Kurşun esaslı yeni ferroelektrik malzemelerin üretimi ve karakterizasyonu
Production of lead-based new ferroelectric materials and their characterization
- Tez No: 171088
- Danışmanlar: Y.DOÇ.DR. HÜSEYİN YILMAZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2006
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 95
Özet
ÖZET Birçok kurşun esaslı ferroelektrik sistem için, olası polarizasyon yönlerinin fazlalığından dolayı Morfotropik Faz Sınırı (MFS) civarında yüksek elektriksel ve elektro-mekaniksel özellikler rapor edilmiştir. Pb(Mgı/3Nb2/3)03-PbTi03 ve Pb(YbiöNbı^)03-PbTi03 gibi kurşun esaslı ferroelektrik seramik sistemler MFS civarında yüksek elektriksel özellikler göstermelerinden dolayı oldukça yoğun olarak araştırılmışlardır. Bu seramikler dönüştürücü, çok katmanlı kapasitörler gibi çeşitli elektronik cihazlarda kullanım için önemli malzemelerdir. Bu çalışma, hem nispeten yüksek Tc hem de yüksek elektriksel özelliklere sahip yeni MFS kompozisyonlar bulmaya yöneliktir. Bu çalışmanın amacı; (l-x)[(Pb(Mgı^NbM)03)(i-y)- (PbCYbi/sNbiaPsVl-xPbTiOs (PMN-PYbN-PT) üçlü sisteminin elektriksel özelliklerini ve MFS konumunu, PT içeriğinin ve PMN/PYbN oranının bir fonksiyonu olarak incelemektir. Perovskit PYbN ve PMN tozlan Swartz ile Shrout tarafindan geliştirilen“columbite method”ile üretilmiştir. Çeşitli x, y değerlerine sahip (l-x)[(PMN(i.y). PYbNy)]-xPT kompozisyonları hazırlanmıştır. PbO kaybım en aza indirgemek ve sinterleme sırasında sıvı faz oluşturmak için tüm kompozisyonlara ağırlıkça %3 fazla PbO katılmıştır. 13 mm çaplı disk şekilli numuneler, CİP cihazı ile 230 MPa'da 3 dakika tutularak hazırlanmıştır. Numuneler AI2O3 potalarda 1000 ile 1150°C arasında sıcaklıklarda 4 saat süre ile sinterlenmiştir. Numunelerin faz oluşumu XRD ile incelenmiş ve payroklorsuz %100 perovskit fazda oldukları saptanmıştır. Tetragonal ve pseudokübik perovskit fazlar arasındaki MFS'nin konumu {002} piklerindeki ayrışmadan bulunmuş ve tüm numuneler için örgü parametreleri hesaplanmıştır. Tüm numuneler için ferroelektrik histerisis döngüsü elde edilmiş ve bunlar için Ec ve Pr bulunmuştur. Kutuplama sonrası d33 değerleri ölçülmüştür. Üretilen numuneler elektrotknmış ve uygulanacak elektrik alan şiddetleri, 3E0 şeklinde seçilerek 115°C' deki yağ ısıtma banyosunda 30 dakika boyunca uygulanarak kutuplanmıştır. Sinterlenen numunelerin taramalı elektron mikroskobunda mikroyapıları incelenmiş ve >%95 yoğunluğa sahip numuneler elde edildiği belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
SUMMARY For most lead-based ferroelectric ceramics, due to the large numbers of polarization directions available, high electrical and electro-mechanical properties were reported in the vicinity of morphotropic phase boundary (MPB). Lead-based ferroelectric ceramic systems like Pb(Mgi/3Nb2/3)03- PbTi03 and Pb(YbiöNbı/2)03- PbTiÜ3 were studied extensively for their superior electrical properties near the MPB. These ceramics are powerful candidates for various electronic devices such as actuators, multilayer capacitors, and transducers. In this study, attempts have been made to figure out new systems near the MPB that can yield materials with both relatively high Tc and high electrical properties. The aim of this study is to locate MPB in the (l-x)[(Pb(Mg1/3Nb2/3)03)(i-y)-(Pb(Ybı/2Nbı/2)03)y]-xPbTi03 (PMN- PYbN-PT) ternary system as a function of the PT content and PMN/PYbN ratio and to report their electrical properties. Perovskite PYbN and PMN powders were prepared using“columbite method”developed by Swartz and Shrout. (l-x)[(PMN(i.y)-PYbNy)]-xPT compositions at different values of x and y were prepared. 3 wt% excess PbO was added to all compositions prior to sintering to minimize the PbO loss and enhance sintering at lower temperatures via forming liquid phase. Disk-shaped samples with 13 mm of diameter were CIPed at 230 MPa for 3 minutes. Samples were covered with AI2O3 crucibles and sintered at temperatures between 1000 and 1 150°C for 4 hrs. Phase formation of samples were examined by XRD and they were determined to be 100% perovskite and pyrochlore-free. The location of the MPB between tetragonal and pseudocubic perovskite phases was identified from the splitting of the {002} peaks and lattice parameters were determined. Ferroelectric hysteresis loops were measured for all samples and Ec and Pr were determined. Piezoelectric strain coefficient, d33, were measured after poling. Samples were electroded and poled at electrical field of 3EC for each composition. Microstructures of sintered samples were examined by Scanning Electron Microscope (SEM) and the samples were determined to have densities >95% of their theoretical density.
Benzer Tezler
- Production and characterization of 94NBT-6BT piezoelectric single crystal materials
94NBT-6BT piezoelektrik tek kristal malzemelerin üretilmesi ve karakterizasyonu
MEVLÜT GÜRBÜZ
Doktora
İngilizce
2013
Seramik MühendisliğiAnadolu ÜniversitesiSeramik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYDIN DOĞAN
- Lityum ve tantalyum katkılı sodyum potasyum niobat piezoseramiklerinin spark plazma sinterleme ile üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of lithium and tantalum added potassium sodium niobate piezoceramics via spark plasma sintering
MEHMET KAHRAMAN ÖZMEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLTEKİN GÖLLER
- Kurşun içermeyen tungsten bronz yapılı ferroelektrik seramik fibelerde doku oluşumu ve 1?3 kompozitlerin elektriksel karakterizasyonu
Development of texture in the lead-free ferroelectric ceramic fibers with tungsten bronze structure and electrical characterization of 1?3 composites
SİNAN DURSUN
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Mühendislik BilimleriGebze Yüksek Teknoloji EnstitüsüMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEDAT ALKOY
- Kurşun esaslı elektroseramik tozların sentezlenmesi, seramiklerin üretilmesi ve karakterizasyonları
Powder synthesis, fabrication and characterizations of lead-based electroceramics
ERDEM AKÇA
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Metalurji MühendisliğiGebze Yüksek Teknoloji EnstitüsüMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CİHANGİR DURAN
- Kurşun içermeyen ve kurşun esaslı ferroelektrik seramiklerin elektriksel karakterizasyonu
Electrical characterization of lead based and lead-free ferroelectric ceramics
DERYA AKALP
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Metalurji MühendisliğiGebze Yüksek Teknoloji EnstitüsüMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HÜSEYİN YILMAZ