Development and characterization of high-performance polymer composites for thermal management in electronics
Elektronik cihazlarda termal yönetim için yüksek performanslı polimer kompozitlerin geliştirilmesi ve karakterizasyonu
- Tez No: 991451
- Danışmanlar: PROF. DR. ÖZGENÇ EBİL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Modern elektronik cihazların giderek daha hafif, ince ve küçük hale gelmesi, termal yönetim kapsamında büyük bir problem haline gelmiştir. Bu bağlamda, bu çalışma, çözelti karıştırma ve film döküm yöntemleriyle üretilen Polisülfon (PSU)/Hekzagonal Bor Nitrür (hBN) kompozit filmlerin, morfolojik, yapısal ve termal özelliklerini incelemiştir. Yüksek termal iletkenlik ve elektriksel yalıtım da sağlanarak PSU, hBN konsantrasyonu ve hBN parçacıklarının yüzey alanı parametreleri optimize edilmiştir. Polimer matris olarak PSU seçilmiştir; hBN yüksek termal iletkenliğe ve geniş bant aralığına sahip olduğundan dolayı termal iletken dolgu malzeme olarak kullanılmıştır. PSU/hBN kompozit filmler, çeşitli PSU konsantrasyonları ve hBN yüklemeleri ile üretilmiştir. %20 PSU konsantrasyonu, homojen hBN dağılımını ve gelişmiş arayüzey etkileşimlerini sağlayan optimum vizkoziteyi sağlamıştır. PSU konsantrasyonu etkisine göre, ağılıkça %25 hBN yüklenen %20 PSU kompozitinin termal iletkenliği 0.96 W/(m.K) değerine ulaşarak, 0.21 W/(m.K) değerine sahip saf PSU'nun termal iletkenliğinden %366 daha yüksek olarak bulundu. hBN yükleme etkisi bağlamında, ağırlıkça %30 hBN yüklemede, termal iletkenlik 0.98W/(m.K) değerine ulaşarak %378'lik bir artış gösterdi. Öğütme işlemi, hBN yüzey alanını %49 arttırmıştır. Öğütülmüş ve ağırlıkça %30 hBN ile katkılanmış kompozit, 1.27 W/(m.K) ile en yüksek termal iletkenlik değerini göstermiştir ve bu değer, öğütülmemiş hBN ile katkılanmış kompozitten yaklaşık %30 daha yüksek olarak belirlenmiştir. Buna ek olarak, elektriksel iletkenliği“6.25 х”〖“ 10”〗^“-9”“S/m”olarak hesaplanmış ve bu da elektriksel olarak yalıtkan olduğunu kanıtlanıştır. Elektronik cihazlarda uygulanması kapsamında yapısal homojenlik, stabilite ve termal iletkenlik açısından öğütülmüş %30 hBN ile katkılanmış %20 PSU matris kompozisyonları ile optimum değerlerin belirlendiği bir çalışma gerçekleştirilmiştir.
Özet (Çeviri)
The continuous trend of electronic packaging becoming lighter, and smaller has been one of the primary challenges to thermal management. This study focused on the morphological, structural, and thermal investigations of Polysulfone (PSU)/Hexagonal Boron Nitride (hBN) composite films which were fabricated by solution mixing and film casting methods. The parameters were examined to optimize PSU, hBN concentration, and the surface area of hBN particles, aiming to achieve high thermal conductivity with electrical insulation. PSU was selected as the polymer matrix, and hBN was used as the thermally conductive filler owing to its high intrinsic thermal conductivity. PSU/hBN composites were fabricated with varied PSU and hBN concentrations. The 20 wt% PSU concentration showed optimum viscosity, which enabled homogenous hBN dispersion. Based on the PSU concentration effect part, the thermal conductivity of a 25 wt% hBN-doped 20 wt% PSU reached 0.96 W/(m.K), which is 366% higher than that of pristine PSU (0.21 W/(m.K)). For the hBN loading effect part, 30 wt% hBN-doped 20 wt% PSU resulted in 0.98 W/(m.K) corresponding to a 378% enhancement. Mechanical grinding increased hBN surface area by 49%. The composite doped with 30 wt% ground hBN, showed the highest thermal conductivity value of 1.27 W/(m.K), which was 30% higher than that of its unground particles doped composite. In terms of structural homogeneity, stability, and thermal conductivity, an optimal balance could be achieved with 30 wt% ground hBN-doped 20 wt% PSU matrix compositions. With a calculated electrical conductivity of“6.25 х ”〖“10”〗^“-9”“S/m”, G6hBN_20_30 was thermally conductive and electrically insulative.
Benzer Tezler
- Yüksek performanslı kompozitlerin geliştirilmesi için elyaf yüzeyi modifikasyonu amacıyla yeni poliimidlerin sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of novel polyimides for fiber surface modification to develop high performance composites
AYLİN ALBAYRAK
Doktora
Türkçe
2026
Polimer Bilim ve TeknolojisiYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KADİR TURHAN
PROF. DR. MUSTAFA ÇAKIR
- Development and characterization of functional poly(lactic acid) composites for packaging applications
Başlık çevirisi yok
IŞINAY EBRU YUZAY
- Multi scalable design and performance characterization of glass fiber reinforced epoxy composites by incorporation of hexagonal boron nitride in resin and on interfaces
Cam elyaf takviyeli epoksi kompozitlerin reçine ve arayüzeylere hegzagonal bor nitrür dahil edilmesi ile çok ölçeklenebilir tasarımı ve performans karakterizasyonu
SAMET ÖZYİĞİT
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Savunma ve Savunma TeknolojileriSabancı ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BURCU SANER OKAN
- Development and characterization of composite proton exchange membranes for fuel cell applications
Yakıt pili uygulamaları için kompozit proton değişim membranları geliştirilmesi ve karakterizasyonu
R. GÜLTEKİN AKAY
Doktora
İngilizce
2008
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURCAN BAÇ
- Seramik sağlık gereçlerine alternatif polimer matrisli kompozit malzemelerin geliştirilmesi ve karakterizasyonu
Development and characterization of polymer matrix composite materials alternative to ceramic sanitarywares
GÖKHAN AÇIKBAŞ
Doktora
Türkçe
2016
Mühendislik BilimleriDumlupınar ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN GÖÇMEZ