Geri Dön

BaTiO3 based ferroelectric materials for electrocaloric cooling applications

Elektrokalorik soğutma uygulamaları için BaTiO3 temelli ferroelektrik malzemeler

  1. Tez No: 540143
  2. Yazar: KERİMAN ŞANLI
  3. Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. UMUT ADEM, DOÇ. DR. YAŞAR AKDOĞAN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2018
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İzmir 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: 61

Özet

Bu projenin amacı elektrokalorik soğutma uygulamaları için elektrokalorik malzemeler üretmektir. Bu tezde kurşun içermeyen Ba0.8Sr0.2Ti1-xZrxO3 (0 ≤ x ≤ 0.10) ferroelektrik seramiklerinin elektrokalorik etkisi araştırılmıştır. Herbir seramik kompozisyonu geleneksel katı hal reaksiyon yöntemiyle sentezlenmiş olup, seramiklerin faz analizi X-ışını Kırınımı metoduyla yapılmıştır. Dielektrik ölçümler kullanılarak kompozisyonların faz geçiş sıcaklıkları (Curie sıcaklığı, Tc) belirlenmiş ve böylece elde edilen değerler kullanılarak faz diyagramı oluşturulmuştur. Tüm seramik örnekleri için, sıcaklığa bağlı elektriksel kutuplanma eğrileri ve Maxwell denklemleri kullanılarak elektrokalorik sıcaklık değişimi (∆T) dolaylı olarak hesaplanmıştır. Sonuç olarak faz diyagramının farklı bölgelerinden elde edilen ∆T değerleri karşılaştırılmıştır. Tc değerinin oda sıcaklığına yakınlığı, elektrokalorik etkinin yüksek olduğu sıcaklık aralığının genişliği ve ∆T değerinin büyüklüğü değerlendirilerek en uygun kompozisyon seçilmiştir. Kritik noktanın yakınında bulunan Ba0.8Sr0.2Ti0.93Zr0.07O3 malzemesinin, 20 kV/cm elektrik alan altında elde edilen ve geniş bir sıcaklık aralığına yayılan EC sıcaklık değişiminin (0.40 K) en iyi performansı gösterdiği düşünülmektedir. Elde edilen ∆T değerleri literatürdeki değerlerle karşılaştırıldığında Ba0.8Sr0.2Ti1-xZrxO3 (0 ≤ x ≤ 0.10) sisteminin elektrokalorik soğutma teknolojileri için gelecek vadeden bir sistem olduğunu söylemek mümkündür.

Özet (Çeviri)

The aim of this project was to produce electrocaloric materials and to determine the potential of these materials for electrocaloric cooling applications. The electrocaloric effect (ECE) of lead-free Ba0.8Sr0.2Ti1-xZrxO3 (0 ≤ x ≤ 0.10) ferroelectric ceramics was studied. The phase analysis of each ceramic composition that was synthesized by conventional solid-state reaction technique was performed by X-ray Diffraction. Dielectric measurements were done to determine the phase transition temperatures (Curie temperature, Tc) of all compositions and also construct a phase diagram. ∆T values were calculated indirectly using electrical polarization curves measured at different temperatures and Maxwell's equations. ∆T values that were obtained from different regions of the phase diagram are compared. The most suitable composition for applications was chosen considering the ∆T value, temperature range where relatively large ∆T is preserved and the Curie temperature of all ceramics. Ba0.8Sr0.2Ti0.93Zr0.07O3 ceramic located near the critical point shows the best performance with ∆T value of 0.40 K under 20 kV/cm. In comparison with the lead-free ceramics studied in the literature, Ba0.8Sr0.2Ti1-xZrxO3 system can be considered as one of the best candidates for future electrocaloric cooling technologies.

Benzer Tezler

  1. Development of multi-layer conductive polymer nanocomposites for electromagnetic shielding application

    Elektromanyetik kalkanlama uygulamaları için katmanlı iletken polimer nano kompozitlerinin geliştirilmesi

    FATMA ZEHRA ENGİN SAĞIRLI

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. EYÜP SABRİ KAYALI

    PROF. DR. ABDÜLKADİR SEZAİ SARAÇ

  2. BaTiO3 esaslı seramiklere çeşitli oksit ilavelerinin elektriksel özellikler üzerine etkisi

    The effect of various oxides on the electrical properties of BaTiO3 based ceramics

    KERİM EMRE ÖKSÜZ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Metalurji MühendisliğiSakarya Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. UĞUR ŞEN

  3. KNNS-BNW seramiklerin ZnO katkısına bağlı olarak dielektrik özelliklerinin incelenmesi

    Investigation of dielectric properties of KNNS-BNW ceramics depending on ZnO additive

    FATMA HAZAL BABAÖZÜ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Metalurji MühendisliğiSakarya Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ŞADUMAN ŞEN

  4. Preparation and characterization of microstructurally engineered textured 0.9PMN-0.1PT piezoelectric ceramics

    0.9PMN-0.1PT dokulu piezoelektrik seramiklerinin üretimi ve karakterizasyonu

    YUSUF KILIÇ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Metalurji MühendisliğiGebze Teknik Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. EBRU MENŞUR ALKOY

  5. Polarization switching and fatigue anisotropy in relaxor-lead titanate ferroelectric single crystals

    Relaksör-kurşun titanat ferroelektrik tek kristallerde polarizasyon çevrimi ve yorulma anizotropisi

    METİN ÖZGÜL

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2003

    Metalurji MühendisliğiThe Pennsylvania State University

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. CLIVE A. RANDALL