Geri Dön

Nanocrystallization in marginal glass forming alloys

Marjinal camsı metallerde nanokristal oluşumu

  1. Tez No: 338319
  2. Yazar: TUBA DEMİRTAŞ
  3. Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. YUNUS EREN KALAY
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2013
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 86

Özet

Marjinal camsı metal alaşımları, 10^23 m^-3 oranlarına ulaşan yüksek sayısal çekirdek yoğunluğuna sahip özgün devitrifikasyon ürünleri nedeniyle oldukça ilgi çekmektedirler. Amorf matris içinde gömülü bulunan yüksek sayısal yoğunluktaki nanokristallerin varlığına bağlı olarak gelişen hafiflik, mekanik (1 GPa değerine yakın kırılma dayancı) ve kimyasal özellikler nedeniyle, bu camsı metal alaşımları arasında en büyük ilgi Al-RE ve Al-TM-RE alaşımlarına gösterilmektedir. Klasik çekirdeklenme teorisi bu anormal çekirdeklenme mekanizmasını açıklayamamaktadır ve halihazırda önerilmiş olan çeşitli mekanizmalar üzerinde ise, henüz bir anlaşmaya varılamamıştır. Bu projede Al-Tb alaşımı sıvı eriyik ve katı amorf hallerinde ab-inito MD ve RMC simülasyonları ile ileri X-ışınları ve elektron demeti teknikleriyle incelenmiştir. Bu çalışmalar sonucu sıvı ve katı hallerde 1-2 nm uzunluğunda saf Al MRO bölgeleri tespit edilmiş ve ara bölgelerde S(Q)-Q verilerinde ön-pik oluşumunu doğuran RE açısından zengin orta-erimli düzene sahip yapıların oluştuğu görülmüştür. Bu şekilde MRO içeren amorf yapılar kontrollü atmosfer altında kristallendirilmiş ve TEM, HRTEM, SEM, XRD ve DSC ortak çalışmaları ile incelenmiştir. HRTEM ve JMA ile gerçekleştirilen kinetik analiz sonuçları farklı çekirdeklenme mekanizmalarını işaret etmiş ve bunun sonucu olarak JMA yönteminin tek başına bu mekanizmayı açıklamada yeterli olmayacağı öngörülmüştür. Amorf yapı içindeki nanokristallerin morfoloji ve popülasyonunun mekanik özelliklere etkisi çalışma kapsamında incelenmiştir. Çekme testleri ve takiben yapılan kırılma yüzeyi analizleri, gevrek kırılma sonucunu ve kesme kuşağı oluşumunu ortaya koymuştur. Nanokristallenme ile, nispeten daha yüksek sertlik ve çekme dayanımı değerleri saptanmıştır.

Özet (Çeviri)

The marginal glass-forming alloys have attracted much attention due to unique products of devitrification with a very high number density of nuclei up to 10^23 m^-3. Among these alloy systems, utmost interest is given to Al-RE and Al-TM-RE alloys with excellent lightweight mechanical (fracture strength close to 1 GPa) and chemical properties attributed to the presence of an extremely high density of nanocrystals embedded in an amorphous matrix. Classical nucleation theory fails in explaining this abnormal nucleation behavior, several other mechanisms have been proposed; however, there is still no agreement on the exact nucleation mechanism. Al-Tb system was investigated in liquid and solid amorphous states with a collective study of ab-initio MD and RMC simulations and state of art X-rays and e-beam techniques. Regions of pure Al clusters in the solid and liquid states were detected with the sizes extending up to 1-2 nm length. Al clusters interconnecting regions lead to formation of RE rich MRO structure which gave rise to the pre-peak in S(Q)-Q data in liquid and solid states. Specimens having MRO were crystallized within a controlled atmosphere and temperature and investigated using a combined study of TEM, HRTEM, SEM, XRD and DSC. HRTEM investigations and JMA results indicated different mechanism of nucleation. Therefore the kinetics of highly populated nuclei formation was found too complicated to be explained by well-known JMA approach. Mechanical tests were applied to determine the effects of morphology and populations of nanocrystals embedded in amorphous matrix. The tensile tests and the subsequent fracture surface analysis indicated brittle type of failure and the formation of shear bands, respectively. Relatively high hardness and tensile strength were detected by nanocrystallization.

Benzer Tezler

  1. The effects of chemical short-range order on crystallization pathway in ternary marginal glass forming alloys

    Marjinal cam oluşturan üçlü alaşımlarda kimyasal kısa erim düzeninin yapısal dönüşüm mekanizmasına etkileri

    EMEL ERDAL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. YUNUS EREN KALAY

  2. Amorf şeritlerde manyetoempedans etki

    Magnetoimpedance effect in amorphous ribbons

    NAİM GÜZELBAĞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    Fizik ve Fizik Mühendisliğiİnönü Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SELÇUK ATALAY

  3. Magnetic monitoring approach to kinetics of phase transformations in multicomponent alloy systems

    Çok bileşenli alaşım sistemlerinde faz dönüşüm kinetiğine manyetik izleme yaklaşımı

    NAGEHAN DUMAN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2012

    Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AMDULLA O. MEKHRABOV

    PROF. DR. M. VEDAT AKDENİZ

  4. Production and characterization of CuZr-RE based bulk amorphous/nanocrystal composite

    CuZr-NTE bazlı hacimli amorf/nanokristal kompozit yapıların üretimi ve karakterizasyonu

    FATİH SIKAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. YUNUS EREN KALAY

    YRD. DOÇ. DR. İLKAY KALAY

  5. Synthesis and characterization of copper based bulk amorphous alloys

    Bakır esaslı iri ve hacimli camsı alaşımların üretimi ve karakterizasyonu

    ERDEM MERMER

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2013

    Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MAHMUT VEDAT AKDENİZ