Baryum titanatın mikroyapısına stokiometrinin ve SiO2 katkısının etkisi
The effect of stoichiometry and SiO2 addition on the microstructure of barium titanate
Yazar: BERAT YÜKSEL
Danışman: PROF. DR. TEVFİK OSMAN ÖZKAN
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Üretim Metalurjisi Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2003
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Baryum titanat = Barium titanate ; Mikroyapı = Microstructure ; Sinterleme = Sintering

Özet:
Baryum Titanat'ın Mikroyapısına Stokiometrinin ve SİO2 Katkısının Etkisi Bu çalışmada, stokiometrinin ve SİO2 katkısının BaTiCVm mikroyapı özelliklerine etkisi incelenmiştir. Numune bileşimleri bu incelemeler için 3 gruba ayrılmıştır. 1. grup numuneler Ba/Ti oranlan 1.0025, 1.0, 0.98 olacak şekilde hazırlanmıştır. SİO2 katkısının mikroyapıya etkisinin incelenmesi için ise Ba/Ti oranı 1.0025, 1.0, 0.98 olan ve 0.02 mol SİO2 içeren ikinci grup numuneler hazırlanmıştır. TİCI3 ilavesinin, toz olarak bileşime katılan TiC^'e göre mikroyapınm homojenliğine etkisini incelemek amacıyla, 3. grup numune bileşimi hazırlanmıştır. Stokiometrik orandaki baryum titanat'a TiCVin molce % 0.2'si TİCI3 olarak ilave edilmiştir. Numuneler klasik seramik üretim yöntemine göre hazırlanarak 1250, 1275, 1300, 1335, 1360°C'de 1, 3, 5, 10 saatlik sürelerde sinterlenmiştir. Tüm numunelerin bulk yoğunluk değerleri ölçülmüştür. Bu ölçüm sonuçlarından, stokiometrik orandaki baryum titanat'a TiCVin molce % 0.2'si TİCI3 şeklinde ilave edilerek hazırlanan kompozisyona ait bulk yoğunluğunun, BaTKVın teorik yoğunluğuna yaklaştığı görülmektedir. SİO2 ilavesinin BaTiCVın bulk yoğunluğunun artmasına neden olduğu bulunmuştur. Yapılan X-ışmlan analizinde Ba fazla numunede tetragonal BaTi03, kübik BaTiÛ3 ve Ba4Tii2C>27 fazları, Ti fazla numunede tetragonal BaTiO^, kübik BaTiC>3, Ba4Tii2027 ve Ba2Tİ50i2 fazlan bulunmuştur. Stokiometrik ve TİCI3 ilaveli kompozisyonda tetragonal BaTiC>3 fazı içermektedir. Optik Mikroskop ve Taramalı Elektron Mikroskobu çalışmasında kompozisyonlann mikroyapı özellikleri incelenmiştir. TİCI3 ve S1O2 ilave edilmiş kompozisyonlar, stokiometrik BaTiC>3, Ba ve Ti zengin kompozisyonlar ile karşılaştırıldığında TİCI3 ve SİO2 ilavesinin BaTiCVın bulk yoğunluk değerlerini ve mikroyapı özelliklerini olumlu yönde etkilediği görülmüştür.

Abstract:
The Effect of Stoichiometry and SİO2 Addition on the Microstructure of Barium Titanate In this work, the effect of stoichometry and the SİO2 addition on the microstructure of BaTiC>3 were investigated. The sample compositions were divided into three groups. The first group of samples had Ba/Ti ratios of 1.0025, 1.0 and 0.98. In order to determine the effect of SİO2 addition on microstructure of BaTiC>3, the second group of samples had Ba/Ti ratios of 1.0025, 1.0, 0.98 and contained 0.02 mole Si02. The third group of samples were prepared by adding 0.2 mole% TİO2 as TİCI3 the stoichiometric composition in order to investigate the effect of TİCI3 addition on the microstructural homogenity. All the samples were prepared by conventional ceramic processing method. The samples were sintered at 1250, 1275, 1300, 1335 and 1360°C for 1, 3, 5 and 10 hours. The bulk densities of all the sintered samples were determined. The results showed that samples prepared by adding 0.2 mole% TİO2 as TİCI3 to the stoichiometric composition reached about the theoritical bulk density value of BaTiC>3. The addition of SİO2 to BaTi03 enhanced the densification of BaTiC>3. The XRD studies done on the samples revealed that Ba excess samples formed tetragonal BaTi03, cubic BaTiC>3, Ba4Tii2027 phases and Ti excess samples had tetragonal BaTiC>3, cubic BaTiC>3, Ba4Tii2027 and Ba2TisOi2 phases. The stoichiometric samples and TİCI3 added samples yielded only tetragonal BaTiC>3 phase. SİO2 added samples had tetragonal BaTiC>3, Ba^Ti^C^?, and BazTisOia phases. The microstructural properties of compositions were investigated to the study of Optic Microscobe and Scanning Electron Microscobe. The addition of TİCI3 and SİO2 affected the bulk density of BaTi03 and microstructural properties in positive way compared to the stoichiometric BaTiÜ3 and the compositions rich in Ba and Ti.