Investigation of electrical properties of Pb(Ni1/3Nb2/3)O3-Pb(Zr,Ti)O3 (PNN-PZT) ceramics and their device applications
Pb(Ni1/3Nb2/3)O3-Pb(Zr,Ti)O3 (PNN-PZT) seramiklerin elektriksel özelliklerinin incelenmesi ve cihaz uygulamaları
- Tez No: 492600
- Danışmanlar: DOÇ. DR. EBRU MENŞUR ALKOY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Seramik Mühendisliği, Ceramic Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Gebze Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 71
Özet
Sualtı SONAR sistemleri, medikal görüntüleme sistemleri vb. alanlarda piezoelektrik seramiklerden yararlanılmaktadır. Kurşun Zirkonat Titanat (PZT) görece yüksek özellikleri ve yüksek Curie sıcaklığı ile faklı alanlarda ticari olarak en yaygın şekilde kullanılan bir piezoelektrik kompozisyonudur. Bu çalışmada özellikle pasif sualtı dinleme cihazları, ultrason görüntüleme gibi uygulamalarda kullanılan polikristalin piezoelektrik kompozisyonların geliştirilmesi amaçlanmıştır. Bu tip uygulamalar için ticari olarak en yaygın şekilde bulunan PZT'nin özelliklerini geliştirmek amacıyla farklı kompozisyonlar literatürde araştırılmıştır. Kurşun Nikel- Niyobat (PNN) soft karakteristiğe sahip olup bilinen ilk relaxor ferroelektrik malzemelerden biridir. Bu çalışmada gelişmiş elektriksel özelliklere sahip PNN-PZT kompozisyonunun üretilebilirliği ve yukarıda belirtilen alanlarda kullanılacak cihaz uygulamalarının geliştirilmesi incelenmiştir. Ancak bulk halde üretilen piezoelektrik seramiklerin sualtı uygulamalarındaki performanslarının verimliliği düşüktür. Bu sebeple sualtı cihaz uygulamalarında verimliliği artırmak adına bu kompozisyondan 1-3 bağlantılı piezokompozit üretilmiştir. Fiberler alginate jelleşmesi yöntemi ile üretilmiştir. Elde edilen bu fiberlerden 1-3 bağlantılı piezokompozitler üretilmiştir. Bu çalışma ile PNN-PZT kompozisyonunun üstün elektromekanik özellikleri belirtilmek ve ilk defa alginate jelleşmesi yöntemi ile fiber halinde elde edip, bu fiberleri 1-3 bağlantılı piezokompozit halinde üretmek hedeflenmiştir. Çalışmada Oksitlerin Karışımı(Mixed Oxide) ve Kolümbit Öncül(Columbite precursor) yöntemi karşılaştırılmış ve her iki yöntem için de X-ışınları difraksiyonu sonuçları, Taramalı Elektron Mikrokobu(SEM) görüntüleri ve elektriksel ölçümleri alınmıştır. Ayrıca bu çalışmada PNN-PZT kompozisyonunun Sonlu Elemanlar Yöntemiyle modellenmesi incelenmiştir. Nihai bir aygıt uygulaması olarak içi boş küresel hidrofonlar da bu çalışma kapsamında üretilmiştir.
Özet (Çeviri)
Underwater SONAR (SOund Navigation And Ranging) systems, medical imaging systems etc. use piezoelectric ceramics materials. Lead Zirconate Titanate(PZT) is the most commercially used polycrystalline piezoelectric composition because of its relatively higher properties and higher Curie temperature, utilizing in a wide range of applications. In this study, the objective was to investigate relatively new polycrystalline piezoelectric materials used in some certain applications such as passive underwater listening, ultrasonic imaging. Some compositions in the literature were investigated in order to enhance the properties of the PZT ceramic. Lead Nickel Niobate (abbreviated as PNN) is one of the first known polycrystalline compositions as relaxor ferroelectric. In this study, producibility of PNN-PZT with advanced electrical properties was investigated in order to improve aforementioned device applications. However, bulk piezoceramics have low efficiency in underwater applications. As a result, piezocomposites with 1- 3 connectivity was fabricated. Ceramic fibers were fabricated by alginate gelation route. 1-3 piezocomposites were manufactured from those ceramic fibers. It was aimed to the superior electromechanical properties PNN-PZT composition for these applications, manufacturing of its fibers with alginate gelation route and fabrication of 1-3 piezocomposites from those fibers for the first time. Two different fabrication methods (Mixed Oxide Route and Columbite Precursor Route) were investigated and X-ray diffraction results, SEM images, and electrical measurements were conducted for both routes comparably. Modelling by Finite Element Method of PNN-PZT composition were also investigated in this study. Hollow spherical hydrophones were also fabricated as a final device demonstration.
Benzer Tezler
- Langmuir-Blodgett (LB) yöntemi ile elde edilen çeşitli CdS ve Pb ince filmlerinin fiziksel özelliklerinin elektrik kuvvet mikroskobu (EKM) ile incelenmesi
Investigation of physical properties of some CdS and Pb thin films prepared by Langmuir-Blodgett (LB) method by using electric force microscopy (EFM)
MELİKE ARSLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Fizik ve Fizik MühendisliğiAnkara ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İLKER DİNÇER
- Faz sınırı kompozisyonuna sahip PMN-PT tek kristal ferroelektrik malzemelerin elektriksel özelliklerinin incelenmesi
Investigation of the electrical properties of PMN-PT single crystal ferroelectric materials with phase boundary composition
FATMA DENİZ BELİÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Metalurji MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EBRU MENŞUR
- Mikropatterning of ferroelectric Pb(Zr052 Tio,48)O3 films using sol-gel processing
Sol-jel yöntemiyle ferroelektrik Pb(Zr052 Tio,48)O3 filmlerinin mikrokalıplanması
NİLGÜN GERÇEKER (TURHAN)
Yüksek Lisans
İngilizce
2000
Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MACİT ÖZENBAŞ
- Bi (Pb) Sr Ca CuO süperiletken ince filmlerinin üretimi, bazı yapısal ve elektriksel özelliklerinin incelenmesi
The production of Bi(Pb)srcacuo superconducting thin films and the investigation of their structural and electrical properties
AHMET VARİLCİ
Doktora
Türkçe
1997
Fizik ve Fizik MühendisliğiKaradeniz Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA ALTUNBAŞ
- CeO2 ve B2O3 katkılı BNT-BT kurşunsuz piezoelektrik malzeme üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of BNT-6BT lead free piezoelectric material with CeO2 and b2o3 additives
SÜMEYYE AKSOY
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Metalurji MühendisliğiAfyon Kocatepe ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ METİN ÖZGÜL