Ag ve Co nanoparçacık katkılı polivinil butiral nanokompozitlerinin fiziksel, mekanik ve radar soğurma özelliklerinin araştırılması
Investigation of physical, mechanical and radio frequency absorption properties of Ag and Co nanoparti̇cles doped the polyvinyl butyral nanocomposites
Yazar: ERDİ AKMAN
Danışman: PROF. DR. AHMET AVCI ; PROF. DR. SAVAŞ SÖNMEZOĞLU
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Mekanik Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasında, ark deşarj yöntemi ile saf gümüş (Ag) ve kobalt (Co) nanoparçacıklar (NPs)'nın sentezi yapılmış ve bu NPs farklı oranlarda polivinil butiral (PVB) polimerine katkısı yapılarak PVB-tabanlı nanokompozitlerin üretimi gerçekleştirilmiştir. Üretilen NPs'ın saf halde olup olmadığının belirlenmesi için X-ışınları difraktometresi (XRD) analizi yapılmıştır. Nanokompozitler üretilirken katkı elemanı olarak % 1.0 oranında Ag NPs, % 1.0 oranında Co NPs, % 0.5 oranında Ag:Co NPs ve % 1.0 oranında Ag:Co NPs katkısı yapılarak elde edilmiştir. Üretilen nanokompozitlerin yüzey mofojilerinin araştırılması için taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve atomik kuvvet mikroskobu (AFM) analizleri yapılmıştır. SEM görüntülerinden katkıyla beraber ciddi yüzey değişimlerinin meydana geldiği gözlemlenmiştir. Ayrıca, nanokompozitler için yapılan FTIR analizlerinde katkısı yapılan NPs ile polimer etkileşiminin sonucu olarak başta mekanik ve termal özellikleri olmak üzere birçok özelliğinin iyileşme gösterdiği görülmüştür. Nitekim saf PVB polimerine kıyasla tüm nanokompozitlerin hem çekme gerilmesi (σ) hem de elastite modülü (E) ciddi artış göstermiştir. Aynı şekilde düşük sıcaklıklarda katkının etkisiyle beraber nanokompozitlerin termal kararlılık kazandığı anlaşılmıştır. Bununla beraber, üretilen saf PVB filminin ve % 1.0 Ag:Co NPs katkısı yapılarak üretilen nanokompozit filminin radar dalgasının süper yüksek frekans bandı için ölçümleri alınmıştır. Elde edilen yansıma kaybı frekans eğrisine göre saf PVB 2.29 GHz frekans değerinde -4 dB'lik soğurum yaparken, % 1.0 Ag:Co NPs katkılı nanokompozit -15 dB'lik bir dalga soğurumunun yaptığı tespit edilmiştir. Elde edilen tüm bu sonuçlar göz önüne alındığında, PVB polimerinin sahip olduğu özelliklerin yapılan katkı ile daha da geliştiği ve bu gelişme ile birlikte kullanım alanının daha da artacağı anlaşılmıştır.

Abstract:
In this thesis study, the synthesis of pure silver (Ag) and cobalt (Co) nanoparticles (NPs) was
carried out with arc discharge method, and these NPs were doped to polyvinyl butyral (PVB) polymer at different rates to produce PVB-based nanocomposites. To determine whether the produced NPs were pure or not, X-ray diffractometer (XRD) analysis was made. When the nanocomposites were produced, 1.0% Ag NPs, 1.0% Co NPs, 0.5% Ag:Co NPs, and 1.0% Ag:Co NPs were used as doping. To investigate the
surface morphologies of the nanocomposites, scanning electron microscope (SEM) and atomic force
microscopy (AFM) analyses were made. It was observed in the SEM images that serious surface changes
occurred with the doping. In addition, in the FTIR analysis that were made for nanocomposites, it was observed that there were improvements in many characteristics mainly in mechanical and thermal
characteristics as a result of the interaction of NPs with polymer. As a matter of fact, both the tensile stress (σ) and the elasticity modulus (E) of all nanocomposites increased at a significant level compared to pure PVB polymer. Similarly, it was understood that nanocomposites had thermal stability with the effect of the doping in low temperatures. In addition, the radar wave measurements of the pure PVB film and nanocomposite film, which was produced by doping 1.0% Ag:Co NPs, was also carried out. It was determined according to the reflection loss frequency curve that pure PVB adsorption at 2.29 GHz frequency at -4 dB, and the nanocomposite to which 1.0% Ag:Co NPs was added had a wave adsorption at -15 dB. In the light of these data, it was understood that the characteristics of PVB polymer improved with the doping, and the usage area of it will also increase with this improvement.