Çok Katmanlı Piezoelektrik Seramiklerin Dielektrik Özelliklerinin Sıcaklığa Bağlı Değişimlerinin İncelenmesi
Öz
Çok katmanlı piezoelektrik seramiklerin üretimleri, katmanlar arasında değerli metal içeren iletken bir yapı kullanılarak yapılmaktadır. Bu iletken yapılar platin, paladyum, gümüş, altın içerikli olabilmektedir. Yaygın olarak kullanılanlardan bir tanesi de gümüş/ paladyum (Ag/Pd) dur. Değerli metallerin oranı ise maliyetten dolayı düşürülmek istenmektedir. Bu çalışmada katkılı ve katkısız PZT-5A kompozisyonu kullanılarak 9/1, 7/3 ve 10/0 Ag/ Pd içeriğine sahip çok katmanlı piezoelektrik seramikler üretilmiştir. Bu malzemelerin elektriksel özellikleri piezoelektrik seramiğin içeriğine ve sinterleme sıcaklığına bağlı olarak değişmektedir. Bu çalışmada piezoelektrik PZT-5A kompozisyonun içeriğine Li2CO3 katkılanarak sinterleme sıcaklığı düşürülmüştür ve böylece farklı paladyum oranına sahip Ag/Pd elektrot kullanılarak çok katmanlı seramik üretimi yapılabilmiştir. Farklı içerikteki iç elektrot kullanılarak üretilen seramiklerin uygulama sıcaklığına bağlı değişimleri de farklılık göstermektedir. Bu çalışmada 9/1, 7/3 ve 10/0 Ag/Pd elektrot kullanılarak üretilen çok katmanlı piezoelektrik seramiklerin 10˚C-100˚C arasındaki sıcaklık değişimine bağlı olarak piezoelektrik ve dielektrik özellikleri incelenmiştir. Yapılan çalışmadan elde edilen sonuçlara göre 10/0 Ag/Pd kullanılarak üretilen çok katmanlı piezoelektrik seramiklerin sıcaklığa bağlı dielektrik özellikleri diğer içerikteki elektrot malzemeler kullanılarak üretilen çok katmanlı seramiklerden daha fazla değişime uğramıştır.
Anahtar Kelimeler
Kaynakça
- Uchino K., Takahashi S., “Multilayer Ceramic Actuators, Current Opinion, Ceramics,” Composites and Intergrowths, ss. 698- 705, 1996.
- I.H. Im, H.S. Chung, D.S. Paik, C.Y. Park, J.J. Park, S.G. Bae “Multilayer piezoelectric actuator with AgPd internal electrode” Journal of the European Ceramic Society, c.20, ss. 1011-1015, 2000.
- H. Maiwa, S.H. Kim, N. Ichinose “Temperature dependence of the electrical and electromechanical properties of lead zirconate titanate thin films” Applied Physics Letters c. 83, ss. 4396, 2003.
- C. Miclea, C. Tanasoiu, L. Amarande, M. Cioangher, L. Trupina, C.T. Miclea, C.David “Temperature Dependence Of The Main Piezoelectric Parameters Of A Nb-Li Doped Pzt Ceramic” 2006 International Semiconductor Conference, ss. 279-282, 2006.
- M. G. Cain. Characterisation of Ferroelectric Bulk Materials and Thin Films, London, UK, Springer, 2014.
- M. W. Hooker “Properties of PZT-Based Piezoelectric Ceramics Between-150 and 250°C” NASA / CR- 1998-208708.
- J. Pritchard, C. R. Bowen, F. Lowrie “Multilayer actuators: review” British Ceramic Transactions, c.100, ss. 265-274, 2001.
- M. Gül. Çok katmanlı Piezoelektrik Seramiklerin Tasarımı, Üretimi ve Elektriksel Yorulma Davranışlarının Karakterizasyonu. PhD, Afyon Kocatepe Üniversitesi, Afyonkarahisar, Türkiye, 2019.
- L.D. Vuong, P.D. Gio “Effect of Li2CO3 addition on the sintering behavior and physical properties of PZT-PZN-PMnN ceramics” International Journal of Materials Science and Applications, c.2, ss. 89-93, 2013.
- Y.D. Hou, L.M. Chang, M.K. Zhu, X.M. Song, H. Yan “Effect of Li2CO3 addition on the dielectric and piezoelectric responses in the low-temperature sintered 0.5PZN–0.5PZT systems” Journal Of Applied Physics, c. 102, ss. 084507, 2007.