Geri Dön

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

  1. Tez No: 716168
  2. Yazar: BERRİN DAMLA ARSLAN
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. ASLI ÇAKIR
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. 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

  1. 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

    İngilizce

    2022

    Metalurji MühendisliğiMuğla Sıtkı Koçman Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ASLI ÇAKIR

  2. 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

    Türkçe

    2018

    Fizik ve Fizik MühendisliğiDicle Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. GÜLTEN KAVAK

    PROF. DR. HARUN AKKUŞ

  3. 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

    İngilizce

    2024

    Fizik ve Fizik Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü

    Fizik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MEHMET YAĞMURCUKARDEŞ

    DOÇ. DR. SERKAN ATEŞ

  4. 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

    Türkçe

    2015

    Fizik ve Fizik MühendisliğiSüleyman Demirel Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ARİF BABANLI

    PROF. DR. CABİR TERZİOĞLU

  5. 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

    Türkçe

    2016

    Fizik ve Fizik MühendisliğiAhi Evran Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. MUSTAFA ÖZDURAN