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
Yazar: ADİL TARIK ÖZKURT
Danışman: PROF. DR. EBRU MENŞUR ALKOY
Gebze Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Bilim ve Teknoloji = Science and Technology ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences ; Seramik Mühendisliği = Ceramic Engineering

Özet:
Piezoelektrik malzemeler uygulanan mekanik basıncı elektriksel enerjiye dönüştürmeye yarayan malzemelerdir. Aynı zamanda uygulanan elektriksel enerjiyi de mekanik enerjiye dönüştürmektedir. Bu malzemeler sahip oldukları yüksek hassasiyet sebebiyle günümüz teknolojisinde ki gelişmelere büyük katkı sağlamaktadır. Kullanım alanlarına bakıldığında sensörler, dönüştürücüler, hareket algılayıcılar, mikrofonlar ve daha birçok alanda kullanıldığını görmekteyiz. En bilinen piezoelektrik malzemeler içerisinde Pb(Zr,Ti)O3 PZT (kurşun zirkonyum titanat) bulunmaktadır. Ancak içerisinde barındırdığı yüksek kurşun oranından dolayı ve doğaya vermiş olduğu zararlardan dolayı kurşunsuz piezoelektrik malzemeler araştırılmaya başlanmıştır. Bu araştırmalar sonucunda KxNa1-xNbO3  KNN ( potasyum sodyum niyobat ) esaslı kurşunsuz seramikler elde edilmiştir. Bu seramikler yüksek Curie sıcaklığı ve PZT ile karşılaştırılabilecek seviyede elektriksel özelliği içerisinde barındırmaktadır. KNN seramiklerinin bilenen en büyük sıkıntılarından biri yoğun yapı elde etme sorunudur. Yüksek sıcaklıklara çıkıldığında içerisinde bulunan alkali yapılar sıcaklıkta buharlaşıp yoğunluk kaybına sebep olmaktadır. Bu yoğunluk kaybını engellemek için ise bu seramiklerin içerisine katkılamalar yapılmaktadır. Bu tez çalışmasında da KNN seramiğini yoğun yapıda elde etmek ve performası arttırmak için bakır oksit (CuO) katkılamalar yapılmıştır. Elde edilecek olacak KNN seramikleri Oksitlerin karışımı yöntemi ve Şablonlu tane büyümesi yöntemleri kullanılarak elde edilmiştir. Bu üretim yöntemlerinden toz üretimi Oksitlerin karışımı yöntemiyle yapılmıştır ve bu yöntemin üretilen tozlar üzerinde ki elektriksel özelliklerine ve mikro yapılarına olan etkileri incelenmiştir. Katkılamalar %0.5 mol ve %1 mol CuO olarak yapılmıştır. Bu tez çalışmasında üretilen dokulu seramikler Şablonlu tane büyümesi yöntemi ile üretilmiş ve bu yöntem ile üretilen dokulu seramiklerin elektriksel özellikleri ve mikroyapı analizleri incelenmiştir.

Abstract:
Piezoelectric materials are materials that consume the applied mechanical pressure and convert it into energy. It also transforms the energy it contains into mechanical energy. This makes a great contribution to the developments in their high precision precision technology. We see it in body sensors, transducers, motion sensors, microphones and many more target areas in usage areas. The most known piezoelectric materials include Pb(Zr,Ti)O3 PZT (lead zirconium titanate). However, lead-free piezoelectric materials have been started to be researched due to the high lead rates they contain and the damage they cause to nature. As a result of these researches, lead-free ceramics based on KxNa1-xNbO3 KNN (potassium sodium niobate) were obtained. These ceramics have high Curie temperature and residential properties comparable to PZT. One of the biggest known problems of KNN ceramics is the problem of obtaining dense structure. When they reach high temperatures, the alkaline structures in them crawl and evaporate and cause them to move forward. In order to prevent this configuration, additives are made into these ceramics. In this thesis study, copper oxide (CuO) doping was made to obtain the KNN ceramic in dense structure and to leave its performance. The KNN ceramics to be obtained were obtained by using the mixture method of oxides and the stencil grain fabric methods. Powder production from these production methods. Preventing the effects of preservation properties and microstructures on the powders produced by mixing oxides and produced by this method. Additions were made as 0.5% mole and 1% mole CuO. The textured ceramics produced in this thesis study do not hold the properties and microstructure analyzes of the textured ceramics produced by the stencil grained product method and produced by this method.