Nano yapılı manyetik şeritlerin ve tozların yapısal ve manyetik özelliklerinin incelenmesi
The investigation of structural and magnetic properties of nanostructural magnetic ribbons and powders
Yazar: MURAT YAVUZ
Danışman: PROF. DR. YALÇIN ELERMAN
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Atomik kuvvet mikroskobu = Atomic force microscope ; Manyetik = Magnetic ; Manyetik ölçüm = Magnetic measurement ; Manyetizma = Magnetism ; Mikroskopi-elektron taramalı = Microscopy-electron scanning ; Nano yapı = Nano structure ; Nanoteknoloji = Nanotechnology

Özet:
Bu tez çalışmasında, üstün manyetik özellik gösteren Nd13.4Fe68.6Co11.4B6.4Zr0.2 şerit ve HDDR işlemi uygulanmış toz örneklerinin, yapısal ve manyetik özellikleri incelenmiştir. Şerit örnekler eriyik eğirme sisteminde üretilmiştir ve HDDR işlemi ise Vaksis marka HDDR cihazında yapılmıştır.Örneklerin yapısal karakterizasyonları Zeiss EVO-40 marka Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ve NT-MDT marka Atomik Kuvvet Mikroskobu (AKM) kullanılarak yapılmıştır. Manyetik karakterizasyonlar ise NT-MDT marka Manyetik Kuvvet Mikroskobu (MKM), Quantum Design Fiziksel Özellikler Ölçüm Sistemi (PPMS) ve LakeShore marka Gaussmetre ile yapılmıştır.X-ışını kırınım deneylerinden, şerit örneğinde tetragonal Nd2Fe14B ve rombohedral Nd2Fe17 fazının bulunduğu gözlenmiştir. Şerit örneğinin x-ışını toz kırınımı deseni kullanılarak William-Hall eşitliği yardımı ile parçacık büyüklükleri 48.91 nm olarak hesaplanmıştır. Şerit örneği AKM'de incelendiğinde ise, parçacık büyüklüğünün ortalama 51 nm olduğu gözlenmiştir. Şerit örneğinin sıcaklığa bağlı MKM ölçümlerinde Nd2Fe14B fazı için Curie sıcaklığı belirlenmiş ve manyetik alan altındaki ölçümlerde ise manyetik bölmelerdeki değişimler gözlenmiştir. HDDR işlemi uygulanmış toz örneklerin karakterizasyonları sonucunda, HDDR işleminin en önemli parametrelerinin sıcaklık ve DR zamanı olduğu anlaşılmıştır. 580 °C'de DR zamanı bir saat olduğunda neodmiyum (Nd) birikmesinin ve buna bağlı olarak da mıknatıslanmanın arttığı gözlenmiştir.Bu çalışmada elde edilen sonuçlar; literatürdeki sonuçlarla karşılaştırmalı olarak verilmiştir.Anahtar Kelimeler: Kalıcı mıknatıs, Bor tabanlı sert manyetik malzeme, Atomik Kuvvet Mikroskobu, Manyetik Kuvvet Mikroskobu, HDDR, X-ışını toz kırınımı, Manyetik ölçümler.

Abstract:
The aim of this study is to examine structural and magnetic properties of Nd13.4Fe68.6Co11.4B6.4Zr0.2 ribbon and applied HDDR process powder samples which show superior magnetic property. Ribbon samples were produced in melt spinner system and Vaksis Furnace was used for HDDR process.Structural characterization of samples was performed by using Scanning Electron Microscopy (SEM), Atomic Force Microscopy (AFM) and X-ray diffractometer. Magnetic characterization of samples was performed by using Magnetic Force Microscopy (MFM), Physical Properties Measurement System (PPMS) and Gaussmeter.Tetragonal Nd2Fe14B and rhombohedral Nd2Fe17 phases were observed in x-ray diffraction studies. By using x-ray powder diffraction pattern of ribbons, particle size was calculated about 48.91 nm with William-Hall equation. From AFM investigation a particle size of approximately 51 nm was obtained. The Curie temperature of Nd2Fe14B phase was determined by temperature dependent MFM measurements and the variations of magnetic domains structure were also observed in magnetic field dependent MFM measurements. According to characterizations of HDDR powder samples, it was noticed that temperature and DR time are the most important parameters for HDDR process. For the DR time of one hour at 580 °C, neodymium was accumulated in samples and because of that, magnetization increased.In this study, all obtained results were given by comparing with literature values.Key Words: Permanent magnet, Boron based hard magnetic material, Atomic Force Microscopy, Magnetic Force Microscopy, HDDR, X-ray powder diffraction, Magnetic measurements.