NdFeB mıknatıs tozlarının yapısal özelliklerinin incelenmesinin karakterizasyonu
The characterization of structural properties of NdFeB magnet powder
Yazar: SENA FENERCİ
Danışman: DOÇ. DR. ÖZNUR ÇAKIR
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı / Fizik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Son zamanlarda sıklıkla çalışılan manyetik malzemeler sağlık, otomotiv, uzay, savunma sektöründe ve bunun gibi birçok alanlarda ihtiyaç duyulan malzemeler sınıfında önemli bir yer edinmiştir. Böylece kalıcı ve yüksek manyetik özelliklere sahip nadir olarak bulunan bir malzeme sınıfı olmaktan çıkmıştır. Özellikle nadir toprak elementleri lantanitler, bazı ametal ve metal alaşımları gibi mıknatıslanabilen özellikleri sayesinde yüksek performans gerektiren alanlarda tercih edilmektedir. Elektrik, manyetik ve fiziksel özellikleri ile dikkatleri üzerine çeken bu malzemeler arasında en çok sert ferrit ve NdFeB tipi mıknatıslar kullanmaktadır. Sert ferritler seramik esaslı manyetik malzemelerdir ve genellikle karmaşık oksitlerden oluşur. Nadir toprak mıknatısları ise nadir toprak elementlerinden oluşan alaşımlardır. Bu araştırmada manyetik malzemelerin sınıflandırılmasından, manyetik davranış ve özelliklerinden bahsedilmiştir. Akabinde, neodimyum elementinin keşfediliş tarihinden günümüze; elektrik, manyetik ve fiziksel özelliklerine, bu özelliklerin kullanıldığı uygulamalara değinilmiştir. Neodimyum temelli NdFeB mıknatıs tozlarının kristal yapısı, temel ve morfolojik özelliklerinden yola çıkarak kullanıldığı alanlar, geri dönüştürülmesi gibi uygulamalarla beraber yapısal özellikleri araştırılmıştır. Araştırma sırasında kullanılan XRD, SEM, PSA gibi laboratuar cihazları malzemelerin mikroyapısal ve manyetik özelliklerinin daha ayrıntılı analiz edilmesine imkan tanımıştır. Yapılan karakterizasyon çalışmaları sayesinde NdFeB mıknatıslarında manyetik özellikleri etkileyen faktörler arasında ilave edilen elementler ve faz farklılıklarının önemli bir rol oynadığı tespit edilmiştir. Bu bulgular, manyetik malzemelerin geniş kullanım alanlarına yönelik bilgi vermekte olup; sağladığı enerji verimliliği, elektronik cihazların performansı gibi teknolojik gelişmelerde uygulanması için yeni perspektifler sunmakta ve gelecek araştırmalar için önemli bir temel sağlamaktadır.

Abstract:
In recent times, magnetic materials, which are frequently studied, have gained significant importance in the class of materials needed in various fields such as healthcare, automotive, aerospace, defense, and many others. As a result, they have transitioned from being a rare material class with permanent and highly magnetic properties. Particularly, due to their magnetizable properties like rare earth elements, lanthanides, some non-metals, and metal alloys, they are preferred in areas requiring high performance. Among these materials that attract attention with their electrical, magnetic, and physical properties, sintered ferrite and NdFeB type magnets are the most commonly used. Sintered ferrites are ceramic-based magnetic materials and generally consist of complex oxides, while rare earth magnets are alloys made from rare earth elements. This study discusses the classification of magnetic materials and their magnetic behaviors and properties. Subsequently, it also touches upon the discovery history of the neodymium element to date, its electrical, magnetic, and physical properties, and its applications. The crystal structure of neodymium-based NdFeB magnet powders, along with their basic and morphological properties, has been investigated in conjunction with intriguing applications such as recycling. Laboratory devices such as XRD, SEM, PSA used during the research have allowed for a more detailed analysis of the microstructural and magnetic properties of materials. Through characterization experiments, it has been determined that additional elements and phase differences play a significant role in the magnetic properties of NdFeB magnets. These findings provide insights into the broad applications of magnetic materials, offering new perspectives for their utilization in technological advancements such as energy efficiency and the performance of electronic devices, thus laying an important foundation for future research.