K0.5bi0.5tio3-batio3-na0.5bi0.5tio3 esaslı tozlarda kompozisyonun mikroyapı gelişimi ve elektriksel özelliklere etkisinin belirlenmesi

Piezoelektrikler sensörlerden tepkileyicilere, enerji depolayıcılardan ultrasonik motorlara kadar çok sayıda uygulama alanına sahip özel bir malzeme sınıfıdır. Fakat yaygın olarak kullanılan piezoelektrik seramikler kurşun içerikli olduğundan doğal yaşam için tehlike oluşturmaktadır ve bu yüzden çevre dostu kurşunsuz piezoelektrik seramiklerin geliştirilmesi son derece önem kazanmıştır. Kurşunsuz Sodyum Bizmut Titanat (NBT) içerikli piezoelektrik malzemeler araştırmacılar tarafından, kurşun içerikli piezoelektrik malzemelerin yerine en iyi aday olarak gösterilmektedir. NBT içerikli kurşunsuz piezoseramikler arasından K0.5Bi0.5TiO3-BaTiO3-Na0.5Bi0.5TiO3 katı çözeltisi, yüksek piezoelektrik kat sayısı, yüksek eşleşme kat sayısı, düşük enerji kaybı ve yüksek depolarizasyon sıcaklığına sahip olması sebebiyle özellikle tepkliyeci uygulamalarına yönelik malzeme geliştirme çalışmalarında dikkat çekmektedir. Gerçekleştirilen bu çalışmamızda yüksek dielektrik, piezoelektrik ve ferroelektrik özelliklere sahip matris tozları (1-x)(K0.5Bi0.5TiO3-BaTiO3)-xNa0.5Bi0.5TiO3 (KBT:BT=2:1) sistemi, x=0,5, x=0,6, x=0,7, x=0,8 ve x=0,9 kompozisyonlarında geleneksel katı oksit karıştırma tekniği kullanılarak üretilmiştir. Üretilen tozlar TG-DTA ve XRD analiz sonuçlarına göre 880°C'de 3 saat kalsine edilmiştir. Daha sonra preslenerek pelet haline getirilen matris tozları TMA analiz sonuçlarına göre 1125°C'de 4 saat sinterlenmiştir. SEM ile morfoloji analizi yapılan seramiklerin homojen tane dağılımına ve kompakt yapıya sahip olduğu gözlenmiştir. Bu yapılan çalışmalar sonucunda x=0,8 kompozisyonunun öne çıktığı tespit edilmiştir. Bu kompozisyona ait numunenin elektriksel ölçüm sonuçlarından kalıcı polarizasyonun 8,1 µC/cm2, zorlayıcı alan 9,96 kV/cm, piezoelektrik kat sayısı (d33) değeri 133 pC/N ve depolarizasyon sıcaklığı (Td) ise 198°C'olarak olarak belirlenmiştir. Anahtar Sözcükler: Piezoelektriklik, Ferroelektriklik, Matris tozu, Sodyum bizmut titanat içerikli, Elektriksel özellikler.