K0.5bi0.5tio3-batio3-na0.5bi0.5tio3 esaslı tozlarda kompozisyonun mikroyapı gelişimi ve elektriksel özelliklere etkisinin belirlenmesi
Determination of the effect of composition on microstructure and electrical properties in k0.5bi0.5tio3-batio3-na0.5bi0.5tio3 based powders
- Tez No: 633294
- Danışmanlar: PROF. DR. ENDER SUVACI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Piezoelektriklik, Ferroelektriklik, Matris tozu, Sodyum bizmut titanat içerikli, Elektriksel özellikler, Piezoelectricity, Ferroelectricity, Matrix powder, Sodium bismuth titanate based, Electrical properties
- Yıl: 2020
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Eskişehir Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 161
Özet
Piezoelektrikler sensörlerden tepkileyicilere, enerji depolayıcılardan ultrasonik motorlara kadar çok sayıda uygulama alanına sahip özel bir malzeme sınıfıdır. Fakat yaygın olarak kullanılan piezoelektrik seramikler kurşun içerikli olduğundan doğal yaşam için tehlike oluşturmaktadır ve bu yüzden çevre dostu kurşunsuz piezoelektrik seramiklerin geliştirilmesi son derece önem kazanmıştır. Kurşunsuz Sodyum Bizmut Titanat (NBT) içerikli piezoelektrik malzemeler araştırmacılar tarafından, kurşun içerikli piezoelektrik malzemelerin yerine en iyi aday olarak gösterilmektedir. NBT içerikli kurşunsuz piezoseramikler arasından K0.5Bi0.5TiO3-BaTiO3-Na0.5Bi0.5TiO3 katı çözeltisi, yüksek piezoelektrik kat sayısı, yüksek eşleşme kat sayısı, düşük enerji kaybı ve yüksek depolarizasyon sıcaklığına sahip olması sebebiyle özellikle tepkliyeci uygulamalarına yönelik malzeme geliştirme çalışmalarında dikkat çekmektedir. Gerçekleştirilen bu çalışmamızda yüksek dielektrik, piezoelektrik ve ferroelektrik özelliklere sahip matris tozları (1-x)(K0.5Bi0.5TiO3-BaTiO3)-xNa0.5Bi0.5TiO3 (KBT:BT=2:1) sistemi, x=0,5, x=0,6, x=0,7, x=0,8 ve x=0,9 kompozisyonlarında geleneksel katı oksit karıştırma tekniği kullanılarak üretilmiştir. Üretilen tozlar TG-DTA ve XRD analiz sonuçlarına göre 880°C'de 3 saat kalsine edilmiştir. Daha sonra preslenerek pelet haline getirilen matris tozları TMA analiz sonuçlarına göre 1125°C'de 4 saat sinterlenmiştir. SEM ile morfoloji analizi yapılan seramiklerin homojen tane dağılımına ve kompakt yapıya sahip olduğu gözlenmiştir. Bu yapılan çalışmalar sonucunda x=0,8 kompozisyonunun öne çıktığı tespit edilmiştir. Bu kompozisyona ait numunenin elektriksel ölçüm sonuçlarından kalıcı polarizasyonun 8,1 µC/cm2, zorlayıcı alan 9,96 kV/cm, piezoelektrik kat sayısı (d33) değeri 133 pC/N ve depolarizasyon sıcaklığı (Td) ise 198°C'olarak olarak belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Piezoelectric materials are a special class of materials with a wide range of applications, from sensors to actuator, energy storage to ultrasonic motors. However, commonly used lead-based piezoelectric ceramics are very toxic for the natural life and therefore, it is necessary to develop environment-friendly lead-free piezoelectrics ceramics has become extremely important. Lead-free Sodium Bismuth Titanate (NBT) containing piezoelectric materials are the best candidates instead of lead containg piezoelectric materials shown by researchers. Among the NBT-containing lead-free piezoceramics, K0.5Bi0.5TiO3-BaTiO3-Na0.5Bi0.5TiO3 solid solution attracts to much attention especially in material development studies for actuator applications due to its high piezoelectric coefficient, high coupling coefficient, low energy loss and high depolarization temperature. In this study, matrix powders with high dielectric, piezoelectric and ferroelectric properties (1-x)(K0.5Bi0.5TiO3-BaTiO3)-xNa0.5Bi0.5TiO3 (KBT:BT=2:1) system, were produced using the conventional solid oxide mixing technique in the compositions of x = 0,5, x = 0,6, x = 0,7, x = 0,8 and x = 0,9. The powders were calcined at 880°C for 3 hours according to the results of TG-DTA and XRD analysis. Then, matrix powders, which were pressed into pellets, and sintered at 1125°C for 4 hours according to the results of TMA analysis. It was observed that the ceramics, which were analyzed by SEM, had homogeneous grain distribution and compact structure. As a result of these studies, it was determined that the composition of x = 0.8 stands out. From the electrical measurement results of the sample of this composition, permanent polarization was determined as 8,1 µC/cm2, coercive field 9,96 kV/cm, piezoelectric coefficient (d33) value 133 pC/N and depolarization temperature (Td) 198°C.
Benzer Tezler
- Kurşunsuz piezoelektrik seramiklerin özelliklerinin mikroyapı tasarımı ile geliştirilmesi
Development of the properties of lead-free piezoelectric ceramics by microstructure design
HATİCE ŞULE TETİK
Doktora
Türkçe
2021
Metalurji MühendisliğiEskişehir Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ENDER SUVACI
- BaTiO3 VE (K,Na)0.5Bi0.5TiO3 kurşunsuz ferroelektrik seramiklerde kristalografik yönlenmenin elektrokalorik özelliğe etkisinin incelenmesi
Investigations the effect of crystallographic texturing on electrocaloric property in lead free BaTiO3 VE (K,Na)0.5Bi0.5TiO3 ferroelectric ceramics
MUHAMMET ALİ ÜNAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Mühendislik BilimleriEskişehir Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ENDER SUVACI
- Non obstrüktif azospermisi olan hastalarda cerrahi sperm elde etme yöntemlerinden TESE ve TESA'nın rolü
Surgery patients with non obstructive azoospermia the sperm retrieval test methods and the role tesaum
GONCA ÇAYLANT
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Histoloji ve EmbriyolojiYeni Yüzyıl ÜniversitesiHistoloji ve Embriyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM HALİL ÇEVİK
- An in situ and operando FTIR-DRIFTS-MS analysis of low temperature CDRM reaction
Düşük sıcaklıklarda metanın karbon dioksit reformlamasının (CDRM) FTIR-DRIFTS-MS çalışması
ONUR ORDULU
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Kimya MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET ERHAN AKSOYLU
- Matematik eğitiminde fark etme becerisine ilişkin çalışmaların incelenmesi: Bir meta-sentez çalışması
Examination of studies on the noticing skill in mathematics education: A meta-synthesis study
AYTEN ÖZTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
MatematikMersin ÜniversitesiMatematik ve Fen Bilimleri Eğitimi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MERİÇ ÖZGELDİ