Cd-Zn ikili metalik alaşımında katı-sıvı arayüzey enerjisinin belirlenmesi
The measurement of solid-liquid interface energy in Cd-Zn binary alloy
Yazar: HAKAN PAMUK
Danışman: Y.DOÇ.DR. BUKET SAATÇİ
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2005
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
iiiCd-Zn İKİLİ METALİK ALAŞIMINDA KATI SIVI ARAYÜZEY ENERJİSİNİNBELİRLENMESİHakan PAMUKErciyes Üniversitesi Fen Bilimleri EnstitüsüYüksek Lisans Tezi Temmuz 2005Tez Danışmanı: Yrd. Doç. Dr. Buket SAATÇİÖZETBu tez çalışmasında Cd-Zn alaşım sisteminin katı-sıvı arayüzey enerjisinin ölçümüyapılmıştır.Kararlı bir katı-sıvı arayüzeyi elde etmek için numune sabit sıcaklık gradyentinde 7-10gün dengede tutuldu. Deney süresince akım, sıcaklık ve potansiyel değerleri kaydedildi.Daha sonra numune ani bir şekilde soğutuldu ve tane arayüzey oluk şekilleri elde edildi,oluk şekillerinin fotoğrafları çekildi.Cd %5 ağ Zn ve Cd % 17,4 ağ Zn sistemleri için katı faz ısı iletkenlik katsayıları radyalısı akış fırınında; sıvı ve katı fazın ısı iletkenlik katsayıları oranı ise doğrusalkatılaştırma fırınında ölçüldü.Katı Cd- sıvı Cd-Zn sisteminde geometrik düzeltmeleri yapılan oluk şekilleri içinnümerik yöntem kullanılarak Gibbs-Thomson katsayıları hesaplandı ve ortalama değer(4,86 Â± 0,59) x 10-8 K.m olarak elde edildi.Aynı sistem için etkin entropi değişimi ve Gibbs-Thomson katsayısı değerlerini Gibbs-Thomson denkleminde kullanarak katı-sıvı arayüzey enerjisi 125,87 Â± 12,95 mJ/m2olarak hesaplandı. Daha sonra katı-sıvı arayüzey enerjileri ve oluk ıslatma açılarınıkullanarak tane arayüzey enerjileri hesaplandı ve ortalama değer 242,26 Â± 21,69 mJ/m2olarak elde edildi. Elde edilen bu sonuçlar literatürdeki ilgili çalışmalarla karşılaştrıldıve sonuçların uyum içerisinde olduğu gözlendi.Anahtar Kelimeler: Kadmiyum, Çinko, Arayüzey Enerjisi, Yüzey Enerjisi, Isıİletkenlik Katsayısı.

Abstract:
ivTHE MEASUREMENT OF SOLID LIQUID INTERFACE ENERGY IN CD-ZNBINARY ALLOYHakan PAMUKErciyes University, Graduate School of Natural and Applied SciencesM. Sc. Thesis, July 2005Thesis Supervisor: Assist. Prof. Buket SAATÇİABSTRACTIn this thesis, the solid-liquid interface energy was measured in the Cd-Zn alloy system.The sample was hold in a stable temperature gradient for 7-10 days to produce a stablesolid-liquid interface. The values of current, temperature and potential were recordedduring the run, and then sample was quenched and the groove shapes were observed,groove shapes were photographed.The thermal conductivities of the solid phases for Cd % 5 wt Zn and Cd % 17,4 wt Znsystems were measured in the radial heat flow apparatus. The thermal conductivitiesratio of liquid phase and solid phase were measured in the directional solidificationapparatus. Using the numerical method, the Gibbs-Thomson constants were calculatedfrom the groove shapes. The average Î value was found to be (4,86 Â± 0,59) x 10-8 K.m.the solid Cd- liquid Cd-Zn solution systemFor the same system the solid-liquid interface energy was calculated using the values ofeffective entropy change and Gibbs-Thomson constants in Gibbs-Thomson equationand the average value found to be 125,87 Â± 12,95 mJ/m2. Later using solid-liquidinterface energies and wetting angles of the groove shapes, the grain boundary energywas calculated and the average value found to be 242,26 Â± 21,69 mJ/m2. These resultswere compared with related results in the literature and these agree reasonable well withthe previous results.Keywords: Cadmium, Zinc, interface energy, surface energy, thermal conductivitycoefficient.