Oksit yapılı nanokompozit seramiklerin sentezi ve dielektrik karakterizasyonu
Synthesis and dielectric characterization of oxide-based nanocomposite ceramics
Yazar: ALPER KAYA
Danışman: DOÇ. DR. MUSTAFA KOYUNCU
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Bu çalışmada, oksit yapılı madde olarak bilinen baryum titanyum oksit  (BaTiO3 ) ve onun çinko ve bor katkılı türevleri elektro-eğirme metoduyla üretilerek yapısal ve dielektrik özellikleri incelenmiştir. Bu amaçla hazırlanan 3 farklı polimer çözelti elektro-eğirme yöntemi ile nanolif haline dönüştürülmüştür. Üretilen numuneler kalsinasyon işlemine tabi tutularak toz halinde oksit yapılı nanokompozit seramik malzemeler elde edilmiştir. Numunelerin yapısal analizi XRD ile karakterize edilmiştir. Elde edilen piklerin tamamının standart kübik BT perovskit yapıya karşılık geldiği bulunmuştur. Daha sonra, toz halindeki numuneler soğuk presleme yöntemiyle pelet haline getirilmiş ve 1100 C sıcaklıkta sinterleme işlemine tabi tutulmuştur. Sinterleme sonrası katkılı ve katkısız bütün numunelerin dielektrik sabitinin reel ve sanal kısımları ile birlikte kayıp tanjantın frekansa bağlı değişimleri 700 Hz-1 MHz frekans aralığında ölçülmüştür. Katkısız numuneye ait ε^' değerlerinin hemen hemen frekanstan bağımsız olduğu bulunmuştur. Katkısız numune ile karşılaştırıldığı zaman, Zn katkılı numuneye ait ε^' değerleri için düşük frekans bölgesinde daha yüksek, yüksek frekans bölgesinde ise daha düşük değerler bulunmuştur. B katkılı numune için ise tüm frekans aralığındaki değerler katkısız numune değerlerinin altında kalmıştır. Katkısız numuneye ait ε^'' değerleri de yine hemen hemen frekanstan bağımsızdır. Düşük frekanslarda katkılama ile birlikte ε^'' değerlerinin yaklaşık olarak 8-10 kat arttığı görülmekte iken artan frekansla hızlı bir şekilde azalarak katkısız numune değerine yaklaştığı görülmüştür.

Abstract:
In this work, barium titanium oxide (BaTiO3), which is known as oxide-structured material, and its zinc and boron doped derivatives are produced by electrospinning method and its structural and dielectric properties are investigated. Three different polymer solutions prepared for this purpose were converted into nanofibers by electrospinning. The produced samples were subjected to calcination process to obtain nanocomposite ceramic materials with powdered oxide structure. Structural analysis of the samples were characterized by XRD. It has been found that all of the resulting peaks correspond to the standard cubic BT perovskite structure. Subsequently, powder samples were pelletized by cold pressing and sintered at 1100 °C. The frequency-dependent changes of the lost tangent as well as the real and imaginary parts of the dielectric constant of all samples after sintering were measured in the 700 Hz-1 MHz frequency range. The ε values of the undoped sample were almost frequency independent.  The ε values for the Zn doped sample were higher in the low frequency region while it was lower in the high frequency region when compared to undoped sample. For the B-doped sample, the ε values in the whole frequency range were below that of the undoped sample. The ε values of the undoped sample were also almost frequency independent. It was seen that ε values increased about 8-10 times with the doping at addition at low frequencies, but rapidly decreased with increasing frequency, approaching to the value of undoped sample