Katı atıkdan elde edilen aktif karbon ve Fe304 içeren termoset esaslı hibrit kompozitlerin elektromanyetik kalkanlama ve alev geciktirme özelliklerinin araştırılması
Investigation of electromagnatic shielding and flame retardancy properties of thermosetting based hybrid composites containting Fe3o4 and activated carbon obtained from solid waste
- Tez No: 978228
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ AKIN ODABAŞI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Fırat Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Yüksek performanslı, alev geciktirici ve elektromanyetik kalkanlama özelliklerine sahip malzemelere olan talep, sürdürülebilir ve çok fonksiyonlu kompozitler üzerine yapılan araştırmaları artırmıştır. Bu çalışmada, katı atıklardan elde edilen aktif karbon ve Fe₃O₄ partikülleri içeren termoset esaslı hibrit kompozitlerin alev geciktirme ve elektromanyetik kalkanlama özellikleri incelenmiştir. Katı atıkların piroliz yöntemiyle elde edilen aktif karbon, 714,33 m²/g BET yüzey alanına ve 69,5 S/m iletkenlik değerine sahip olup, termal kararlılığı ve elektriksel performansı artıran bir dolgu malzemesi olarak kullanılmıştır. Fe₃O₄ partikülleri ise elektromanyetik absorpsiyon ve kalkanlama etkinliğine katkıda bulunmuştur. Hazırlanan hibrit kompozitlerin yapısal ve termal özellikleri, termogravimetrik analiz (TGA), taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve X-ışını difraksiyonu (XRD) ile karakterize edilmiştir. Alev geciktirme performansı, sınırlı oksijen indeksi (LOI) ve konik kalorimetre testleri ile değerlendirilmiştir. En yüksek LOI değeri %41,1 ile Nov-5-45 numunesinde elde edilmiştir. Elektromanyetik kalkanlama etkinliği (EMI SE) geniş bir frekans aralığında ölçülmüş olup, en yüksek EMI SE performansı %5 aktif karbon ve %45 Fe₃O₄ hibrit dolgusuna sahip Nov-5-45 numunesinde elde edilmiştir. Aktif karbon ve Fe₃O₄ arasındaki sinerji, hem yangına dayanımı hem de elektromanyetik girişim (EMI) kalkanlama performansını önemli ölçüde iyileştirmiştir. Bu özellikleriyle geliştirilen kompozitler, elektronik, havacılık ve savunma sanayii gibi ileri teknoloji gerektiren uygulamalar için potansiyel adaylar arasında yer almaktadır. Bu çalışma, atık kaynaklı karbon malzemelerinin sürdürülebilir kompozit üretiminde kullanım potansiyelini vurgulamakta ve çevresel sürdürülebilirliğe katkıda bulunarak çok işlevli, yüksek performanslı malzemelerin geliştirilmesine olanak sağlamaktadır.
Özet (Çeviri)
The demand for high-performance materials with flame-retardant and electromagnetic shielding properties has increased research efforts on sustainable and multifunctional composites. In this study, thermoset-based hybrid composites containing activated carbon derived from solid waste and Fe₃O₄ particles were investigated in terms of their flame-retardant and electromagnetic shielding properties. The activated carbon obtained by pyrolysis of solid waste exhibited a BET surface area of 714.33 m²/g and an electrical conductivity of 69.5 S/m, serving as a filler material that enhanced thermal stability and electrical performance. Fe₃O₄ particles contributed to electromagnetic absorption and shielding effectiveness. The structural and thermal properties of the prepared hybrid composites were characterized using thermogravimetric analysis (TGA), scanning electron microscopy (SEM), and X-ray diffraction (XRD). Flame-retardant performance was evaluated by limiting oxygen index (LOI) and cone calorimeter tests. The highest LOI value of 41.1% was achieved in the Nov-5-45 sample. Electromagnetic shielding effectiveness (EMI SE) was measured over a wide frequency range, and the highest EMI SE performance was obtained in the Nov-5-45 sample containing 5 wt% activated carbon and 45 wt% Fe₃O₄. The synergy between activated carbon and Fe₃O₄ significantly improved both fire resistance and EMI shielding performance. With these properties, the developed composites can be considered potential candidates for advanced applications in electronics, aerospace, and defense industries. This study highlights the potential of waste-derived carbon materials in sustainable composite production and contributes to environmental sustainability by enabling the development of multifunctional, high performance materials.
Benzer Tezler
- Katı atık depolama sahası sızıntı sularının membransız biyo-katot mikrobiyal yakıt hücresinde arıtılması ve elektrik enerjisi üretimi
Treatment of landfill leachate in a membraneless bio-cathode microbal fuel cell and production of electrical energy
KENAN DALKILIÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MOİZ ELNEKAVE
- Bazı pestisidlerin kullanılmış ağartma toprağından elde edilen adsorbentler ile adsorpsiyonu
Adsorption of some pesicides by the adsorbents produced from spent bleaching earth
ZEYNEP BERNA TAMER
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Kimyaİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET RAUF BİRSEHAN MAHRAMANLIOĞLU
- Süt endüstrisi atıksuyu ve organik evsel katı atığın hammadde olarak kullanılmasıyla karışık kültürden polihidroksialkanoat (PHA) eldesi
Polyhydroxyalkanoate (PHA) production from mixed microbial culture by using dairy wastewater and food waste as raw materials
SELİN KARACA
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NEVİN YAĞCI
- Energy efficient co-treatment of municipal wastewater and food waste
Kentsel atıksu ve yemek atıklarının enerji verimli birlikte arıtımı
HÜSEYİN GÜVEN
Doktora
İngilizce
2018
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İZZET ÖZTÜRK
- The prevention of biofilm formation and prohibiting of the antibiotic resistance development
Biyofilm oluşumunun önlenmesi ve antibiyotik direnç gelişiminin engellenmesi
HADI FAKHRI
Doktora
İngilizce
2021
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜLEYMAN ÖVEZ
DOÇ. DR. SEVCAN AYDIN