Plazma destekli kimyasal buhardan çöktürme metodu ile grafen kapsüle edilmiş metalik tozların sentezi ve karakterizasyonu
The synthesis and characterization of graphene-encapsulated metal particles via plasma-enhanced chemical vapor deposition
- Tez No: 826620
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ZARİFE GÖKNUR BÜKE
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Savunma ve Savunma Teknolojileri, Defense and Defense Technologies
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 99
Özet
Grafen-Cu kompozitler, bakıra göre geliştirilmiş özelliklere sahip olmaları nedeniyle çeşitli endüstrilerde potansiyel uygulamalara sahiptir. Grafen-Cu kompozitlerin sentezlenmesi için yaygın olarak kullanılan yöntemler, Hummer metodu ve türevleriyle grafen yaprakçıklarının Cu tozlarıyla karıştırılması, presleme ve sinterleme işlemleridir. Ancak, bu yöntemlerde grafen yaprakçıklarının morfolojisinin kontrolü ve homojen dağılımın sağlanması zorluklar oluşturabilmektedir. Son zamanlarda, bakır tozlarının çeşitli yöntemlerle grafen ile kaplanması üzerine çalışmalar yapılmıştır. Bu çalışmalar arasında, endüstriyel uygulamalara uygun bir yöntem olarak Kimyasal Buhar Biriktirme (KBÇ) yöntemi öne çıkmaktadır. Ancak, KBÇ yöntemiyle Cu tozlarının grafen ile kaplanması, yüksek sıcaklık gerektiren hidrokarbon parçalanması nedeniyle zorluklar içermektedir. Bu tez çalışması, düşük sıcaklıkta plazma destekli KBÇ (PDKBÇ) yöntemi kullanılarak grafen ile kaplanmış bakır (Grafen-Cu) tozlarının geliştirilmesi üzerine odaklanmaktadır. Bu kaplanmış tozlar kullanılarak Grafen-Cu kompozitlerin üretimi gerçekleştirilmiş ve bu kompozitlerin mekanik ve termal özellikleri araştırılmıştır. Oluşturulan Grafen-Cu kompozitlerin yapısal, mekanik ve termal özellikleri karakterizasyon yöntemleri kullanılarak belirlenmiştir. Bu yöntemler, kompozitlerin mikroyapısını ve grafen dağılımını değerlendirmek amacıyla kullanılmıştır. Elde edilen sonuçlar, düşük sıcaklıkta PDKBÇ yönteminin başarılı bir şekilde kullanılarak homojen Grafen-Cu kompozitlerinin üretilebildiğini göstermektedir. Grafen varlığının oluşan kompozit mikroyapısı üzerinde etkisi araştırılmış ve grafen varlığında elde edilen yapılarında daha küçük tane boyutları ve azalmış gözenek miktarı gözlemlenmiştir. Mekanik testler, grafen varlığının kompozitin akma dayanımını ve elastik özelliklerini artırdığını göstermiştir. Termal testlerde ise grafen kaplamasının kompozitin termal difüzivite değerlerini artırdığı tespit edilmiştir. Elde edilen sonuçlar, kompozitlerin mikroyapısıyla ilişkilendirilerek iyileşme mekanizmaları incelenmiştir. Bu çalışma, grafen takviyeli bakır kompozitlerin üretim yöntemlerinin geliştirilmesine ve bu kompozitlerin potansiyel uygulamalarda kullanılabilmesine katkı sağlamaktadır.
Özet (Çeviri)
Graphene-Cu composites have potential applications in various industries due to their improved properties compared to copper. The commonly used methods for synthesizing Graphene-Cu composites involve mixing graphene nanoplatelets with Cu powders using the Hummer method and its derivatives, followed by pressing and sintering processes. However, controlling the morphology of graphene nanoplatelets and achieving homogeneous distribution poses challenges in these methods. Recently, studies have been conducted on coating copper powders with graphene using various techniques. Among these studies, the Chemical Vapor Deposition (CVD) method is suitable for industrial applications. However, coating Cu powders with graphene using the CVD method faces difficulties due to the high-temperature requirement for hydrocarbon decomposition. This thesis work focuses on the development of graphene-coated copper (Graphene-Cu) powders using a low-temperature plasma-enhanced CVD (PECVD) method. Using these coated powders, Graphene-Cu composites were produced, and their mechanical and thermal properties were investigated. The structural, mechanical, and thermal properties of the fabricated Graphene-Cu composites were determined using various characterization methods, aimed at evaluating the microstructure and graphene distribution of the composites. The obtained results demonstrate the successful production of homogeneous Graphene-Cu composites using the low-temperature PECVD method. The effect of graphene presence on the microstructure of the formed composites was investigated, and structures with smaller grain sizes and reduced porosity were observed in the presence of graphene. Mechanical tests showed that the presence of graphene increased the yield strength and elastic properties of the composites. Thermal tests revealed that the graphene coating enhanced the thermal diffusivity of the composites. The obtained results were analyzed in relation to the microstructure of the composites, and the improvement mechanisms were investigated. This study contributes to the development of production methods for graphene-reinforced copper composites and enables their potential use in various applications.
Benzer Tezler
- Plazma destekli kimyasal buhar biriktirme yöntemi ile tantal katkılı elmas benzeri karbon film üretimi ve karakterizasyonu
Production of tantalum doped diamond-like carbon film by means of plasma assisted chemical vapor deposition and its characterisation
NİLÜFER ORHON
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. M. KÜRŞAT KAZMANLI
- Amorf silisyum bazlı diyotlarda negatif sığa etkisi
Negative capacitance effect in amorphous silicon based diodes
AYNUR ANUTGAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Fizik ve Fizik MühendisliğiKarabük ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÖKHAN GÖKOĞLU
- Plazma destekli kimyasal buhar biriktirme yöntemi ile su itici ano kaplama sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of hydrophobic nanocoatings by using plasma enhanced chemical vapor deposition method
EZGİ YENİCE
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Kimya MühendisliğiSelçuk ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA KARAMAN
- Modeling and optimization of PECVD processes and equipment used for manufacturing thin film photovoltaic devices
İnce film fotovoltaik aygıt üretiminde kullanılan plazma destekli kimyasal buhar biriktirme (PECVD) süreçleri ve ekipmanının modelleme ve optimizasyonu
ENGİN ÖZKOL
Doktora
İngilizce
2015
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERKAN KINCAL
- Plazma destekli kimyasal buhar biriktirme yöntemi ile polimer nano kaplamaların sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of polymeric nano coatings by plasma enhanced chemical vapor deposition method
EMRAH DEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Kimya MühendisliğiSelçuk ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA KARAMAN