Alkali niyobat piezoseramik tozlarının yüzey ve kolloid kimyasının incelenmesi
Investigation of surface and colloid chemistry of alkaline niobate piezoceramic powders
Yazar: ÖZCAN ÖZMEN
Danışman: PROF. DR. ENDER SUVACI
Anadolu Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Seramik Mühendisliği = Ceramic Engineering
Dizin: Çözünme = Dissolution

Özet:
Bu çalışmada kurşunsuz, çevreye dost alkali niyobat piezoseramik sistem grubundan potasyum niyobat (KNbO3 - KN), sodyum niyobat (NaNbO3 ? NN) ve bu iki bileşenin x = 0,5 oranındaki morfotropik faz sınırına (MPB) sahip katı çözeltisi potasyum sodyum niyobat (KxNa1-xNbO3 - KNN) tozlarının sulu ortamdaki kararlılıkları yaşlandırma süresi, ortamın pH'ı, kompozisyonel farklılık ve tane boyutu parametreleriyle incelenmiştir. Her üç sistemde de zamana bağlı pH değişimleri, sistemin H+ ya da OH- iyonlarının reaksiyona bağlı olarak harcandığı ya da üretildiği yargısına varılmıştır. Genel profilde, ICP sonuçlarına göre ABO3 perovskit yapısına sahip tozlarda belirlenmiş pH ve süre parametrelerinde A pozisyonundaki katyonlardan iyonik potansiyeli düşük olan potasyum, sodyumdan daha fazla çözünmeye uğramıştır. İyonik potansiyeli en yüksek olan B pozisyonundaki, niyobyum için ise diğer katyonlara oranla daha az çözünme görülmüştür. Elde edilen bilgiler ile, KNN sistemi için çözünme mekanizmaları tartışılmıştır. Doğrusal regresyon yöntemi ve partikül yüzey alanı üzerinden normalizasyon metodları ile sistemin difüzyon kontrollü eş olmayan çözünmeye uğradığını sonucuna varılmıştır. Ayrıca, partikül yüzeyindeki reaktif tabaka kalınlığının deneysel verilerle hesaplanmış ve bu değerin geçirimli elektron mikroskobu görüntüsündeki yüzey amorf tabaka kalınlığı ile karşılaştırılmıştır. Yapılan değerlendirmede hesaplanan ve gözlenen reaktif tabaka kalınlıkları birbirlerine yakın sonuçlar vermiştir.

Abstract:
In this study, stability of members of lead-free and enviromental friendly alkaline niobate piezoceramic powders, potasyum niobate (KNbO3- KN), sodium niobate (NaNbO3), and their solid solution in morphotropic phase boundary (MPB) where x=0,5 potassium sodium niobate (KxNa1-xNbO3 ? KNN) in aqueous solutions were investigated in case of aging time, medium pH, compositional difference, and particle size parameters. In both three systems, pH drifts as a function of time has proved that the active system consumed and/or produced H+ and OH- ions. General profile in ICP results in fixed pH and time parameters showed that in A site cations, the low ionic potantial potassium cations dissoluted more then sodium ions. Whereas, the B site cation, higher ionic potantial among them, niobium dissoluted less. By the experienced results, dissolution mechanisms for KNN system has been discussed. It is observed that the system goes diffusion controlled incongruent dissolution by interpretting the linear regression method with applying kinetic models and normalized data in terms of surface area of the particle. In addition, reactive surface layer on the particle was calculated based on experimental data and this value was compared with the transmission electron microscope (TEM) image of aged sample. Studies showed that the reactive surface layer thickness values by the experimented data and the observed image data were in reasonable tolerance.