Geri Dön

Çevre dostu KNN piezoseramiklerine katkılandırılmanın ve sinterleme atmosferinin etkisi

The effect of doping and sintering atmosphere on environment friendly KNN piezoceramics

  1. Tez No: 526090
  2. Yazar: MURAT MURUTOĞLU
  3. Danışmanlar: PROF. DR. HÜSEYİN YILMAZ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Bilim ve Teknoloji, Science and Technology
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2018
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Gebze Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 91

Özet

Bu çalışmada, kurşun esaslı piezoelektrik sistemlere alternatif olarak geliştirilmeye çalışılan çevre dostu KNN-KCN bazlı seramiklerin katkılandırma, farklı sinterleme atmosferi ve süreleri denenerek elektriksel özelliklerin iyileştirilmesi amaçlanmıştır. Bu kapsamda, KNN-KCN seramiklerine % 3 Sb, % 1 Sn veya % 0,8 ZnSn katkıları yapılmıştır. Katkılı ve katkısız seramikler hava veya oksijen atmosferinde 2, 4 ve 6 saat sürelerle sinterlemeye tabi tutulmuşlardır. Bu şekilde yüksek güç uygulamaları için (ultrasonik kesici-deliciler, ultrasonik temizleyiciler, ultrasonik motorlar vs.) KNN esaslı seramiklerin kullanım sırasında ısınma probleminin dielektrik kayıpların düşürülmesi ile çözülmesi amaçlanmıştır. Oksijen ortamında sinterlenen katkılı ve katkısız KNN-KCN seramiklerin yoğunluğunun az da olsa arttığı, dielektrik kayıpların ise yaklaşık % 30-35 oranında azaldığı gözlenmiştir. 6 saat oksijen ortamında sinterlenen numuneler en düşük dielektrik kayıpları göstermişlerdir. Sb katkısı ile hem ortorombik-tetragonal hem de tetragonal-kübik faz geçiş sıcaklıkları yaklaşık 35-40 °C düşmüştür. Diğer numunelerde katkılamaların faz geçiş sıcaklıklarını değiştirmediği görülmüştür. Genel olarak oksijen atmosferinde sinterlenen seramiklerin elektriksel özellikleri artarken, sinterleme süresinin özelliklere önemli bir etkisinin olmadığı gözlemlenmiştir. Seramiklerin empedans spektropskopisi ile Cole-Cole analizleri yapılarak aktivasyon enerjileri hesaplanmıştır. Analizler sonunda Sb katkısının empedans değerlerini düşürdüğü, Sn ve ZnSn katkısının ise artırdığı tespit edilmiştir. Oksijen ortamında sisterleme ile genel olarak empedans değerlerinin arttığı görülürken, hesaplanan aktivasyon enerjileri ise çok etkilenmemiştir.

Özet (Çeviri)

In this study, environmentally friendly KNN-KCN ceramics, which are being developed as alternatives to lead based piezoceramics, were studied as a function of doping, sintering atmosphere and time to improve their electrical properties. KNN-KCN ceramics were doped with 3 % Sb, 1 % Sn or 0,8 % ZnSn. Doped and undoped ceramics were sintered for 2, 4, or 6 h in air or oxygen atmosphere. The problem of internal heating during service due to dielectric losses especially for high power applications (like ultrasonic drilling, cutting, motors) was studied. Densities of KNN-KCN ceramics sintered in oxygen atmosphere were increased whereas their dielectric losses decreased by 30-35 %. The ones sintered for 6 hours in oxygen atmosphere showed the lowest dielectric losses. The orthorhombic to tetragonal and tetragonal to cubic phase transition temperatures were found to decrease by 35-40 °C with Sb doping. Other dopants did not have any effect on the phase transition temperatures. Generally, electrical properties of ceramics sintered in oxygen atmospehere were found to increase, whereas sintering time did not have any effect. The Cole-Cole analysis were done using impedance phase spectroscopy, from which activation energies were calculated. Sb doping decreased the impedance values but Sn and ZnSn doping increased them. Impedance values increased when sintered in oxygen atmosphere, but the calculated activation energies were uneffected.

Benzer Tezler

  1. Çevre dostu KNN ferroelektrik seramiklerin yüksek güç ultrasonik uygulamalar için modifikasyonu

    Modification of KNN ferroelectric ceramics for high power ultrasonic applications

    ERDEM AKÇA

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    Metalurji MühendisliğiGebze Teknik Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HÜSEYİN YILMAZ

  2. (K,Na)NbO3 esaslı 1-3 piezokompozitlerin üretimi ve elektriksel karakterizasyonu

    Production and electrical characterization of based on (K,Na)NbO3 1-3 piezocomposites

    MUZAFFER VARDARLI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    Bilim ve TeknolojiGebze Teknik Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SEDAT ALKOY

    DOÇ. DR. EBRU MENŞUR ALKOY

  3. Çevre dostu kurşunsuz piezoelektrik seramiklerin üretimi ve kullanım güvenilirliğinin karakterizasyon

    Synthesis and reliability characterization of environment friendly lead-free piezoelectrics

    SERHAT TIKIZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2010

    Seramik MühendisliğiAfyon Kocatepe Üniversitesi

    Seramik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. METİN ÖZGÜL

  4. BiNaTiO3 ve KNaNbO3 tabanlı piezoelektrik seramiklerde katkılandırmayla değişen sinterleme koşullarının optimizasyonu

    Optimization of sintering conditions depending on doping in BiNaTiO3 and KNaNbO3 based piezoelectric ceramics

    MAHMUD CEMALEDDİN YALÇIN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    Metalurji MühendisliğiAfyon Kocatepe Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. METİN ÖZGÜL

  5. Deep neural network-based stealthy false data injection attack detection on der integrated systems

    Dek entegre sistemlerinde derin sinir ağı tabanlı gizlenmiş yanlış veri enjeksiyon saldırısı tespiti

    CAN GÜRKAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. VEYSEL MURAT İSTEMİHAN GENÇ