Elektrokimyasal olarak üretilen manyetik kompozit tellerin bobinsiz fluxgate sensör olarak kullanımı
Electrochemical produced magnetic composite wires using as coil-less fluxgate sensor
Yazar: VEDAT YAĞMUR
Danışman: PROF. DR. FUNDA ERSOY ATALAY
İnönü Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2012
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Elektrokimyasal depolama = Electrochemical deposition ; Manyetik maddeler = Magnetic matters ; Çekirdekleşme = Nucleation

Özet:
Bu tez kapsamında Ni80Fe20 veCo19Ni49.6Fe31.4 tabakaları tork uygulanmış Cu tel üzerinde elektrokimyasal olarak oluşturulmuştur. Kronoamperometri teknikleri çekirdeklenme mekanizmasını açıklamada kullanılırken, elektrokimyasal empedans spektroskopi yöntemi korozyon çalışmalarında kullanılmıştır. Tork ve stres altında Cu tabanlar üzerinde oluşturulan NiFe ve CoNiFe tabakaların elektrokimyasal büyüme ve çekirdeklenme mekanizması Scharifker-Hills modeli ve elektrokimyasal empedans spektroskopi (EIS) yöntemi kullanılarak analiz edilmiştir.Elektrokimyasal olarak üretilen manyetik numunelerin manyetoempedans (MI) ve bobinsiz fluxgate (CF) özellikleri verilmiştir. Elektrokimyasal kaplama süresince uygulanan tork ve stresin MI ve CF özelliklerine etkisi de araştırılmıştır. Sıfır tork altında üretilen tellerin hiçbirinde helisel anizotropi bileşeni yoktur ve CF etki yaklaşık olarak sıfırdır. MI etkinin büyüklüğü elektrokimyasal kaplama süresince uygulanan tork ile azalır. Bu artan tork ile birlikte oluşan helisel anizotropideki artış ile ilişkilendirilebilir. Tork altında üretilen bu numunelerde düşük frekans bölgesinde CF çıkış voltajı lineer bir değişim gösterir. Daha yüksek frekanslarda CF eğrileri iki lineer bölgeye sahiptir. CF eğrisinin eğimi oluşan anizotropinin doğrultusuna bağımlı olduğu da bulunmuştur. Maksimum duyarlılık, 59 rad/m tork altında üretilen Co19Ni49.6Fe31.4 için telde, 20kHz sürücü akım frekansında ve 67 mA sürücü akım değerinde 150 V/T olarak gözlenmiştir. Bu tipik bir fluxgate sensörünki ile karşılaştırılabilir bir değerdir. Ni80Fe20 için maksimum duyarlılık, 89.7 rad/m tork altında üretilen telde, 50 kHz sürücü akım frekansında ve 54 mA sürücü akım değerinde 54 V/T olarak bulunmuştur.

Abstract:
In this study, Ni80Fe20 and Co19Ni49.6Fe31.4 layers have been electrodeposited onto a twisted copper wire. Chronoamperometry techniques were used to study the nucleation mechanism process, while electrochemical impedance spectroscopic (EIS) techniques for corrosion studies. Electrochemical nucleation and growth mechanism analysis of NiFe and CoNiFe layer on Cu substrates under torsional strains and stress were made on the basis of Scharifker-Hills model and electrochemical impedance spectroscopy (EIS).The magnetoimpedance (MI) and coil-less fluxgate (CF) properties of electrodeposited produced magnetic samples are presented. The effects of applied torsion and tensile stress during the electrodeposition process on MI and CF properties have been also investigated. Wires produced at zero torsional strain have no helical anisotropy show a nearly zero CF effect. MI effect magnitude decreases with increasing applied torsion during the electrodeposition process. This can be related to the increase in the induced helical anisotropy with increasing torsion. The samples produced under torsional strain shows a linear change in CF output at the low-frequency range. At higher frequencies, CF output shows two linear slopes. It is also found that the slope of the CF curve depends on the direction of induced anisotropy. A maximum sensitivity of 150 V/T, which is a comparable value with a typical fluxgate sensor, is observed at 20 kHz driving-current frequency and 67 mA driving current for a wire produced under 59 rad/m torsional strain for Co19Ni49.6Fe31.4. A maximum sensitivity of 54 V/T was observed at 50 kHz driving-current frequency and 54 mA driving-current on wire produced under 89.7 rad/m torsion for Ni80Fe20 sample.