Şekillendirilebilir ısı-ses yalıtım malzemesinin geliştirilmesi ve analizi
Development and analysis of formable heat-sound insulation material
Yazar: MEHMET ALİ ARSLAN
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA AKTAŞ
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Enerji = Energy

Özet:
Yalıtım malzemeleri, pasif gürültü kontrolü ve ısı-ses yalıtımı ile ilgili artan ihtiyaçlar nedeniyle birçok alanda yaygın olarak kullanılmaktadır. Bununla birlikte farklı ortamlarda istenen ısıl, akustik performans ve konfor şartlarını sağlayan ısı-ses yalıtım malzemeleri geliştirilmesine yönelik çalışmalar önem kazanmıştır. Çeşitli mühendislik uygulamalarında kullanım alanı bulabilen Al esaslı metalik köpüklerin ısı ve ses yalıtım özellikleri hakkında sağlıklı ve yeterli araştırma sayısı çok azdır. Yapılan çalışma ile son yıllarda oldukça ilgi çekmekte olan Al esaslı metalik köpüklerin iyi bir ısı ve ses yalıtımı sağlayacak nitelikte üretimi ve karekterizasyonu üzerine deneysel bir araştırma yapılmıştır. Bu kapsamda tez çalışmasında farklı ortamlarda istenen ısıl ve akustik performans sağlayacak şekillendirilebilir Al esaslı metalik köpük üretilmiştir. Farklı gözenek yapısı ve boyutlarda üretilen kapalı gözenekli Al esaslı köpüklerin mikro ve makro yapıları analiz edilmiş, optimum üretim parametreleri belirlenerek üretilen köpüklerin ısı iletim katsayısı, frekansa bağlı ses yutum katsayısı ve iletim kaybı özellikleri ASTM E1530-11 ve TS EN ISO 10534-2 standartlarına göre deneysel olarak analiz edilmiştir. Üretilen Al esaslı köpükler ile yapılan testlerden elde edilen ısı iletim katsayısı değerleri 1,2-4,11 W/mK arasında değişmektedir. Bütün deney numuneleri arasında tip 6 Al köpük 500 Hz ve üzeri frekans bandında çok iyi ses yutum performansı göstermiş ve tip 6 için en yüksek ses yutum katsayısı 630 Hz'de 0,98 olarak ölçülmüştür. Ayrıca tip 4 özellikle 800 Hz ile 6300 Hz frekans aralığında 20 dB ve 40 dB arasında gürültüyü azaltarak ses yalıtımı ve gürültü kontrolü açısından çok iyi bir performans göstermiştir. Yapılan bu tez çalışmasından edilen verilere göre, Al esaslı köpüklerin hem ısıl hem de akustik özellikleri açısından farklı alanlarda fonksiyonel uygulamalar için önemli bir kullanım potansiyeline sahip olduğu belirlenmiştir.

Abstract:
Insulation materials are widely used in many areas due to the increased requirements for passive noise control and heat-sound insulation. However, studies to develop heat-sound insulation materials that provide the desired thermal, acoustic performance and comfort conditions in different environments have gained importance. The number of healthy and sufficient research on the thermal and sound insulation properties of Al-based metallic foams, which can find use in various engineering applications, is too little. An experimental research has been carried out on the production and characterization of Al-based metallic foams, which have been attracting much attention in recent years, in order to provide good heat and sound insulation. In this context, Al-based metallic foam is produced which can provide the desired thermal and acoustical performance in different environments. Micro and macro structures of closed-cell Al based foams produced in different pore structure and sizes were analyzed and optimum production parameters were determined and the thermal conductivity, frequency dependent sound absorption coefficient and transmission loss properties of the produced foams were determined according to ASTM E1530-11 and TS EN ISO 10534-2 standards were analyzed experimentally. The values of thermal conductivity obtained from the tests made with the produced Al based foams vary between 1,2-4,11 W/mK. Among all test samples, type 6 Al foam has exhibited good sound absorption performance in the frequency band of 500 Hz and above, and the highest sound absorption coefficient for type 6 was measured as 0.98 at 630 Hz. In addition, type 4 has shown very good performance in terms of sound isolation and noise control, especially by reducing noise between 20 dB and 40 dB in the 800 Hz to 6300 Hz frequency range. According to the data obtained from this thesis study, it was determined that Al-based foams have an important usage potential for functional applications in different areas in terms of both thermal and acoustic properties.