Sivas Cumhuriyet Üniversitesi Mühendislik Fakültesi- Metalürji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü Dr. Öğr. Üyesi Erdem Akça ve Prof. Dr. Cihangir Duran’ın öncülüğünde yapılan ilk olma özelliği taşıyan öncü çalışmada, birçok kritik özelliği bünyesinde taşımaktadır.
“Üstün Performans Gerektiren Yüksek Sıcaklık Piezoelektrik Uygulamalara Yönelik Kristal grafik Dokulu BiScO3-PbTiO3 Esaslı Seramiklerinin Şablonu Tane Büyümesi Yöntemi ile Üretilmesi ve Proses-Yapı-Özellik İlişkisinin İrdelenmesi Projesi” kapsamında, piezoelektrik malzemeler sivil ve askeri akıllı sistemlerde ihtiyaç duyulan birçok kritik elektromekanik uygulamada algılayıcı, dönüştürücü ve eyleyici olarak kullanılmaktadır.
Yüksek sıcaklıkların söz konusu olduğu havacılık ve uzay başta olmak üzere derin deniz sondajı, karasal türbin, metalürji gibi zorlu teknolojik uygulamalar, üstün sıcaklık stabilitesi ve elektriksel özelliklere sahip piezoelektrik malzemeler gerektirmektedir.
Piezoelektrik malzemeler sivil ve askerî akıllı sistemlerde ihtiyaç duyulan birçok kritik elektromekanik uygulamada algılayıcı, dönüştürücü ve eyleyici olarak kullanılmaktadır. Yüksek sıcaklıkların söz konusu olduğu havacılık ve uzay başta olmak üzere derin deniz sondajı, karasal türbin, metalürji gibi zorlu teknolojik uygulamalar, üstün sıcaklık stabilitesi ve elektriksel özelliklere sahip piezoelektrik malzemeler gerektirmektedir.
Bu tip uygulamalar için yüksek Curie sıcaklığına sahip (TC) piezoseramikler tercih edilse de pratikte bazı kritik özelliklerden ödün vermeksizin yüksek TC elde etmek neredeyse imkânsız olmakla beraber dahası elektriksel özelliklerin sıcaklık değişimlerine hassas olması nedeniyle birçok malzeme ancak TC’nin yarısı kadar sıcaklığa kadar güvenli şekilde kullanılabilmektedir.
Bu tip uygulamalar için yüksek Curie sıcaklığına sahip (TC) piezoseramikler tercih edilse de pratikte bazı kritik özelliklerden ödün vermeksizin yüksek TC elde etmek neredeyse imkânsız olmakla birlikte dahası elektriksel özelliklerin sıcaklık değişimlerine hassas olması nedeniyle birçok malzeme ancak TC’nin yarısı kadar sıcaklığa kadar güvenli şekilde kullanılabilmektedir.
Bu nedenle zorlu yüksek sıcaklık gereksinimlerini karışlayacak yüksek TC yanı sıra yüksek sıcaklık stabilitesi sergileyen üstün özellikli piezoelektrik malzemelerin geliştirilmesi oldukça önem arz etmektedir.
Zorlu yüksek sıcaklık gereksinimlerini karışlayacak yüksek TC yanı sıra yüksek sıcaklık stabilitesi sergileyen üstün özellikli piezoelektrik malzemelerin geliştirilmesi gerektiğini fark eden Sivas Cumhuriyet Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Metalürji Mühendisliği Dr. Öğr. Üyesi Erdem Akça ve Prof. Dr. Cihangir Duran bu duruma sessiz kalamadı. Bu durum bir projeyi daha ortaya çıkarmış oldu.
Bu kapsamda Sivas Cumhuriyet Üniversitesi, yapmış olduğu ve ilgili konuda ilk olma özelliğini taşıyan çalışmalarıyla birçok kritik özellik taşıyan ∼400°C’ye kadar koruyan potansiyel bir yüksek sıcaklık piezoelektrik malzeme olan BiScO3-PbTiO3 (BS–PT) esaslı seramiklerine şablonu tane büyümesi yöntemi ile TC’den ödün vermeksizin üstün piezoelektrik özelliklerin elde edilebileceği ortaya koydu.
BS-PT sistemi özelinde mikro yapı karakteri bakımından alışılmadık bir kristal grafik dokunun ortaya çıkması oldukça ilginç bir husus olup, bu projede dokulu BS-PT seramiklerde tek kristal benzeri üstün piezoelektrik özelliklerinin ortaya çıkmasında bilhassa mikro yapının malzeme performansı üzerindeki etkisinin incelenmesi hedeflenmektedir.
Projede, “Yüksek sıcaklık uygulamalarına yönelik üstün piezoelektrik malzemelerin geliştirilmesinde; proses–yapı–özellik–performans ilişkisi açısından kilit bir öneme sahip mikro yapının SEM/EBSD ve TEM/EDS gibi yöntemlerle detaylı karakterizasyonu yapılarak üstün nitelikli piezoelektrik özelliklerin elde edilmesini mümkün kılacak, şablonu tane büyümesi açısından yeni ve farklı bir bilimsel yaklaşım oluşturulabilir mi?” sorularına cevap arayacaklardır.
Sivas Cumhuriyet Üniversitesi, proje süresince amaçlanan bilimsel hedeflere ulaşılması ve üniversite–sanayi işbirliğinin tesis edilmesi durumunda elde edilecek çıktılarının havacılık ve uzay sanayi başta olmak üzere kritik uygulanmalara yönelik yerli ve milli ürün geliştirme hususunda itici güç olduğu fark edildi. Türkiye’de piezoelektrik malzemeler konusunda faaliyet gösteren kurum sayısının dünyadaki gelişmiş ülkelere kıyasla oldukça az olduğu göz önüne alındı. Bu proje vasıtasıyla piezoelektrik esaslı endüstriyel ve teknolojik uygulamalar geliştirmeyi önceleyen bir anlayışın oluşturularak ülkemizin bilim ile kalkınmasındaki rolünün artırılması vizyonuna katkı sağlanabileceğine inanılmaktadır.
