Montmorillonitçe zengin bentonitlerde sıcaklık, basınç ve parçacık büyüklüğünün dielektrik özelliklere ve aktivasyon enerjilerine etkisi
The effect on dielectric properties and activation energies of temperature, pressure and particle size at bentonites that montmorillonite rich
Yazar: ABDULLAH DERYAL
Danışman: YRD. DOÇ. DR. HAYREDDİN KÜÇÜKÇELEBİ
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2011
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Aktivasyon enerjisi = Activation energy ; Basınç = Pressure ; Dielektrik özellikler = Dielectric properties ; Kutuplaşma = Polarization ; Montmorillonit = Montmorillonite ; Parçacık büyüklüğü = Particle size ; İletkenlik = Conductivity

Özet:
Bu çalışmada, Ordu ili Ulubey ve Ünye bölgelerinden temin edilen, montmorillonit bakımından farklı yüzdeler içeren iki kil örneğinin dielektrik özellikleri, 100 Hz ? 5 MHz frekans bölgesinde ve 230 K ? 360 K sıcaklık aralığında incelenmiştir. Bu frekans bölgesinde etkili olan yönelimli ve arayüzeysel kutuplanma süreçlerinin temsilinde, sırasıyla Havriliak-Negami (HN) ve iletkenliğin de dielektrik geçirgenlik gibi frekansla değiştiğini varsayan güç yasalı Maxwell-Wagner-Sillars (MWS) bağıntıları kullanılmıştır. Özellikle düşük frekanslar kısmında önemli hale gelen elektrot kutuplanması etkisini minimum yapmak için ve geçirgenlik modunda çizilen grafiklerde Cole-Cole eğrilerinin elde edilememesi nedeniyle, kutuplanma süreçlerini ifade eden bağıntılar (HN ve MWS), elektrik modülü formalizminde ele alınmıştır.Numuneler, dört farklı parçacık boyutunda elekten geçirilmiş ve bunların her biri üç farklı basınç altında pelet haline getirilmiştir.HN süreci için bulunan aktivasyon enerjilerinin (20,30 ? 39,85 kJ/mol), MWS süreci için belirlenen enerjilerden (13,59 ? 21,31 kJ/mol) daha büyük olduğu tespit edilmiştir. Her iki süreç için de aktivasyon enerjilerinin artan basınç ve artan parçacık büyüklüğü ile arttığı bulunmuştur. Artan montmorillonit yüzdesiyle aktivasyon enerjilerinin HN süreci için azaldığı, MWS süreci için ise arttığı görülmüştür.Ayrıca, sanal geçirgenliklerden elde edilen ac iletkenlikleri kullanılarak, Jonscher'ın iletkenlikle ilgili güç yasası ifadesinden doğru akım iletkenliği ve diğer parametreler bulunmuştur.

Abstract:
In this study, dielectric properties of two clay samples which collected from Ordu Ulubey and Ünye regions and have different amounts of montmorillonite was examined in the 100 Hz ? 5 MHz frequency region, and at 230 K ? 360 K temperature range. In order to represent the orientational and interfacial polarization processes which are effective in this frequency region were used Havriliak-Negami (HN) and Maxwell-Wagner-Sillars (MWS) relations. A power law term was included in MWS relation which assumes that the conductivity changes depending on the frequency like dielectric permeability. Because the Cole-Cole curves could not obtained from the graphs drawn in permeability mode, and also to minimize the electrode polarization effects that becomes important at especially low frequencies, relations (HN and MWS) that represents the polarization processes were used in electrical module formalism.Samples were sifted into four different particle size, and each one of these were pressed into pellets under three different pressures.It was determinated that activation energies for HN processes (20,30 ? 39,85 kJ/mol) are greater than for MWS processes (13,59 ? 21,31 kJ/mol). It was also determinated that activation energies increase with increasing pressure and particle size for both processes. It was observed that activation energies for HN processes decrease and for MWS processes increase with increasing montmorillonite percentage.Furthermore, we have determinated the dc conductivity and the other parameters appearing in the expression of Jonscher?s power law using ac conductivities obtained from the imaginary permittivities.