Nanokristalin Mg2Ni metallerarası bileşiğinin mekanik alaşımlandırma ve mekanik alaşımlandırma sonrası tavlama ile üretilerek yapısal özelliklerinin karşılaştırılması
Comparison of structural properties of nanocrystalline Mg2Ni intermetallic compound producing by mechanical alloying and mechanical alloying followed by annealing
Yazar: ÖZGE TURGUT
Danışman: YRD. DOÇ. NEDRET AYDINBEYLİ
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Amorf alaşımlar = Amorphous alloys ; Mekanik alaşımlama = Mechanical alloying ; Nanokristaller = Nanocrystals

Özet:
Mg ve Ni' in ergime sıcaklıkları farkının yüksek olması nedeniyle, Mg2Ni metallerarası bileşiğinin geleneksel yöntemlerle üretilmesi güçtür. Mekanik alaşımlandırma ile Mg ve Ni tozlarından ergitme olmaksızın Mg2Ni metallerarası bileşiği üretilebilir. Amorf yapının elde edildiği sürenin üzerinde gerçekleştirilen mekanik alaşımlandırma, amorf yapının Mg2Ni kristalizasyonuna neden olmaktadır. Ancak bu yapı uzun süreli mekanik alaşımlandırma ile elde edilmektedir. Ayrıca, amorf yapının elde edildiği sürelerden sonra yapılan 1 saatlik tavlama sonucunda da Mg2Ni metallerarası bileşiği elde edilebilmektedir. Deneysel çalışmalarda, Mg2Ni metallerarası bileşiği, mekanik alaşımlandırma ile tavlamanın birlikte uygulanması ve sadece mekanik alaşımlandırma yöntemleri ile iki farklı şekilde üretilmiştir.Farklı bilya/toz ağırlık oranlarında hazırlanan toz karışımlarının mekanik alaşımlandırma işlemi, paslanmaz çelik bilya ve kap kullanılarak, argon atmosferinde SPEX 8000D cihazında yapılmıştır. Amorf yapıların elde edilebilmesi için; saf Mg ve Ni tozları 5:1, 10:1 ve 20:1 bilya/toz ağırlık oranları için sırasıyla 60, 10 ve 5 saat mekanik olarak alaşımlandırılmıştır. Elde edilen amorf alaşımın tavlama koşulları DSC analizi ile 400 0C olarak belirlenmiş ve bu sıcaklıkta tavlama işlemi 1 saat süreyle uygulanmıştır.Mekanik alaşımlandırma yöntemi ile Mg2Ni metallerarası bileşiği, 5:1, 10:1 ve 20:1 bilya/toz ağırlık oranlarında sırasıyla 100, 20 ve 10 saat öğütme ile üretilmiştir. Mekanik alaşımlandırma ve mekanik alaşımlandırma sonrası tavlama yöntemi ile elde edilen Mg2Ni metallerarası bileşiğinin oluşumunun belirlenmesinde XRD, morfolojik incelemelerde SEM kullanılmıştır. En küçük Mg2Ni kristalin boyutu 20:1 bilya/toz ağırlık oranında 10 saat mekanik alaşımlandırma işleminde (7.26 nm) elde edilmiştir. En küçük aglomere olmuş partikül boyutu 10:1 bilya/toz ağırlık oranında 20 saat mekanik alaşımlandırma koşullarında 53.2 µm olarak elde edilmiştir.

Abstract:
It? s hard to produce intermetallic compound of Mg2Ni by conventional methods due to the high difference of melting temperature of Mg and Ni. Intermetallic Mg2Ni compound can be produced from Mg and Ni powders by mechanical alloying without melting. Mechanical alloying, which is achieved above the time that is obtained amorpous phase, causes cristallization of Mg2Ni. However, this structure is obtained by long term mechanical alloying. Furthermore, intermetallic Mg2Ni compound can be obtained by annealing for 1 hour after durations that is obtained the amorphous phase. In the experimental studies, intermetalic Mg2Ni compound is produced by two different ways that involve applying mechanical alloying followed by annealing and only mechanical alloying.Mechnical alloyig of powder mixtures, which is prepared for different ball-to-powder weigt ratios, is carried out using stainless steel ball and vial at argon atmosphere in SPEX 8000D. Pure Mg and Ni powders are mechanically alloyed to obtain the amorphous phase for 5:1, 10:1 and 20:1 ball-to-powder weight ratios, 60 hour, 10 hour and 5 hour respectively. Annealing conditions of amorphous alloys are determined 400 0C by DSC analysis and at this temperature annealing is applied for 1 hour .Intermetallic Mg2Ni compound is produced by mechanical alloying process for 5:1, 10:1 and 20:1 ball-to-powder weight ratios, 100 hour, 20 hour and 10 hour milling times respectively. XRD analysis is used for determine the formation of intermetallic Mg2Ni compound which is obtained by mechanical alloying and to observe of morphological properties is used SEM. Minimum Mg2ni cristalline size is obtained as 7.26 nm at 20:1 ball/powder ratio and 10 hour mechanical alloying process. Minimum agglomerated particle size is obtained as 53. 2 µm at 10:1 ball/powder ratio and 20 hour mechanical alloying conditions.