Grafen ve Bor Nitrür Takviyeli Hibrit Nanokompozitlerin Termal ve Elektriksel İletkenliklerin İyileştirilmesi


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2022

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Mahide Betül ÖZTÜRKMEN

Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Nursel Dilsiz

Eş Danışman: Yahya Öz

Özet:

Bu yüksek lisans tezi kapsamında, akademi dünyasında son zamanlarda araştırmalara konu olan 2 boyutlu malzeme sınıfından grafen (GNP) ve grafen benzeri özelliklere sahip nano malzeme olan hegzagonal bor nitrür (h-BN) kullanılarak elde edilen hibrit karışımın epoksi reçine içerisine katkılandırılarak epoksi reçinenin termal ve elektriksel olarak iletken hale getirilmesi amaçlanmıştır. Üretimde kullanılacak olan nanomalzemeler kristal yapılarının incelenebilmesi için XRD analizine tabii tutulmuştur. Buna ek olarak, deneysel çalışmalara başlamadan önce bir deney tasarım yöntemi kullanılarak deneyler planlanmıştır. Bu çalışma kapsamında kütlece %0,1, %0,25, %0,5 ve %1 katkılama oranlarında nanomalzemeler epoksi reçine içerisine üç merdaneli değirmen kullanılarak karıştırılarak, kürlendirilmiştir. Üretilen GNP/epoksi, h-BN/epoksi ve GNP/h-BN/epoksi nanokompozitlerinin SEM, FTIR, TGA, DSC, Termal iletkenlik, Elektriksel İletkenlik ve Üç nokta eğme testleri yapılmıştır. Analizler sonucunda, termal iletkenliğin kütlece %1 GNP ve %1 h-BN takviye edilmiş hibrit nanokompozitte %9,3 arttığı gözlemlenmiştir. Aynı zamanda, elektriksel özellikler incelendiğinde düşük katkılama oranlarında (%0,1 ve %0,25) eşik değerine ulaşılmıştır. GNP takviyesinin artmasıyla elektriksel iletkenlik değerlerinde kayda değer artış olduğu gözlemlenmiştir, yaklaşık 103 S/m olarak bu değer belirlenmiştir. Bununla birlikte, katkılama oranının yüzdesine eğilme mukavemeti üzerindeki etkisi de oldukça büyük öneme sahip olup, saf epoksiye kıyasla %0,1 h-BN/epoksi nanokompozitinde %58 artış gözlemlenmiştir. Bu çalışma kapsamında üretilen hem saf hem hibrit nanokompozitlerin iyileştirilmiş özellikleri ile zorlu ortamlarda ve elektrostatik yayılım, elektrostatik boyama, elektromanyetik kalkanlama, yalıtım malzemeleri, yapısal parçalar vb. çeşitli havacılık uygulamaları için kullanılabilir olduğu sonucuna ulaşılmıştır.

Anahtar Kelimeler : Grafen, h-bor nitrür, termoset reçine, hibrit nanokompozit, termal iletkenlik, elektriksel iletkenlik, mekanik test