Development of piezoelectric ceramics for ultrasonic motor applications
Ultrasonik motor uygulamaları için piezoelektrik seramiklerin geliştirilmesi
- Tez No: 286129
- Danışmanlar: PROF. DR. MUHARREM TİMUÇİN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2011
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 178
Özet
Bu çalışma, ultrasonik motor (USM) uygulamalarında kullanılan piezoelektrik seramik malzemelerin geliştirilmesi ve üretimi için yapılmıştır. Bu amaçla, kompozisyon değişimlerinin; kurşun zirkonat titanat (PZT) seramiklerinin dielektrik ve piezoelektrik özellikleri üzerindeki etkileri incelenmiştir.PZT tozları, oksit karışım metodu ile üretilmiştir. Temel PZT kompozisyonu olarak Pb(Zr0.54Ti0.46)O3 bileşimi seçilmiştir. Morfotropik faz sınırları içinde kalan numuneler; USM uygulamaları için çok önemli olan yapısal ve elektromekanik özellikleri geliştirmek amacıyla stronsiyum, lantan, kurşun mangan niobit (PMnN) ve kurşun mangan antimonit (PMS) ile katkılanmıştır. Dielektrik sabiti, düzlemsel bağlaşım katsayısı, mekanik kalite faktörü, piezoelektrik gerinim sabiti ve kayıp tanjantı; standart IRE testlerine göre saptanmıştır.Dielektrik ve piezoelektrik özelliklere ait sonuçlar; yukarıda bahsedilen katkıların kullanımı ile yüksek mekanik kalite faktörü, yüksek piezoelektrik gerinim sabiti ve düşük kayıp tanjantına sahip piezoelektrik seramiklerin üretilebildiğini göstermiştir. Sonuç olarak, KT= 1913, Qm= 1240, d33= 540 pC/N, tan delta= 0.89%,kp= 0.57 and Tc= 235 °C özelliklerine sahip 0.97[PSLZT]-0.024[PMnN]-0.006[PMS] isimli yeni bir piezoelektrik seramik kompozisyonu üretilmiştir. Geliştirilen kompozisyonlarda üretilen seramik numuneler ultrasonik-dalga tipi motor üretmek için kullanılmış ve motorun performansı; hız, dönme momenti ve verimlilik cinsinden saptanmıştır.
Özet (Çeviri)
This study has been carried out to develop and manufacture piezoelectric ceramic materials which are utilized for ultrasonic motor (USM) applications. For this purpose, the effect of compositional modifications on the dielectric and piezoelectric properties of lead zirconate titanate (PZT) based ceramics was investigated.PZT based powders were produced using the mixed oxide method. The base composition was selected as Pb(Zr0.54Ti0.46)O3. The samples in the proximity of morphotrophic phase boundary were doped with strontium, lanthanum, lead manganese niobate (PMnN) and lead manganese antimonate (PMS) in order to improve the structural characteristics and electromechanical properties which are very important for USM applications. The dielectric constant, planar coupling coefficient, mechanical quality factor, piezoelectric strain constant and tangent loss values were evaluated in accordance with standard IRE (Institute of Radio Engineers) test procedures.The results on dielectric and piezoelectric properties showed that piezoelectric ceramics with high mechanical quality factor, high piezoelectric strain constant and low tangent loss could be produced by using the aforementioned dopants. As a result, a new piezoelectric ceramic named as 0.97[PSLZT]-0.024[PMnN]-0.006[PMS] was produced with KT= 1913, Qm= 1240, d33= 540 pC/N, tan delta= 0.89%, kp= 0.57 and Tc= 235 °C. This composition is a good candidate for high power applications.The ceramic samples with the developed compositions were used to produce an ultrasonic-wave type motor and the performance of the USM was evaluated in terms of speed, torque and efficiency.
Benzer Tezler
- K0.5bi0.5tio3-batio3-na0.5bi0.5tio3 esaslı tozlarda kompozisyonun mikroyapı gelişimi ve elektriksel özelliklere etkisinin belirlenmesi
Determination of the effect of composition on microstructure and electrical properties in k0.5bi0.5tio3-batio3-na0.5bi0.5tio3 based powders
OZAN ŞÜKRÜ ATEŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Mühendislik BilimleriEskişehir Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ENDER SUVACI
- KNNS-BNW seramiklerin ZnO katkısına bağlı olarak dielektrik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of dielectric properties of KNNS-BNW ceramics depending on ZnO additive
FATMA HAZAL BABAÖZÜ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Metalurji MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞADUMAN ŞEN
- NiO/ZnO ve NiO/ZnO/Al2O3 nanokompozit partiküllerinin ultrasonik sprey piroliz (USP) yöntemiyle üretimi
Production of NiO/ZnO and NiO/ZnO/Al2O3 nanocomposite particles by ultrasonic spray pyrolysis (USP) technique
DUYGU YEŞİLTEPE
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEBAHATTİN GÜRMEN
- Nikelalüminat (NiO/Al2O3) nanopartiküllerinin üretimi
Production of NiO/Al2O3 nanocomposite particles
TUNÇAĞ CİHANGİR ŞEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEBAHATTİN GÜRMEN
- Bakır/gümüş/çinko oksit (CuAg/ZnO) partiküllerinin ultrasonik sprey piroliz yöntemiyle üretimi
Production of CuAg/ZnO nanocomposite particles by ultrasonic sprey pyrolysis
TOLGA ÇAKMAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEBAHATTİN GÜRMEN