Ni-(mn-al)-ın heusler alaşımlarının yapısal, manyetik ve manyetokalorik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of structural, magnetic and magnetocaloric properties of ni-(mn-al)-in heusler alloys.
Yazar: MERT MİRAÇ ÇİÇEK
Danışman: PROF. DR. HALİL YALÇIN ELERMAN
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasında, Ni43Mn46-xAxIn11 (x=0.5,1) Heusler alaşımları argon atmosferi altında, su soğutmalı bakır pota içerisinde ark ergitme yöntemiyle üretilmiş olup, hazırlanan alaşımlara ısıl işlem uygulanmıştır. Elde edilen alaşımların istenilen kompozisyonlarda üretildiğini tespit etmek için ZEISS EVO 40 model taramalı elektron mikroskobu kullanılmıştır. Hacimsel alaşımların kristal yapılarını tespit etmek için X-ışını toz kırınım deneyleri Mo Kα kaynaklı Rigaku D-Max 2200 x-ışını kırınımmetresi ile yapılmıştır. Manyetik özelliklerin belirlenmesi için Quantum Design PPMS kullanılmıştır. Yapısal, manyetik özelliklerin deneysel olarak incelenmesi ve manyetik özelliklerinin sonuçlarına göre manyetik soğutma özellikleri incelenmiştir. Mn elementi yerine manyetik olmayan Al elementi katkılaması ile alaşımların mıknatıslanma değerinin artması ve buna bağlı olarak manyetokalorik özelliklerinin geliştirilmesi beklenmektedir. Ayrıca teorik band hesapları yardımı ile, alaşımların durum yoğunlukları hesaplanmış ve manyetik değiş tokuş parametrelerinin Al katkılanması ile azaldığı bulunmuştur. 
X-ışını toz kırınım deneylerine göre, Ni43Mn45.5A0.5In11 alaşımı oda sıcaklığında tetragonal yapıda (uzay grubu: I4/mmm) kristallendiği bulunmuştur. Ni43Mn46A1In11 alaşımının ise oda sıcaklığında kübik (uzay grubu: Fm3 ̅m) ve tetragonal (I4/mmm) olmak üzere iki faz içerdiği gözlenmiştir. PPMS ölçümlerinden yapısal geçiş sıcaklıkları ve ısısal histerisizi Al katkılanma oranının artması ile azalmış ve mıknatıslanma değerinde artış göstermiştir. Ni43Mn45.5A0.5In11 ve Ni43Mn46A1In11 alaşımlarının 2 T manyetik alan altında manyetik entropi değişimleri sırası ile 9.63 J/kg.K ve 11.41 J/kg.K olarak hesaplanmıştır.

Abstract:
In this thesis, our aim is to investigate structural and magnetic properties of Ni43Mn46-xAxIn11 (x=0.5,1) Heusler alloys have been prepared by arc melting in a water-cooled copper crucible under an argon atmosphere, and the prepared alloys have been annealed. ZEISS EVO 40 model scanning electron microscope has been used to determine the obtained alloys were produced in the desired compositions. X-ray powder diffraction experiments were performed with a Rigaku D-Max 2200 x-ray diffractometer from Mo Kα to determine the crystal structures of the volumetric alloys. Quantum Design PPMS was used to determine the magnetic properties. Structural and magnetic properties of Ni43Mn46-xAxIn11 (x=0.5,1) Heusler alloys investigated experimentally and also mangetocaloric properties according to the results of magnetic properties. With the substitution of non-magnetic Al element instead of Mn element, it is expected that the magnetization value of the alloys will increase and accordingly the magnetocaloric properties will be improved. With the help of theoretical band calculations density of states of the alloys is calculated and the magnetic exchange parameters are found to decrease with Al doping. 
According to x-ray powder diffraction experiments, Ni43Mn45.5A0.5In11 alloy crystallize in tetragonal structure (space group : I4/mmm) in room temperature. In case of Ni43Mn46A1In11 alloy consist of two phases which are cubic (space group: Fm3 ̅m) and tetragonal (I4/mmm) at room temperature. Structural transformation temperature and thermal hystresis are decreased with the ratio of Al substitution in contrast to magnetism whics is increased from PPMS measurements. The magnetic entropy changes of the Ni43Mn45.5A0.5In11 and Ni43Mn46A1In11 alloys under the 2 T magnetic field were calculated to be 9.63 J/kg.K and 11.41 J/kg.K respectively.