Geri Dön

Kurşun esaslı ferroelektrik seramiklerde dopant etkisi ve karakterizasyonu

Characterization of dopant effects on lead based ferroelectric ceramics

  1. Tez No: 300281
  2. Yazar: BURCU DURSUN
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. HÜSEYİN YILMAZ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2011
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 79

Özet

Kurşun esaslı ferroelektrik seramiklerin yüksek elektriksel ve elektromekaniksel özellikler sergilediği bilinmektedir. Morfotrofik faz sınırına yakın, temel Pb(Mg1/2Nb2/3)O3-PbTiO3 (PMN-PT) seramikleri, yüksek piezoelektrik, dielektrik ve elektromekanik bağlaşma katsayılarından dolayı dönüştürücüler ve eyleyiciler gibi çoğu uygulama için potansiyel malzemedir. Fakat bu seramiklerin yüksek güç uygulamaları için dielektriksel ve mekaniksel kayıpları çok yüksek ve mekanik kalite faktörü (Qm) oldukça düşüktür. Bu tezde, daha geniş uygulama alanları için düşük kayıplı malzemeler geliştirmek amacıyla Mn katkısı yapılmış ve Mn katkısının, PMN?32.5PT' nin özelliklerine etkisi araştırılmıştır. Katkılı ve katkısız piezoelektrik seramikler, Columbite öncü tekniği kullanılarak hazırlanıp, x=at.% MnCO3, 0' dan 5' e değişen x değerlerinde çalışılmıştır. Deney sonuçları, Mn katkısının, seramiğin elektriksel ve elektromekaniksel özelliklerini önemli ölçüde değiştirdiğini göstermiştir. at.%1 Mn katkı miktarının, en uygun katkı miktarı olduğu sonucuna varılmıştır. Çünkü bu katkı miktarında, PMN?32.5PT' nin d33 ve kp gibi özelliklerinde meydana gelen azalma ~%20 civarlarındayken, dielektrik kaybındaki azalma ve mekanik kalite faktöründeki artma oldukça yüksektir. Dielektrik kayıp (tan ?) ~%60 azalmış, (Qm) %150 artarak katkısız seramiğin 2,5 katına çıkmıştır. Böylelikle %1 Mn katkılı PMN?32.5PT seramikleri, ultrasonik motorlar ve dönüştürücüler gibi yüksek güç, düşük kayıp gerektiren birçok uygulamada kullanılabilir hale gelmiştir.

Özet (Çeviri)

Lead-based ferroelectric ceramics are known to exhibit high electrical and electromechanical properties. Pb(Mg1/2Nb2/3)O3-PbTiO3 (PMN-PT) ceramics with base compositions close to the morphotropic phase boundary are potential materials for many applications such as transducers and actuators due to their high piezoelectric, dielectric and electromechanical coupling coefficients. However, their dielectrical and mechanical losses are too high and mechanical quality factor (Qm) is quite low for high-power applications. In this thesis, the effect of Mn doping on properties of PMN?32.5PT was studied with the goal to develop a lower loss material for a wide range of applications. Mn doped PMN?32.5PT lead-based piezoelectric ceramics have been prepared by using Columbite precursor technique and x=at.%MnCO3 ranging from 0 to 5 have been studied. The experimental results indicated that the electrical and electromechanical properties of ceramics were significantly influenced by the Mn doping. at.1% Mn doping are found to be the most appropriate amount of doping. Because the amount of this additive, the PMN?32.5PT of properties such as d33 and kp is around ~ 20% decrease in, but reduction in dielectric loss and an increase in the mechanical quality factor is very high. Dielectric loss (tan ?) decreased by ~ 60%, (Qm), an increase of 150% undoped ceramic was 2.5 times. Thus, 1% Mn doped PMN?32.5PT ceramics has become available for many applications requiring high power low loss, such as ultrasonic motors and transducers.

Benzer Tezler

  1. Antiferroelektrik seramiklerin yüksek enerji yoğunluğuna sahip kapasitör ve elektrokalorik uygulamalar için incelenmesi

    Investigation of antiferroelectric ceramics for high energy density capacitor and electrocaloric applications

    NAMIK KEMAL GÖZÜAÇIK

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Metalurji MühendisliğiGebze Teknik Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SEDAT ALKOY

  2. Microstructural and thermal characterization studies of non-doped and erbium doped binary GeO2-PbF2 glasses

    Katkısız ve erbiyum katkılı ikili GeO2?PbF2 camlarının mikroyapısal ve termal karakterizasyon çalışmaları

    MİTHAT CEM ELBİZİM

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2010

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. M. LÜTFİ ÖVEÇOĞLU

  3. Sinterleme yardımcısı cuo katkısının stokiyometrik olmayan [Na0,5Bi0,5TiO3]0,75-[Sr1-xTiO3-x]0,25 seramiklerinin özelliklerine etkisinin incelenmesi

    Investigation the effects of sintering aid cuo addition on the properties of non-stoichiometric [Na0,5Bi0,5TiO3]0,75-[Sr1-xTiO3-x]0,25 ceramics

    GÜLBENİZ YALDIZ İNCE

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Metalurji MühendisliğiBursa Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA YUNUS KAYA

  4. 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

    Türkçe

    2018

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. GÜLTEKİN GÖLLER

  5. Kurşun esaslı elektroseramik tozların sentezlenmesi, seramiklerin üretilmesi ve karakterizasyonları

    Powder synthesis, fabrication and characterizations of lead-based electroceramics

    ERDEM AKÇA

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2010

    Metalurji MühendisliğiGebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. CİHANGİR DURAN