A2B2O7 tipindeki akıllı malzemelerin sentez ve karakterizasyonu

Abstract

Bu çalışmada, A1(2-x)B2O7:xA2+3 (A1,2:+3 yüklü nadir toprak elementleri, B:Ti+4) tipindeki malzemeler sentezlendi ve karakterize edildi. Sentez yöntemi olarak, uygulanışı kolay ve kirliliklere sebep olmayacak bir teknik olan yüksek sıcaklık katı hal yöntemi kullanıldı. Yüksek saflıktaki oksitlerden seçilen başlangıç maddeleri stokiyometrik oranlarda ve homojen olarak karıştırıldıktan sonra değişen sıcaklık ve sürelerde ısıl işlem uygulandı. Başlangıç maddelerinden oluşan karışımların termal davranışları termal analiz yöntemleri (TG/DTA) ile incelendi. Isıl işlem uygulanan karışımların kristal sistemleri X-ışını toz difraksiyonu (XRD), numunelerin yüzey morfolojisi, tanecik boyutu dağılımı ve noktasal elementel analizleri taramalı elektron mikroskop (SEM-EDX) ile araştırıldı. Elde edilen kristal sistemlerin fotoluminesans spektrumları ve ışıma süreleri fotolüminesans spektrofotometre (PL) ile incelendi. Uyarma, ışıma dalga boyu, şiddeti, ışıma süreleri belirlenen malzemelerin dielektrik sabiti (ε 33), dielektrik kaybı (tanδ) ve Curie sıcaklığı belirlendi. Fotolüminesans ve dielektrik özellik kazandırılan sistemlerden La1.98Nd0.02Ti2O7'ın kristal yapısının monoklinik, diğer sistemlerin ise kübik olduğu belirlendi. En iyi luminesans özellik gösteren sistemin Y1.98Eu0.02Ti2O7 olduğu, optimum elektriksel özellik gösteren sistemin ise Eu1.98Sb0.02Ti2O7 olduğu tespit edildi.

In this thesis, A1(2-x)B2O7:xA2+3 (A1,2:3+ charged rare earths, B:Ti4+) type materials were synthesized and characterized. As synthesis technique, high temperature solid state method is used that is easily applied and not cause impurity. High purity oxide starting materials were mixed homogeneously in a stoichiometric ratio. Heat treatments were performed at various temperatures. Thermal behaviors of mixtured starting materials were investigated by thermal analysis methods (TG/DTA). Crystal systems of heat treatment applied mixtures were determined by x-ray powder diffraction (XRD) method. Surface morphology, particle size distribution and elemental analysis of samples were investigated by scanning electron microscopy (SEM-EDX). Photoluminescence spectrums, wavelength and intensity of excitation, emission and life time of obtained crystal systems were studied by photoluminescence spectrophotometer (PL). Dielectric constant (ε 33), dielectric loss (tanδ) and Curie temperature of materials were detected. The systems have photoluminescence and dielectric properties, the crystal system of La1.98Nd0.02Ti2O7 is determinated as a monoclinic crsytal system and the other crsytal system were a cubic crystal system. It was found that, the best photoluminescence and optimum electrical properties indicating systems are Y1.98Eu0.02Ti2O7 and Eu1.98Sb0.02Ti2O7 respectively.