Investigation of photothermal radiometry method for thermal characterization of polymer composites

Malzeme teknolojisindeki gelişmeler dikkate alındığında, polimer kompozitlerin termofiziksel özelliklerinin belirlenmesi mühendislik tasarımı açısından büyük önem taşımaktadır. Karakterizasyon teknikleri arasında fototermal radyometri (FTR) yöntemi, çeşitli malzemelerin termofiziksel karakterizasyonunu belirlemek için kullanılan temassız ve tahribatsız bir ölçüm yöntemidir. FTR yönteminin temeli genel olarak modüle edilmiş bir lazer ışınının malzeme yüzeyinde soğurulması ile yayılan kızılötesi (KÖ) radyasyondaki değişikliklerin tespit edilmesi prensibine dayanmaktadır. Polimer kompozitler, düşük uyarım gücünde ve düşük frekans aralığında ısıl yayınım katsayısının elde edilmesini sağlayan güçlü KÖ radyasyon emisyonuna sahip olmaları sayesinde FTR ölçümleri için uygun örneklerdir. Bu tez kapsamında, polimer kompozitlerin ısıl yayınım katsayılarını ölçmek için, düşük frekanslı çalışma aralığına ve arka tespit konfigürasyonuna sahip, özel olarak modifiye edilmiş modüle edilmiş bir PTR yöntemi tasarlanmış ve geliştirilmiştir. Deney düzeneğinin doğruluğu ve geçerliliği belirlenmiştir. Bu amaçla deneysel sonuçlar klasik FTR yönteminde elde edilen sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Son olarak, grafen nanoplakalar, karbon siyahı dolgu maddeleri ve bu dolgu maddelerinin hibrit kombinasyonları ile güçlendirilmiş EPDM nanokompozitlerinin ısıl yayınım katsayıları, geliştirilen düşük frekanslı FTR yöntemi ile incelenmiştir. Sonuçlara dayanarak, karbon bazlı nanomalzemelerin hibrit polimer nanokompozitlerin termal özellikleri üzerindeki sinerjik etkisi araştırılmıştır.