Development of mxene based nanocomposites for radar absorbing materials
Radar soğurucu malzemeler için mxene bazlı nanokompozitlerin geliştirilmesi
- Tez No: 897389
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ YUSUF KELEŞTEMUR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Savunma ve Savunma Teknolojileri, Engineering Sciences, Defense and Defense Technologies
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Nanomalzeme Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 98
Özet
Savunma sanayiinde düşük radar görünürlük giderek önem kazanmaktadır. Radar sistemlerindeki hızlı gelişmeler, bu alanda teknolojik yeniliklerin önünü açmakta ve görünmezlik telnolojisinin ilerlemesini sağlamaktadır. Günümüz savaş uçaklarının görünmezlik özellikleri, geometrik tasarım, yapısal malzemeler ve kaplamalarındaki yeniliklerle sürekli olarak iyileştirilmektedir. Mevcut radar soğurucu malzemeler performans olarak tatminkar olsa da, korozyon direnci, stabilite, ağırlık, efektif bant genişliği, çevresel dayanıklılık ve üretim maliyetleri gibi birçok açıdan iyileştirmeye ihtiyaç duymaktadır. Bu yüzden araştırmalar yoğun bir şekilde devam etmektedir. Bu çalışmada, X-bandında Titanyum Karbür (Ti3C2Tx) ve Ti3C2Tx/TiO2 MXene'nin radar soğurma performansı incelenmiştir. 2011 yılında keşfedilen MXeneler, elektriksel iletkenlikleri, geniş yüzey alanları ve polimerlerle uyumlulukları ile bilinen iki boyutlu nanomalzemelerdir. Bu araştırmada, MXene elde etmek için titanyum alüminyum karbür kullanıldı ve lityum florür ve hidroklorik asit kullanılarak aşındırılmıştır. Sonrasında MXene'nin yüzeyinde 200°C'de titanyum dioksit nanoparçacıkları büyütülmüştür. Elde edilen malzemelerin XRD ile UV-vis analizleri yapılmıştır. Yüksek iletkenliklerinden dolayı, nano boyutlu MXeneler doğrudan radar soğurucular olarak kullanılamazlar, bu nedenle polivinil alkol (PVA) matrisine ağırlıkça %1.7, %2.4, %3 ve %4.1 oranlarında dahil edilmiştir. Bu nanokompozitlerin dielektrik geçirgenlik ve manyetik geçirgenlik değerleri, vektör ağ analizörü kullanılarak ölçülmüştür. Geniş bant ve maksimum soğurma sağlamak amacıyla farklı açılarda ve yönelimlerde gelen elektromanyetik dalgalar için kalınlık optimizasyonu siülasyon ile yapılmıştır. MXene nanokompozitleri, hem yatay hem de dikey düzlemlerde, 30°, 60° ve 90° açılarında X-bandında -20 dB (yani %99 soğurma) performansı göstermiştir. Ek olarak geniş bantta soğurma elde etmek için çok katmanlı kaplama simülasyonları gerçekleştirilmiştir.
Özet (Çeviri)
Low radar visibility is increasingly crucial in the defense industry, with rapid advancements in radar systems driving stealth technology innovation. Modern fighter jets benefit from improvements in geometric design, materials, and coatings. Despite the satisfactory performance of current radar-absorbing materials, there is a need for enhancements in corrosion resistance, stability, weight, bandwidth, environmental durability, and production costs. In this thesis, we investigate the radar absorption performance of Titanium Carbide (Ti3C2Tx) and Ti3C2Tx/TiO2 MXene in the X-band. MXenes, discovered in 2011, are two-dimensional nanomaterials known for their electrical conductivity, large surface area, and compatibility with polymers. In the research, titanium aluminum carbide was etched using lithium fluoride and hydrochloric acid to obtain MXene. Additionally, titanium dioxide nanoparticles were grown on MXenes surface at 200°C. Obtained materials were further analyzed using XRD and UV-vis. Due to high conductivity, nano-sized MXenes cannot be used directly as radar absorbers, so they were incorporated into a polyvinyl alcohol (PVA) matrix in weight ratios of 1.7%, 2.4%, 3%, and 4.1%. The permittivity and permeability values of these nanocomposites were measured with a vector network analyzer. Simulation studies were conducted to determine optimal coating thickness and absorption properties at different angles for maximum absorption over a wide bandwidth. The MXene nanocomposites achieved -20 dB (99% absorption) in the X-band at angles of 30°, 60°, and 90° in both horizontal and vertical planes. Additionally, multilayered coating simulations were conducted to obtain wide absorption bandwidth.
Benzer Tezler
- Giyilebilir elektronikler için MXene ve grafen esaslı mikro süperkapasitörlerin geliştirilmesi
Development of MXene and graphene based micro-supercapacitors for wearable electronics
İNAL KAAN DUYGUN
Doktora
Türkçe
2024
EnerjiBursa Teknik ÜniversitesiPolimer Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE BEDELOĞLU
- Süperkapasitörler için MXene (Ti3C2Tx) ve MnFe2O4 katkılı kompozit elektrotların geliştirilmesi
Development of MXene (Ti3C2Tx) and MnFe2O4 added composite electrodes for supercapacitors
NURİ ERGÜL
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Metalurji MühendisliğiKarabük ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SAFA POLAT
- Preparation of MnO2 and MXene doped carbon cloth based flexible supercapacitor electrodes
MnO2@Ti3C2Tx katkili karbon kumaş esasli esnek süper kapasitör elektrotlarinin hazirlanmasi
MARIEM ABDI
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Metalurji MühendisliğiKarabük ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SAFA POLAT
- Bazı MXene yapılarının organik moleküllerle etkileşmesinin incelenmesi
Investigation of interaction of some MXene structures with organic molecules
İLKAY ÖZDEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Fizik ve Fizik MühendisliğiAydın Adnan Menderes ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ETHEM AKTÜRK
- The use of conductive nanomaterial-decorated filters for improvement of indoor air quality by particulate matter filtration
Partikül madde filtrasyonu ile iç hava kalitesinin iyileştirilmesi için iletken nanomateryal dekore edilmiş filtrelerin kullanılması
MELEK HAZAL BAŞKÖY
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Çevre MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TUBA HANDE BAYRAMOĞLU
PROF. DR. HÜSNÜ EMRAH ÜNALAN