Ferroelektrik seramiklerin mekanik ve elektrik özelliklerinin araştırılması
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gebze Teknik Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Malzeme Bilimi Ve Mühendisliği Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2007
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: CEREN EFE
Danışman: Cihangir Duran
Özet:
Pb(ZrxTi1-x)O3 (PZT) seramikleri
piezoelektrik malzemelerin önemli bir kısmını oluştururlar. Bu malzemeler
göstermiş oldukları mükemmel elektriksel özellikleri dolayısıyla yaygın olarak
kullanılmaktadır. Fakat bünyelerindeki kurşun nedeniyle çevreye ve insan
sağlığına zararlıdır. Buradan yola çıkılarak PZT bazlı seramiklerin yerini
alacak kurşun içermeyen malzemelerin araştırılması giderek yaygınlaşmıştır. (Na0.5Bi0.5)TiO3
Sodyum Bizmut Titanat (NBT) bu tip perovskit yapıdaki malzemelere bir
örnektir. Buna rağmen yüksek zorlayıcı alan dolayısıyla kutuplama zorluğu
vardır. Bu problemi çözmek için NBT bazlı çeşitli katı çözeltiler
geliştirilmiştir.Bu katı çözeltilerden bir tanesi; (Na0.5Bi0.5)1-xBaxTiO3
[NBT-BT(x)] sistemidir. Elektriksel özellikleri ile karşılaştırıldığında
bu malzemeler çoğunlukla normal mekaniksel gerilim altında kullanım alanı
bulmazlar. Son yıllarda bu malzemelerin mekaniksel davranışlarının
araştırılmasına yönelik ilgi artış göstermiştir.
Bu çalışmada, American Piezo
Ceramics’in ticari olarak ürettiği PZT-4 ve PZT-5A tozları ile katı hal
kalsinasyonu ile sentezlenen (Na1/2Bi1/2)0.945Ba0.055TiO3
(NBT-BT) kullanılmıştır. Deneysel çalışmalarda; NBT-BT tozundan üretilen
numuneler, 1200°C’de
6 saat ve PZT tozlarından üretilen numuneler 1260°C’de 4 saat sinterlenmişlerdir.
Numunelerin elektriksel ölçümleri yapıldıktan sonra mekanik testlere tabi
tutulmuşlardır. Domain yönlenmesine bağlı olarak malzemelerin mukavemet, elastik
sabiti ve kırılma tokluk değerlerinde sergiledikleri anizotropik davranış
gözlenmeye çalışılmıştır.