Saydam olmayan malzemelerde katı-sıvı arayüzey enerjisinin hesaplanması
The measurement of solid liquid interface energy in nontransparent materials
Yazar: FATMA MEYDANERİ
Danışman: Y.DOÇ.DR. BUKET SAATÇİ
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2006
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
iiiSAYDAM OLMAYAN MALZEMELERDE KATI-SIVI ARAYÜZEYENERJİSİNİN HESAPLANMASIFatma MEYDANERİErciyes Üniversitesi Fen Bilimleri EnstitüsüYüksek Lisans Tezi, Temmuz 2006Tez Danışmanı: Yrd. Doç. Dr. Buket SAATÇİÖZETBu tez çalışmasında Cd-Zn alaşım sisteminde katı Zn fazı için katı-sıvı arayüzeyenerjisinin ölçümü yapılmıştır.Kararlı bir katı-sıvı arayüzeyi elde etmek için numune sabit sıcaklık gradyentinde 5,5gün dengede tutuldu. Deney süresince akım, sıcaklık ve potansiyel değerleri kaydedildi.Daha sonra numune ani bir şekilde soğutuldu ve tane arayüzey oluk şekilleri elde edildi,oluk şekillerinin fotoğrafları çekildi.Cd %98.7 at Zn ve Cd % 17.4 ağ Zn sistemleri için katı faz ısı iletkenlik katsayılarıradyal ısı akış fırınında; sıvı ve katı fazın ısı iletkenlik katsayıları oranı ise doğrusalkatılaştırma fırınında ölçüldü.Katı Zn- sıvı Cd-Zn alaşım sisteminde geometrik düzeltmeleri yapılan oluk şekilleri içinnümerik yöntem kullanılarak Gibbs-Thomson katsayıları hesaplandı ve ortalama değer2,508 Â± 0,1638 x 10-8 K.m olarak elde edildi.Aynı sistem için etkin entropi değişimi ve Gibbs-Thomson katsayısı değerlerini Gibbs-Thomson denkleminde kullanarak katı-sıvı arayüzey enerjisi 166,81 Â± 19,23 mJ/m2olarak hesaplandı. Daha sonra katı-sıvı arayüzey enerjileri ve oluk ıslatma açılarınıkullanarak tane arayüzey enerjileri hesaplandı ve ortalama değer 320.23 Â± 40.19 mJ/m2olarak elde edildi. Elde edilen bu sonuçlar literatürdeki çalışmalarla karşılaştırıldı vesonuçların uyum içerisinde olduğu gözlendi.Anahtar Kelimeler: Kadmiyum, Çinko, Arayüzey enerjisi, Yüzey enerjisi, Isıiletkenlik katsayısı.

Abstract:
ivTHE MEASUREMENT OF SOLID LIQUID INTERFACE ENERGY INNONTRANSPARENT MATERİALSFatma MEYDANERİErciyes University, Graduate School of Natural and Applied SciencesM. Sc. Thesis, July 2006Thesis Supervisor: As. Ass. Prof. Buket SAATÇİABSTRACTIn this thesis, the solid-liquid interface energy was measured for solid Zn in the Cd-Znalloy system.The sample was hold in a stable temperature gradient for 5.5 days to produce a stablesolid-liquid interface. The values of current, temperature and potential were recordedduring the run, and then sample was quenched and the groove shapes were observed,groove shapes were photographed.The thermal conductivities of the solid phases for Cd % 98,7 wt Zn and Cd % 17,4 wt.Zn systems were measured in the radial heat flow apparatus. The thermal conductivitiesratio of liquid phase and solid phase were measured in the directional solidificationapparatus. Using the numerical method, the Gibbs-Thomson constants were calculatedfrom the groove shapes. The average Î value was found to be 2,508 Â± 0,1638 x 10-8K.m. the solid Zn, liquid Cd-Zn solution system.For the same system the solid-liquid interface energy was calculated using the values ofeffective entropy change and Gibbs-Thomson constants in Gibbs-Thomson equationand the average value found to be 166,81 Â± 19,23 mJ/m2. Later using solid-liquidinterface energies and wetting angles of the groove shapes, the grain boundary energywas calculated and the average value found to be 320.23 Â± 40.19 mJ/m2. These resultswere compared with related results in the literature and these results agree reasonablewell with the previous results.Keywords: Cadmium, Zinc, İnterface energy, Surface energy, Thermal conductivitycoefficient.