COAL ESASLI FERROMANYETİK ŞEKİL HATIRLAMALI ALAŞIMLARIN ÜRETİMİ VE FİZİKSEL ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ

Abstract

Bu çalışmada, CoAl bazlı iki farklı Ferromanyetik şekil hatırlamalı alaşım grubu Co86-x Al14 Crx (x = 0 ve 4 atomikçe) ve Co35 Al25 Ni40-y Cry (y = 0 ve 4 atomikçe) Arc Melter' da vakum altında üretildi. Alaşımların homojenliğini arttırmak için birkaç kez eritme işlemi uygulandı. Bütün alaşımlara 1200 oC' de 24 saat ısıl işlem uygulandı. Alaşımların dönüşüm sıcaklığı, entalpi değişimi, entropi değişimi ve Curie sıcaklığı gibi termal özellikleri DSC (Diferansiyel Tarama Kalorimetresi) ve TG/DTA (Termogravimetrik Analiz) cihazları kullanılarak belirlendi. X-ışını difraksiyon deseni, optik görüntüleri ve Vickers sertlik ölçümleri kristal yapı ve yüzey morfolojisini belirlemek için kullanıldı. Ayrıca alaşımların manyetizasyon ölçümleri oda sıcaklığında PPMS (Fiziksel Özellik Ölçüm Sistemi) kullanılarak yapıldı. Termal ölçümler sonucunda, ilk alaşım grubu olan Co86Al14 ve Co82Al14Cr4 alaşımları yüksek sıcaklık şekil hatırlama özelliği gösterdiler. Co-Al alaşımının dönüşüm sıcaklığı Cr katkısı ile arttı. Aksine Cr katkısı ile entalpi değişimi ve entropi değişimi azaldı. Her iki alaşımın x- ışını difraksiyon deseninde ? ve ? faz gözlendi. Aynı zamanda Co-Al alaşımının piklerinin şiddeti Cr katkısı ile azaldı. Optik görüntülerde ? ve ? faz bölgeleri yine görüldü ve ? faz bölgeleri Cr katkısı ile azaldı. Cr' un katkısıyla Co-Al alaşımının Vickers sertlik değeri arttı. Son olarak Cr katkısı Co-Al alaşımının manyetizasyon doyumunu ve Curie sıcaklığını azalttı. Co-Al alaşımının aksine, Co35 Al25 Ni40 ve Co35 Al25 Ni36 Cr4 şeklinde ikinci grup alaşımların dönüşüm sıcaklıklarının Cr katkısı ile azaldığı görüldü. Alaşımların x-ışını difraksiyon deseninden ? ve ? faz olarak adlandırılan iki faz görüldü. Co-Al-Ni-Cr alaşımının piklerinin şiddetinin Co-Al-Ni alaşımına göre düştüğü ve yayvanlaştığı görüldü. Birinci gruptan farklı olarak optik resimlerde, dendrit yapı görüldü. Cr ile Co-Al-Ni alaşımının Vickers sertlik değeri artarken, manyetik doyum ve Curie sıcaklığı değeri azalmıştır. Anahtar Kelimeler: Co-bazlı Şekil Hatırlamalı Alaşımlar, Curie sıcaklığı, Martensitik Dönüşüm, Ferromanyetik Şekil Hatırlama Olayı.SUMMARY Production of CoAl Based Ferromagnetic Shape Memory Alloys and Investigation of Their Physical Properties In this study, Co-based two different Ferromagnetic Shape Memory alloys group as Co86-x Al14 Crx (x = 0 and 4 by atomic percentage) and Co35 Al25 Ni40-y Cry (y = 0 and 4 by atomic percentage) were produced in Arc Melter under vacuum. Re-melting was applied for a few times so as to increase the homogeneity of alloys. All the produced alloys were heat treated at 1200 oC for 24 hour. Thermal properties of alloys such as transformation temperatures, entalphy changes, entopry changes and Curie temperatures were determined by using DSC (Differantial Scannig Calorimetry) and TG/DTA (Thermogravimetric Analyzer) instruments. XRD diffraction patterns, optical images and Vickers hardness measurments were performed to identify crystal structure and surface morphology. Additionally, the magnetization properties of alloys were measured by using PPMS (Physical Properties Measurement System) at room temperature. As a result of thermal measurements, first group of alloys as Co86Al14 and Co82Al14Cr4 indicated high temperature shape memory property. The transformation temperature of the CoAl alloy increased with adding the Cr element. On the other hand, the entalphy change and entrophy change decreased by addition of Cr. ? and ? phase were seen in XRD patterns in both of alloys. At the same time, peak intensities of the CoAl alloy were decreased the Cr addition. ? and ? phase were also seen In the optical images, it was found that the ? phase region was diminished. Vickers harnedness value of CoAl alloy was increased by addition of Cr. Finally, the Cr addition lead to a decrease in magnetization saturation and Curie temperature of CoAl alloy. Transformation temperatures of second group alloys as ( Co35 Al25 Ni40 and Co35 Al25 Ni36Cr4 ) decrased by addition of Cr. Two phases, ? and ? were seen in XRD diffraction patterns of alloys. In CoAlNiCr, the intensities of these phase decreased and became broader than that of CoAlNi alloy. In the second group of alloys, dendirite type structure was seen in the optical image. While Vickers hardness of CoAlNi alloy increased, magnetization saturation and Curie temperature of CoAlNi alloys decreased with increasing the Cr content in the samples. Key Words: Co-based Shape Memory Alloys, Curie Temperature, Martensitic Transformation, Ferromagnetic Shape Memory Effect.