Al-Ni-Si alaşımlarının hızlı katılaştırma ile üretilmesi ve fiziksel, yapısal özelliklerinin incelenmesi

Abstract

ÖZET Alaaddin GÜNDEŞ KAHRAMANMARAŞ SÜTÇÜ İMAM ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ FİZİK ANABİLİM DALI YÜKSEK LİSANS TEZİ ÖZET Al-Ni-Si ALAŞIMLARININ HIZLI KATILAŞTIRMA İLE ÜRETİLMESİ VE FİZİKSEL, YAPISAL ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ Alaaddin GÜNDEŞ Danışman: Yrd. Doç. Dr. Musa GÖĞEBAKAN Yıl: 2002, Sayfa: 59 Jüri : Yrd. Doç. Dr. Musa GÖĞEBAKAN : Prof. Dr. Ali DOĞAN : Yrd. Doç. Dr. Mükerrem KURTOĞLU Bu çalışmada AI-Ni-Si üçlü alaşımları hızlı katılaştırıldı ve hızlı katılaştırılan şeritlerin fiziksel, yapısal ve mekaniksel özellikleri incelendi. Hızlı katılaştırma ile şeritler üretmek için kullanılan eriyik döndürme tekniği, alaşımı eritmek için kullanılan fırın ve eriyiği soğutmak için kullanılan döner disk olmak üzere 2 ana kısımdan oluşmaktadır. Hızlı karşılaştırma ile üretilen şeritlere döner disk hızının etkisini anlamak için deney farklı dönme hızlarında tekrarlandı. Şeritlerin geometrisi ile döner disk hızı arasında iyi bir ilişki bulundu. Şeritlerin kalınlık ve genişlikleri döner disk hızı ile ters orantılı olarak azaldı. Normal ve hızlı katılaştırma ile üretilen alaşımların yapısı X-ışını difraksiyonu (XRD) ile analiz edildi. Normal katılaştırma ile üretilen alaşımların XRD analizinde Al, AI3Nİ ve Si fazlarına ait yansımalar gözlendi. Hızlı katılaştırma ile üretilen şeritlerin XRD analizinde ise Al fazlarına ait yansımalar gözlendi. Ayrıca XRD araştırması, hızlı katılaştırma ile üretilen alaşımların kristal yapısını fcc (yüzey merkezli kübik) ve örgü parametresini (a) 0.40446 nm olarak ortaya çıkardı. Hızlı katılaştırma ile üretilen alaşımların örgü parametrelerinin değeri normal katılaştırma ile üretilen alaşımın örgü parametresi değerinden daha az çıkmaktadır. Bu sonuç hızlı katılaştırma ile üretilen fcc yapıdaki Al faz içerisindeki Ni ve Si çözeltilerinin denge çözünürlük limitlerinin aşılarak süper doygunluğa ulaşıldığını gösterdi. Hızlı katılaştırma ile üretilen şeritlerin yoğunluğu hesaplandı ve hızlı katılaştırma ile üretilen şeritlerin yoğunluğu, normal katılaştırma ile üretilen alaşımın yoğunluğundan daha az bulundu. Normal ve hızlı katılaştırma ile üretilen alaşımların arasındaki yoğunluk farkı, kristal yapılarındaki atomik mesafe ve atomik düzenleri arasındaki farktan kaynaklanmaktadır. Normal ve hızlı katılaştırma ile üretilen alaşımların tane yarıçapları hesaplandı ve tane yarıçaplarının döner disk hızına ters orantılı olarak azaldığı bulundu. Bu sonuç hızlı katılaştırma ile üretilen alaşımlarda homojenliğin arttığını ortaya çıkardı. Anahtar Kelimeler: Al-Ni-Si, Alaşım, Hızlı Katılaştırma, Eriyik Döndürme, Kristal Yapı, Yoğunluk, X-ışını, Örgü Sabiti. Ill

ABSTRACT Alaaddiıı GÜNDEŞ UNIVERSITY OF KAHRAMANMARAŞ SÜTÇÜ İMAM INSTITUTE OF NATURAL AND APPLIED SCIENCES DEPARTMENT OF PHYSICS MSc THESIS ABSTRACT PRODUCTION OF Al-Ni-Si ALLOYS BY RAPID SOLIDIFICATION AND INVESTIGATION OF THEIR PHYSICAL, STRUCTURAL PROPERTIES Alaaddin GÜNDEŞ Supervisor: Assist. Prof. Dr. Musa GÖ?EBAKAN Year: 2002, Pages: 60 Jury : Assist. Prof. Dr. Musa GÖ?EBAKAN : Prof. Dr. Ali DO?AN : Assist. Prof. Dr. Mfikerrem KURTO?LU In this study ternary AI-Ni-Si alloys were rapidly solidified by melt-spinning technique and physical, structural and mechanical properties of the rapidly solidified ribbons were examined. The melt-spinning technique which was used for produce of rapidly solidified ribbons consist of two main parts; the furnace is used for alloy to melt and the rotating disc is used for the melting to cool. In order to understand the effect of rotating disc speed on rapidly solidified ribbons geometry the experiment was repeated for different rotating speed. It was found that there is good relationship between ribbons geometry and rotating disc speed. The ribbons thickness and width decreased inversely with the rotating disc speed. The structure of rapidly and normally solidified alloys were characterized by X-ray diffractometry (XRD). In the XRD analysis of normally solidified alloys, the possible reflections of Al, Al3Ni and Si phases were observed. In the XRD analysis of rapidly solidified ribbons, the possible reflections of the Al phase was observed. Furthermore, XRD investigation revealed that the crystal structure of rapidly solidified alloys have fee (face center cubic) structure with a lattice parameter (a) of 0.40446 nm. The value of lattice parameter is lesser than that of normally solidified alloy. This result indicated that the rapidly solidified fcc-Al phase is a supersaturated solution containing Ni and Si contents which are more than the equilibrium solubility limit. Density of rapidly solidified ribbons determined and it was found that rapidly solidified ribbons have more lower density than that of normally solidified alloy. The difference in density between alloys and normally solidified alloy are probably due to the difference in atomic spacing and atomic arragements in their crystal structures. Crystallite size of normally and rapidly solidified alloys determined and it was found that crystallite size of the alloys decrease inversely with the rotating disc speed. This result revealed that the homogeneity of rapidly solidified alloys increase. Key Words: Al-Ni-Si, Alloys, Rapid Solidification, Melt-Spinning, Crystal Structure, Density, X-Ray, Lattice Parameter IV