Kurşunsuz piezoelektrik seramiklerin özelliklerinin mikroyapı tasarımı ile geliştirilmesi
Development of the properties of lead-free piezoelectric ceramics by microstructure design
- Tez No: 666016
- Danışmanlar: PROF. DR. ENDER SUVACI
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Seramik Mühendisliği, Metallurgical Engineering, Engineering Sciences, Ceramic Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Eskişehir Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 195
Özet
Dünyada artan çevre dostu ve sürdürülebilir büyümeyi destekleyen malzemeler konusundaki bilinç, Türkiye'nin de içinde yer aldığı pek çok ülkede kurşun içeren piezoelektrik malzemelerin sınırlandırılmasına yönelik araştırmaları hızlandırmıştır. Bu tez çalışmasında pek çok farklı uygulama için yüksek potansiyel sergileyen NBT esaslı kurşunsuz yönlendirilmiş K0.5Bi0.5TiO3-BaTiO3-Na0.5Bi0.5TiO3 (KBT-BT-NBT) piezoelektrik seramiklerin özelliklerinin hem kimyasal modifikasyon hem de kristalografik yönlendirme yaklaşımıyla geliştirilmesi amaçlanmıştır. Bu amaca yönelik (1-x)(K0.5Bi0.5TiO3-BaTiO3)-xNa0.5Bi0.5TiO3, KBT:BT=2:1 ve x=0.8 olacak şekilde ara basamaklı ve tek basamaklı üretim yöntemiyle üretilmiştir. Yönlenmiş seramikler ise yönlendirilmiş çekirdekle kontrollü tane büyümesi (TGG) yöntemine göre ara basamaklı üretim yöntemiyle elde edilmiş matris içerisine ağırlıkça %5, 10, 15 oranında K0.5Bi0.5TiO3, BaTiO3, Na0.5Bi0.5TiO3 çekirdekler eklenerek ve şerit döküm tekniği kullanılarak şekillendirilip, 1150 ℃ ve 1175 ℃'de 48 saat sinterlendikten sonra başarıyla üretilmiştir. 1150℃'de 48 saat sinterlenmiş %10 BT çekirdekli seramiklerde en iyi yönlenme derecesi %74, ve piezoelektrik sabiti d33=188 pC/N değerleri elde edilirken, 36kV/cm elektrik alan altında %5 BT çekirdekli seramiklerde en yüksek polarizasyon Pr=~25 µC/cm2, %10 NBT çekirdekli seramiklerde ise en yüksek gerinim ~%0,3 ve geniş sinyal piezoelektrik katsayı d_33^*=777 pm/V değerleri elde edilmiştir. Elektriksel karakterizasyon sonuçları, matris kompozisyonuna göre yönlendirme ile hem piezoelektrik katsayının hem de polarizasyon yeteneğinin arttığını göstermiştir.
Özet (Çeviri)
Growing awareness in the World on materials that are enviromentally friendly and supporting sustainable growth, including Turkey's lead in many countries has accelerated research that takes place within the piezoelectric material for the limitation. In this thesis, it is aimed to improve the properties of NBT based lead-free oriented K0.5Bi0.5TiO3-BaTiO3-Na0.5Bi0.5TiO3 (KBT-BT-NBT) piezoelectric ceramics with both chemical modification and crystallographic orientation approach, which exhibit high potential for many different applications. For this purpose, (1-x)(K0.5Bi0.5TiO3-BaTiO3)-xNa0.5Bi0.5TiO3 was produced with inter-step and single step production method with KBT:BT=2:1 and x=0.8. Oriented ceramics were formed, using 5, 10 and 15% by weight K0.5Bi0.5TiO3, BaTiO3, N0.5Bi0.5TiO3 templates into the matrix obtained with inter-step production, and they were shaped by tape casting technique using the templated grain growth (TGG) method. It was produced successfully after sintering 1150 ℃ and 1175 ℃ for 48 hours. For ceramics with 10% BT templated sintered at 1150 ℃ for 48 hours, the best orientation degree 74% and piezoelectric constant d33 = 188 pC/N values, while the highest polarization in ceramics with 5% BT templated under 36kV/cm electric field Pr= ~ 25 µC/cm2, 10% NBT templated ceramics under 36kV/cm electric field the highest strain ~0.3% and large signal piezoelectric coefficient d_33^*=777 pm/V values were obtained. Electrical characterization results showed that both piezoelectric coefficient and polarization capability increased by orientation according to matrix composition.
Benzer Tezler
- Kurşunsuz piezoelektrik seramiklerde elektriksel yaşlanma
Electrical depolarization in lead-free piezoelectric ceramics
BİRKIZ DİLEK KARGI
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Seramik MühendisliğiAfyon Kocatepe ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. METİN ÖZGÜL
- Yüksek curie sıcaklığına sahip kurşunsuz piezoelektrik seramiklerin üretimi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of high curie temperature lead-free piezoelectric ceramics
ELİF BEYZA ZORLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Mühendislik BilimleriAfyon Kocatepe ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. METİN ÖZGÜL
- Piezoelektrik potasyum sodyum niyobat kullanılarak dokulu seramiklerin ve 0-3 polimer-seramik esnek kompozitlerin üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterizaton of textured ceramic and 0-3 polymer-seramic flexible composites using piezoelektric potassium sodyum niobate
ADİL TARIK ÖZKURT
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Bilim ve TeknolojiGebze Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EBRU MENŞUR ALKOY
- 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
- Sinterleme yardımcısı cuo katkısının stokiyometrik olmayan [Na0,5Bi0,5TiO3]0,75-[Sr1-xTiO3-x]0,25 seramiklerinin özelliklerine etkisinin incelenmesi
Investigation the effects of sintering aid cuo addition on the properties of non-stoichiometric [Na0,5Bi0,5TiO3]0,75-[Sr1-xTiO3-x]0,25 ceramics
GÜLBENİZ YALDIZ İNCE
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Metalurji MühendisliğiBursa Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA YUNUS KAYA