Basınç kontrollü Cu-bazlı şekil hafızalı alaşımların üretimi ve karakterizasyonu
The production and characterization of pressure controlled Cu-based shape memory alloys
Yazar: TERCAN POLAT
Danışman: DOÇ. DR. CANAN AKSU CANBAY
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı / Genel Fizik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Bu çalışmada ergitme yöntemiyle elde edilen Cu- 22,90 Al - 4,87 Mn - 0,90 Ni (% at.) kompozisyonuna sahip dörtlü şekil hafızalı alaşımın uygulanan farklı basınçlar altında yapısında meydana gelen değişimler ve termal davranışları incelendi. Bu incelemeler için X-ışınları kırınımı (XRD) analizleri, optik mikroskop gözlemleri, diferansiyel termal analiz (DTA) ve diferansiyel taramalı kalorimetri (DSC) analiz yöntemleri kullanıldı. XRD metoduyla numunelerin sahip oldukları kristal yapılar ve difraksiyonu meydana getiren düzlemler belirlendi. Oda sıcaklığında alınan optik mikroskop gözlemleriyle numunelerde uygulanan basınçlar sonucunda martensit yapının oluşup oluşmadığı ve martensit yapıların çeşitleri gözlendi. DTA ölçümleriyle numunelerde düşük sıcaklık bölgesinde ve yüksek sıcaklık bölgesinde meydana gelen faz geçişleri ve faz geçiş sıcaklıkları belirlendi. DSC ölçümleriyle martensitik dönüşümün sıcaklık parametreleri olan Ms, Mf, As ve Af sıcaklıklarının, uygulanan basınçlarla nasıl değiştiği incelendi.
XRD analizleri sonucunda kullanılan numunelerin kristal yapılarının ortorombik yapıya sahip olduğu bulunmuştur. Yapılan hesaplamalar sonucunda kristal yapının a, b ve c parametreleri hesaplanmış, uygulanan basınçlarla birlikte a parametresinin değerinin arttığı, b ve c parametrelerinin ise azaldığı görülmüştür. Ayrıca Debye-Scherer eşitliğinden kristal boyutları hesaplanmıştır. Optik mikroskop gözlemlerinde uygulanan basıncın arttırılmasıyla birlikte martensit oluşumların azaldığı ve son basınç değerinde martensit yapıların oluşmadığı gözlemlenmiştir. DTA analizleriyle faz geçişleri belirlenmiş, faz geçişlerinin A2→B2→18R veya A2→B2→L21→18R şeklinde meydana geldiği görülmüştür. Son basınç değerinde martensit yapıya geçiş olmadığı görülmüştür. DSC ölçümleri sonucunda martensit ve austenit faz dönüşüm sıcaklıkları belirlenmiştir. Basınç değerlerinin artmasıyla beraber dönüşüm sıcaklıklarının arttığı görülmüştür. Fakat 560 MPa basınç uygulanmış numunenin kristal boyutu diğerlerine göre çok büyük olmasından dolayı istenilen sonuç bu numunede olmamıştır. Son basınç değerinde ise dönüşüm olmadığı görülmüştür.

Abstract:
In this work, the structural evolations and thermal behavior of Cu- 22,90 Al - 4,87 Mn - 0,90 Ni (% at.) quaternary shape memory alloy, which was produced by are melting, were investigated by applying different pressure values. For these investigations, X-Ray analysis, optical microscope observations, differential  thermal analysis (DTA) and differential scanning calorimetry (DSC) methods were used. The crystal structure and difraction planes of the samples were determined by X-Ray measurements. The structure of the samples according to applying different pressure values was investigated by optical microscope analysis at room temperature. The phase transitions from low temperature to high temperature were determined by DTA measurements. The characteristic phase transition temperatures as Ms, Mf, As and Af were determined by DSC measurements.
It was found that the crystal structur of the samples are ortotombic according X-Ray analysis results. As a result of the calculations, the a, b and c parameters of the crystal structure were calculated and it was observed that the value of a parameter increased and the values of b and c parameters decreased. Besides this, the crystal size were determined by using Debye-Scherer equation. In optical microscopy observations, it  was observed that the martensite formation was decreased by the increase of pressure value and there was no martensite formation observed in last pressure value. The phase transitions were determined by DTA analysis and phase transitions occured in the format A2→B2→18R or A2→B2→L21→18R. The martensite and austenite phase transformation temperatures were determined by DSC. It was observed that, the phase transitions temperatures increased by the increase of pressure value. But the sample which 560 MPa pressure applied,not give the desined result due to the bigger crystal size according to other samples. At last pressure value it was seen that no transformation occured.