img
Parilen C tabanlı esnek basınç sensörlerin üretimi ve karakterizasyonu
Tez Türü Doktora
Ülke Türkiye
Kurum/Üniversite Kastamonu Üniversitesi
Enstitü Fen Bilimleri Enstitüsü
Anabilimdalı Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Tez Onay Yılı 2023
Öğrenci Adı ve Soyadı Sedat KURNAZ
Tez Danışmanı PROF. DR. ÖZGÜR ÖZTÜRK
Türkçe Özet Bu tez çalışması, MEMS uygulamalarında koruyucu tabaka olarak kullanılan parilen C'nin 2011 yılında piezoelektrik özelliklerinin keşfi sonrasında esnek basınç sensör olarak kullanılabilirliği kapsamaktadır. İlk olarak, parilen C kimyasal buhar biriktirme yöntemiyle sentezlenmiştir. Ağırlıkça belirli oranlarda poliüretan (PU), poli(metil metakrilat) (PMMA) ve aktif karbon eklenerek, kompozit yapıda numuneler üretilmiştir. Bu numunelerin yapısal, kimyasal, morfolojik ve termal analizleri gerçekleştirilmiştir. Elektromekanik ölçümler ile piezoelektrik, piezorezistif ve kapasitif özellikleri belirlenerek, algılama performansları incelenmiş ve en iyi performansı gösteren esnek basınç sensörü adayları belirlenmiştir. Belirlenen aday numunelerin formülasyonu dikkate alınarak hazırlanan basınca duyarlı mürekkepler, serigrafi yöntemine uygun olarak tekrardan hazırlanmış ve serigrafi yöntemi ile esnek basınç sensörlerin üretimi gerçekleştirilmiştir. Elektromekanik ölçümler sonucunda düşük basıncı algılama performansına sahip olan parilen C tabanlı numuneler, esnek piezoelektrik basınç sensörü olarak kullanılamayacağı berlirlenmiştir. Esnek piezorezistif ve kapasitif basınç sensörlerinin basıncı algıladığı aralık P<1,5 kPa olarak belirlenmiş olup, hassasiyetleri sırasıyla 0,152 kPa-1 ve 0,124 kPa-1'dir.
İlgilizce Özet This thesis covers the use of parylene C, which is used as a protective layer in MEMS applications, as a flexible pressure sensor after the discovery of its piezoelectric properties in 2011. First, parylene C was synthesized by chemical vapor deposition. Composite samples were prepared by the addition of polyurethane (PU), poly (methyl methacrylate) (PMMA) and activated carbon in certain weight ratios. Structural, chemical, morphological and thermal analyses of the samples were carried out. By electromechanical measurements, piezoelectric, piezoresistive and capacitive properties were determined, sensing performances were analyzed and the best performing flexible pressure sensor candidates were identified. Pressure-sensitive inks prepared by taking into account the formulation of the determined candidate samples were prepared again in accordance with the screen printing method and flexible pressure sensors were produced by screen printing method. The electromechanical measurements show that parylene C-based samples with low pressure sensing performance cannot be used as flexible piezoelectric pressure sensors. The pressure sensing range of the flexible piezoresistive and capacitive pressure sensors was determined as P<1.5 kPa, with sensitivities of 0.152 kPa-1 and 0.124 kPa-1, respectively.