Çevre dostu KNN piezoseramiklerine katkılandırılmanın ve sinterleme atmosferinin etkisi
The effect of doping and sintering atmosphere on environment friendly KNN piezoceramics
- Tez No: 526090
- Danışmanlar: PROF. DR. HÜSEYİN YILMAZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilim ve Teknoloji, Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gebze Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- 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
- 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
2016
Metalurji MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN YILMAZ
- (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
2015
Bilim ve TeknolojiGebze Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEDAT ALKOY
DOÇ. DR. EBRU MENŞUR ALKOY
- 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
2010
Seramik MühendisliğiAfyon Kocatepe ÜniversitesiSeramik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. METİN ÖZGÜL
- 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
2017
Metalurji MühendisliğiAfyon Kocatepe ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. METİN ÖZGÜL
- 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
2023
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. VEYSEL MURAT İSTEMİHAN GENÇ