Geri Dön

Parilen-C tabanlı piezoelektrik malzemelerin diielektrik özelliklerinin incelenmesi

Dielectric properties of the parylene-C based doped piezoelectric materials

PDF İndir

  1. Tez No: 878660
  2. Yazar: UTKU GÜDÜLOĞLU
  3. Danışmanlar: PROF. DR. ÖZGÜR ÖZTÜRK
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2024
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Kastamonu Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 100

Özet

Günümüzdeki teknolojik gelişmeler, elektrik enerjisinin günlük hayatta kullanımını önemli ölçüde artırmış ve bu durum elektrik enerjisinin depolanmasıyla ilgili uygulamaları kritik bir araştırma konusu haline getirmiştir. Dielektrikler, enerji depolamaya uygun malzemeler oldukları için, bu malzemelerin dielektrik özelliklerinin anlaşılması büyük önem taşımaktadır. Piezoelektrik bir polimer olan Parilen-C, üstün elektriksel, fiziksel ve kimyasal özellikleri nedeniyle bu uygulamalar için potansiyel bir malzeme olarak öne çıkmaktadır. Literatürdeki çalışmalarda polimer malzemelere genellikle seramik, oksit, metal malzemeler katkılanarak dielektrik özelliklerinin artırılması amaçlanmıştır. Bu tez çalışmasında ise, Parilen-C polimeri kimyasal buhar biriktirme yöntemiyle sentezlenmiş ve ağırlıkça çeşitli oranlarda poliüretan (PU), poli (metil metakrilat) (PMMA) ve aktif karbon katkısı eklenerek üretilen kompozitlerin dielektrik özellikleri incelenmiştir. Kompozitlerde kullanılan malzemelerin saf veya başka malzemelerle katkılanmış numunelerinin dielektrik özelliklerini inceleyen çalışmalar mevcut olsa da bu tez çalışmasında üretilen kompozitlerin dielektrik özelliklerini inceleyen bir çalışma mevcut değildir. Üretilen numunelerin dielektrik özellikleri 1-10 MHz frekans aralığında incelenmiştir. Numunelerin kapasitans, tanjant kaybı, empedans, direnç ve reaktans değerleri empedans analizörü kullanılarak ölçülmüş, dielektrik geçirgenlik ve dielektrik kayıplar hesaplanmıştır. Daha sonra numuneler polarize edilerek dielektrik özellikleri yeniden ölçülmüştür. Ölçümler sonucunda, malzemelerin ölçüm yapılan frekans aralığında rezonans frekansları ve bu frekanslarda gösterdiği tepkiler gözlemlenmiş, malzemenin rezonans frekansından yüksek frekans değerlerinde indüktif davranış sergilediği görülmüştür. Yapılan katkılamalar ile rezonans frekansında artma ve azalma yönünde değişimler görülmüştür. Polarizasyon işleminden sonra bazı numunelerde dielektrik geçirgenlik değerlerinde artışlar gözlemlense de dielektrik kayıp değerlerindeki artışlar çok daha fazladır. Dielektrik geçirgenlik değeri rezonans frekansı bölgesinde polarizasyon işleminden sonra en fazla 5,58 kat artış göstererek en yüksek 246 değerini almış, dielektrik kayıp değerleri ise bazı numunelerde 20.000 kat artarak 5000'e kadar ulaşmıştır. Dielektrik kayıp değerleri rezonans frekansına yaklaştıkça arttığı için, bu durum metamalzemelerin uygulamaları için gereken kayıp değerlerinden daha yüksek kayıplar elde edildiğini göstermektedir. Malzemenin gösterdiği kapasitif ve indüktif davranış empedans, direnç ve reaktans grafiklerinde de gösterilmiştir. Direnç ve reaktans değerleri kullanılarak Cole-Cole grafikleri oluşturulmuş ve malzemenin dağılımı ve yapısal özellikleri hakkında analizler yapılmıştır. Malzemelerin tam bir yarım daire gösterdiği görülmüş, dielektrik gevşeme dağılımının ölçüsü olan α değerleri hesaplanarak numunelerin homojenlik düzeyi hakkında kıyaslamalar yapılmıştır.

Özet (Çeviri)

Recent technological advancements have significantly increased the daily use of electrical energy, thereby making energy storage applications a critical area of research. Dielectrics, being suitable materials for energy storage, underscore the importance of understanding their dielectric properties. Parilen-C, a piezoelectric polymer, emerges as a potential material for these applications due to its superior electrical, physical, and chemical properties. While previous studies aimed to enhance the dielectric properties of polymer materials by adding ceramics, oxides, or metals, this thesis focuses on synthesizing Parilen-C polymer via chemical vapor deposition and investigating the dielectric properties of composites produced by adding varying proportions of polyurethane (PU), polymethyl methacrylate (PMMA), and activated carbon. While studies exist on examining the dielectric properties of composites using pure or other added materials, this thesis represents the first examination of composites produced in this manner. The dielectric properties of the produced samples were examined in the 1-10 MHz frequency range. Measurements including capacitance, dissipation factor, impedance, resistance, and reactance were conducted using an impedance analyzer, and dielectric permittivity and losses were calculated. Subsequently, the samples were polarized, and their dielectric properties were re-measured. The measurements revealed resonance frequencies of the materials within the tested frequency range and their responses at these frequencies, showing inductive behavior at frequencies higher than the resonance frequency. Changes in resonance frequency were observed following the additions made, both increasing and decreasing. While increases in dielectric permittivity were observed in some samples after polarization, increases in dielectric loss were much more significant. The dielectric permittivity value showed an increase of up to 5.58 times in the resonance frequency region after polarization, reaching a maximum value of 246, whereas dielectric loss values increased up to 20,000 times in some samples, reaching up to 5000. Since dielectric loss values increased as they approached the resonance frequency, this indicates that the losses obtained are higher than those required for metamaterial applications. The capacitive and inductive behaviors exhibited by the material were also illustrated in impedance, resistance, and reactance graphs. Cole-Cole plots were created using resistance and reactance values, and analyses were conducted regarding the distribution and structural properties of the material. It was observed that the materials exhibited a perfect semicircle, and the α values, were calculated to make comparisons about the homogeneity of the samples.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    837258

    Parilen C tabanlı esnek basınç sensörlerin üretimi ve karakterizasyonu

    Production and characterization of parylene C based flexible pressure sensor

    SEDAT KURNAZ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKastamonu Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ÖZGÜR ÖZTÜRK

  2. Tez No

    338519

    MEMS based electrochemical dna sensor to detect methicillin resistant Staphylococcus aureus and vancomycin resistant enterococcus species

    Metisilin dirençli Staphylococcus aureus ve vankomisin dirençli enterococcus suşlarının tanısı için MEMS tabanlı elektrokimyasal sensör

    HATİCE CEYLAN KOYDEMİR

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2013

    BiyoteknolojiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. CANAN ÖZGEN

    DOÇ. DR. HALUK KÜLAH

  3. Tez No

    874473

    MEMS sensor platform for vital monitoring under mri and intraocular pressure measurement

    Yaşamsal işaretlerin ve göz içi basıncın ölçülmesine yönelik MEMS basınç ölçer platformunun geliştirilmesi

    PARVIZ ZOLFAGHARI

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ONUR FERHANOĞLU

  4. Tez No

    418810

    Chirp sismik yöntemle İstanbul Boğazı güney şelfindeki çökel yapılarının oluşum dinamiklerinin incelenmesi

    High resolution (Chirp) seismic stratigraphy and evolutionary dynamics at the southern shelf of the Strait of Istanbul, sea of Marmara, Turkey

    KEREM KÖPRÜLÜ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    Deniz Bilimleriİstanbul Üniversitesi

    Deniz Jeolojisi ve Jeofiziği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ŞABAN BEDRİ ALPAR

  5. Tez No

    268974

    Design, fabrication, and experimental evaluation of microchannel heat sinks in CPU cooling

    İşlemci soğutmada mikrokanal ısı alıcıların tasarımı, üretimi ve deneysel incelenmesi

    AZİZ KOYUNCUOĞLU

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2010

    Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Bölümü

    PROF. DR. FARUK ARINÇ

    YRD. DOÇ. DR. TUBA OKUTUCU ÖZYURT

Geri Dön