Cu-Mg-Si üçlü alaşım sisteminde magnezyumun aktivite ölçümleri ve faz diyagramının oluşturulması

Abstract

Mg' un buhar basıncının Cu ve Si' un buhar basınçlarından çok fazla olması ikiliCu-Mg, Si-Mg alaşımları ve üçlü Cu-Mg-Si alaşımları ile ilgili termodinamik özellikleribelirlemek için ? Knudsen Efüzyon Yöntemi ? nin uygulanmasına olanaksağlamaktadır. Deneyler saf Mg metali, ikili Cu-Mg ve Si-Mg alaşımları ve ağırlıkoranının wCu / wSi = 20 / 80, 40 / 60, 60 /40 ve 80 / 20 olarak sabit tutulduğu üçlüCu-Mg-Si alaşımları ile gerçekleştirilmiştir. Alaşımlar 8 104 Pa Ar gazı atmosferinde1058 K sıcaklıkta saf elementlerinden hazırlanmıştır. Maddeyi içeren Knudsen hücresimikroelektronik mikroteraziye asılmış ve vakum uygulayarak 5 10-4 Pa basınçta değişiksıcaklıklarda Mg' un ağırlık azalması kaydedilmiştir. Mg' un sabit sıcaklıktakibuharlaşma hızlarından saf Mg' un süblimasyon entalpisi ile alaşımın Mg bileşiminebağlı olarak Mg aktiviteleri hesaplanmıştır. FactSage bilgisayar programı ile çizilendiyagramlardaki faz bölgelerini sınırlayan çizgilerin bileşimleri ile deneysel olarakbelirlenen bileşimler karşılaştırılmıştır. Ağırlık oranı wCu / wSi = 80 / 20 olarak sabittutulan Cu-Mg-Si üçlü alaşımları ile DTA ve X-ışını difraksiyon analizlerigerçekleştirilmiştir. DTA diyagramlarından denge diyagramındaki faz bölgelerinisınırlayan çizgilerin bileşimleri; X-ışını difraksiyon diyagramlarından oluşan fazlarıntipi belirlenmiştir.

The higher vapour pressure of Mg compared to the vapour pressure of Cu and Sienables the application of ? Knudsen Effusion Method ? for determining thethermodynamic properties of binary Cu-Mg and Si-Mg alloys and ternary Cu-Mg-Sialloys. The experiments were carried out with pure Mg metal , binary Cu-Mg andSi-Mg alloys and ternary Cu-Mg-Si alloys with a constant weigth ratio ofwCu / wSi = 20 / 80, 40 / 60, 60 / 40 and 80 / 20. The alloys were prepared from theirpure elements at temperature of 1058 K under 8 104 Pa Ar gas pressure. The Knudsencell containing the material was suspended to the microelectronic microbalance and theweight loss of Mg was recorded at different constant temperatures under vacuum at apressure of 5 10-4 Pa. The entalpy of sublimation of pure Mg and the activities of Mgaccording to the Mg composition of the alloy were calculated from the vaporization rateof Mg at constant temperature. The compositions which were described by the phaseboundary lines in the theorical phase diagram drawn by FactSage computer programmewere compared with those determined by experimental DTA and XRD analysis whichwere carried out on Cu-Mg-Si ternary alloys with constant weight ratio ofwCu / wSi = 80 / 20. The composition of Mg at the phase boundary lines weredetermined from the DTA diagrams and the type of phases formed from the XRDdiagrams.