RAPIDLY ORDERED BLOCK COPOLYMERS ANDNANOCOMPOSITE DIELECTRIC CAPACITORS
HIZLICA DÜZENLENMİŞ BLOK KOPOLİMERLER VE NANOKOMPOSİT DİELEKTRİK KAPASİTÖRLER
- Tez No: 970815
- Danışmanlar: PROF. DR. ALAMGİR KARİM
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Belirtilmemiş.
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Unıversıty Of Houston
- Enstitü: Yurtdışı Enstitü
- Ana Bilim Dalı: Nanoteknoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez iki kesimden oluşmaktadır. İlk kesimde blok kopolimerler (BKP) yüksek termal sıcaklıklarda mikrodalga fırın, yüksek sıcaklıklı fırın, sıvı buharı ve direk sıvıya batırılarak BKP'lerin düzen durumuna geçmesi araştırıldı. Düzenli BCP'lerin kinetik etkisinin düzen durumuna geçmesi BKP kompozisyonu ve şartları açısından çalışıldı. Yüksek sıcaklıktaki BCP'lerin termal tavlaması düşük termal tavlama sıcaklıklarında, T<200 oC, karşılaşılmayan ve yaygın olmayan 0.5L0 alan boyutlu,0.5L0, bir yapı oluşturdu. Bu 0.5L0 alan oluşumu yüzey topografisi bakımından incelendi ve bu yapının düzenli duruma geçtiğinin işaretlerini gözlendi. Mikro dalga fırın tavlaması yaygın fırın tavlamasına alternatif bir hızlı tavlama metodu olarak ince film BCP'lerinin paralel bir düzenli durumuna geçmesi araştırıldı. Ek olarak, mikro dalga fırınlar yüzey terasları 0.5L0 alan boyutlu yaygın olmayan adalar ve çukurlar konsantre olmus olarak diğer 1L0 alan boyutlu adaların ve çukurların içerisinde oluşturuldu, bu yüzey terasları fırın tavlamalarında sadece 1L0 alan boyutlu adalar ve çukurlar olarak oluşmaktadır. Dikey lamellar alan boyutu BKP filmlerde artan termal tavla zamanı hızlı donmasını takiben büyüdü. Buna ek olarak, direk sıvıya batırılma tavlaması ve sıvı buharı tavlaması ile SEBS henüz karşılaşılmamış örülmüş bir morfoloji oluşturdu. İkinci bölümde, düzen durumundaki BKP'lerden esinlenilerek çok katmanlı polimer nanokompositler (PNK'ler) medical, elektrik arabalarında ve atmalı güç uygulamalarında gerekli olan yüksek güce sahip dielektrik kapasitörler için araştırıldı. Fakat onların çok düşük enerji yoğunlukları bu kapasitörlerin gerçek potansiyellerini kısıtlamaktadır. PNK'ler dielektrik kapasitörlerin enerji yoğunlunu arttırmak yüksek κ nanoparçacıkları (NP'lar) ile yüksek dieletrik kırılma gücüne sahip polimerlerin karıştırılmasıyla gerçekci bir çözüm olarak umut vermektedir. Ancak, bu NP'ların toplanması ve rastgele dağılması sorun olarak aşılması gereken bir haldir. PNK'lerin polimerler matrikslerle sandeviç yapılı (SMY) çok katmanlı dizaynları bazı sorunları azaltır. NP oranları etkili bir şekilde PNK'lerin dielektrik özelliklerini etkilediğini bulduk. 1 vol. % NP'lar sandeviç yapılı çok katmanlı dizaynlarda dielektrik kırılma gücünü 450 nm kalınlıklı dielektrikte 583 kV/mm den 814 kV/mm'ye yükseltti. Maksimum yüksek enerji yoğunluğu 15.5 j/cm3 1 vol. % NP 150 nm kalınlıkta başarılı bir şekilde (SMY) ile elde edildi.
Özet (Çeviri)
This thesis is composed of two parts. In the first part, the potential of block copolymers is explored in ordered states, by applying thermal annealing, direct immersion annealing, solvent vapor annealing, and microwave annealing. The stability of the annealed BCPs and the effect of kinetics on the ordering of diblock copolymers are studied for a variety of compositions and conditions. The thermal annealing of diblock copolymers at high temperatures created an uncommon structure which is 0.5 L0,which is not encountered at lower annealing temperatures, T < 200 oC. This 0.5L0 formation is studied through the surface topography that imparts an indication of ordering BCPs. Microwave annealing, an alternative method to thermal annealing to order lamellar BCPs, is also investigated for BCP thin films. Additionally, microwave annealing created the surface terraces with a similar feature, 0.5L0, domain spacing, as step islands/holes concentric to 1L0 holes/islands as opposed to traditional thermal annealing, which creates only 1L0 islands/holes or 0.5L0. The vertical lamellar domain size in the BCP films increased with the annealing time due to the possible sudden temperature gradient followed by the film's rapid vitrification. In addition to that, a knotted morphology from SEBS by DIA and solvent vapor annealing (SVA) are produced, not been observed so far. In the second part, from the inspirations of the ordered BCPs, we investigated multi-layer polymer nanocomposites for dielectric capacitors, which inherently possess ultra-high-power density, especially required in electric vehicles, medical devices, and pulsed power applications. However, their ultra-low energy densities hinder the real potential of dielectric capacitors. PNCs promise a realistic solution to increase the energy density of dielectric capacitors by mixing high κ nanoparticles (NPs) with high dielectric breakdown polymers. However, NP agglomerations and random distributions of the NPs become challenges to overcome. A sandwiched multi-layer (SML) design of PNCs can eliminate some drawbacks of NP blending with polymer matrices. We found that the NP ratio can drastically affect the dielectric properties of the PNCs. 1 vol % NP in the SML structure increased the dielectric breakdown strength from 583 kV/mm to 814 kV/mm for 450 nm of dielectric thickness. The maximum ultra-high energy of 15.5 j cm-3 with the 1 vol % NP at 150 nm is successfully achieved by SML PNCs.
Benzer Tezler
- Açık konutta açıklık kriterleri üzerine bir çalışma uygulama: Halkalı toplu konutları
Başlık çevirisi yok
GAMZE ALPTEKİN ÖZKAPTAN
- Boya duyarlı güneş hücrelerinde kullanılmak üzere doğal boya üretimi
Natural dye production for use in dye sensitized solar cells
SÜMEYRA BEKLEVİÇUYLASI
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
EnerjiYıldız Teknik ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET BURÇİN PİŞKİN
- İstanbul yerleşme alanı içinde görülen arazi kullanım kararları ve yüksek yapılarla ilgili alan tahsislerinin değerlendirilmesi
The Study for the land use decisions and the area assignment of high rise buildings at metropoliten area of İstanbul
ŞAFAK ERZENE ILICA
Yüksek Lisans
Türkçe
1991
Şehircilik ve Bölge Planlamaİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. CENGİZ GİRİTLİOĞLU
- NiMn,NiMnP+ ve CrFe alaşım ince filmlerinde elektron spin rezonans (ESR) ve direnç ölçümleri
Başlık çevirisi yok
MUSTAFA ÖZDEMİR
Doktora
Türkçe
1998
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YILDIRHAN ÖNER
- Kuzey ve Batı Anadolu bentonitlerinin kalıp kumu özelliklerine etkisinin incelenmesi
The Investigation of the effect of north and west anatolian bentonites on casting mold sand properties
NECİP ÜNLÜ