PROF. DR. MUHARREM TİMUÇİN

Development of piezoelectric ceramics for ultrasonic motor applications Ultrasonik motor uygulamaları için piezoelektrik seramiklerin geliştirilmesi

Bu çalışma, ultrasonik motor (USM) uygulamalarında kullanılan piezoelektrik seramik malzemelerin geliştirilmesi ve üretimi için yapılmıştır. Bu amaçla, kompozisyon değişimlerinin; kurşun zirkonat titanat (PZT) seramiklerinin dielektrik ve piezoelektrik özellikleri üzerindeki etkileri incelenmiştir. PZT tozları, oksit karışım metodu ile üretilmiştir. Temel PZT kompozisyonu olarak Pb(Zr0.54Ti0.46)O3 bileşimi seçilmiştir. Morfotropik faz sınırları içinde kalan numuneler; USM uygulamaları için çok önemli olan yapısal ve elektromekanik özellikleri geliştirmek amacıyla stronsiyum, lantan, kurşun mangan niobit (PMnN) ve kurşun mangan antimonit (PMS) ile katkılanmıştır. Dielektrik sabiti, düzlemsel bağlaşım katsayısı, mekanik kalite faktörü, piezoelektrik gerinim sabiti ve kayıp tanjantı; standart IRE testlerine göre saptanmıştır. Dielektrik ve piezoelektrik özelliklere ait sonuçlar; yukarıda bahsedilen katkıların kullanımı ile yüksek mekanik kalite faktörü, yüksek piezoelektrik gerinim sabiti ve düşük kayıp tanjantına sahip piezoelektrik seramiklerin üretilebildiğini göstermiştir. Sonuç olarak, KT= 1913, Qm= 1240, d33= 540 pC/N, tan delta= 0.89%, kp= 0.57 and Tc= 235 °C özelliklerine sahip 0.97[PSLZT]-0.024[PMnN]-0.006[PMS] isimli yeni bir piezoelektrik seramik kompozisyonu üretilmiştir. Geliştirilen kompozisyonlarda üretilen seramik numuneler ultrasonik-dalga tipi motor üretmek için kullanılmış ve motorun performansı; hız, dönme momenti ve verimlilik cinsinden saptanmıştır.