Oltu taşının dielektrik özelliklerinin nem ve frekansa bağlı değişimlerinin incelenmesi
Investigation of the dielectric properties of oltu stone depending on humidity and frequency
Yazar: MOHAMED MAHFOUDH EL MAMI
Danışman: PROF. DR. HAZİRET DURMUŞ
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Türkiye'nin 15 e yakın yarı değerli taşlarından bir tanesi olan oltu taşı (siyah amber)nın elektriksel özellikleri ve bu özelliğinin kullanım alanlarının araştırılması konusunda yapı¬lan herhangi bir çalışma bulunamamıştır. Bu çalışma, Oltu taşının dielektrik özelliklerinin nem ve frekansa bağlı değişimlerinin ölçülmesi ve teknolojik uygulamalarda kullanabilirliğinin araştırılması üzerine odaklanmıştır.

Oltu taşı, endüstriyel alanda teknolojik ürünlerin geliştirilmesinde önemli bir potansiyele sahiptir. Bu taşın yüksek karbon içeriği, filtre malzemeleri, pigment ve boyalar, elektrot malzemeleri, katalizör taşıyıcıları, sürtünen yüzeylere sahip malzemeler ve kozmetik uygulamalarda önemli avantaj sağlayabilir.

Malzemelerin dielektrik özellikleri, elektriksel olarak yük depolama, yalıtım, yüksek frekans, mikrodalga, optoelektronik, fotonik ve sensörler gibi teknolojik uygulamalarda kritik bir rol oynar. Dielektrik sabiti, dielektrik dayanıklılığı, dielektrik kaybı ve sıcaklık kararlılığı gibi özellikler, malzemeye ait karakteristik parametrelerdir. 
Bu tez çalışmasında Erzurum Bölgesi'nden temin edilen Oltu taşı numunelerinden kayaç ve pelet tipi iki farklı örnek hazırlanmıştır. Bu örneklerin bünyelerinde barındırdıkları farklı nem içeriklerine bağlı olarak dielektrik özellikleri 5Hz-13MHz frekans aralığına sahip HP 4192A LF Empedans Analizörü ile ölçülmüştür. Dielektrik ölçümlerden örneklere ait dielektrik sabitinin reel ve sanal bileşenleri, dielektrik kayıp ve numunelerde hangi tür kutuplanma mekanizmalarının baskın olduğu araştırılmıştır. Sonuç olarak, ölçümler, (10 kHz – 6,5 MHz) frekans aralığında veri salınımının minimum olduğu bölgede sınırlandırılarak kayaç numunesi için dielektrik sabitinin yaklaşık (3,2-4,4), pelet için ise (2,9-3,9) aralığında değiştiği bulunmuştur. Dielektrik sabitinin artan nem ile birlikte bir miktar büyüdüğü, fakat bu değişimin çok küçük olduğu görülmüştür.

Abstract:
There has been no study found on the electrical properties and applications of one of Türkiye's nearly 15 semi-precious stones, the "Oltu stone" (black amber). This study focuses on measuring the changes in the dielectric properties of the Oltu stone with respect to moisture and frequency and investigating its usability in technological applications.
	Oltu stone has significant potential in developing technological products in the industrial field. Its high carbon content can provide important advantages in filter materials, pigments and dyes, electrode materials, catalyst carriers, materials with frictional surfaces, and cosmetic applications.
The dielectric properties of materials play a critical role in technological applications such as electrical charge storage, insulation, high frequency, microwave, optoelectronic and photonic devices, and sensors. Characteristics such as dielectric constant, dielectric strength, dielectric loss, and temperature stability are characteristic parameters of the material. In this study, two different samples, rock and pellet types, were prepared from Oltu stone samples obtained from the Erzurum region. The dielectric properties of these samples, depending on their different moisture contents, were measured using an HP 4192A LF Impedance Analyzer in the frequency range of 5Hz-13MHz. The real and imaginary components of the dielectric constant, dielectric loss, and the predominant polarization mechanisms in the samples were investigated from the dielectric measurements. As a result, the measurements were limited to the frequency range (10 kHz – 6.5 MHz) where data fluctuation was minimal, and it was found that the dielectric constant varied approximately between (3.2-4.4) for the rock sample and (2.9-3.9) for the pellet sample. It was observed that the dielectric constant increased slightly with increasing moisture, but this change was very small.