Element katkılı NdFeB esaslı sert mıknatısların üretimi ve özelliklerinin incelenmesi
Production of element additive NdFeB hard magnets and investigation of their properties
Yazar: ÖMER ŞAHİN
Danışman: PROF. DR. SULTAN ÖZTÜRK
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Bu çalışma kapsamında, melt spinning yöntemiyle Nd-Fe-B esaslı ve element katkılı manyetik tozların üretimi gerçekleştirilmiştir. Nd33Fe66B temel alaşımına Nd32Fe(66-y)BMy      (y= %2  ağ. M=Co, Ti ve Ni) formülüne uygun olarak Co, Ti ve Ni elementleri katılarak, element katkılı Nd-Fe-B esaslı manyetik tozlar üretilmiştir. Manyetik toz üretme işlemi melt spinning yöntemiyle soğutmalı bakır disk kullanılarak ve diskin sıcaklığı -5 °C'ye indirilerek gerçekleştirilmiştir. Katkı elementli ve nispeten kaba boyutlu Nd-Fe-B esaslı tozlar, manyetik ve termal özelliklerini artırmak amacıyla, vakum altında bilyeli öğütme işlemiyle, koruyucu yüzey etken madde ortamında 390 dakika öğütülerek boyutları küçültülmüştür. Üretilen tozların morfolojik, mikroyapısal, termal ve manyetik özellikleri incelenmiştir. Co, Ti ve Ni katkı elementli Nd32Fe(66-y)BMy alaşımı tozların mikroyapıları SEM ve TEM incelemeleriyle, faz analizleri XRD yöntemiyle, termal özellikleri DSC analizleriyle ve manyetik özellikleri VSM ölçüm çalışmalarıyla ortaya konmuştur. 
Yapılan çalışmalar sonucunda, Co, Ti ve Ni katkı elementleri içerisinde en yüksek koersivite değerinin Ti elementi katkısı ile elde edildiği bulunmuştur. Melt spinning yöntemiyle Nd-Fe-B esaslı ve Co, Ti ve Ni katkı elementli olarak üretilen üç farklı alaşım tozları için koersivite (Hc) değerleri karşılaştırıldığında; Nd33Fe64Ti2B tozların koersiviteleri öğütülmemiş halde 3,52 kOe ve 390 dakikalık öğütme sonrası 6,4 kOe; Nd33Fe64Co2B tozları için öğütülmemiş halde 0,980 kOe ve öğütme sonrası 4,06 kOe ve Nd33Fe64Ni2B tozları için öğütülmemiş halde 1,2 kOe ve öğütme sonrası 5,6 kOe olarak elde edilmiştir. Nd33Fe66B temel alaşımına %2 ağ. oranında Co, Ti ve Ni elementleri ayrı ayrı katılarak elde edilen tozların Curie sıcaklıkları sırasıyla 432 °C, 338 °C ve 342 °C olarak ölçülmüştür.

Abstract:
In this thesis, Nd-Fe-B based and element doped magnetic powders were produced by melt spinning method. Production of powders was carried out by adding Co, Ti and Ni elements to Nd33Fe66B basic alloy according to Nd33Fe(66-y)BMy (y= 2 wt.% Co, Ti ve Ni) formula. Production of magnetic powders were carried out by melt spinning method and present method includes cooling of copper wheel to -5 °C. Nd33Fe(66-y)BMy magnetic alloy powders with additive elements and relatively rough were milled with high energy ball milling method for 390 minutes under vacuum atmosphere with addition of surface reactant material to increase their magnetic and thermal properties. Morphological, microstructural, thermal and magnetic properties of produced element doped powders were investigated. Microstructures of Co, Ni, Ti elements doped magnetic powders were examined by means of SEM and TEM studies, phase analysis was carried out by XRD method. Magnetic and thermal properties were revealed by means of VSM and DSC measurement, separately.
It has been found that the highest coercivity was obtained with Ti among the dopant elements of Co, Ni and Ti. When coercivity values were compared for three different alloys of NdFeB-Co, NdFeB-Ni, and Nd-Fe-B-Ti, the following values were obtained for above alloys: The coercivity of as-spun Nd33Fe64Ti2B powders was 3.52 kOe and 6.4 kOe after 390 minutes milling; the coercivity of as-spun Nd33Fe64Co2B powders was 0.980 kOe and 4.06 kOe after 390 minutes milling; and the coercivity of as-spun Nd33Fe64Ni2B powders was 1.2 kOe and 5.6 kOe after 390 minutes milling. Curie temperatures for Nd33Fe(66-y)BMy (y= 2 wt.% M=Co, Ti and Ni) powders were measured as 432 °C, 338 °C and 342 °C, for Co, Ti and Ni dopant elements, respectively.