Niobyum katkılamalı NiCoMnIn manyetik şekil hafıza alaşımının yapısal, manyetik, manyetokalorik ve sertlik özelliklerinin araştırılması
Invesgitation of structural magnetic, magnetocaloric and hardness properties of niobium doped NiCoMnIn magnetic shape memory alloy
Yazar: HÜLYA KİLİÇ
Danışman: PROF. DR. ŞİNASİ BARIŞ EMRE
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Faz dönüşümleri = Phase transformations ; Manyetik maddeler = Magnetic matters ; Manyetik malzemeler = Magnetic materials ; Manyetik ölçüm = Magnetic measurement ; Manyetik özellikler = Magnetic properties ; Manyetizasyon = Magnetization ; Şekil hafızalı alaşımlar = Shape memory alloys

Özet:
Bu çalışmada NiCoMnIn alaşımına Nb katkılanması ile manyetik şekil hafıza alaşımları (Magnetic shape memory alloys (MSMA)) olarak gösterdikleri büyük manyetizasyon değişiminin, manyetik alan kaynaklı gerinim (magnetic field induced strain MFIS) değerinin, manyetokalorik özelliklerini oda sıcaklığı yakınlarına yakınlaştırılmasının ve histerezis özelliklerinin incelenmesi amaçlanmaktadır. 
Bu çalışmanın hedefleri: İlk olarak; NiCoMnIn alaşımlarının yapısal geçiş sıcaklıklarının Nb katkılanması ile ayarlanmasıdır. Yapılan son çalışmalarda (Emre vd. 2014, Emre vd. 2019) NiMn alaşımlarına Ti ve Nb gibi katkılamalar ile geçiş sıcaklıkları keskin bir şekilde azalmış ve histeresisi de artmamıştır. Burada martensite faz geçişi sıcaklıkların azalmasının sebebi, Nb atomik yarıçapının Ni'den daha büyük olması ve bunun sonucu olarak, Ni yerine Nb atomunun katkılanması ile östenit fazın hücre hacminin artmasıdır. Ayrıca birim hücreye Nb atomunun girmesi ile e/a (değerlik elektorunu sayısının / toplam elektron sayısı) oranı da azalmıştır. Bu nedenle, NiMnIn alaşımlarında yine Ni atomu yerine Nb atomunun eklenmesi ile geçiş sıcaklıklarının düşmesi kaçınılmaz olacaktır. 
İkinci olarak; NiNbCoMnIn alaşımlarının manyeto-termal ve manyeto-kalorik özelliklerinin belirlenmesidir. NiNbCoMnIn polikristal alaşımlarının, sıcaklığa ve manyetik alana bağlı manyetik ölçümleri ile malzemelerin manyetik faz diyagramı ortaya çıkarılacaktır. Manyetik alan altında yapılacak mıknatıslanma ölçümlerine göre polikristal örneklerin manyetokalorik özellikleri belirlenecektir. 
Son olarak; NiNbCoMnIn sertlik özelliklerinin belirlenmesidir. Isıl işleme tutulmuş malzemede sertlik ölçümleri yapılarak ısıl işlemin sertlik üzerine etkisi ortaya konacak, detaylı SEM analizleri ile bu ilişki tartışılacaktır.

Anahtar Kelimeler: Manyetik Şekil Hafıza Alaşımı, Martensitik Faz Geçişi, Manyetokalorik Özellikler, Sertlik Ölçümü

Abstract:
In this study, the large magnetization change, which they show as magnetic shape memory alloys (MSMA) with Nb additions to NiCoMnIn alloy, increases the magnetic field induced strain MFIS value and its magnetocaloric properties, even increasing it to close to room temperature and It is aimed to produce materials with less hysteresis.
The objectives of this study are: First of all; It is the adjustment of the structural transition temperatures of NiCoMnIn alloys by Nb doping. In recent studies (Emre et al. 2014, Emre et al. 2019), with additions such as Ti and Nb to NiMn alloys, the transition temperatures sharply decreased and the hysteresis did not increase. Here, the reason for the decrease in martensite phase transition temperatures is that the atomic radius of Nb is larger than Ni and as a result, the cell volume of the austenite phase increases with the addition of Nb atom instead of Ni. In addition, with the entry of Nb atoms into the unit cell, the ratio of e / a (number of valence electrons / total number of electrons) also decreased. Therefore, with the addition of Nb atom instead of Ni atom in NiMnIn alloys, the decrease in transition temperatures will be inevitable.
Secondly; It is the determination of the magneto-thermal and magneto-caloric properties of NiNbCoMnIn alloys. The magnetic phase diagram of the materials will be revealed by magnetic measurements of NiNbCoMnIn polycrystalline alloys based on temperature and magnetic field. Magnetocaloric properties of polycrystalline samples will be determined according to magnetization measurements to be made under magnetic field.
Finally; It is the determination of the hardness properties of NiNbCoMnIn. By making hardness measurements in heat treated material, the effect of heat treatment on hardness will be revealed, and this relationship will be discussed with detailed SEM analysis.

Key Words: Magnetic Shape Memory Alloy, Martensitic Phase Transformation, Magnetocaloric Properties, Hardness Test