Geri Dön

Thermal performance of graphene coating copper

Grafen kaplı bakırın termal performansı

PDF İndir

  1. Tez No: 563862
  2. Yazar: GİZEM ERSAVAŞ
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ KASIM TOPRAK, DOÇ. CEM ÇELEBİ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Enerji, Energy
  6. Anahtar Kelimeler: Termal iletkenlik, Thermal conductivity
  7. Yıl: 2019
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Enerji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Yuksek ısı elektronik cihazlar ic¸in her zaman sorun olus¸turmaktadır. Bunun nedeni, uretilen ısının uygun ve hızlı bir şekilde soğutucu tarafından atılamamısıdır. Yüksek ısının atılamaması malzemenin yapısını, mekanik ozelliklerini, ısı ve elektrik iletimini kotü bir şeekilde etkiler. Bu durumu önlemek için yüksek termal iletkenliğe sahip malzemeler kullanılarak, ısının hızlı bir şekilde atılması sağlanır. Teknolojideki gelişmeler sayesinde, elektronik cihazların boyutları gun geçtikçe azalmaktadır. Bu durum, elektronik cihazların içerisindeki bağlantı elemanlarının da boyutlarının kuçülmesine neden olmaktadır. Bunun sonucunda, bazı araştırmacılar nano boyutlardaki baglantı elemanlarını incelemeye ve bu elemanların performansını iyileştirmeye yonelmiştir.Yaygın olarak kullanılan bir malzeme olan bakır da bunlardan biridir. Bakır yuksek termal iletkenliği, kolay işlenebilirliği, günlük hayatta ve sanayide çok fazla kullanılması yüzünden elektronik donanımlar için tercih edilen metallerdendir. Örnek vermek gerekirse elektronikte kullanılan bakır parçaların boyutları gün geçtikçe kuçülmektedir ve çok fazla akıma maruz kalmaktadır. Bu durum nakır nanoteller içindeki direnci arttırır ve ısı oluşmasına neden olur. Bu da nanotellerde sogutma problemini ortaya çıkarmıştır ve eger kullanılan malzemedeki soğutma probelemi çözülmez ise malzeme zarar gorebilir. Bu problemlemin üstesinden gelmek için kullanılan malzemenin üzeri grafen gibi yuksek termal iletkenliğe sahip bir malzeme ile kaplanarak thermal iletkenliğinin iyilileştirilebilecegi düşünülmektedir. Bu çalışma, grafen kaplı bakırın termal özelliklerini numerik ve deneysel olarak incelenmiştir. İki ana bolümden oluşan bu çalışmanın ilk kısmında C++ programlama dili kullanılarak bakırın, farklı sayıdaki grafen katmanının ve bu grafen katmanlarının bakır üzerine kaplandığı modelleri oluşturuldu ve moleküler dinamik simülasyon yöntemi kullanılarak thermal iletkenligin değişimi farklı uzunluk, genişlik, yükseklik ve sıcaklıkta incelenmiştir. İkinci kısımda ise, saf bakırın, tavlanmış bakırın, bir katman grafen kaplamalı bakırın ve çok katman grafen kaplmalı bakırın termal performansı bir deney duzeneği kurularak farklı sıcaklık ve debide incelenmiştir.

Özet (Çeviri)

Overheat is always a problem for electronic devices because the locally generated heat cannot be transferred appropriately to the corresponding heat sink fast enough. This situation leads to affect materials' structures, mechanical properties and conductivities badly. In order to avoid this problem, high thermal conductivity materials are used to dissipate the heat quickly. Thanks to the development of technology, the size of the electronic devices is reduced day by day. This also shrinks the size of the interconnect components. So this situation leads to researchers to investigate nano-sized interconnect components and copper, which is a widely used material, is one of them. Copper is one of the preferred metals for electronic devices because of high thermal conductivity, easy processability, and high use in daily life and industry. For example, copper components, which is used in electronic, are getting so thin and must carry so much current. And that causes to increase friction. Thus heat occurs. Consequently, cooling problems have arisen. And if the material's cooling problem won't be solved then the material can be damaged. It is thought that to overcome this problem, coating with a high thermal conductivity material such as graphene, the thermal conductivity can be improved. In this study, the thermal performance of graphene-coated copper was investigated numerically and experimentally. This study consist of two main sections. The first part, MD simulation code was created using C++ programming language to investigate the thermal conductivity of copper, different number of graphene layers and these graphene layers were coated on copper in different length, width, height, and temperature. In the second part, the thermal performance of pure copper, annealed copper, a layer of graphene-coated copper, and multilayer graphene-coated copper was studied by the experimental setup at three different temperatures and volume flow rates.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    676903

    Grafen oksit ve bitkisel yağ bazlı poliüretandan elde edilen kompozitlerin kaplama performanslarının incelenmesi

    Investigation of coating performances of composites obtained from graphene oxide and vegetable oil based polyurethanes

    BERİL OĞUZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. GÜLHAYAT SAYGILI

  2. Tez No

    686894

    Korozyon önleyici uygulamalar için grafen oksit - epoksi baz astar nanokompozit kaplama geliştirme

    Development of graphene oxide - epoxy base primer nanocomposite coatings for anti-corrosion application

    TAHA BİLGİN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Mühendislik BilimleriTobb Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi

    Mikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ZEYNEP TUTUMLU

    DOÇ. DR. ZARİFE GÖKNUR BÜKE

  3. Tez No

    496396

    Mechanical properties of carbon nanotube and graphene based yarns

    Karbon nanotüp ve grafen esaslı ipliklerin mekanik özellikleri

    ESMA NUR GÜLLÜOĞLU

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Tekstil ve Tekstil Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Tekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. ELİF ÖZDEN YENİGÜN

  4. Tez No

    336911

    High performance floating gate memories using graphene as charge storage medium and atomic layer deposited high-k dielectric layers as tunnel barrier

    Yük depolama ortamı olarak grafen, tünelleme bariyeri olarak atomik katman kaplama tekniğiyle üretilmiş yüksek-k dielektrik kullanılarak oluşturulan yüksek performanslı ikincil kapılı hafıza yapıları

    DENİZ KOCAAY

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2013

    Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)

    YRD. DOÇ. DR. AYKUTLU DANA

  5. Tez No

    309411

    An improved technique for the exfoliation of graphene nanosheets and utilization of their nanocomposites as fuel cell electrodes

    Grafen nanotabakalarının ayırılması için geliştirilmiş yöntem ve grafen nokompozitlerinin yakıt pili elektrotu olarak kullanımı

    BURCU SANER OKAN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2011

    KimyaSabancı Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. YUDA YÜRÜM

Geri Dön