Production and characterization of zirconium-based bulk metallic glasses
Zirkonyum esaslı kütlesel metalik camların üretimi ve karakterizasyonu
- Tez No: 397939
- Danışmanlar: DOÇ. DR. CEVAT BORA DERİN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Üretim Metalurjisi ve Teknolojileri Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 101
Özet
Bu çalışmada, üstün mekanik özellikler ve korozyon dayanımı göstermesinin yanı sıra bileşiminde toksik metal bulundurmayan Zr52.5Ti5Ni14.6Cu17.9Al10 atomik bileşimine sahip ticari bir kütlesel metalik cam olan Vit105'in sentezlenmesi amaçlanmıştır. Yapılan deneyler Edmund Bühler Ark ile Erigtme ve Emme Döküm ekipmanı kullanılarak yüksek safiyette argon atmosferinde 10-6 mbar'a varan vakum değerlerinde Ti- ve Zr- oksijen gidericiler kullanılarak yapılmıştır. Ana başlangıç malzemesi olarak, kendilerine bağlı oluşacak farkları incelemek için %99.5 safiyette Zr bar ve %99,8 metal safiyetinde içeriğinde %3-4 Hf bulunduran Zr yumrular kullanılarak, Hf'nin yapıya dahil olmasında ötürü entropideki artışın camlaşmaya olan etkisi incelenmiştir. Oksijen empüritesi camlaşmayı engellediğinden, çekirdeklenmenin önüne geçmek için ıtriyumun oksijeni, Vit105 yapısındaki diğer metallere göre daha yüksek oksijen afinitesine sahip olduğundan kendine bağlama özelliğinden faydalanabilmek amacıyla ıtriyum, bileşime atomca %0.3, %0.8, %0.6 ve %0.7 oranlarında dahil edilmiştir. Görsel muayeneye göre, elde edilen parlak ve yansıtıcı yüzeylerden ötürü camlaşmanın tüm numunelerde elde edildiği görülmüştür. Yapılan XRD çalışmalarında yüzeydeki ve iç kısımlardaki faz bileşimleri incelenmiştir. Numune hazırlama için numuneler, hızlı soğutmanın bakır altlık ile temas halindeki yüzeyde,merkezde ve üst yüzeyde incelenmesinin faz bileşiminde oluşturduğu farkları incelemek için SiC ve elmas kesicilerle yatay olarak kesilmiştir.. Bunun sonuncunda merkezde, yüzeylere göre daha yüksek camlaşma elde edildiği görülmüştür. Çubuk formundaki numunede, soğutma tüm yüzey boyunca eşit sağlandığı için kristalleşmenin daha başarılı bir şekilde önüne geçilmiştir. Metalografi çalışmalarında sırasıyla zımparalama, parlatma ve dağlama gerçeklşeştirilerek optik mikroskop ile 100 kat büüytme uygulanmıştır. Bunun sonucunda ıtriyum ile yapılan mikroalaşımlamanın, dendrit oluşumunun önüne geçtiği ve ilave edilen farklı oranlara bağlı olarak oksijen varlığının neden olduğu çekirdeklenme etkisini, oksijenle birlikte hetereojen çekirdeklenmenin önüne geçen bir bileşik olan Y2O3 bileşiğini oluşturarak bileşimin kısmi olarak amorflaşmasını sağladığı görülmüştür.
Özet (Çeviri)
In this study Vit105, which has Zr52.5Ti5Ni14.6Cu17.9Al10 as its atomic ratio, a commercial bulk metallic glass alloy which consists of non-toxic metals apart from exhibiting high mechanical and corrosion properties, was synthesized by using Edmund Bühler Arc melting and Suction Casting Equipments. The experiments were carried out in high purity argon atmosphere with high vacuum values up to 10-6 mbar by arc melting along with Ti- and Zr- getters. As starting materials, in order to observe the differences in results based on them, Zr bar with 99.5% purity and Zr lumps with 99.8% metal basis containing Hf up to 3-4% were used along with other high purity components in order to examine the increase in entropy because of having Hf in the alloy on glass formation. As oxygen impurity avoids glass formation, in order to suppress the nucleating effect of it, oxygen scavenging effect of yttrium by microalloying depending on the fact that it has a higher oxygen affinity than the other components by having it included in 0.3 at.%, 0.8 at. %, 0.6 Y%,at. % 0.7 at. ratios were studied. Depending on visual inspections, it was seen that shiny and lustrous which indicate glass formation were obtained for all samples. In the XRD analyses carried out, phase composition of surface and inner parts of the samples were examined. For sample preparation, the samples were cut by SiC and diamond cutters horizontally in order to search the effect of rapid solidification by detecting phases formed on the surface that was in contact with the copper crucible, the center and the upper surface of the sample. According to the results obtained, amorphization was seen to increase in the central region compared to surface parts of the samples. Also, it was seen that in rod sample, as cooling is provided homogeneously throughout the entire structure, crystallization could more successfully be prevented and make the glassy phase become formed. Following sample prepation steps which consisted of grinding, polishing and etching respectively, the optical microscopy studies with 100 times magnification was implemented. As a result of this, the effect of microalloying with yttrium was seen to prevent dendrite formation in the structure and depending on different amounts of addition as it decreases the nucleating effect of oxygen presence by combining oxygen to itself in Y2O3 forms, a compound that suppresses heterogeneous nucleation, which tends to make the composition lead to partial amorphization.
Benzer Tezler
- MgO-kısmen stabilize zirkonya dental altyapı seramiklerin üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of MgO partially stabilized zirconia dental ceramics
EMİNE GAMZE YAZICI
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Metalurji MühendisliğiAfyon Kocatepe ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. CEMİLE BETÜL EMRULLAHOĞLU ABİ
- TiC ve ZrC ilaveli TZM kompozitlerinin spark plazma sinterleme (SPS) yöntemi ile üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of TZM based TiC or ZrC reinforced composites prepared by spark plasma sintering (SPS)
CANSİNEM TÜZEMEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLTEKİN GÖLLER
- B4c ilaveli tzm alaşımlarının spark plazma sinterleme (SPS) yöntemi ile farklı tasarımlarla üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of b4c rei̇nforced tzm alloy with different designs prepared by spark plasma sintering (SPS) method
BARIŞ YAVAŞ
Doktora
Türkçe
2020
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLTEKİN GÖLLER
- Titanyum diborür seramiklerinin yitriyum oksit ve yitriyum oksit+alüminyum oksit katkıları kullanılarak spark plazma sinterleme yöntemi ile üretilmesi ve karakterizasyonu
Production and characterization of titanium diboride ceramics by adding yttrium oxide and yttrium oxide +aluminum oxide via spark plasma sintering
FİRDEVS DUYGU ERSAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİLİZ ŞAHİN
- ZrC-SiC Kompozitlerinin Spark Plazma Sinterleme (SPS) Yöntemi ile Üretimi ve Karakterizasyonu
Production and characterizaton of ZrC-SİC composites by spark plasma sintering
SÜMBÜLE SAĞDİÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. GÜLTEKİN GÖLLER