Production and characterization of CuZr-RE based bulk amorphous/nanocrystal composite
CuZr-NTE bazlı hacimli amorf/nanokristal kompozit yapıların üretimi ve karakterizasyonu
- Tez No: 475030
- Danışmanlar: DOÇ. DR. YUNUS EREN KALAY, YRD. DOÇ. DR. İLKAY KALAY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Metallurgical Engineering, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- 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: 152
Özet
Hacimli metalik camlar aynı zamanda hem amorf halleri hem de amorf/nanokristal kompozit hallerinin yüksek mukavemet değerleri ile dikkat çekmektedir. Ayrıca hacimli metalik camlar yüksek cam yapabilme kabiliyetleri sayesinde makro ölçeklerde üretilebilinmektedir. Fakat metalik camların düşük süneklikleri bu malzemelerin kullanımını kısıtlamaktadır. Bu çalışmada ise (Zr50Cu40Al10)100–xSmx (x:0-4 at. %) sisteminin amorf örnekleri eriyik savurma ile ince şerit halinde ve emme döküm yöntemi ile 1-3 milimetre çapında silindir çubuk olarak üretilmiştir. Numunelerin amorf ve devitrifiye halleri taramalı ve geçirimli elektron mikroskobu, X-ışını kırınımı ve diferansiyel kalorimetri teknikleri ile incelenmiştir. Mekanik özellikleri basma ve sertlik testleri ile analiz edilmiştir. Kırılma yüzeyleri ve kırılma mekanizmaları çalışılmıştır. Ayrıca micro-mekanik test deneyleri ile mekanik davranışları nano ve mikro boyutlarda incelenmiştir. Sonuç olarak, atomca % 4'e kadar Sm eklenmesi yaklaşık 5-10 nm boyutlarında küresel Cu2Sm fazının nanokristallenmesine yol açmıştır. Nanokristal boyutlarının Zr atomlarının faz arayüzeylerinde birikmesi ve amorf matriks içerisinde bulunan Sm atomlarının yetersizliği nedeniyle daha fazla büyüyemediği gözlemlenmiştir. Bu gözlem, mikroyapının kontrol edilebilmesine olanak sağlamaktadır; Sm miktarının alaşımlama sırasında kontrol edilmesi ile nanokristal büyüklüğü kontrol edilmesi ön görülmektedir. Cu2Sm fazının oluşumu (Zr50Cu40Al10)96Sm4 alaşımının hem sertlik hem de mukavemetini arttırırken, malzemeye kırılganlık da kazandırmıştır. Bu kırılganlığın giderilmesi için nanokristal boyutlarının ve dağılımının kontrol edilerek incelenmesi yardımcı olabilir. Bu çalışma metalik camların tavlanması sırasında oluşabilecek kompleks yapıları ve bu yapıların daha iyi malzeme özellikleri için kontrol edilmesini sergilemektedir.
Özet (Çeviri)
Bulk metallic glasses have recently attracted much attention due to their high mechanical strength both in amorphous and in the amorphous/nanocrystal composite form along with their high glass forming ability. However, factors such as having a low plastic strain limit their potential application as structural materials. In this present work, ternary (Zr50Cu40Al10)100–xSmx (x:0-4 at. %) amorphous alloys were produced by melt-spinning in ribbon form and suction casting in bulk form within the diameter range of 1 to 3 millimeters. The amorphous and the devitrified states of these alloys were investigated with scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), X-ray diffraction (XRD) and scanning differential calorimetry (DSC), Atom Probe Tomography (APT) techniques. Mechanical behavior of these alloys were investigated using compression and hardness testing. Failure modes and structures were analyzed using SEM as well. Furthermore, micro-mechanical testing experiments were conducted in order to get insights on the mechanical behavior of amorphous and partially crystalline specimens in nano and micro scale. Sm addition up to 4 at. % lead to nanocrystallization of approximately 5-10 nm spherical Cu2Sm phase for (Zr50Cu40Al10)96Sm4 alloy. Further growth of Cu2Sm phase was thought to be hindered due to solute pile-up of Zr atoms at phase boundary and insufficiency of Sm atoms in amorphous phase. Since the amount of Sm atoms in amorphous matrix can be controlled by adjusting Sm content during alloying, nanocrystal size can be adjustable for such systems. Precipitation of Cu2Sm nanocrystals were found to increase strength and hardness of (Zr50Cu40Al10)96Sm4 alloy; however, caused a significant embrittlement problem. Adjusting size and distributions of these nanocrystals may prove useful in eliminating this embrittlement problem. This study demonstrates how complex microstructures can be formed in a metallic glass to make a composite structure during devitrification and how these structures can be tuned for better properties.
Benzer Tezler
- Production and characterization of nanocrystalline CIGS thin film devices and neutron irradiation effects on its structural and electrical properties
Nanokristal CIGS yarı iletken aygıtların üretimi ve karakterizasyonu ve nötron ışınlamanın yapısal ve elektiriksel özelliklerine etkisi
SALMAN AJEEL ALI AL-SAEDI
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Fizik ve Fizik MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MURAT KALELİ
- Devitrification kinetics and phase selection mechanisms in Cu-Zr metallic glasses
Başlık çevirisi yok
İLKAY KALAY
Doktora
İngilizce
2010
Metalurji MühendisliğiIowa State UniversityMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. RALPH E. NAPOLİTANO
- Metal yüklü MCM-41 ve beta zeolit katalizörler kullanılarak 2-metilnaftalinden dimetilnaftalinlerin sentezlenmesi
Synthesis of dimethynaphthaneles from 2-methylnaphthalene using metal loaded MCM-41 and beta zeolite catalysts
FATİH GÜLEÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Kimya MühendisliğiAnkara ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ KARADUMAN
- Production and characterization of activated carbon from pyrolysis of copolymers
Kopolimerlerin pirolizinden aktif karbon ürertimi ve karakterizasyonu
ARZU ÖZTÜRK
Yüksek Lisans
İngilizce
1999
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAYRETTİN YÜCEL
- Degrade olabilen metilselüloz esaslı filmlerin üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of degradable methylcellulose based films
KAMİLE NAZAN TURHAN
Doktora
Türkçe
1999
Gıda MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. FERHUNDE ŞAHBAZ