The aim of this thesis work was to develop magnetoelectric (ME) composites consisting of piezoelectric and magnetostrictive components. The piezoelectric constituent was selected as a PZT ceramic modified by strontium, bismuth and manganese. The magnetostrictive phase was nickel ferrite (NF) ceramic doped by cobalt, copper and manganese. The properties of component phases were optimized in order to enhance the ME effect in the composite.In the first part of the thesis, effects of sintering temperature on the dielectric and piezoelectric properties of PZT and on the electrical and magnetic properties of NF ceramics were investigated in the temperature range covered from 1150 to 1250 °C. The best piezoelectric properties in PZT were attained at 1250 °C. At this sintering temperature, values of piezoelectric strain coefficient, dielectric constant, and electromechanical coupling coefficient were 434 pC/N, 1320 and 0.48, respectively. NF ceramics showed poor densification; 80 %TD was attained at 1250 °C. In order to obtain higher densities in ferrites, Bi2O3 was used as a sintering aid. Addition of Bi2O3 enhanced densification up to 97 %TD, and improved electrical and magnetic properties of ferrites. Highest DC-resistivity of 1.15*10^8 ohm-cm and highest magnetostriction of ~26 ppm were attained in NF ceramics doped with 1 wt% Bi2O3.In the second part of the thesis, ME composites were manufactured either as bulk composites or as laminated composites. The efficiency of different composite types was evaluated in terms of voltage output in response to the applied magnetic field. Higher outputs were observed in laminated composites.

Bu tez çalışmasının amacı, piezoelektrik ve manyetik gerinim özelliklerine sahip bileşenlerden oluşan manyetoelektrik (ME) kompozitlerin geliştirilmesidir. Piezoelektrik bileşen olarak stronsiyum, bizmut ve manganez ile doplanmış PZT seçilmiştir. Manyetik gerinim gösteren bileşen ise kobalt, bakır ve manganez ile katkılanmış nikel ferrittir (NF). Bileşen fazların özellikleri kompozitteki ME etkisini arttırmak için optimize edilmiştir.Tezin birinci bölümünde, 1150'den 1250 °C'ye kadar olan sıcaklık aralığında, pişirme sıcaklığının PZT'nin dielektrik ve piezoelektrik özellikleri ile NF seramiklerinin elektriksel ve manyetik özelliklerine etkisi incelenmiştir. PZT'de en iyi piezoelektrik özelliklere 1250 °C'de ulaşılmıştır. Bu sinterleme sıcaklığında, piezoelektrik gerinim katsayısı, dielektrik sabiti ve elektromekanik bağlaşma katsayısı değerleri, sırasıyla, 434 pC/N, 1320 ve 0.48 olmuştur. NF seramikleri az yoğunlaşma göstermiştir; 1250 °C'de % 80 teorik yoğunluğa ulaşılmıştır. Ferritlerden daha yüksek yoğunluk değerleri elde etmek için, Bi2O3 sinterleme yardımcısı olarak kullanılmıştır. Bi2O3 katılması yoğunlaşmayı % 97 teorik yoğunluğa kadar arttırmış ve ferritlerin elektriksel ve manyetik özelliklerini iyileştirmiştir. En yüksek özdirenç 1.15*10^8 ohm-cm ve en yüksek manyetik büzülüm ~26 ppm olarak, ağırlıkça % 1 Bi2O3 içeren NF seramiklerinde elde edilmiştir.Tezin ikinci bölümünde, ME kompozitler hem parçacık kompozit hem de lamine kompozit olarak üretilmiştir. Farklı çeşitteki kompozitlerin etkinliği, uygulanan manyetik alan karşısındaki voltaj üretimi ile değerlendirilmiştir. Lamine kompozitlerde daha yüksek dönüşme verimi gözlenmiştir.