Al esaslı ağırlıkça %8Ni, %5Nd, %XSi (X=4, 8, 12) içeren alaşımların Melt Spinning yöntemiyle üretimi ve karakterizasyonu
The production and characterization of alloys containing al based wt. %8Ni, %5Nd, %XSi (X=4, 8, 12) with Melt Spinning method
Yazar: ERCAN KARAKÖSE
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA KESKİN
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2010
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Hızlı katılaştırma = Rapid solidification ; Melt-Spinning yöntemi = Melt-Spinning method

Özet:
Al?ağ.%8Ni?ağ.%5Nd?ağ.%XSi (X= 4,8,12) kompozisyonunda alaşımları hazırlamak için, Al (%99,99), Ni (%99,9), Nd (%99,99) ve Si (%99,999) saflıkda elementleri kullanıldı. Alaşımlar iki farklı yöntemle üretildi; geleneksel ingot döküm ve melt-spinning yöntemi. Silisyum katkısı ve soğuma hızının mikroyapı, mekanik ve elektriksel özellikler üzerine etkisi XRD, OM, SEM, EDS, DSC, DTA, OM, Vickers Mikrosertlik testi ve dört nokta DC elektriksel iletkenlik analizleri ile incelendi. XRD analizi ingot alaşımlarda ?-Al, FCC Si, intermetalik Al3Ni ve Al11Nd3 fazlarını gösterirken, hızlı katılaştırılmış alaşımlarda sadece çözünmüş ?-Al difraksiyon pikini göstermektedir. OM ve SEM kullanılarak elde edilen fotoğraflar intermetalik fazların mikroyapıları ve büyüklükleri hakkında bilgi vermektedir. Ayrıca bu mikrograflar soğuma oranının Al?ağ.%8Ni?ağ.%5Nd?ağ.%XSi (X= 4, 8, 12) alaşımlarının yapısına etkisini açıkça göstermektedir. Yüksek soğuma oranlarında hızlı katılaştırılmış alaşımlarda düzenli küçük dentritik veya homojen yapılar tespit edilirken düşük soğuma oranlarında kaba iğne-benzeri ve kaba dentritik yapılar gözlenmektedir. Melt-spun şeritlerinden elde edilen DSC ve DTA grafikleri yaklaşık 565-620 °C sıcaklık aralığında benzer ekzotermik pikler vermektedir. Şeritlerin elektriksel direnç özelliklerinin, soğuma oranı ve alaşımdaki Si miktarına bağlı olduğu gözlenmektedir. Bununla birlikte, Si miktarının artmasıyla birlikte şeritlerin elektriksel direncinin arttığı gözlenmiştir. Vickers mikrosertliksertlik analizi ile de mikrosertlik değerinin hızlı katılaştırılmış şeritler ve ingot alaşımlar için artan Si miktarına ve soğuma oranına bağlı olarak arttığı tespit edilmiştir.

Abstract:
Elemental Al (99.99% purity), Ni (99.9% purity), Nd (99.99% purity) and Si (99.99 wt% purity) were used to prepare the alloys with nominal composition Al-%8wt.Ni-%5wt.Nd-%wt.X Si (X= 4, 8,12). The alloys were solidified from the liquid state by using two methods: the conventional ingot casting, and melt-spinning process. The effect of silicon and cooling rate on the microstructural, mechanical and electrical properties of the alloys were characterized by XRD, OM, SEM, EDS, DSC, DTA, OM, Vickers Microhardness and four point probe DC conductivity analysis. The XRD analysis indicated that ingot samples were ?-Al, FCC Si, intermetallic Al3Ni and Al11Nd3 phases whereas only diffraction peaks of the ?-Al solid solution presented in the rapidly solidified aloys. The micrographs recorded using OM and SEM gave information about the size and microstructure of the intermetallic phases. They also indicated that cooling rates clearly influence the morphology of the Al-%8wt.Ni-%5wt.Nd-%wt.X Si (X=4,8,12) alloys. Lower cooling rates produced coarse needle-like and coarse dentritic structures in the rapidly solidified alloys, while higher cooling rates produced more regular minor dentritic or homogeneous structures in the rapidly solidified alloys. DSC and DTA traces from melt-spun ribbons consisted of similar exothermic peaks were between approximately 565-620 °C. Electrical resistivity properties of ribbons depended on the cooling rates and Si content of the alloys. Accordingly, it was observed that electrical resistance of ribbons increased with increasing Si. Vickers Microhardness analiysis indicated that mirohardness values for rapidly solidified ribbons and ingot alloys increase with increasing Si content and solidification rates.