Karbon nanotüpler kullanılarak radar absorblayan kompozit malzemelerin üretilmesi
Production of radar absorbing composite materials using carbon nanotubes
Yazar: BERKANT ŞENTÜRK
Danışman: DOÇ. DR. HÜSNÜGÜL YILMAZ ATAY
İzmir Katip Çelebi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Karbon nanotüp = Carbon nanotube ; Radar = Radar ; Savunma teknolojileri = Defence technologies ; Soğutma = Cooling

Özet:
Son yıllarda, benzersiz özelliklerinden dolayı karbon nanotüplerin radar soğurucu özellikleri üzerine çok sayıda çalışma yapılmıştır. Bununla birlikte, az sayıda çalışma hem partikül boyutunun hem de ağırlık fraksiyonunun etkisini dikkate almıştır. Bu çalışmanın amacı, karbon nanotüplerle güçlendirilmiş polimerik bir kompozit yapı kullanarak katı absorpsiyon, düşük ağırlık/kalınlık ve uygun maliyetli, elektromanyetik dalgaların yansımasını en aza indiren malzeme üretmektir.
8 nm, 18 nm ve 78 nm'lik farklı partikül boyutlarına sahip karbon nanotüpler, %1, %2 ve %3'lük farklı ağırlık oranlarında polyester ile karıştırıldı. Tek, çift ve üç katmanlı olmak üzere üç farklı kompozit yapı hazırlanmıştır. Kompozitler, 8 ila 12 GHz frekans aralığında XRD, SEM ve ağ analizörü kullanılarak karakterize edildi. Sonuçlara göre tanecik boyutunun artmasıyla radar absorpsiyonunun arttığı ancak katman sayısının sonuçlar üzerinde doğrusal bir etkisinin olmadığı görülmüştür. Ağ analizörü sonuçları, 1,5 mm kalınlığında 9,9 GHz'de minimum yansıma kaybı değerinin −33,1 dB ve etkin bant genişliğinin 9,9 GHz olduğunu göstermektedir. Çok katmanlı karbon nanotüp kompozitleri, partikül boyutlarını ve ağırlıklarını değiştirerek, absorpsiyon bantlarını farklı frekans bantlarında farklı uygulamalara uyacak şekilde ayarlama esnekliğinden dolayı potansiyel bir radar emici olabilir.

Abstract:
In recent years, numerous studies have been conducted on the radar absorbing properties of carbon nanotubes due to their unique properties. However, few studies have considered the effect of both particle size and weight fraction. The aim of this study is to produce a material with solid absorption, low weight/thickness and cost-effective, minimizing the reflection of electromagnetic waves by using a polymeric composite structure reinforced with carbon nanotubes. Carbon nanotubes with different particle sizes of 8 nm, 18 nm and 78 nm were mixed with polyester at different weight ratios of 1%, 2% and 3%. Three different composite structures were prepared as single, double and triple layered. The composites were characterized using XRD, SEM and network analyzer in the 8 to 12 GHz frequency range. According to the results, it was observed that the radar absorption increased with increasing grain size, but the number of layers did not have a linear effect on the results. The network analyzer results show that the minimum reflection loss value at 9,9 GHz at 1,5
mm thickness is −33,1 dB and the effective bandwidth is 9,9 GHz. Multilayer carbon nanotube composites could be a potential radar absorber due to their flexibility to adjust their absorption bands to suit different applications in different frequency bands by varying particle sizes and weights.