Grafen, bor ve nadir toprak elementleriyle katkılanmış poliviniliden florür nanokompozit piezo malzemelerin üretimi ve karakterizasyonu
The fabrication and characterization of polyvinylidene fluoride nanocomposite piezomaterials doped graphene, boron and rare earth elements
- Tez No: 395785
- Danışmanlar: PROF. DR. İBRAHİM USLU, PROF. DR. ŞEMSETTİN ALTINDAL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 101
Özet
Piezoelektrik özelliği olan poliviniliden florür (PVDF) malzemenin; sertlik, termal dayanıklık ve elektriksel özelliğini geliştirmek bu çalışmanın esas amacını oluşturmaktadır. PVDF, elektriksel olarak yalıtkan, yüksek korozyona dirençli, esnek, düşük üretim maliyeti ve zehirsiz olması nedeniyle yeni nesil piezoelektrik malzeme uygulamalarında tercih edilen polimerdir. Ancak piezoelektrik yük sabiti ve sertlik değerlerinin istenilen seviyelerde olmaması bu malzemenin kullanılmasına bazı kısıtlamalar getirmiştir. Bu nedenle yapılan bu çalışmada grafen, bor, seryum ve erbiyum katkı maddesi olarak polimer içine eklenip nanokompozit malzeme üretilmiştir ve elektro-eğirme tekniğini kullanarak tamamen homojen bir yapı elde edilmiştir. Dört kristal fazından oluşan yarı kristal PVDF polimere, grafen katkılaması; bu polimerin polar olmayan α fazından polar β fazına bir geçiş yapmasına neden olmaktadır. Bu β fazı, malzemenin piezoelektrik özelliğinden sorumludur, dolayısıyla grafen katkılaması piezoelektrik özelliğin iyileşmesi ile sonuçlanmaktadır. Bor ve nadir toprak elementlerin malzeme içinde oluşturduğu çapraz bağlar bu malzemenin kristal yapısının güçlenmesine ve mekanik stabilitesinin artmasını sağlar. Dolayısıyla nanokompozit malzemeye grafenin yanısıra birde bor, erbiyum ve seryum eklenmiştir. Farklı kompozisyonlarda hazırlanan örneklerin morfolojik yapısı, kristalizesi, termal ve mekanik stabilitesi incelenmiş ve karakterizasyonu yapılmıştır. Ayrıca katkı maddelerin ilavesinin, örneklerin dielektrik ve piezoelektrik sabiti üzerindeki etkisi de ölçülmüştür. Elde edilen sonuçlar seramik piezoelektrik malzemelere alternatif olabilecek kompozisyonların mümkün olduğunu, ayrıca mevcut özelliklerin daha da geliştirme potansiyeline sahip olduğunu ortaya koymuştur.
Özet (Çeviri)
The main purpose of this study is to improve the hardness, thermal stability and electrical characteristics of piezoelectric polyvinylidene fluoride (PVDF) material. In new generation of piezoelectric material application PVDF material is preferred polymers because of it is electrically insulating, flexible, cost-effective, non-hazardous and has high corrosion resistance. However, lack of the desired levels of piezoelectric charge constant, and hardness introduced some restrictions on the use of this material. Thus, this study try to obtain nanocomposite material by adding graphene, boron, cerium and erbium as additives and by using the electro-spinning technique give a fully homogeneous structure to it. By doping graphene in to PVDF semi-crystalline polymer, which consisting of four crystalline phase, caused to make a transition from non-polar α phase to polar β phase in this polymer. This β-phase is responsible for the piezoelectric properties of the materials. Therefore; graphene doping, result in the improvement of the piezoelectric property. Boron and rare earth elements by making cross-link in polymer leads to strengthen the crystal structure of the material and increased mechanical stability. Therefore; besides graphene, boron, cerium and erbium added to nanocomposite material, too. The morphological structure, crystalline, thermal, and mechanical stabilities of the samples which are prepared in different compositions have been investigated and characterized. Also, the effect of admixtures on the dielectric and piezoelectric constant of samples has been measured. The obtained results showed that, these materials have the potential of being the alternative instead of ceramic piezoelectric materials; in addition, they have potential to develop existing features to better ones.
Benzer Tezler
- Bor, grafen ve nadir toprak elementleriyle katkılanmış yeni nesil termoelektrik kompozit malzemelerin üretimi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of new generation thermoelectric composite materials added with boron, graphen and rare earth elements
EMRE ÇINAR
Doktora
Türkçe
2023
Mühendislik BilimleriGazi Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM USLU
- Savunma sanayii uygulamalarına yönelik grafen takviyeli bor karbür yapıların sps yöntemi ile üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of graphene reinforced boron carbide structures for defense industry applications by sps method
YİĞİT ORKUN AYDOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiSavunma Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLTEKİN GÖLLER
- Bor içeren poliokzometalat fonksiyonlaştırılmış grafen kuantum noktacıklarının sentezi ve lityum iyon pillerde anot malzeme olarak kullanımı
Synthesis of boron containing new polyoxometalate functionalized graphen quantum dots and their use as anode material for lithium-ion batteries
ÖZGÜR HOR
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Kimya MühendisliğiPamukkale ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NECİP ATAR
- Bor ve azot katkılı katmanlı grafen tabakalarının termoelektrik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of thermoelectric properties of boron and nitrogen doped layered graphene sheets
CEM KATMA
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Fizik ve Fizik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KEMAL ÖZDOĞAN
PROF. DR. SAVAŞ BERBER
- Lityum piller için grafen oksit ve metal oksit içerikli kompozit anot elektrotlarının geliştirilmesi, karakterizasyonu ve uygulaması
Development, characterization and application of composite anode electrodes containing graphene oxide and metal oxide for lithium batteries
RECEP SIVACI