Production and development of bulk metallic glasses
İri ve hacimli metalik cam malzemelerin üretimi ve geliştirilmesi
- Tez No: 143669
- Danışmanlar: PROF. DR. VEDAT AKDENİZ, PROF. DR. ŞAKİR BOR
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Camlaşma Yeteneği, Hacimli Metalik Cam Alaşımlar, Demir ve Demir-Dışı Bazlı Alaşım Sistemleri, Savurmalı Döküm Yöntemi, Diferansiyel Taramalı Kalorimetri, Ötektik Dönüşüm, Peritektik Dönüşüm, Glass Forming Ability, Bulk Metallic Glass Alloys, Ferrous and Non- Ferrous Based Alloy Systems, Centrifugal Casting Technique, Differential Scanning Calorimetry, Eutectic Reaction, Peritectic Reaction
- Yıl: 2003
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 199
Özet
Bu çalışmada, ilk olarak, savurmalı döküm yönteminin hacimli metalik cam malzemelerin üretiminde kullanılıp kullanılamayacağı araştırılmıştır. Yöntemin kullanışlılığı Fe-Zr-B ve Fe-C-B bazlı alaşım sistemlerinde bu tip alaşımlar üretilerek kanıtlanmıştır. İkinci sisteme ait alaşımlar ilk kez bu çalışmada üretilmiştir. Üretilen hacimli metalik cam alaşımların maksimum kalınlığı Fe-Zr-B bazlı alaşım sisteminde 1.9 mm'ye, Fe-C-B bazlı alaşım sisteminde ise 0.7 mm'ye kadar ulaşmıştır. Yeterince etkin kontrol edildiği sürece üretim koşullarının bahsi geçen alaşım sistemlerinde gözlenen camlaşma yeteneğini fazlaca etkilemediği bulunmuştur. Özellikle Fe-Zr-B bazlı alaşım sisteminde gözlenen yüksek camlaşma yeteneğinin sebepleri, ana olarak kompozisyon değişkenlerinin etkileri baz alınarak, detaylarıyla incelenmiştir. Bu çalışmalara ek olarak, Fe-Nb-B ve Cu-Si-Mg bazlı alaşım sistemlerinde deneme niteliğinde bir araştırma yapılmış ve bu sistemlerde görece olarak kolay cam oluşturabilecek kompozisyonlar bulunmaya çalışılmıştır. Çalışmada kullanılan alaşım numuneleri genellikle kontrollü atmosfer koşullarında, balta ağzı şeklindeki bakır kalıplara dökülerek hazırlanmıştır. Numunelerin yapısal karakterizasyonu aşağıda belirtilen teknikler kullanılarak yapılmıştır: Diferansiyel taramalı kalorimetri, X-ışınları kırınımı, taramalı elektron mikroskobu kullanılarak yapılan mikroyapısal inceleme ve geçirimli elekton mikroskopi tekniği. Fe-Zr-B ve Fe-C-B alaşım sistemlerindeki araştırmalar bu sistemlerde camlaşma yeteneğiyle a) cam geçiş sıcaklığının (Tg) erime sıcaklığına (Ti) oram olarak tanımlanan indirgenmiş cam geçiş sıcaklığı (Trg) ve b) katılaşma davranışının doğası arasında güçlü bir ilişkinin var olduğunu ortaya koymuştur. Fe-Zr-B bazlı alaşım sisteminde yürütülen detaylı çalışmalar, bu sistemde yüksek camlaşma yeteneğinin, sadece çok yüksek Trg ve özel bir katılaşma davranışım bir arada sergileyen alaşımlara has olduğunu göstermiştir. Bu özel katılaşma davranışı, a) ötektik ve peritektik benzeri bir dönüşümler serisini ve b) had safhada büyüme sorunları yaşayan intermetalik fazların erken kristallenmesini içermektedir. Bu alaşımların çok yüksek camlaşma yeteneği göstermelerinin olası nedenleri detaylı olarak tartışılmıştır. Fe-Nb-B ve Cu-Si-Mg bazlı alaşım sistemlerinde yürütülen deneme niteliğindeki araştırmalar bu sistemlerin yeni hacimli metalik cam alaşımların üretimi için uygun aday sistemler olabileceğini göstermiştir.
Özet (Çeviri)
In this study, the applicability of the centrifugal casting technique to bulk metallic glass alloy production was confirmed in Fe-Zr-B and Fe-C-B based alloy systems. The latter system was developed originally in this study. The maximum thickness of the bulk metallic glass alloy samples have reached -1.9 mm and ~ 0.7 mm in the Fe-Zr-B and Fe-C-B based alloy systems, respectively. It was found that processing conditions did not affect the glass forming ability significantly in these systems, provided that they were optimized to the highest degree. The reasons of the high glass forming ability exhibited by the Fe-Zr-B based alloy system were investigated in more detail, mainly in terms of the effects of compositional parameters. In addition, Fe-Nb-B and Cu-Si-Mg based alloy systems were studied tentatively to find out readily glass forming compositions. The alloy samples used in the study were generally prepared by casting into wedge shaped copper moulds under controlled atmospheres. Structural characterization of the samples was performed by differential scanning calorimetry (DSC), X-ray diffraction (XRD), microstructural examination by scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM). Studies in the Fe-Zr-B and Fe-C-B based alloy systems have shown that there was a strong correlation between glass forming ability and a) reduced glass transition temperature (Trg), which is defined as the ratio of glass transition temperature (Tg) to melting (liquidus) temperature (Ti), and b) the nature of the solidification behavior, in these alloy systems. Detailed studies in the Fe-Zr-B based alloy system have revealed that significantly high glass forming ability was only associated with those alloys which have simultaneously exhibited a rather high Trg and a particular, sequential solidification behavior. This particular solidification behavior has involved: a) A sequence of eutectic and peritectic like reactions and b) Earlier crystallization of intermetallic compound phases having extreme growth problems. The probable reasons why these alloys have shown rather high glass forming ability were discussed in detail. Tentative studies carried out in Fe-Nb-B and Cu-Si-Mg based alloy systems have shown that these systems might be good candidates for synthesizing novel bulk metallic glass alloys.
Benzer Tezler
- Machinibility of zirconium based bulk metallic glass on drilling and milling
Zirkonyum esaslı kalın camsı metallerin freze ve delik delmedeki işlenebilirliği
VELİ NAKŞİLER
Yüksek Lisans
İngilizce
2008
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MUSTAFA BAKKAL
- Alloy design for the development and production of titanium based bulk metallic glasses
Titanyum esaslı hacimli metalik camların geliştirilmesi ve üretimi için alaşım tasarımı
IRAZ BEGÜM DEMİR
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MAHMUT VEDAT AKDENİZ
PROF. DR. AMDULLA MEHRABOV
- Otomotiv sektörü için AI-Si-Fe-x alaşımlarının geliştirilmesi
Başlık çevirisi yok
NECİP ÜNLÜ
Doktora
Türkçe
1998
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİYAZİ ERUSLU
- Production and characterization of high temperature corrosion resistant materials.
Korozyona dayanıklı yüksek sıcaklık malzemelerinin üretimi ve karakterizasyonu.
ESRA DOKUMACI
Doktora
İngilizce
2012
Metalurji MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ BÜLENT ÖNAY
- FeNiCoCu yüksek entropili alaşımlarının ultrasonik sprey piroliz tekniği ile üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of FeNiCoCu high entropy alloys via ultrasonic spray pyrolysis method
BURAK KÜÇÜKELYAS
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEBAHATTİN GÜRMEN