Nanoyapılı metalik alaşımlar
Nanostructured metallic alloys
Yazar: BARIŞ AVAR
Danışman: PROF. DR. MUSA GÖĞEBAKAN
Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2012
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering ; Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Amorf alaşımlar = Amorphous alloys ; Amorf malzeme = Amorphous material ; Amorf yapılar = Amorphous structures ; Hızlı katılaştırma = Rapid solidification ; Mekanik alaşımlama = Mechanical alloying ; Metalik alaşımlar = Metallic alloys ; Nano yapı = Nano structure ; Nanokristaller = Nanocrystals ; Termal analiz = Thermal analysis ; X ışını kırınımı yöntemi = X ray diffraction method

Özet:
Bu çalışmada, Al85Co15-xYx (x = 2, 5, 8, 10, 13) ve Al86Co7Y7 üçlü alaşımları, (Al85Co7Y8)98TM2 (TM = Si, Ni, Fe, Mn, Cu, Sn) ve Al85Y5Co5TM5 (TM = Ni, Cu, Si) şeklindeki dörtlü alaşımlar normal katılaştırma ve hızlı katılaştırma teknikleri ile üretilmiştir. Bu alaşımlar normal katılaştırma ile kristal yapıda, hızlı katılaştırma ile amorf ve kısmi amorf yapıda üretilmiştir. Amorf yapıda üretilen alaşımların kontrollü kristallendirilmesi ile nanoyapılı metalik alaşımlar elde edilmiştir. Al85Y8Co7, (Al85Y8Co7)98Si2, (Al85Y8Co7)98Ni2, (Al85Y8Co7)98Nd2 ve Al85Y8Ni5Co2 alaşımları mekaniksel alaşımlama tekniği ile üretilmiştir. Mekaniksel alaşımlama ile üreilen bu alaşımların aşırı doymuş nanokristal yapıda olduğu gözlenmiştir. Üretilen alaşımların mikroyapısal ve morfolojik özellikleri X-ışını difraksiyonu (XRD) ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile, ısısal davranışları diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC) ve diferansiyel termal analiz (DTA) ile incelenmiştir. Farklı tekniklerle üretilen alaşımların, parçacık ve kristalit boyutları Scherrer ve Williamson-Hall metotları ile hesaplanmıştır. Amorf yapılı alaşımların kristallenmesi için gerekli olan aktivasyon enerjileri Kissinger, Augis-Bennett ve Ozawa metotları ile, kristallenme kinetiği ise Johnson-Mehl-Avrami denklemi ile hesaplanmıştır. Ayrıca bu malzemelerin oda sıcaklığındaki ve yüksek sıcaklıklardaki mekaniksel özellikleri Vickers mikrosertlik testi ile belirlenmiştir.

Abstract:
In this study, Al85Co15-xYx (x = 2, 5, 8, 10, 13), Al86Co7Y7 ternary alloys, (Al85Co7Y8)98TM2 (TM = Si, Ni, Fe, Mn, Cu, Sn) and Al85Y5Co5TM5 (TM = Ni, Cu, Si) quaternary alloys were produced by conventional and rapid solidification techniques. In the conventionally solidification technique, alloys were produced in crystalline structure, .in the rapid solidification technique, alloys were produced in fully amorphous and partially amorphous structures. The nanostructured metallic alloys were obtained by controlled crystallization of the amorphous alloys. Also, nanostructure of the supersaturated solid solutions were obtained by mechanical alloying of Al85Y8Co7, (Al85Y8Co7)98Si2, (Al85Y8Co7)98Ni2, (Al85Y8Co7)98Nd2 and Al85Y8Ni5Co2 alloys. The microstructure and morphological properties of the alloys were investigated by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). The thermal behaviors of the alloys were analyzed by differential scanning calorimeter (DSC) and differential thermal analysis (DTA). The particle and the crystallite size of the alloys were calculated using the equations of Scherrer and Williamson-Hall. Besides, the activation energies of the crystallization in amorphous alloys were determined using Kissinger, Augis-Bennett and Ozawa methods. The crystallization kinetics was decribed by Johnson-Mehl-Avrami equation. Also, mechanical properties of these materials at room temperature and high temperature were identified by Vickers microhardness test.