Investigation of structural, elastic and magnetic properties of Fe70Mn30 alloys doped with interstitial elements
Fe70Mn30 alaşımına ara-yer elementlerinin katkılanması ve yapısal ve manyetik özelliklerinin incelenmesi
- Tez No: 716168
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ASLI ÇAKIR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- 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: 37
Özet
Bu tez çalışması ile karbon arayer elementi eklenmiş Fe70Mn30 Invar alaşımlarının yapısal, elastik ve manyetik özellikleri incelendi. Deney aşamasında, (Fe70Mn30)100-xCx (x=0.02, 0.11, 0.55, and 0.81 at%) alaşımları vakum ark ergitme yöntemi ile üretildi. Bu alaşımların kristal yapıları x-ışını difraktometresinde (XRD) incelendi. Elastik modülüs ölçümleri, rezonans frekanslı sönüm analizi (RFDA) cihazı ile yapıldı. Manyetik özellikleri, süper iletken kuantum girişim cihazı (SQUID) ile ölçüldü. Alaşımların, sıcaklığa bağlı manyetizasyon özelliklerini belirlemek için 1 T manyetik alan uygulanmıştır. Fe70Mn30 alaşımının ve karbon elementi katkılanmış versiyonlarının yapısal değişimleri, sıcaklık ile bağımlı elastisite modülü ve manyetizasyon sonuçları Invar özelliği açısından karşılaştırıldı ve karbon arayer elementinin etkileri değerlendirildi. Yapılan deneyler sonucunda, x-ışını difraktometresinde, % 0.02 ve 0.11 karbon eklentisi olan alaşımlarda yüzey merkezli kübik (fcc) ile birlikte sıkıpaketli hekzagonal (hcp) fazı tespit edilirken, % 0.55 ve 0.81 karbon eklentili olan alaşımlarda yalnızca fcc oluşumu gözlendi. Oda sıcaklığından Neel sıcaklığına kadar elastik modülünün normal metalik davranıştan farklı olarak artış gösterdiği, fakat Neel sıcaklığından sonra paramanyetik bölgede, sıcaklık artışı ile elastik modülünün azaldığı belirlendi. Ayrıca karbon arayer elementinin eklenmesiyle elastik özelliklerde geçişin daha düşük sıcaklıklara kaydığı gözlemlendi. Manyetik özelliğinin Neel sıcaklığına kadar arttığı ve Neel sıcaklığından sonra, % 0.02 ve 0.11 karbon eklentili alaşımların manyetik özelliklerinin azaldığı tespit edildi. % 0.55 ve 0.81 karbon eklentili alaşımlar için Neel sıcaklığından sonra manyetik özelliğinin sabit kaldığı gözlenmiştir. Manyetizasyon deney sonuçları ile, karbon eklentisi arttıkça Neel sıcaklığının azaldığı ve bu sıcaklıkların elastik özelliklerde gözlenen yumuşama sıcaklığına karşılık geldiği tespit edildi. Böylece, karbon eklentisiyle Invar özelliğinin gözlendiği sıcaklık bölgesi oda sıcaklıklarına kadar çekilmiş oldu ve bu da malzemenin oda sıcaklığında ısıl genleşmenin istenmediği uygulama alanları için kullanılabilir olmasını sağlamaktadır.
Özet (Çeviri)
In this thesis, the structural, elastic and magnetic properties of Fe70Mn30 Invar alloys with added carbon interstitial element were investigated. In the experimental part, (Fe70Mn30)100-xCx (x=0.02, 0.11, 0.55, and 0.81 at %) alloys were produced by vacuum arc melting method. The crystal structures of these alloys were examined with x-ray diffractometry. Elastic modulus measurements were performed with a resonance frequency damping analyzer. The temperature dependent magnetization measurements were obtained with a superconducting quantum interference device by applying 1 Tesla external magnetic field. Crystal structure, temperature dependent modulus of elasticity and magnetization results of C-doped Fe70Mn30 alloys were evaluated in terms of the Invar property. As a result of the experiments, hcp phase was detected together with fcc in alloys with 0.02 and 0.11 at% carbon additives in x-ray diffractometry, while only fcc formation was observed in alloys with 0.55 and 0.81 at% carbon additions. It was determined that the elastic modulus increased from room temperature to Neel temperature, unlike the normal metallic behavior. However, after the Neel temperature, the elastic modulus decreased with the increase in temperature in the paramagnetic region. In addition, it was observed that the transition in elastic properties shifted to lower temperatures with the addition of carbon interstitial element. It was determined that the magnetic properties increased up to the Neel temperature and the magnetic properties of the 0.02% and 0.11% carbon added alloys decreased after the Neel temperature. It was observed that the magnetic properties remained constant after the Neel temperature for 0.55% and 0.81% carbon added alloys. With the magnetization results, it was determined that the Neel temperature decreases as the carbon addition increased and these temperatures corresponded to the softening temperature observed in the elastic properties. Thus, the temperature region in which the Invar feature is observed with the carbon addition has been pulled down to room temperatures, which makes the material usable for application areas where thermal expansion at room temperature is not desired.
Benzer Tezler
- Investigation of structural, elastic and magnetic properties of Fe65Ni35 and Fe70Ni30 alloys doped with interstitial elements
Ara yer elementleriyle katkılanan Fe65Ni35 ve Fe70Ni30 elementlerinin yapısal, elastik ve manyetik özelliklerinin incelenmesi
EBRU GEZGİN SARIGÜZEL
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Metalurji MühendisliğiMuğla Sıtkı Koçman ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ASLI ÇAKIR
- Yoğunluk fonksiyoneli teorisi (YFT) kullanılarak LiX2Y (X:Rh, Cu, Pd, Ni, Y: Ge, Si) Heusler yapıların yapısal elektronik ve manyetik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of structural, electronic and magnetic properties of LiX2Y (X:Rh, Cu, Pd, Ni, Y: Ge, Si) Heusler compounds by using density functional theory
SEYFETTİN AYHAN
Doktora
Türkçe
2018
Fizik ve Fizik MühendisliğiDicle ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜLTEN KAVAK
PROF. DR. HARUN AKKUŞ
- Theoretical investigation of structural, vibrational, electronic, and elastic properties of ultra-thin anisotropic materials
Ultra-ince anizotropik malzemelerin yapısal, titreşimsel, elektronik ve elastik özelliklerinin teorik incelenmesi
KADİR CAN DOĞAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET YAĞMURCUKARDEŞ
DOÇ. DR. SERKAN ATEŞ
- Gd katkılı Bi-tabanlı yüksek sıcaklık süperiletkenlerinin yapısal, elektriksel ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
The investigation of structural, electrical, and mechanical properties of gd doped Bi-based high temperature superconductors
HÜSEYİN AYDIN
Doktora
Türkçe
2015
Fizik ve Fizik MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ARİF BABANLI
PROF. DR. CABİR TERZİOĞLU
- Fe-Ti-Si üçlü heusler alaşımların yapısal, elektronik, manyetik ve mekanik özelliklerinin yoğunluk fonksiyonel teorisiyle incelenmesi
Investigation of structural, electronical, magnetical and mechanical properties of Fe-Ti-Si ternary of heusler alloys using density functional theory
RAŞİT UMUCU
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Fizik ve Fizik MühendisliğiAhi Evran ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MUSTAFA ÖZDURAN