Haberleşme uydularında ısıl arayüz malzemelerinin karakterizasyon ve kararlı durum deneysel yöntemi kullanılarak ısıl iletkenlik performans karşılaştırılması
Characterization of thermal interface materials in communication satellites and thermal conductivity performance comparison using a steady state experimental method
Yazar: EZGİ NUR SAYAR ÇINAR
Danışman: DOÇ. DR. HANİFİ ÇİNİCİ
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Isıl kontrol alt sistemi (IKS) her uzay aracının önemli bir parçasıdır. Amacı, bir uzay aracının tüm bileşenlerini kendi sıcaklık sınırları içinde tutmaktır. Isıl kontrol alt sistemi hem pasif hem de aktif öğelerden oluşabilir. Aktif donanım; ısıtıcıları, ısı borularını, sıvı döngülerini, soğutucuları ve panjurları içerebilir ve bunlar harici kontrol gerektirir. Pasif donanım; kaplamalar, izolasyonlar ve arayüz malzemelerini içerebilir ve kontrol gerektirmezler. Bu çalışma, pasif ısıl kontrol donanımı olan ısıl arayüz malzemesine (TIM) odaklanmaktadır. Isıl arayüz malzemesi, uzay tabanlı uygulamalar için ısıl kontrol şemasının bir parçası olarak ve ısıl teması iyileştirmek için sıklıkla kullanılan birçok araçtan biridir. TIM'ler ağırlıklı olarak polimerlere, özellikle de silikon ve seramiklere dayanmaktadır. Bu malzemeler, örneğin bir aviyonik kutu veya yüksek güç harcayan elektronik ünite ile soğuk plaka arasına yerleştirilerek uygun sıcaklıkların korunabilmesi için iletim yoluyla ısı transferini iyileştirir. Bu çalışma iki bölüme odaklanmaktadır. İlk bölüm, üç farklı TIM'in SEM (Taramalı Elektron Mikroskobu), EDS (X-ışını spektrometresi), XRD (X-ışını kırınım analizi), FTIR (Fourier-transform kızılötesi spektroskopisi) ve DTA/DSC (Diferansiyel Termal Analiz/Diferansiyel Taramalı Kalorimetri) analizleri yoluyla tersine mühendislik yöntemi analizi ile karakterizasyonu ve ikinci bölüm ise ASTM D5470 standardına dayalı olarak üç farklı TIM'in ısıl iletkenlik katsayısı performans karşılaştırmasıdır.

Abstract:
The thermal control subsystem (TCS) is an important part of every spacecraft. Its purpose is to maintain all the components of a spacecraft within their respective temperature limits. The thermal control subsystem can be composed of both passive and active items. Active hardware can include heaters, heat pipes, fluid loops, coolers, and louvers, requiring external control. Passive hardware can consist of coatings, insulations, and fillers, and they require no control. This study focuses on the thermal interface material (TIM) which is passive thermal control hardware. A thermal interface material is one of the many tools that are often used as part of the thermal control scheme for space-based applications and to improve thermal contact. TIMs are predominantly based on polymers, particularly silicone and ceramics. These materials are placed between, for example, an avionics box or high power dissipated electronic unit and a cold plate, to improve the conduction heat transfer so that proper temperatures can be maintained. This study focuses on two parts. The first part is the characterization of three different TIMs via SEM (Scanning Electron Microscope), EDS (X-ray spectrometer), XRD (X-ray diffraction analysis), FTIR (Fourier-transform infrared spectroscopy), and DTA/DSC (Differential Thermal Analysis/Differential Scanning Calorimetry) analyses via the reverse engineering method, and the second part is the thermal conductivity performance comparison of three different TIMs based on the ASTM D5470 standard.