Investigation of structural and magnetic properties of high entropy alloys by introducing substitutional elements
Yüksek entropili alaşımların yapısal ve manyetik özelliklerinin yeralan atomlarının eklentisi ile değişiminin incelenmesi
- Tez No: 691474
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ASLI ÇAKIR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 50
Özet
Bu çalışma yüksek entropili alaşımların valans elektron konsantrasyonunun bir fonksiyonu olarak yapısal ve manyetik özelliklerin nasıl değiştiği üzerinedir. Deneysel aşamalarda ark fırınında eritme yöntemi ile hazırlanan Cr20+xMn20Fe20Co20Ni20-x (x = -2, 0, 2, 5, 10, 15, 20) alaşımlarının yapısal değişimleri x-ışınları difraktometresi, manyetik özellikleri ise süperiletken kuantum girişim cihazı ile ölçülmüştür. Manyetik özellikler 10 K ve 380 K aralığında sıfır alan soğutma, alan soğutma ve alan ısıtma yöntemi kullanılarak yapılmıştır. Bu yöntem ile belirtilen sıcaklık aralığındaki manyetik ve yapısal faz geçiş durumları incelenmiştir. Alaşımların içsel manyetik davranışını anlamak için 5 mT, sıcaklığa bağımlı doyum manyetizasyon özelliklerini belirlemek için de 1 T harici manyetik alan kullanılmıştır. Buna ek olarak, 5 T harici manyetik alan etkisi altında histerezis döngüleri elde edilmiştir. Yapılan ölçümler ve incelemeler sonucunda krom miktarının artması ile yüzey merkezli kübik yapıdan sigma fazına geçiş gözlemlenmiştir. Valans elektron konsantrasyonu 7.73 değerine ulaştığında sigma fazı gözlenmiştir. 7.73 ve 8.01 valans elektron konsantrasyonları aralığında yüzey merkezli kübik ve sigma fazının bir arada bulunduğu ortaya çıkarılmıştır. Son olarak 7.12 valans elektron konsantrasyonuna ulaşıldığında sigma fazının yapıda tek faz olarak bulunduğu kaydedilmiştir. Sigma fazının yapıdaki miktarının krom miktarı ile doğru orantılı olarak artışı, sertlik ölçümleri ile desteklenmiştir. Manyetik özellikler tüm alaşımlarda benzer davranış göstermiştir. 5 mT manyetik alan altında yapılan ölçümler doğrultusunda, 10 K ve 380 K sıcaklık aralığında yapısal bir geçiş gözlemlenmemiştir. Ayrıca, 5 mT harici manyetik alan altında ferromanyetik va antiferromanyetik fazların bir arada bulunmasından kaynaklanan karışık etkileşimler kaydedilmiştir. 42 ve 44 Kelvin aralığında Curie sıcaklığına sahip olan alaşımlar, bu sıcaklığın altında yumuşak manyetik malzeme özelliği taşımaktadır.
Özet (Çeviri)
This study presents how the structural and magnetic properties of high entropy alloys change as a function of valence electron concentration. In the experimental stages, the structural changes of Cr20+xMn20Fe20Co20Ni20-x (x = -2, 0, 2, 5, 10, 15, 20) alloys were measured by X-ray diffraction method and their magnetic properties were measured via superconducting quantum interference device. Temperature dependent magnetization measurements were carried out in the temperature range 10 ≤ T ≤ 380K under 5 mT and 1 T external magnetic field. Magnetic and structural phase transitions in the specified temperature range were investigated. An external magnetic field of 5 mT was used to understand the intirinsic magnetic properties of the alloys, and an external magnetic field of 1 T was used to determine the temperature-dependent magnetic properties under magnetic saturation conditions. In addition, hysteresis loops were obtained in external magnetic fields up to 5 T. As a result of the measurements and investigations, a transition from the face-centered cubic structure to the sigma phase was observed with increasing amount of chromium. The formation of the sigma phase was observed when the valence electron concentration (VEC) reached to 7.73 electrons per atom (e/a). Face-centered cubic and sigma phases coexist in the range of 7.73 and 8.01 e/a. Finally, when the VES reached to 7.12 e/a, the sigma phase was found as a single phase in the microstructure. The increase in the amount of sigma phase in the structure to be in direct proportion to the amount of chromium was supported by hardness measurements. Magnetic properties showed similar behavior in all alloys. According to the measurements made under 5 mT magnetic field, no structural transition was observed between 10 K and 380 K. In addition, mixed interactions resulting from the coexistence of ferromagnetic and antiferromagnetic phases were recorded under an external magnetic field of 5 mT. Alloys with Curie temperatures between 42 and 44 Kelvin have soft magnetic properties below these temperatures.
Benzer Tezler
- Eşmolar CoCrFeNi yüksek entropili alaşımına ilave edilen %2-3 Al-Ti-Mo elementlerinin mekanik ve metalografik etkilerinin incelenmesi
Investigation of the mechanical and metallographic effects of Al-Ti-Mo elements added to equimolar CoCrFeNi high entropy alloy
İLHAN DİLEK
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiMunzur ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YAHYA TAŞGIN
- Mekanik alaşımlama yöntemi ile üretilen FeCoNi alaşımına Cr ve Nb eklenmesinin yapısal, morfolojik ve manyetik özelliklere etkilerinin araştırılması
Investigation of the effects of Cr and Nb additions on the structural, morphological and magnetic properties of FeCoNi alloy produced by mechanical alloying method
ALİCAN YAKIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiMersin ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TUNCAY ŞİMŞEK
- Nikel ve kobalt tabanlı heusler alaşımlarının manyetik, ısısal, elektriksel ve manyetokalorik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of magnetic, termal, electrical and magnetocaloric effect of nickel and cobalt based heusler alloys
SÜHEYLA YÜCE
Doktora
Türkçe
2010
Fizik ve Fizik MühendisliğiOndokuz Mayıs ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ORHAN BÜYÜKGÜNGÖR
PROF. DR. YALÇIN ELERMAN
- Metastable gamma-iron nickel nanostructures for magnetic refrigeration near room temperature
Başlık çevirisi yok
HÜSEYİN UÇAR
Doktora
İngilizce
2013
Metalurji MühendisliğiCarnegie Mellon UniversityMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. MICHAEL MCHENRY
PROF. DAVID LAUGHLIN
- 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
KAĞAN ŞARLAR
Doktora
Türkçe
2019
Fizik ve Fizik MühendisliğiBursa Uludağ ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İLKER KÜÇÜK