thermal management applications
3B-basılabılır yüksek performanslı polimer kompozitlerin termal yönetim sistemleri için geliştirilmesi
YUNUS EMRE BOZKURT
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiSavunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HÜLYA CEBECİ
- Organik esaslı kompozitlerin 3 boyutlu yazıcı ile şekillendirilmesinin araştırılması
Investigation of forming organic based composites with 3d printer
AYKUT ERDOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
BiyomühendislikEskişehir Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURAN AY
- Material and topological studies for expanding the use of 3D printed parts in automotive
Otomotivde 3D basılı parça kullanımını genişletmek için malzeme ve topolojik çalışmalar
MEHTAP KÖSE MORAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Metalurji MühendisliğiMarmara ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BAHADIR TUNABOYLU
- Termoelektrik malzeme ve modül üretimi için 3D yazıcı geliştirilmesi
Developing 3D printer for thermoelectrical material and module fabrication
YUNUS DEMİRCİ
Doktora
Türkçe
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEDAT BALLIKAYA
- Deformation behavior of thin walled structures filled with auxetic and non-auxetic core materials
Ökzetik ve ökzetik olmayan dolgu malzemeli ince cidarlı yapıların deformasyon davranışı
FATİH USTA
Doktora
İngilizce
2021
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALİT SÜLEYMAN TÜRKMEN
PROF. DR. FABRIZIO SCARPA