Elektrik iletkenliği ve esnekliği arttırılmış poliüretan boya ile elektromanyetik uygulamalar
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Atatürk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kimya Mühendisliği Anabilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2025
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: ABDULLAH GÖZÜM
Danışman: Taner Tekin
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Amaç: Gelişen teknoloji ile birlikte giyilebilir antenler, horn antenler, dalga kılavuzları, metamalzemeler (MTM) ve frekans seçici yüzeyler (FSS: Frequency Selective Surface) gibi birçok elektromanyetik uygulamada maliyet etkin, hafif ve işlevsel malzemelere olan ilgi ve bu malzemeler üzerine yapılan araştırmalar giderek artmaktadır. Bu ilgi elektromanyetik uygulamaların birçok alanında geçerli olup bu çalışmada uygulamalar sınırlı tutularak daha geniş bir çerçevede birçok elektromanyetik uygulama için kullanılabilecek bir yaklaşım da sunulmaktadır. Geleneksel üretim yöntemleri genel olarak elektromanyetik özelliklerin sağlanabilmesi açısından doğrudan metalik malzemelerin işlenmesiyle yapılmaktadır. Bu durum özellikle mekanik esnekliğin ve karmaşık geometrilerin bulunduğu yapılar için üretim zorluklarını ve maliyetleri arttırmaktadır. Bu çalışmada, özgün olarak geliştirilmiş poliüretan bazlı iletken boya kullanılmaktadır. Yöntem: Çalışmada, 5 farklı elektromanyetik uygulama üzerine odaklanılmış olup diğer birçok elektromanyetik ürün önerilen yaklaşım ile üretilebilecektir. Odaklanılan uygulamalar sırasıyla; tekstil anten uygulaması (esnek alt taş uygulamaları için), 3-boyutlu yazıcı ile üretilebilen horn antenler ve dalga kılavuzları, tekstil alt taş üzerine uygulanan MTM ve FSS yapılarıdır. Bulgular: Tüm uygulamalar için CST Microwave Studio ticari programı kullanılarak gerekli elektromanyetik simülasyonlar yapılmış ve önerilen boya kullanılarak elde edilen sonuçlar ile metalik yüzey kullanımıyla elde edilen sonuçlar kıyaslanmıştır. Tüm yapıların üretimi mümkün olmadığından dolayı sadece FSS yapılarının tekstil uygulamaları serigrafi yöntemi ile yapılmış olup, ölçümler ile yapılan simülasyonlar arasında benzer sonuçlar elde edilmiştir. Ölçümler ve simülasyonlar yapılırken, geri dönüş kaybı, iletim ve yansıma davranışları, bant genişlikleri, rezonans frekansları gibi temel EM özellikler incelenmiştir. Önerilen yaklaşım ile yeni nesil elektromanyetik sistemlerin üretiminde maliyet etkin, kolay üretilebilir ve esnek yapılara sahip fonksiyonel çözüm sunulmaktadır. Sonuç: Bu çalışmadan elde edilen sonuçlar, önerilen yaklaşımın (poliüretan bazlı iletken boya kullanımının) fonksiyonel elektromanyetik yapıların üretimini başarıyla sağladığını açıkça göstermektedir. Dalga kılavuzları ve antenler dahil olmak üzere çeşitli bileşenler üzerinde gerçekleştirilen karşılaştırmalı simülasyonlar ve ölçümler, boya kaplı 3 boyutlu yazdırılmış prototiplerin ve tekstil üzerine baskı yöntemiyle eklenen boyanın geleneksel metalik yapıların davranışına yakın elektromanyetik performans sergilediğini doğrulamaktadır. İletken kaplama, minimum bozulma ile dalga yayılımını ve radyasyonu desteklemek için yeterli yüzey iletkenliği sağlamaktadır.