BaTiO3 based ferroelectric materials for electrocaloric cooling applications
Elektrokalorik soğutma uygulamaları için BaTiO3 temelli ferroelektrik malzemeler
- Tez No: 540143
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. UMUT ADEM, DOÇ. DR. YAŞAR AKDOĞAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu projenin amacı elektrokalorik soğutma uygulamaları için elektrokalorik malzemeler üretmektir. Bu tezde kurşun içermeyen Ba0.8Sr0.2Ti1-xZrxO3 (0 ≤ x ≤ 0.10) ferroelektrik seramiklerinin elektrokalorik etkisi araştırılmıştır. Herbir seramik kompozisyonu geleneksel katı hal reaksiyon yöntemiyle sentezlenmiş olup, seramiklerin faz analizi X-ışını Kırınımı metoduyla yapılmıştır. Dielektrik ölçümler kullanılarak kompozisyonların faz geçiş sıcaklıkları (Curie sıcaklığı, Tc) belirlenmiş ve böylece elde edilen değerler kullanılarak faz diyagramı oluşturulmuştur. Tüm seramik örnekleri için, sıcaklığa bağlı elektriksel kutuplanma eğrileri ve Maxwell denklemleri kullanılarak elektrokalorik sıcaklık değişimi (∆T) dolaylı olarak hesaplanmıştır. Sonuç olarak faz diyagramının farklı bölgelerinden elde edilen ∆T değerleri karşılaştırılmıştır. Tc değerinin oda sıcaklığına yakınlığı, elektrokalorik etkinin yüksek olduğu sıcaklık aralığının genişliği ve ∆T değerinin büyüklüğü değerlendirilerek en uygun kompozisyon seçilmiştir. Kritik noktanın yakınında bulunan Ba0.8Sr0.2Ti0.93Zr0.07O3 malzemesinin, 20 kV/cm elektrik alan altında elde edilen ve geniş bir sıcaklık aralığına yayılan EC sıcaklık değişiminin (0.40 K) en iyi performansı gösterdiği düşünülmektedir. Elde edilen ∆T değerleri literatürdeki değerlerle karşılaştırıldığında Ba0.8Sr0.2Ti1-xZrxO3 (0 ≤ x ≤ 0.10) sisteminin elektrokalorik soğutma teknolojileri için gelecek vadeden bir sistem olduğunu söylemek mümkündür.
Özet (Çeviri)
The aim of this project was to produce electrocaloric materials and to determine the potential of these materials for electrocaloric cooling applications. The electrocaloric effect (ECE) of lead-free Ba0.8Sr0.2Ti1-xZrxO3 (0 ≤ x ≤ 0.10) ferroelectric ceramics was studied. The phase analysis of each ceramic composition that was synthesized by conventional solid-state reaction technique was performed by X-ray Diffraction. Dielectric measurements were done to determine the phase transition temperatures (Curie temperature, Tc) of all compositions and also construct a phase diagram. ∆T values were calculated indirectly using electrical polarization curves measured at different temperatures and Maxwell's equations. ∆T values that were obtained from different regions of the phase diagram are compared. The most suitable composition for applications was chosen considering the ∆T value, temperature range where relatively large ∆T is preserved and the Curie temperature of all ceramics. Ba0.8Sr0.2Ti0.93Zr0.07O3 ceramic located near the critical point shows the best performance with ∆T value of 0.40 K under 20 kV/cm. In comparison with the lead-free ceramics studied in the literature, Ba0.8Sr0.2Ti1-xZrxO3 system can be considered as one of the best candidates for future electrocaloric cooling technologies.
Benzer Tezler
- Development of ferroelectric ceramics and their composites for electromagnetic applications
Elektromanyetik uygulamalar için ferroelektrik seramiklerin ve kompozitlerinin gelişimi
BAŞAR SÜER
Doktora
İngilizce
2025
Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ARCAN FEHMİ DERİCİOĞLU
PROF. DR. HATİCE ÖZLEM AYDIN ÇİVİ
- K0.5bi0.5tio3-batio3-na0.5bi0.5tio3 esaslı tozlarda kompozisyonun mikroyapı gelişimi ve elektriksel özelliklere etkisinin belirlenmesi
Determination of the effect of composition on microstructure and electrical properties in k0.5bi0.5tio3-batio3-na0.5bi0.5tio3 based powders
OZAN ŞÜKRÜ ATEŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Mühendislik BilimleriEskişehir Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ENDER SUVACI
- BaTiO3 esaslı seramiklere çeşitli oksit ilavelerinin elektriksel özellikler üzerine etkisi
The effect of various oxides on the electrical properties of BaTiO3 based ceramics
KERİM EMRE ÖKSÜZ
Doktora
Türkçe
2018
Metalurji MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. UĞUR ŞEN
- Development of multi-layer conductive polymer nanocomposites for electromagnetic shielding application
Elektromanyetik kalkanlama uygulamaları için katmanlı iletken polimer nano kompozitlerinin geliştirilmesi
FATMA ZEHRA ENGİN SAĞIRLI
Doktora
İngilizce
2017
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EYÜP SABRİ KAYALI
PROF. DR. ABDÜLKADİR SEZAİ SARAÇ
- Production and characterization of 94NBT-6BT piezoelectric single crystal materials
94NBT-6BT piezoelektrik tek kristal malzemelerin üretilmesi ve karakterizasyonu
MEVLÜT GÜRBÜZ
Doktora
İngilizce
2013
Seramik MühendisliğiAnadolu ÜniversitesiSeramik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYDIN DOĞAN