İkili Al esaslı alaşımlarının katı-sıvı arayüzey enerjisi ve ısıl iletkenliğinin incelenmesi
Investigation of solid-liquid surface energies and thermal conduvtivies Al based binary
Yazar: ŞERİFE GÖZDE AYDEMİR
Danışman: PROF. DR. MEHMET GÜNDÜZ
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
?Tane arayüzey oluk metodu? şimdilik deneysel olarak saf malzemelerin olduğu kadar çok bileşenli malzemeler, saydam malzemelerin olduğu kadar saydam olmayan malzemelerin katı-sıvı arayüzey enerjilerini ? KS ölçmede kullanılan çok faydalı ve güçlü bir metotdur. Bu metot başarılı şekilde ötektik, peritektik, monotektik sistemlerin ? KS ölçmede kullanılmıştır. Bu çalışmada, oluk metodunun yalnızca bu sistemlerin yüzey enerjilerini ölçme ile sınırlı olmadığı, oluk metodunun herhangi bir alaşımın ? SK yüzey enerjisini ölçmede başarı ile kullanılabileceği gösterilmiştir. Sıvı Al-Zn (Al-%70ağ.Zn) ile denge halinde olan katı Al çözeltisi Al-%40ağ.Zn) için denge halindeki tane arayüzey olukları 773 K (500 C0) de elde edilmiştir. Elde edilen oluklardan nümerik metotla Gibbs-Thomson sabiti, ? , elde edilmiş ve Gibbs-Thomson denkleminden, ? kullanılarak ? K, enerjisi elde edilmiştir. Ayrıca ? SK kullanılarak tane arayüzey enerjisi, ? gb, elde edilmiştir.Termal iletkenliğin sıcaklıkla değişimi, Al-Zn alaşımları için radyal ısı akış metodu kullanılarak elde edilmiştir. Radyal sıcaklık gradyenti elde etmek için, numuneler merkezden ince bir telle ısıtılırken ( erime sıcaklığının 10 C0 altına kadar) numunenin dış tarafıda su soğutmalı sistemle soğutulmuştur. Set sıcaklığında en az bir saat beklenilerek numunenin kararlı hale gelmesi sağlanmış, toplam güç girdisi ve numuneler içerisine yerleştirilmiş termalçiftlerin sıcaklık değerleri kaydedilmiştir. Sıcaklığa karşı termal iletkenlik grafiği çizilerek, erime noktasına kadar herbir alaşım için katı fazın termal iletkenliği elde edilmiştir.Anahtar Kelimeler: Arayüzey enerjisi; kristal büyütme; faz dönüşümleri; ikili alaşımlar;ısı iletkenlik katsayısı.

Abstract:
The ?grain boundary groove profile in an applied temperature gradient? method was found to be the most useful and powerful technique at the present available for measuring the solid-liquid surface energy ? SL, experimentally for multi-component systems as well as pure materials, for opaque materials as well as transparent materials. The method was successfully used to measure ? SL for eutectic, peritectic and monotectic systems. In this study it was shown that the groove method is not restricted with these systems. The method can be use to obtain ? SL for the any alloy system. The equilibrated grain boundary grooves were obtained for solid Al solution (Al-40wt%Zn) in equilibrium with Al-Zn liquid (Al-70wt%Zn) at 773 K and the Gibbs-Thomson coefficient were determined with the numerical method, and then ? SL determined from the Gibbs-Thomson equation. Grain boundary groove energies were also calculated for the same sistem.Variations of thermal conductivies with temperatures for Al-Zn alloys were obtained by using the radial heat flow method. When the samples were heated (up to 10 0C below the melting point ) from the center with a thin wire , the outside of the samples were could with a water cooled system in order to obtain a radial temperature gradient. The steady-state condition was obtained for the sample waiting at least one our at the setting temperature, and the total input power and the temperature values of the thermocouples which were placed in the samples were recorded. Thermal conductivities of the solid phases for each alloys were obtained up to the melting point by drawing the graphs of the thermal conductivities versus temperatures.Keywords: Interfacial energy, Crystal growth, Phase transformations, Peritectic alloys, Thermal conductivity.