BaTiO3 based ferroelectric materials for electrocaloric cooling applications
Elektrokalorik soğutma uygulamaları için BaTiO3 temelli ferroelektrik malzemeler
- Tez No: 540143
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. UMUT ADEM, DOÇ. DR. YAŞAR AKDOĞAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- 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
- 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
2017
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EYÜP SABRİ KAYALI
PROF. DR. ABDÜLKADİR SEZAİ SARAÇ
- 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
2018
Metalurji MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. UĞUR ŞEN
- 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
2024
Metalurji MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞADUMAN ŞEN
- 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
2019
Metalurji MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EBRU MENŞUR ALKOY
- 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
2003
Metalurji MühendisliğiThe Pennsylvania State UniversityMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CLIVE A. RANDALL