Faz değiştiren malzeme/metal kompozitlerin termal karakterizasyonu

---

Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2026

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: MUSTAFA ÖZÇATALBAŞ

Danışman: ADNAN SÖZEN

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Bu tez çalışmasında, enerji sistemlerinde yaygın olarak kullanılan parafin esaslı faz değiştiren malzemelerin (FDM) düşük termal iletkenliklerinden kaynaklanan sınırlamaların giderilmesi amacıyla, metal köpükler ve grafen nanoplatelet (GNP) katkıları ile elde edilen kompozitlerin termal karakterizasyonu gerçekleştirilmiştir. Rubitherm RT42 tipi parafin, farklı gözenek yoğunluklarına sahip açık hücreli alüminyum köpükler ve GNP katkıları kullanılarak üç farklı yapı hazırlanmış; (i) parafin–metal köpük, (ii) parafin–GNP ve (iii) parafin–metal köpük–GNP kompozitleri üretilmiş ve termal performansları deneysel olarak incelenmiştir. Diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC) ve kontrollü ergitme deneyleriyle elde edilen sonuçlar, metal köpüklerin ısı iletim yolları oluşturarak ergime süresini kısalttığını ve sıcaklık dağılımını homojenleştirdiğini; gözenek yoğunluğu ve porozite değerlerinin ise sıcaklık farkları üzerinde belirleyici rol oynadığını göstermiştir. Öte yandan GNP katkısının, düşük oranlarda dahi, parafinin termal iletkenliğini 2–5 kat artırdığı; ancak buna karşılık gizli ısı değerlerinde sınırlı azalmaya yol açtığı belirlenmiştir. Kompozitlerin farklı ısı girdilerinde (3 W ve 5 W) test edilmesiyle, özellikle GNP ve metal köpüğün birlikte kullanıldığı yapılarla daha kararlı sıcaklık profilleri elde edilmiş ve faz değişim süresinin kısaldığı ortaya konmuştur. Sonuç olarak, metal köpük ve GNP katkılarının pozitif etkileri sayesinde parafin esaslı FDM'lerin termal performanslarının önemli ölçüde iyileştirilebileceği, bu kompozitlerin elektronik soğutma, batarya termal yönetimi ve güneş enerjisi destekli ısı depolama sistemleri gibi yüksek verim gerektiren uygulamalarda güçlü bir alternatif oluşturduğu ortaya konmuştur.