Fe-Co esaslı yumuşak manyetik amorf şeritlerin melt spinning yöntemi ile üretimi ve özelliklerinin incelenmesi
Production of Fe-Co based soft magnet amorphous ribbon with melt spinning method and investigation of their properties
Yazar: MERVE GENÇTÜRK
Danışman: PROF. DR. SULTAN ÖZTÜRK
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Bu yüksek lisans tez çalışmasında, Fe-Co esaslı alaşım yumuşak manyetik malzemelerin en önemli üretim yöntemlerinden biri olan melt spinning yöntemiyle Fe38Co38Mo8B15Cu kompozisyonuna sahip amorf şeritler olarak üretilmiştir ve çeşitli sıcaklıklarda ısıl işlem uygulanarak sıcaklığın mikroyapısal, termal ve manyetik özeliklere etkisi incelenmiştir.  Fe-Co esaslı amorf şeritlerin üretimi 0,6 bar'lık püskürtme gaz basıncı ve 1285 °C sıvı metal sıcaklığı üretim parametreleri kullanılarak melt spinning yöntemi ile 25 µm kalınlığında, 10 mm genişliğinde ve sürekli formda şerit amorf olarak gerçekleştirilmiştir. Üretilen şeritler yaklaşık 10 cm uzunluğunda kesilerek argon atmosferi altında 30 ºC sıcaklık aralıkları ile 300-450 ºC arasında 2, 5, 10, 20 dk. süre ile tavlanmış ve ısıl işlem sonrası kristalleşme mekanizması incelenmiştir. Çalışma kapsamında yapılan SEM, TEM ve XRD analizlerinde mikroyapıda artan ısıl işlem sıcaklığı ile nanokristal tane boyutunda artma ve X ışını kırınım desenindeki geniş pikte daralma gözlemlenmiştir. DSC analizlerine göre üretilen şeridin kristalleşme sıcaklığı 410 °C olarak elde edilmiştir. Fe-Co esaslı amorf şeritlere uygulanan ısıl işlem ile sıcaklığın manyetik özellikler üzerindeki etkisini belirlemek amacıyla PPMS cihazında gerçekleştirilen ölçümlerde en düşük koersivite değeri 330 °C'de 20 dk. ısıl işlem uygulanan şeritte 16 Oe olarak bulunmuştur ve en yüksek manyetik doygunluk değeri 330 °C'de 10 dk. ısıl işlem uygulanan şeritte 162,1 emu/g olarak bulunmuştur. Anahtar Kelimeler: Fe-Co esaslı amorf şeritler, Melt spinning yöntemi, Yumuşak manyetik malzemeler.

Abstract:
In this study, soft magnetic Fe38Co38Mo8B15Cu Fe-Co alloy ribbons were produced with amorphous microstructure by melt spinning method which is one of the most important production methods of Fe-Co based alloys. The morphological, microstructural, thermal and magnetic properties of produced amorphous ribbons were investigated. The amorphous ribbons were produced with the sizes of 25 μm thick, 10 mm wide and with continuous form by using production parameters of of 0.6 bar gas ejection pressure and 1285 ° C liquid metal temperature. The produced ribbons were cut to a length of about 10 cm and annealed at 300-450 ºC temperatures for 2, 5, 10, 20 min under an argon atmosphere and the crystallization mechanism after heat treatment was investigated. In this study, SEM, TEM and XRD analysis were carried out to investigate the microstructural, thermal and magnetic properties of produced ribbons. Generally, the nanocrystalline grain size increased with increasing heat treatment temperature and time and broad peaks of in the X-ray diffraction pattern were narrowed. In order to determine the effect of heat treatment on the magnetic properties PPMS measurements were carried out. The lowest coercivity value was found as 16 Oe for ribbon which was heat treated at 330 °C temperature for 20 min. The highest saturation magnetization value of 162.1 emu/g was obtained at 330 °C temperature for 10 min. Keywords: Fe-Co based amorphous ribbons, Melt spinning method, Soft magnetic materials.