Karbon nanotüplerin ısıl analizi
Heat transfer analysis of carbon nanotubes
Yazar: NİHAT DOĞAN
Danışman: DOÇ. DR. İSAK KOTCİOĞLU
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu çalışmada sonlu elemanlar tabanlı tek ve çift duvarlı armchair ve zigzag karbon nanotüplerin kafes yöntemi ile ısıl analizleri incelenmiştir. Tek duvarlı (TDKNT) ve çok duvarlı karbon nanotüpler (ÇDKNT) için ANSYS programında similasyon tekniği geliştirilmiş ve uygulanmıştır. Bu metod farklı kafes yapısındaki nanotüplerin ısı iletimlerini karşılaştırmak için kullanılmıştır. Atom sayıları ve bağ sayıları eşit olan farklı kafes yapısında armchair (6,6)?zigzag (12,0) ve armchair (5,5)?zigzag (10,0) nanotüpler farklı çap ve boy oranlarına göre modellenerek her iki açık ucuna aynı ölçülerde yerleştirilen ve nanotüplerle aynı özelliklere sahip tablalara atanan farklı sıcaklık değerleri ile oluşturulan sıcaklık aralığında ısı iletim davranışları incelenmiştir. Nanotüplerin iki açık ucuna yerleştirilen tablalardan sıcaklığı diğer tablaya göre daha az olan tablanın ne kadar sürede kararlılığa eriştiği incelenmiştir. Nanotüpler boyunca birim kafeslerdeki karbon atomlarının sıcaklık değişimleri ve ısı akıları kararlı ve kararsız hale bağlı olarak incelenmiştir. Zigzag ve armchair nanotüplerin incelenen ısı iletim davranışlarına göre zigzag nanotüplerin kafes yapısı armchair nanotüplerin kafes yapısına göre, ısı iletimi açısından, daha avantajlı olduğu ve ısıyı armcahir yapıya göre daha hızlı ilettiği görülmüştür. Grafik ve çizelgeler sıcaklık arttıkça kararlı hale gelme sürelerinin kısaldığı göstermiştir.

Abstract:
At this study thermal behavior of finite elements based single and double layer armchair and zigzag carbon nanotubes have been investigated by using lattice method. The simulation technique has been developed and applied by using ANSYS software for SWNTs and MWCNTs. This method has been used for comparing the heat transfer of carbon nanotubes which have different lattice structure. Armchair (6,6)?zigzag (12,0) and armchair (5,5)?zigzag (10,0) nanotubes that has equal atomic and bond number with different lattice structure have been modeled by their diameter size and aspect ratios. The heat transfer behavior has been analyzed that is created with different temperature values applied to the trays which have same characteristics with nanotubes and placed on both same open end of the modeled nanotubes. The time period of stability has been analyzed belong to the tray has less temperature then other which have placed on both open end of nanotubes. The temperature difference and heat flux of carbon atoms at unit lattice during nanotubes have been analyzed according to their stable and unstable situation. Zigzag and armchair nanotubes studied by thermal conduction behavior of lattice structure of zigzag nanotubes armchair nanotube lattice structure, in terms of heat conduction, the heat is more advantageous and quicker than armchair structure was conveyed. Graphics and charts show that the duration of stability has shortened while the temperature increases.