Mikrodalga Soğurucu Özelliği Gösteren Termoplastik Nanokompozit Malzeme Geliştirilmesi
Development of Microwave Absorbing Thermoplastic Nanocomposite Materials
- Tez No: 879002
- Danışmanlar: DOÇ. DR. DERYA ÖZGÜR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Günümüzde kullanılan cep telefonu, televizyon ve baz istasyonu gibi mobil iletişim teknolojilerinin ilerlemesiyle birlikte elektronik cihazlardan elektromanyetik dalgalar yayılmakta ve bu dalgaların oluşturduğu kirlilik canlıların sağlığı açısından tehdit oluşturmaktadır. Bu duruma ilaveten mikrodalga enerjisinin savunma sanayisindeki geniş uygulamaları da elektromanyetik girişim kalkanlayıcı malzemelerin üretimini önemli araştırma alanlarından birisi haline getirmiştir. Bu malzemeler gelen elektromanyetik dalga ile etkileşime girerek kalkanlama ve soğurma mekanizmasını gerçekleştirir. Elektromanyetik dalga soğuran malzemelerde aranan başlıca özellikler şunlardır: yansıma kaybının düşük olması, malzemenin kalınlığı ve yoğunluğunun minimum düzeyde olması ve geniş bant aralığında elektromanyetik dalga soğurma kapasitesine sahip olmasıdır. Dünya çapında sürdürülen yeşil dönüşüm hareketlerini destekleyen bu çalışmada ise geri dönüştürülebilen ve yeniden kullanılabilen termoplastik bir malzeme olan polieter sülfon matrisli nanokompozitlerin üretilmesi ve bunlara elektromanyetik dalga soğurma yetenekleri kazandırılması üzerine yoğunlaşılmıştır. Birbirine karşı dik ilerleyen elektrik ve manyetik alana sahip elektromanyetik dalgaların soğrulma mekanizmasına etki etmek için manyetik alana hitap edecek manyetit (Fe3O4) nanoparçacıklar sentezlenmiş, elektrik alana hitap etmek için ise çok duvarlı karbon nanotüp (MWCNT) kullanılmıştır. Bu katkı malzemeleri nanokompozite kütlece belirlenen oranlarda ilave edilerek elektromanyetik dalga soğurma performansına etkileri incelenmiştir. En iyi soğurma performansını kütlece %50 manyetit ve %5 MWCNT'nin katkılandırılarak birlikte kullanıldığı nanokompozit sergilemiştir. Bu nanokompozit X bandında 8,5-9,5 GHz frekans aralığında gelen elektromanyetik dalganın %18,95'ini ve Ku bandında 12,5-14 GHz frekans aralığında ise gelen dalganın %20,77'sini soğurmaktadır. Bu çalışmada üretilen malzemelerin XPS, FTIR, XRD, SEM-EDX, TEM ve VSM analizleri ile karakterizasyonu yapılarak morfolojileri ve mikroyapıları incelenmiştir. Bu tezde elektromanyetik dalga soğurma teorisi, bu dalgaları sönümleyen malzemeler hakkındaki son gelişmeler ve katkı malzemelerinin soğurma performansına etkisi ile malzemenin tasarımındaki anahtar faktörler paylaşılmıştır.
Özet (Çeviri)
The increasing prevalence of mobile communication devices such as mobile phones and base stations has led to the rapid proliferation of electromagnetic waves. These waves have been linked to negative impacts on the health of living organisms, leading to increased focus on the development of electromagnetic shielding materials. There is a growing trend in research related to microwave energy absorption, which has resulted in the production of materials capable of shielding and absorbing incident electromagnetic waves. Studies have shown that these materials exhibit low reflection loss, minimal material thickness, low density, and the ability to absorb electromagnetic waves over a wide bandwidth. This research, which aligns with the global green transformation movement, aims to produce polyether sulfone matrix nanocomposites as thermoplastic materials that can be recycled and reused while also providing electromagnetic wave absorption capabilities. Magnetite (Fe3O4) and magnetite coated multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) have been synthesized to interact with magnetic and electric fields, respectively, to improve the absorption of electromagnetic waves. These additives were incorporated into a composite material at predetermined mass percentages, and their influence on the absorption performance of electromagnetic waves was investigated. The nanocomposite material consisting of 50% magnetite and 5% MWCNTs by mass exhibited the most effective absorption performance. This nanocomposite exhibited an absorption rate of 18.95% for incident electromagnetic waves in the 8.5-9.5 GHz X-band range and 20.77% in the 12.5-14 GHz Ku-band range. The morphological structures of the produced materials were characterized, and their structural features were examined. This study discusses the theory of electromagnetic wave absorption, recent advances in microwave absorption materials, impact of additives on absorption performance, and key considerations in material design.
Benzer Tezler
- Ferrit tabanlı nanokompozit malzemelerde mikrodalga soğurma özelliklerinin araştırılması
Investigation of microwave absorption properties of ferrite based nanocomposites
MEHMET BURAK KAYNAR
Doktora
Türkçe
2014
Fizik ve Fizik MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞADAN ÖZCAN
- Yapay periyodik yapılarda ışığın davranışının sayısal ve deneysel çözümlenmesi
Numerical and experimantal analysis of behaviour of light in artifical periodic structures
TUĞÇE DEMİRSOY
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Fizik ve Fizik MühendisliğiAnkara ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BARIŞ AKAOĞLU
- Synthesis and design of graphene-based nanostructure as an electromagnetic wave absorbing material
Elekromanyetik dalga soğurucu bir malzeme olarak grafen tabanlı nanoyapı sentezi ve tasarımı
GÜLPERİ FEYZA YAVUZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Metalurji Mühendisliğiİzmir Katip Çelebi ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FETHULLAH GÜNEŞ
- The left hand of electromagnetism: Metamaterials
Elektromanyetiğin sol eli: Metamalzemeler
KAMİL BORATAY ALICI
Doktora
İngilizce
2010
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EKMEL ÖZBAY
- Enerji, optik sensör ve aktif gıda paketleme alanlarında kullanılmak üzere yüzeyi işlevselleştirilmiş floresans karbon noktaların geliştirilmesi
Development of surface functionalized fluorescence carbon dots for use in energy, optical sensor, and active food packaging areas
MELİS ÖZGE ALAŞ
Doktora
Türkçe
2022
Kimya MühendisliğiMersin ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. RÜKAN GENÇ ALTÜRK