Geri Dön

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

  1. Tez No: 633294
  2. Yazar: OZAN ŞÜKRÜ ATEŞ
  3. Danışmanlar: PROF. DR. ENDER SUVACI
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
  6. Anahtar Kelimeler: Piezoelektriklik, Ferroelektriklik, Matris tozu, Sodyum bizmut titanat içerikli, Elektriksel özellikler, Piezoelectricity, Ferroelectricity, Matrix powder, Sodium bismuth titanate based, Electrical properties
  7. Yıl: 2020
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Eskişehir Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. 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

  1. 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

    Türkçe

    2021

    Metalurji MühendisliğiEskişehir Teknik Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ENDER SUVACI

  2. 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

    Türkçe

    2022

    Mühendislik BilimleriEskişehir Teknik Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ENDER SUVACI

  3. Bebeklik ve erken çocukluk dönemi uyumsal yeme davranışı ve beslenme süreci anne tutumları ölçekleri geliştirme çalışması

    Development study of infancy and early childhood period adaptive eating behaviour and mothers attitudes scales in feeding process

    HABİBE DİLSİZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2013

    Beslenme ve DiyetetikAnkara Üniversitesi

    Eğitimde Psikolojik Hizmetler Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İHSAN DAĞ

  4. Resimli nasihatnâmeler: Ali Çelebi'nin Hümâyûnnâmesi

    Illustrated nasihatnames: Ali Chelebi's Hümâyûnnâme

    ŞEBNEM PARLADIR

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2011

    Sanat TarihiEge Üniversitesi

    Sanat Tarihi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. BOZKURT ERSOY

    PROF. DR. ZEREN TANINDI

  5. Mechanical characterization and modelling of industrial papers

    Endüstriyel kağıtların mekanik karakterizasyonu ve modellenmesi

    FATİH YAMAK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. EMİN SÜNBÜLOĞLU