Püskürtme yöntemiyle AISI 202 ve AISI 304 östenitik paslanmaz çelik kaynaklardan esnek alt tabakalar üzerinde büyütülen FeCrMn ve FeCrNi martensitik ince filmlerin yapısal ve manyetik karakterizasyonları
Structural and magnetic characterisations of FeCrMn and FeCrNi martensitic thin films deposited on flexible substrates from the sources of AISI 202 and AISI 304 austenitic stainless steel using sputtering method
- Tez No: 541417
- Danışmanlar: PROF. DR. HAKAN KÖÇKAR, DOÇ. DR. ALİ KARPUZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Balıkesir Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 169
Özet
Bu çalışmada; tek bir kaynak malzeme (AISI 304 ve AISI 202 östenitik paslanmaz çelik) aracılığıyla üretilen FeCrMn ve FeCrNi martensitik ince filmlerin farklı biriktirme hızlarının (0.04, 0.06, 0.08, 0.10 ve 0.12 nm/s) ve alt tabakanın dönme hızlarının (0, 15, 30 ve 45 rpm) yapısal ve manyetik özellikleri üzerine etkileri incelenmiştir. Filmler ticari esnek polimer asetat alt tabakalar üzerine bir DC magnetron püskürtme yöntemi kullanılarak üretildi. Filmlerin kalınlığı 50 nm'dir. Biriktirme hızları, alt tabaka ile kaynak arasında oluşturulan DC akım değiştirilerek belirlendi. Alt tabakanın farklı dönme hızları, alt tabakayı döndüren elektrik motoruna uygulanan gerilim değiştirilerek belirlendi. Enerji ayırımlı X-ışını spektrometrisi ile yapılan elementel analizlerde, filmlerin atomik içeriğinin biriktirme hızı ve alt tabakanın dönme hızından etkilendiğini göstermektedir. X-ışını kırınımı kullanılarak belirlenen kristal yapı, tüm filmlerin cisim merkezli tetragonal yapıya sahip olduğunu göstermiştir. Bu sebeple tüm filmlerin martensitik faza sahip olduğu düşünülmektedir. Tüm filmlerin, tane büyüklüğünün birikme hızının artmasıyla arttığı ve alt tabaka dönme hızının artmasıyla azaldığı bulunmuştur. Bir taramalı elektron mikroskobu (Scanning Electron Microscope, SEM) ile incelenen filmlerin yüzeylerinde, birikme hızının artması ile granül yapıların boyutlarının artmış olduğu, ancak alt tabaka dönme hızının artmasıyla azaldığı, böylece film yüzeylerin daha homojen olduğu belirlenmiştir. Bir atomik kuvvet mikroskobu ile yapılan diğer yüzey ölçümleri, tüm filmler için yüzeylerin analiz sonuçlarının SEM görüntüleri ile uyumlu olduğunu ortaya koymuştur. Bir titreşimli numune manyetometresi ile incelenen manyetik özelliklerde, tüm filmler için doyum manyetizasyonunun biriktirme hızı ve alt tabakanın dönme hızının artışıyla arttığı görülmüştür. FeCrMn filmlerinin koersivite değerleri artan biriktirme hızı ile arttığı, ancak artan alt tabaka dönme hızı ile azaldığı, dahası, FeCrNi filmlerin koersivite değerlerinin hem biriktirme hızı hem de alt tabakanın dönme hızının artışı ile arttığı bulunmuştur. Ayrıca, tüm filmlerin düzlem içi manyetik anizotropi göstermektedir. FeCrNi ve FeCrMn martensitik ince filmlerin özelliklerinin esnek alt tabakalar üzerindeki elektrik ve elektronik cihazlar için üretim parametrelerini değiştirmek suretiyle kolayca kontrol edilebildiği görülmektedir.
Özet (Çeviri)
In this study, the effects of different deposition rates (0.04, 0.06, 0.08, 0.10 and 0.12 nm/s) and rotation speeds (0, 15, 30 and 45 rpm) of substrate on structural and magnetic properties of FeCrMn and FeCrNi martensitic thin films produced via a single source material (AISI 304 and AISI 202 austenitic stainless steels) were investigated. The films were deposited on commercially flexible polymer acetate substrates by using a DC magnetron sputtering technique. The thickness of the films was 50 nm. The deposition rates were determined by changing the DC current generated between the substrate and the source. The different rotational speeds of the substrate were also determined by varying the voltage applied to the electric motor that rotates the substrate. Elemental analysis performed by energy dispersive X-ray spectrometry revealed that the atomic contents of the films were affected by deposition rate and substrate rotational speed. The crystal structure determined by using X-ray diffraction showed that all films have body-centred tetragonal structure. Therefore, it was considered that all films have martensitic phase. It was found that all films, the grain size increased with the increase of deposition rate and decreased with the increase of substrate rotation speed. In the surfaces of films examined with a scanning electron microscope (SEM), it is determined that increased of the sizes of the granular structures with the increased of the deposition rate, but decreased with the increase of substrate rotational speed, thus, the surfaces of films had occurred more homogeneous. Further surface measurements performed by an atomic force microscope disclosed that the analysis results of the surfaces for all films were compatible with SEM images. In the magnetic properties studied with a vibrating sample magnetometer showed that the saturation magnetization for the present films increased with the increase of the deposition rate and substrate rotational speed. It is found that the coercivity values the FeCrMn films increased with the increase of deposition rate but decreased with the increase of the substrate rotational speed, moreover, the coercivity values of the FeCrNi films increased with the increase of both of the deposition rate and substrate rotational speed. Also, it was found that all films showed that in-plane magnetic anisotropy. It is seen that the properties of the FeCrNi and FeCrMn martensitic thin films can be easily controlled by changing production parameters for using in the development of potential electric and electronic devices on flexible substrates.
Benzer Tezler
- Kitosan-poliüretan esaslı bileşimlerin çelik ve alüminyum altlıklar yüzeyindeki kendini iyileştirme özelliklerinin incelenmesi
Examination of self-healing properties of chitosan-polyurethane based compounds on steel and aluminium substrates
ORHAN DİNÇER
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Metalurji MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURHAN CANSEVER
- Yüzeyi toz alev püskütme yöntemi ile kaplanan (WC, B4C, B4C - NiCrBSi) AISI 1040 çeliğinin aşınma mekanizmalarının deneysel olarak incelenmesi
Experimental investigation of coatings? (WC, B4C, B4C - NiCrBSi) AISI wear mechanisms coated on AISI 1040 steel by powder flame spraying method
MUSTAFA KAHRAMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2009
Makine MühendisliğiEge ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RASİM İPEK
- 100Cr6 malzeme üzerine RF magnetron püskürtme tekniği ile farklı kalınlıklarda TiN nano kaplamanın mikroyapı özellikleri ve elektrokimyasal korozyon direnci üzerine etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effects of TiN nano coating on 100Cr6 material with RF magnetron sputtering technique on microstructural properties and electrochemical corrosion resistance
BURCU ÇİL
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Mühendislik BilimleriGazi Üniversitesiİmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MAHMUT İZCİLER
- Elektro erozyon ile işleme yöntemiyle mikro deliklerin delinebilirliğinin deneysel olarak incelenmesi
Experimental investigation of drillability of micro holes using electro discharge machining
VOLKAN YILMAZ
- Östenitik paslanmaz çeliğin bor katkılı Ni3Al ile kaplanabilirliğinin araştırılması
Investigation of boron doped Ni3Al coating of austenitic stainless stell
MEHMET AKKAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Metalurji MühendisliğiFırat ÜniversitesiMetalurji Eğitimi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERMİN OZAN