Farklı karıştırma teknikleri kullanılarak manyetik soğutma teknolojisinde kullanılan kompozit perovskite malzemelerin üretilmesi
Production of composite perovskite materials used in magnetic cooling technology using different mixing techniques
- Tez No: 938959
- Danışmanlar: PROF. DR. ATİLLA COŞKUN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 96
Özet
Son yıllarda, yeni tip soğutma teknolojisi üzerinde olası pratik uygulamaları olması nedeniyle, manyetik ve manyetokalorik özellikleri iyileştirmek için karışık değerlikli manganit bileşikler kapsamlı bir şekilde araştırılmıştır. Bu bileşiklerin en önemli ailesi, A'nın Ca, Sr, Pb, Ag, Na ve K gibi tek veya iki değerli elementler olabileceği La1-xAxMnO3 bileşikleridir. Birçok araştırmacı, bileşiklerin manyetik faz geçiş sıcaklığının, manyetik soğutma teknolojilerindeki uygulamalar için oldukça önemli olan, oda sıcaklığı civarında gerçekleşmesini sağlamak için çalışmalar yapmışlardır. Bu amaca ulaşmak için, farklı konsantrasyonlara ve değerliğe sahip elementler, ABO3 formundaki perovskite bileşiklerinin hem A hem de B bölgelerine ve bazı çalışmalarda ise eş zamanlı olarak her iki bölgeye katkılanmıştır. Ancak, bileşiklerin oda sıcaklığına yakın yerlerde meydana gelen manyetik faz geçişleri teknolojik uygulamalar için tek başına yeterli değildir. Bileşiklerin aynı zamanda, uygulanan dış manyetik alanın çok düşük değerlerinde yüksek manyetokalorik etkiye sahip olmaları da gerekmektedir. Perovskite yapısındaki Mn'nin ortalama değerlik durumunun manganit bileşiklerinin manyetik özellikleri (Curie sıcaklığı: TC, DSM) üzerinde önemli rol oynadığı iyi bilinmektedir. Üretilen farklı bileşiklerde Mn+3/Mn+4 oranı eşit olmasına rağmen, bu bileşiklerin TC ve DSM değerlerinin birbirlerinden oldukça farklı oldukları bulunmuştur. Manyetik ve elektriksel iletim özellikleri arasındaki ilişkiyi açıklamak için önce perovskite yapı içerisindeki komşu Mn+3 ve Mn+4 iyonları arasındaki çiftli değiş tokuş (DE) mekanizması kullanılmıştır. Ancak hem deneysel hem de teorik çalışmalar DE modelinin tek başına manyetik ve elektriksel özellikleri açıklayamak için yeterli olmayacağını göstermiştir. Mn+3 iyonunun Jahn–Teller bozunumu (elektron-fonon eşleşmesi), faz ayrımı, kristal yapının simetrisindeki değişim, oksijen eksikliği veya fazlalığı, faz geçiş sırası ve tane sınırları gibi diğer bazı faktörlerin de elektriksel ve manyetik özellikleri açıklamak için dikkate alınması gerekmektedir. Manganit bileşiklerinin TC ve DSM değerleri, katkı maddesinin türüne ve konsantrasyonuna bağlı olarak ayarlanabilir. Çalışmalar boyunca hedeflenen iki önemli özellik; oda sıcaklığında ve çok geniş bir sıcaklık aralığında yüksek bir manyetokalorik etki (MKE) değeri elde etmektir. Bu nedenle, bazı araştırmacılar kayda değer bir manyetokalorik etki sergileyen kompozit malzemelere yönelmişlerdir. Bu kompozit malzemelerin bazıları, farklı manyetik özellikler gösteren iki manganit bileşiğinden oluşurken, bazı kompozit malzemeler bir yalıtkan faz ve bir manganit bileşiğinin birleşiminden oluşabilmektedir. Manganit/manganit sistemleri genellikle farklı manyetik ve manyetokalorik özellikler gösteren iki farklı manganit bileşiğinden oluşur. Bu çalışmaların tamamında oda sıcaklığına yakın optimizasyon sağlayan çok geniş bir sıcaklık aralığı ile manyetokalorik etkinin arttırılması amaçlanmaktadır. Tane yüzeyindeki ve tane sınırlarındaki manyetik etkileşimlerin tane içinden olduğundan daha karmaşık olduğu bilinmektedir. Bu nedenle, manganit/yalıtkan kompozit malzemelerde (veya ikincil fazlarda), ikincil yalıtkan fazı, tane sınırlarında bir enerji bariyeri olarak çalışır ve taneler arasındaki iletimi engeller. Bazen bu ikincil fazlar, TC geçişini oda sıcaklığında optimize edebilir ve DSM değerlerinde artışa neden olabilir. La0.67Ca0.33MnO3 (Mn+3/Mn+4=2.03) bileşiklerinin TC değerlerinin farklı çalışmalarda 250 ile 275 K (oda sıcaklığının altında) arasında değiştiği bulunmuştur. Aynı zamanda, bu bileşiklerin DSM değerleri (3-5 J/kgK) manyetik soğutma uygulamalarında kullanılabilecek kadar yüksektir. Ayrıca, La0.835Na0.165MnO3 (Mn+3/Mn+4=2.03) bileşiklerinin TC değerleri oda sıcaklığından yeterince yüksek DSM değerleri ise çok düşük (
Özet (Çeviri)
In recent years, mixed-valence manganite compounds have been extensively studied to enhance their magnetic and magnetocaloric properties due to their potential practical applications in new cooling technologies. The most significant family of these compounds is La1-xAxMnO3, where A can be a mono- or divalent element such as Ca, Sr, Pb, Ag, Na, or K. Many researchers have focused on ensuring that the magnetic phase transition temperature of these compounds occurs near room temperature, which is critical for applications in magnetic cooling technologies. To achieve this goal, elements with varying concentrations and valences have been introduced into both A and B sites of ABO3 perovskite compounds, and in some studies, simultaneously into both sites. However, magnetic phase transitions near room temperature alone are insufficient for technological applications. These compounds must also exhibit a high magnetocaloric effect (MCE) under very low applied magnetic fields. It is well known that the average valence state of Mn in the perovskite structure plays a significant role in determining the magnetic properties (Curie temperature, TC, and entropy change, ΔSM) of manganite compounds. Although the Mn³/Mn⁴ ratio is equal in different synthesized compounds, their TC and ΔSM values vary significantly. Initially, the double-exchange (DE) mechanism between neighboring Mn³ and Mn⁴ ions in the perovskite structure was used to explain the relationship between magnetic and electrical transport properties. However, both experimental and theoretical studies have shown that the DE model alone is insufficient to explain these properties. Other factors, such as the Jahn–Teller distortion of Mn³⁺ ions (electron-phonon coupling), phase separation, changes in crystal structure symmetry, oxygen deficiency or excess, phase transition order, and grain boundaries, must also be considered. The TC and ΔSM values of manganite compounds can be tailored by varying the type and concentration of dopants. Two primary objectives in these studies are to achieve a high MCE at room temperature and over a wide temperature range. Therefore, some researchers have focused on composite materials exhibiting a significant magnetocaloric effect. These composite materials can consist of two manganite compounds with different magnetic properties or a combination of a manganite compound and an insulating phase. Manganite/manganite systems typically consist of two distinct manganite compounds with varying magnetic and magnetocaloric properties. The goal in all these studies is to optimize the magnetocaloric effect over a wide temperature range close to room temperature. It is known that magnetic interactions at grain surfaces and boundaries are more complex than those within the grains. In manganite/insulator composites (or secondary phases), the secondary insulating phase acts as an energy barrier at grain boundaries, impeding conduction between grains. In some cases, these secondary phases can optimize the TC transition near room temperature and enhance ΔSM values. The TC values of La0.67Ca0.33MnO3 (Mn3/Mn4=2,03) have been reported to range between 250 K and 275 K (below room temperature) in various studies. Additionally, the ΔSM values of these compounds (3-5 J/kg·K) are sufficiently high for magnetic cooling applications. Meanwhile, the TC values of La0.835Na0.165MnO3 (Mn³/Mn⁴=2,03) have been found to be above room temperature, but their ΔSM values are very low (
Benzer Tezler
- Preparation and characterization of magnetic nanoparticles
Manyetik nanotaneciklerinin hazırlanması ve karakterizasyonu
BURCU KÜÇÜK
Yüksek Lisans
İngilizce
2009
KimyaOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MACİT ÖZENBAŞ
PROF. DR. MÜRVET VOLKAN
- Investigation of corrosive behavior of magnesium oxide nanoparticles in solar salt
Magnezyum oksit katkılı solar tuzların korozif davranışlarının incelenmesi
TOGAN TÜLÜOGLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUHAMMET KÜRŞAT KAZMANLI
- Nikel ferrit (NiFe2O4) nanopartiküllerin sentezi ve atıksuların arıtımında kullanılabilirliğinin incelenmesi
The synthesis of nickel ferrite (NiFe2O4)nanoparticles and investigation of availability in treatment of wastewater
ZEYNEP KARCIOĞLU KARAKAŞ
Doktora
Türkçe
2015
Çevre MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RECEP BONCUKCUOĞLU
- Production and characterization of emulsion derived porous SiOC+TiO2 submicron/nanospheres
Emülsiyon ile gözenekli SiOC+TiO2 mikronaltı/nanoküreciklerin üretimi ve karakterizasyonu
ÖYKÜ İÇİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Mühendislik Bilimleriİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. ÇEKDAR VAKIF AHMETOĞLU
- Soğuk preslenmiş incir çekirdeği ve çörek otu posalarından elde edilen ekstraktların fenolik bileşik profilinin ve antioksidatif özelliklerinin değerlendirilmesi
Evaluation of the phenolic compound profile and antioxidative properties of the extracts obtained from cold press deoiled fig and black cumin seed meals
TUĞÇE KÖK
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Gıda Mühendisliğiİstanbul Sabahattin Zaim ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İBRAHİM GÜLSEREN