Mikrodalga frekanslarda doğal ve emprenye edilmiş odun türlerinin dielektrik özellikleri
Dielectric properties of natural and impregnated wood species at microwave frequencies
Yazar: HAMİYET ŞAHİN
Danışman: DOÇ.DR. NURGÜL AY
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Orman Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2002
Konu: Ormancılık ve Orman Mühendisliği = Forestry and Forest Engineering
Dizin: Dielektrik sabiti = Dielectric constant ; Dielektrik özellikler = Dielectric properties ; Emprenyeli odun = Impregnated wood ; Mikrodalga frekans = microwave frequence ; Odun = Wood

Özet:
ÖZET Bu çalışmada, doğal ve emprenye edilmiş odun türlerisin mikrodalga frekanslardaki dielektrik özelliklerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Çalışma kapsamında, ülkemiz orman endüstri alanında önemli olan Doğu Ladini, Sarıçam, Melez Kavak, Sakallı Kızılağaç, Anadolu Kestanesi, Sapsız Meşe ve Doğu Kayını odun türlerinin doğal haldeki, Sarıçam, Sakallı Kızılağaç ve Doğu Kayını odun türlerinin emprenyeli haldeki dielektrik özellikleri inceleme altına alınmıştır. Emprenye işleminde, ticari olarak yaygın kullanımı bulunan kimyasal maddeler (borik asit, boraks, tanalith-C, fosforik asit, ımmersol-WR, amonyum sülfat, polietilenglikol-1000) kullanılmıştır. Dielektrik özellikler (dielektrik sabiti, kayıp faktörü, kayıp tanjantı) A.Von-H5ppel Dalga Kılavuzu Yöntemi kullanılarak belirlenmiştir. Ölçümler 2.45 GHz ve 9.8 GHz mikrodalga frekanslarında ve oda sıcaklığında (20-24 °C) gerçekleştirilmiştir. Doğal haldeki odun türlerinin, üç lif yönünde ve % 0-28 rutubet sınırları arasında olmak üzere 6 rutubet miktarındaki dielektrik özellikleri, emprenyeli odun türlerinin ise liflere paralel ve liflere dik yönde ve hava kurusu haldeki dielektrik özellikleri araştırılmıştır. Çalışmada, odun türü, lif yönü, rutubet miktarı, özgül ağırlık, emprenye maddesi türü ve frekansın dielektrik özellikler üzerine etkileri araştırılmıştır. Sonuç olarak, çalışılan tüm odun türlerinin dielektrik davranışı oldukça benzerdir. Rutubet miktarı ve özgül ağırlık arttıkça dielektrik özellikler artar; lif yönü dikkate alındığında ise genelde liflere dik yöndeki dielektrik özellikler liflere paralel yöndekinden küçük ve teğet yön ve radyal yön arasındaki fark ise önemsizdir. Ayrıca, frekansın artışıyla dielektrik sabiti ve kayıp faktörü azalırken kayıp tanjantı küçük bir artış gösterir. Emprenye edilmiş odun tiklerinin dielektrik davranışları incelendiğinde ise emprenye maddesi türünün dielektrik özellikleri etkilediği belirlenmiştir. Ayrıca, emprenyeli odunun, odun türü ve lif yönüne göre değişim karakteri doğal haldeki odunun dielektrik davranış değişim karakterine benzerdir. Anahtar Kelimeler: Dielektrik sabiti, kayıp faktörü, kayıp tanjantı, doğal odun, emprenyeli odun, mikrodalga frekans. vn

Abstract:
SUMMARY Dielectric Properties of Natural and Impregnated Wood Species at Microwave Frequencies In this study, dielectric properties of natural and impregnated wood species at microwave frequencies were investigated. The wood species that were selected for dielectric measurements were Oriental spruce, Scotch pine, Euramerican hybrid poplar, Alder, Chestnut, Oak, Oriental beech, while in impregnation process, Scotch pine, Alder, and Oriental beech were used. Boric acid, borax, tanalith-C, phosphoric acid, ammonium sulphate, lmmersol-WR, PEG-1000 were used as the impregnation chemicals. The method used was based upon Von Hppel's transmission line method. Frequencies used for this study were 2.45 GHz and 9.8 GHz; and the measurements were carried out at a room temperature of 20-24 °C. The dielectric properties of natural wood species were determined for the three principal structural directions at six different moisture conditions, covering the range of 0 % m.c. to 28 % me., while the dielectric properties of impregnated wood species were determined for two grain directions of wood at air-dry condition. Results indicated that the behavior of all wood species studied is qualitatively similar. In general, the dielectric properties increase within the range studied with rising moisture content. Also the grain direction of the wood plays a significant role. The specific effect of the parameters of moisture content and grain direction on the dielectric properties also depends on the wood species. The dielectric properties increase linearly with increasing specific gravity. With respect to frequency, the dielectric constant and loss factor decrease as frequency increase except for loss tangent. Little increase in loss tangent is obtained as frequency increase. The influence of chemical impregnants on the dielectric properties of wood is significant. The dielectric behavior of impregnated wood according to grain direction and wood species is similar to that of natural wood. Key Words: Dielectric constant, loss factor, loss tangent, naturall wood, impregnated wood, microwave frequency. vm