BaTiO3/PANI kompositlerini yapısal ve dielektrik özelliklerinin incelenmesi
Structural and dielectric properties of the BaTiO3/PANI composites
Yazar: SİNEM SİPAHİOĞLU
Danışman: PROF. DR. KADİR ESMER
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Baryum = Barium ; Dielektrik özellikler = Dielectric properties ; Kompozit malzemeler = Composite materials ; Yapısal özellikler = Structural properties

Özet:
Bu tez çalışmasında, BaTiO3 sol-gel tekniği ile elde edildi. Dielektrik sabiti yüksek olan BaTiO3 ile iletkenliği yüksek polimerlerden polianilin (PANI) kimyasal yöntemler kullanılarak BaTiO3/PANI nano kompozitler elde edildi. Bu nano kompozitlerlerin yapısal ve dielelektrik özellikleri incelendi.BaTiO3/PANI nano-kompozitlerin yapısal analizleri FT-IR, XRD ve SEM teknikleriyle yapıldı. FT-IR sonuçları, moleküler etkileşmenin N-H atomlarındaki hidrojen atomları ve çözelti ortamındaki oksijen atomları üzerinden gerçekleştiğini gösterdi. XRD sonuçları, sol-jel yöntemi ile sentezlenen BaTiO3'ün yapısının kübik perovskit yapıda olduğunu doğruladı. BaTiO3/PANI kompozit örneklerde, BaTiO3'ün kristal yapısının değişmediği gözlendi. SEM ve XRD sonuçları, BaTiO3 parçacıklarının polimer matrisinde gömülü durumda olduğu ve heterojen dağıldığını, PANI'nin BaTiO3'ü çevrelediği ve kısmen ara yüzey etkileşmelerinin de olduğunu gösterdi.Farklı iki frekans bölgelerindeki dielektrik davranışlar kompozit içindeki BaTiO3'ün konsantrasyonun artmasıyla dielektrik sabitinin arttığını gösterdi. Her iki frekans bölgesi içinde BaTiO3/PANI kompozitlerin stabil bir durum sergilediklerini gösterdi. Sanal permivitenin frekansa bağlı değişimleri frekansın artması ile yapıda polarlanmanın azaldığı ve iletkenliğin olumsuz etkilendiğini ortaya koydu. GHz gibi yüksek frekanslarda bu tür kompozit örneklerin elektromanyetik dalga soğurma özelliklerinin çok yüksek olabileceği ve uygulama alanlarına önemli katlılar sağlayabileceği önerildi.

Abstract:
In this study, BaTiO3 was obtained by the sol-gel technique. BaTiO3,which has high dielectric constant, doped with high conductivity polymer polyaniline (PANI) were obtained BaTiO3/PANI nano-composites using chemical methods.Structural and dielelectric properties of these nano-composites were investigated. Structural analysis of BaTiO3/PANI nano-composites were conducted by FT-IR, XRD and SEM techniques. FT-IR results showed that molecular interaction may be occurred through hydrogen atoms at the N-H bonds (atoms) and the oxygen atoms at solvent medium. The results of XRD confirmed that BaTiO3 synthesized by sol-gel method is the cubic perovskite structure. It was observed that in BaTiO3/PANI composite samples, the crystal structure of BaTiO3 were unchanged. The results of SEM and XRD show that BaTiO3 particals are seen as embedded and dispersed heretogen in the polymer matrix, BaTiO3 particles are surrounded with PANI and is part of the interfacial interactions.Different regions of the two-frequency dielectric behavior of composite has been showed that increasing concentration of BaTiO3 resulted with increasing in the dielectric constant. Both frequency region showed that BaTiO3/PANI composites exhibit a stable condition. Frequency dependent changes in complex permittivity showed that polarization and conductivity was reduced with increasing frequency. Also at high frequencies, this kind of composite samples may have very high absorption rate of electromagnetic waves of frequencies around GHz and this suggests important contributions on many applications.