Mekanik alaşımlama yöntemi ile bor katkılı yumuşak manyetik metal tozu üretimi ve karakterizasyonu


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2022

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: FAHRETTİN ATAR

Danışman: Adem Kurt

Özet:

Bu tez çalışmasında Fe2xNixSi7Cr1Mo2B(6-19) (%at.) kompozisyonuna sahip beş farklı alaşım tozları yüksek enerjili bilyeli öğütücü kullanılarak bir sıvı hidrokarbon ortamında(aşırı ısınma ve oksitlenmeyi engellemek amacıyla) mekanik alaşımlama yoluyla üretilmiştir. Öğütme süresi ve bilye-toz oranının belirlenmesi için farklı öğütme sürelerinde (5, 10, 15, 20, 40, 60, 100) ön çalışma yapılmış ve optimum 20 saat öğütme süresi ile 10:1 bilye-toz oranı seçilmiştir. Toz-bilye oranı ve mekanik alaşımlama süresi, X-ışını kırınım desenleri yardımıyla alaşım oluşturma eğilimleri, kristalin amorf faz geçişleri ve yeniden kristalleşme davranışları incelenerek tespit edilmiştir. Üretilen tozların elementel dağılımı, tane boyutları ve morfolojik özellikleri taramalı elektron mikroskopuyla bütünleşmiş enerji dağılımlı spektroskopi yöntemi kullanılarak yapılmıştır. Camsı geçiş sıcaklığı, amorf-kristalin faz geçişi, faz dönüşümleri, ergime-katılaşma noktası gibi termodinamik davranışlar diferansiyel taramalı kalorimetre ve ısıl gravimetrik yöntem yardımıyla koruyucu atmosfer altında incelenmiştir. Alaşım tozların yüzey oksidasyonu ve karbonizasyonu X-ışını foto elektron spektroskopisiyle değerlendirilmiştir. İndüktif eşleşmiş plazma-optik spektrometresi ile alaşım kompozisyonu ve O, N, C gibi safsızlıkların varlıkları XPS’e ilaveten ortaya konmuştur. Son olarak değişen bor oranları ile sentezlenen tozların manyetik karakterizasyonu titreşimli örnek manyometresi (VSM) yardımıyla oda sıcaklığında gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmalar sonucunda üretilen yumuşak manyetik alaşım kompozisyonlarının amorf/nanokristalin oranının 3/2, camsı geçiş sıcaklığının yaklaşık olarak 250 °C, doyum manyetizasyon (Ms) değerlerinin 75-120, zorlayıcılık (Hc) değerlerinin ise 1-95 Oe arasında olduğu tespit edilmiştir. Yapılan XPS, DSC ve ICP-OES analizlerinden elde edilen sonuçlar ışığında numunelerin dışının yalıtkan oksit tabakasıyla kaplı olduğu, içinin ise iletken olduğu tespit edilmiştir. Sonuç olarak, yüksek oranda yumuşak manyetik özellik gösteren dışı yalıtkan içi iletken, %60 amorf, %40 nanokristalin faz içeren alaşım tozları değişen bor oranlarında hazırlanmıştır.