Karbon fiber kompozit kumaşların 30 mhz - 1500 mhz frekans aralığında elektromanyetik ekranlama etkinliğinin incelenmesi
Investigation of the electromagnetic shielding effectiveness of carbon fiber composite fabrics in the frequency range of 30 mhz - 1500 mhz
Yazar: HALİL İBRAHİM KESKİN
Danışman: PROF. DR. ŞÜKRÜ ÖZEN
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Gelişen malzeme bilimiyle birlikte, sahip olduğu avantajlardan dolayı kompozit malzemeler birçok uygulamada klasik malzemelerin yerine tercih edilmektedir. Özellikle son yıllarda, popüler kompozitlerden biri olan karbon fiber kompozit kumaşlar mekanik ve elektriksel niteliklerinden dolayı geniş bir kullanım alanına sahiptir. Havacılık, uzay, savunma ve otomotiv sanayi karbon fiber kompozitlerin sıklıkla kullanıldığı sektörlerin başında gelmektedir. 
Poliakrilonitril (PAN), zift ve suni ipek karbon fiberlerin sentezi için kullanılan öncüllerdir. Karbon fiber kompozit üretiminde, bu öncüller farklı sıcaklıkta stabilizasyon, karbonizasyon ve grafitizasyon gibi bir dizi işlemden geçirilir. Öncül çeşidi ve işlem sıcaklığı karbon fiberlerde kaliteyi etkileyen önemli faktörlerdir.
Bu çalışmada, PAN esaslı karbon fiber kompozit kumaşların elektromanyetik ekranlama etkinliği ASTM D4935-18 standardınca üretilen koaksiyel ölçüm sistemiyle 30 MHz – 1500 MHz frekans aralığında incelenmiştir. Ölçüm sisteminin analizleri hem benzetim çalışmalarıyla hem de deneysel ölçümlerle yapılmıştır. Analiz sonuçlarına göre ölçüm sisteminin verimli bir performans sergilediği gözlemlenmiştir. Bunun yanı sıra çalışmada beş farklı karbon fiber kompozit numunesinin ekranlama etkinliği örgü tipi, laminat kalınlığı ve lif yönelimi açısından değerlendirilmiştir. Sonuç olarak elde edilen bulgular, fiziksel özelliklerin ekranlama etkinliğini değiştirebildiğini göstermiştir.

Abstract:
With the developing material science, composite materials have been preferred instead of classical materials in many applications due to their advantages. Especially, in recent years carbon fiber composite fabrics, which are one of the most popular composites have wide usage area due to their mechanical and electrical qualities. Aviation, aerospace, defense and automotive industries are the leading sectors where carbon fiber composites are frequently used.
Polyacrylonitrile (PAN), pitch and rayon are precursors that are used for synthesis of carbon fibers. In carbon fiber composite production, these precursors are performed a series of processing such as stabilization, carbonization and graphitization in different temperatures. Precursor type and processing temperature are important factors affecting the quality of carbon fibers.
In this study, electromagnetic shielding effectiveness of carbon fiber composite fabrics has been investigated in the frequency range of 30 MHz - 1500 MHz by the coaxial measurement system that produced according to ASTM D4935-18 standard. The analyses of the measurement system have been made with both simulation studies and experimental measurements. According to the results of the analysis, it has been observed that the measurement system performs efficiently. Besides, the shielding effectiveness of five different carbon fiber composite samples have been evaluated in terms of woven type, laminate thickness and fiber orientation. As a result, the obtained findings showed that physical properties are able to change the electromagnetic shielding effectiveness.