K2Pb4Nb10O30-Na2Pb4Nb10O30-K6W4Nb6O30 bileşimlerinin morphotropik faz bölgesi civarında dielektrik ve ferroelektrik özelliklerinin incelenmesi
Dielectric and ferroelectric properties of K2Pb4Nb10O30-Na2Pb4Nb10O30-K6W4Nb6O30 across morphotropic phase region
Yazar: NİYAZİ DEMİRCİ
Danışman: PROF. DR. MİRHASAN SEYİTSOY
Gebze Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
K2Pb4Nb10O30 - Na2Pb4Nb10O30 -K6W4Nb6O30  kısaltılmış olarak KPN-NPN-KWN novel seramiklerden olup  tungsten bronze ailesindendir ve yüksek sıcaklık katı hal reaksiyon tekniği kullanılarak sentezlenir. Bu çalışmamızda hazırlanan  seramiklerin faz yapısı, dielektrik ve ferroelkektrik  özellikleri  bu bileşimin morphotropik faz MP bölgesinden geçerken incelendi. KPN-NPN-KWN  nin katı solüsyonun NPN nin oranının  %30,50,60 olmasına bağlı olarak dielektrik katsayısı  ε(T)  detaylı olarak inclendi. Bütün örnekler  Curie sıcaklığında ε(T)  dielektrik katsayısı üzerinde geniş dielektrik maximum pik ve zayıf frekans dielektrik dağılımı kullanılarak karakterize edilir. Bütün örneklerde mükemmel dielektrik ve ferroelektrik özellikler elde edildi. Bulgular gösterdi ki bütüm bileşikler  bileşik kusurları tarafından uyarılmış  sıcaklığın bir fonksiyonu olarak geniş dielektrik katsayılı relaxor ferroelektrik tipin faz geçişin klasik difuzyonunu sergiliyor. Ayrıca dielektrik davranışların incelenerek MP bölgede iki rhombik fazı bölen çizginin karşılaştığı üçgen faz diyagramındaki üçlü noktanın çevresinde yerini almış K1.6NaPb3.4W0.6Nb9.4O30 seramiği  Curie sıcaklığı yakınında 1 kHz frekansta çok yüksek dielektrik sabiti (ε≈9700)  sergilediği görülmüştür.

Abstract:
Series of novel ferroelectric ceramics of K2Pb4Nb10O30 - Na2Pb4Nb10O30 - K6W4Nb6O30 (abbreviated to KPN - NPN – KWN) with members of tungsten bronze family, were synthesized using a high - temperature solid - state reaction technique. The phase structure, dielectric and ferroelectric properties of the prepared ceramics which lie on the composition lines passing across the morphotropic phase (MP) region in the phase diagram were mainly investigated. The temperature dependence of the dielectric constant (𝜀(𝑇)) of KPN - NPN – KWN solid solutions corresponding to 30, 50 and 60 - mole % NPN composition have been investigated in detail. All samples are characterized by a broad dielectric maximum peak on 𝜀(𝑇) at the Curie temperature and weak frequency dielectric dispersion. Excellent dielectric and ferroelectric properties have been obtained for all investigated compositions. The findings show that all compositions exhibit the classical diffuse phase transition of a relaxor ferroelectric type with a broad peak of the dielectric constant as a function of temperature induced by compositional disorder. Examination of the dielectric behavior indicates that K1.6NaPb3.4W0.6Nb9.4O30 ceramic which is located in the vicinity of a triple point in triangle phase diagram where MP – region meets the dividing line between two rhombic phases, exhibits very high dielectric constant 
(𝜀 ~ 9000) value at 1 kHz near the Curie temperature.