Isıl işlem ve hızlı yaşlandırma uygulanmış ağaç malzemenin dielektrik özellikleri

Abstract

Bu çalışmada ısıl işlemin ve hızlı yaşlandırmanın ağaç malzemelerin mikrodalga frekanslardaki dielektrik özellikleri üzerine etkisi incelenmiştir. Ağaç malzeme olarak, Uludağ Göknarı [Abies bornmülleriana Mattf], Sarıçam [Pinus sylvestris L.], Sakallı Kızılağaç [Alnus glutinosasubsp. Barbata (C.A. Mey.)] ve Doğu Kayını [Fagus orientalis Lipsky] örnekleri kullanılmıştır. Isıl işlem metodu Thermowood olup 190 °C'de 1,5 saat ve 212 °C'de 2 saat süreyle uygulanmıştır. Hızlı yaşlandırma ASTM G154 standardı esas alınmak suretiyle 288 saat süreyle gerçekleştirilmiştir. Hava kurusu örneklerin dielektrik özellikleri (dielektrik sabiti, kayıp faktörü, kayıp tanjantı) A.Von-Hippel Dalga Kılavuzu Yöntemi kullanılarak belirlenmiştir. Ölçümler 2.45 GHz ve 9.8 GHz mikrodalga frekanslarında ve oda sıcaklığında (20-24 C) gerçekleştirilmiştir. Sonuç olarak; kontrol örnekleri ile ısıl işlem görmüş örneklerin dielektrik parametreleri karşılaştırıldığında, ısıl işlemli örneklerin daha düşük değerler verdiği belirlenmiştir. Isıl işlem sıcaklığının etkisi dikkate alındığında, çalışılan tüm ağaç malzemelerde ısıl işlem sıcaklığı arttıkça dielektrik parametre değerlerinin düştüğü ve dielektrik parametrelerde meydana gelen düşüş oranlarının ağaç türlerine göre farklılık gösterdiği belirlenmiştir.Hızlı yaşlandırmanın kontrol (doğal hal) ve ısıl işlem görmüş ağaç malzemelerin dielektrik sabiti, kayıp faktörü ve kayıp tanjantı değerlerini düşürdüğü belirlenmiştir. Çalışılan tüm ağaç malzeme türlerinde hızlı yaşlandırmanın etkisinin benzer karaktere sahip olduğu belirlenmiştir. Hızlı yaşlandırılmış kontrol örnekler ile 190 °C ve 212 °C de ısıl işlem görmüş örneklerin dielektrik özellikleri karşılaştırıldığında, gruplar arasında fark olmadığı belirlenmiştir. Sonuç olarak hızlı yaşlandırma işlemi kontrol örneklerine göre ısıl işlem görmüş örneklerin dielektrik özellikleri üzerinde daha az düşüş meydana getirdiği belirlenmiştir.Bu çalışmada elde edilen sonuçlar; ısıl işlem görmüş ve aynı zamanda hızlı yaşlandırılmış ağaç malzemelerinin kalitelerinin, rutubetlerinin vb. özelliklerinin belirlenmesi için mikrodalga cihazlar tercih edildiğinde, ısıl işlem görmüş ağaç malzeme için tasarlanmış cihazların doğru sonuçlar veremeyeceğini işaret etmektedir. Bu nedenle daha güvenli sonuçlara ulaşmak için, bu cihazların tasarımının ısıl işlemli ve aynı zamanda hızlı yaşlandırılmış ağaç malzemelerin dielektrik özelliklerini kullanarak geliştirilmesi uygun olacağı sonucuna varılmıştır.

In this study, the effect of accelerated aging tests on dielectric properties of wood at microwawe frequencies were investigated.Bornmullerian fir [Abies bornmülleriana Mattf], Scotch pine [Pinus sylvestris L.], Alder [Alnus glutinosasubsp. Barbata (C.A. Mey.)] and Oriental beech [Fagus orientalis Lipsky] were used as the wood materials. Thermowood method were used for heat treathment and it was applied 90 minutes at 190 °C and 120 minutes at 212 °C. Accelerated aging was performed 288 hours according to ASTM G154. Dielectric properties of the air-dry samples were determined according to Von Hoppel's transmission line method. Frequencies used for this study were 2.45 GHz and 9.8 GHz; and the measurement were carried out at a room temperature of 20-24 oC. As a result;when dielectric parameters of control samples compared with heat-treatment samples' parameters it was determinated that dielectric parameters decrease when heat-treatment temperature increases. Also it was determinated that the ratio of decline on dielectric parameters changes depends upon wood species.It was determinated accelerated-aging process causes increase in the dielectric constant, loss factor and loss tangent of control species and heat-treatment wood species. It was determinated the impact of accelerated-aging on all wood types has similar characteristic. When the dielectric properties of 190 °C and 212 °C heat treated wood samples and accelerated-aged control samples were compared, it was investigated that there is no difference between the groups. As a result, accelerated-aging process causes decrease in the dielectric properties of heat-treated wood samples less than control samples.The results obtained in this study shows that when microwave devices are preferred to determine heat-treated and accelerated-aged wood materials' qualities and their moisture, devices designed for heat-treated wood material can't give accurate results. Therefore, to get more reliable results, in the design stage of these devices must be taken into account dielectrical properties of heat-treated and accelerated-aged wood materials.