Nadir toprak elementi içermeyen yüksek entropili alaşımın manyetik ve manyetokalorik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of magnetic and magnetocaloric properties of rear earth free high-entropy alloy
- Tez No: 618500
- Danışmanlar: PROF. DR. İLKER KÜÇÜK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Bursa Uludağ Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 96
Özet
Bu çalışmada nadir toprak elementi içermeyen yeni Fe26.7Ni26.7Ga15.6Mn20Si11 yüksek entropi alaşımı araştırılmıştır. Üretilen alaşımların yapısal, manyetik ve manyetokalorik özellikleri değişen tavlama sıcaklığına bağlı olarak incelenmiştir. Yüksek entropili alaşım arkla eritme ve vakumla döküm yöntemiyle üretilmiştir. X-ışını kırınımı verilerinden alaşımın kristal yapıları karakterize edilmiştir. Yüksek entropili alaşımın kristal yapısı cisim merkezli kübik yapı (BCC) ve C15 (Cu2Mg tipi) Laves fazı olarak tespit edilmiştir. Cisim merkezli kübik yapının ve Laves fazının oluşması gözlemlenen manyetik özelliklerle ilişkili olduğu görülmüştür. Tavlama sıcaklığı nedeniyle C15 Laves fazının alaşım içindeki miktarı belirli bir sıcaklıkta minimuma düşmüştür. BCC yapısının alaşım içindeki yoğunluğu da tavlama sıcaklığıyla değişmiştir ve böylece temel yapı (BCC) korunurken ağır örgü bozulmasının etkilendiği yani her bir atom yerini korurken diğer atomlarla olan mesafesinin değiştiği görülmüştür. Gerçekleştirilen yapısal analizle örneklerin hücre hacimleri, örgü sabitleri ve faz kesirleri hesaplanmıştır. Yapılan bu hesaplamalar hücre hacimleri, örgü sabitleri ve faz kesirlerinin değiştiğini göstermiştir. Bu değişimlerin manyetik ve manyetokalorik özelliklerle olan ilişkisi ortaya konulmuştur ve manyetik özelliklerde meydana gelen belirgin farklılıkların üretilen yüksek entropili alaşımın ağır örgü bozulması ile ilişkili olduğu görülmüştür. Manyetik ölçümlerde ferromanyetik fazdan paramanyetik faza geçiş 300-400 K aralığında elde edilmiştir. Vakumla döküm yöntemi ile üretilen Fe26.7Ni26.7Ga15.6Mn20Si11 yüksek entropili alaşımı, tavlama işleminden sonra 0-2 T manyetik alan değişimi altında 1,589 Jkg-1K-1 maksimum manyetik entropi değişimi ve 75,68 Jkg-1 soğutma kapasitesi değerleriyle en iyi manyetokalorik özellikleri göstermiştir.
Özet (Çeviri)
We investigated a new Fe26.7Ni26.7Ga15.6Mn20Si11 high entropy alloy without the rare earth element. The structural, magnetic and magnetocaloric properties of the resulting materials studied due to the varying annealing temperature. The HEAs were successfully produced by the arc melting with suction casting method. The crystal structures characterised through multiphase Rietveld refinement of X-ray diffraction data. The crystal structure of the HEAs was found to be the body centred cubic, and the Laves phase was determined to be the C15 (Cu2Mg) type structure. Formation of BCC structure and Laves phase was found to be related to the observed magnetic properties. Due to the annealing temperature, the amount of C15 Laves phase in the alloy decreased to a minimum at a certain temperature. The density of the BCC structure in the alloy also varied with the annealing temperature, and it was found that heavy lattice distortion was affected while maintaining the base structure (BCC) while maintaining the position of each atom, it has been observed that the distances to other atoms change. Cell volumes, lattice constants and phase fractions of the samples were calculated by structural analysis. These calculations showed that cell volumes, lattice constants and phase fractions changed. The relationship between these changes and magnetic and magnetocaloric properties has been demonstrated and significant differences in magnetic properties have been found to be related to heavy lattice distortion of the produced high entropy alloy. In the magnetic measurements, the ferromagnetic to paramagnetic transition obtained in the range of 300-400 K. With the employed suction casting method; the Fe26.7Ni26.7Ga15.6Mn20Si11 HEA shows the best magnetocaloric properties such as 1.589 Jkg-1K-1 maximum magnetic entropy change (0-2 T) and 75.68 Jkg-1 refrigeration capacity after the annealing process.
Benzer Tezler
- Development of rare-earth free permanent magnets
Nadir toprak elementi içermeyen mıknatıs geliştirilmesi
AYŞE MERVE GENÇ ÜNALAN
Doktora
İngilizce
2017
Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YUNUS EREN KALAY
PROF. DR. MAHMUT VEDAT AKDENİZ
- Development of rare earth-free negative electrode materials for NiMH batteries
NiMH bataryalar için nadir toprak elementi içermeyen negatif elektrotların geliştirilmesi
EZGİ ONUR ŞAHİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
EnerjiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TAYFUR ÖZTÜRK
- Investigations of solid state phase transformations in manganese-aluminum alloys
Mangan-alüminyum alaşımlarındaki katı hal faz dönüşümlerinin araştırılması
ÖZGÜN ACAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YUNUS EREN KALAY
YRD. DOÇ. DR. İLKAY KALAY
- Eskişehir-Beylikahır kompleks cevheri lantanit grubu elementlerin toryum ve uranyumdan metalurjik proseslerle ekstraksiyonu
Extraction of the lanthanides Eski̇şehi̇r-Beyli̇kahır complex ores by metallurgical processes
MAHMUT SEFA BERKE
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CÜNEYT ARSLAN
- Effect of rare earth elements addition on magnetic properties of nickel-zinc ferrites
Nadir toprak elementleri ilavesinin nikel-çinko ferritlerin manyetik özelliklerine etkisi
KADİR BORA DEMİREL
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ NURİ SOLAK