Piezoelektrik kompozitlerin elektromekanik özelliklerinin analizi

Abstract

Sürülebilir ya da püskürtülebilir piezoelektrik kompozit boyalar sensör uygulamalarında kullanılmaktadır. Bu boyaların karakteristik özelliklerinin geliştirilebilmesi için kompozitin elektromekanik özelliklerinin bilinmesine ihtiyaç duyulur. Piezoelektriklik ve piezoelektrik malzeme çeşitleri incelenmiştir. Bunlarla yapılabilecek polimer matrisli kompozitlerin doğrultuları ve özellikleri hakkında literatür araştırması yapılmıştır. Piezoelektrik kompozitlerin yapısal denklemleri verilmiştir, bunlar ayrıca kolaylık amaçlı Voigt gösteriminde de yazılmıştır. Eshelby'nin elastik takviye probleminin piezoeletrik durumda dönüşeceği şekil gösterilmiştir. Kompozitlerin yapısal piezoelektrik modüllerinin belirlenebilmesi için ihtiyaç duyulan Eshelby tensörleri kapalı formda küresel takviye için elde edilmiştir. Mori-Tanaka, kendi içinde tutarlı yaklaşım ve Odegard yaklaşımıyla mikromekanik modeller sayesinde elektromekanik modüller analitik bir biçimde bulunmuştur. Bu kompozitlerin seramik ve polimer dışında ayrıca boşluk da bulundurabileceği göz önüne alınarak analitik hesaplamalar her yaklaşımda 3 bileşenli bir kompozit için genişletilip ayrıca uygulanmıştır. Basit kübik, hacim merkezli kübik, yüzey merkezli kübik ve hegzagonal sıkı paket birim kafes yapılarının parametrik tasarımları gerçekleştirilmiştir.