Co1-xTxMnSb (T= Cu, Cr) alaşımlarının manyetokalorik özelliklerinin deneysel ve teorik incelenmesi
Experimental and theoretical investigation of magnetocaloric properties of Co1-xTxMnSb (T= Cu, Cr) alloys
Yazar: CANAN MUTLUCA
Danışman: YRD. DOÇ. DR. EYÜP DUMAN
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasında amaç, CoMnSb Yarı Heusler alaşımına bakır (Cu) ve krom (Cr) katkılayarak alaşımın Tc Curie sıcaklığını oda sıcaklığına yaklaştırmak ve manyetik entropi değişimi değerini artırmaktır. Bu amaçla sisteme bakır için x= 0.3, 0.5 ve 0.7 oranlarında ve krom için de x= 0.1, 0.2 ve 0.3 oranlarında katkılama yapılmış ve bu katkılamanın manyetik ve manyetokalorik özelliklere etkisi incelenmiştir. Sisteme yapılan katkıları saf durumla kıyaslayabilmek için ise CoMnSb saf sistemi de üretilmiş ve incelenmiştir.Gerçekleştirilen mıknatıslanma ölçümlerinden yola çıkılarak Maxwell eşitliği ve Landau teorisi ile yapılan manyetik entropi değişimi hesaplarından elde edinilen bilgiye göre, sistemin maksimum entropi değişimi değeri, bakır ve krom katkılaması sonucu küçük bir miktar artmıştır. Saf sistemin 1,5 T'lık manyetik alan altındaki maksimum manyetik entropi değişimi değeri 2,054 JK-1kg-1 iken Co0.9Cr0.1MnSb örneğinin yine 1,5 T'lık alan altındaki maksimum manyetik entropi değişimi değeri 2,1 JK-1kg-1 'dir. Krom katkılanan diğer tüm örnekler ile bakır katkılı örneklerin hepsi daha küçük manyetokalorik özellik sergilemiştir. Tüm örneklerin Curie sıcaklıkları (Tc), saf sistemin Curie sıcaklığına göre daha düşük değerlerdedir. Saf sistemin geçiş sıcaklığı 414 K civarında iken bakır katkılı alaşımlarda x= 0,3 örneğinde geçiş sıcaklığı 305 K değerine kadar indirilmiştir. Krom katkılı alaşımlarda ise en düşük Curie sıcaklığı x= 0,3 örneği için 403 K'dir.Bu tez çalışmasında, CoMnSb saf sistemine, bakır ve krom elementleri katkılayarak sistemin manyetokalorik etkisinin artırılması ve sistemin Curie sıcaklığının oda sıcaklığı olan 300 K değerine yaklaştırılması planlanmıştır. Yapılan ölçüm ve hesaplamaların sonunda amaçlarımıza ulaştığımız doğrulanmıştır.

Abstract:
The aim of this thesis is to decrease and approach Tc Curie Temperature near room temperature and to increase the magnetic entropy change of CoMnSb alloy by doping Cu and Cr. To this end the pure system was doped for Cu x= 0.5 and 0.7, for Cr x= 0.1, 0.2 and 0.3 and the effect of doping on magnetic and magnetocaloric properties was investigated. To be able to compare the effect of doping with the pure system, first the initial pure alloy CoMnSb was produced and investigated.The calculation of the magnetic entropy change with the Maxwell relations and the Landau theory showed that the magnetic entropy change of the system increased a small amount by doping Cu and Cr. The maximum entropy change of the pure system under the magnetic field with the amount of 1,5 T is 2,054 JK-1kg-1 when it is 2,1 JK-1kg-1 for Co0.9Cr0.1MnSn alloy. All other alloys with Cu and Cr showed smaller magnetic entropy change. It is clear to see that all the alloys have lower Curie Temperatures than the pure system. The temperature of transition of CoMnSb alloy is 414 K, while it is decreased to 318 K by Co0.3Cu0.7MnSb alloy. The smallest Curie Temperature by the Cr doped alloys is 403 K for Co0.7Cr0.3MnSb.At the beginning of this dissertation, we aim to that to increase the magnetocaloric effect and approach the Curie Temperature to the room temperature with the amount of 300 K. The experimental results confirm that we have achieved our purposes.