THE EFFECTS OF TETRAVALENT TRANSITION METALS ON CU-AL BASED SHAPE MEMORY ALLOY

Abstract

Bu tezde, Cu-Al-Mn şekil hatırlamalı alaşımın bazı fiziksel özelliklerine (termal, elektriksel, manyetizasyon ve mekanik) iki farklı geçiş metali (Zirkonyum ve Hafniyum) katkısının etkisi incelenmiştir. Numuneler kontrollü bir ortamda ark eritme yöntemi kullanılarak CAM (Cu_70 Al_24 Mn_6 at%), CAMZ (Cu_69 Al_24 Mn_6 Zr_1 at%), CAMH (Cu_69 Al_24 Mn_6 Hf_1 at%), ve CAMZH (Cu_69 Al_24 Mn_6 Zr_0.5 Hf_0.5 at%) olmak üzere dört farklı bileşimde üretilmiştir. DSC sonuçları, dört değerlikli geçiş metallerinin (Zirkonyum ve Hafniyum) eklenmesinin austenit faz dönüşüm sıcaklıklarında azalmaya neden olduğunu, ancak Zr ve Hf eklendikten sonra martensit faz dönüşüm sıcaklıklarının arttığını göstermiştir ve sıcaklık histerezisi azalmıştır. Aynı sonuç elektriksel özdirenç ölçümünde de elde edilmiştir. XRD analizine göre, tüm numuneler iki farklı morfolojide (?_(1 )^' ?ve ??_1^'), martensit fazına sahip aynı desene sahiptir ve SEM analizi de aynı sonucu göstermiştir. Ayrıca hem Zr hem de Hf, CuAlMn alaşımının kristalit boyutunu küçültmüştür. Manyetizasyon ölçümü, Cu-Al-Mn alaşımının oda sıcaklığında ferromanyetik özelliğe sahip olduğunu ancak Zr ve Hf'nin alaşımlanmasının alaşımın manyetik özelliğinin ferromanyetikten paramanyetik olarak değişmesine neden olduğunu gösterdi.In this thesis, the effect of two different transition metals (Zirconium and Hafnium) additive on some physical properties (thermal, electrical, magnetization, and mechanical) of Cu-Al-Mn shape memory alloy has been studied. The samples were manufactured by using the arc melting method in a controlled environment in four different compositions includes CAM (Cu_70 Al_24 Mn_6 at%), CAMZ (Cu_69 Al_24 Mn_6 Zr_1 at%), CAMH (Cu_69 Al_24 Mn_6 Hf_1 at%), and CAMZH (Cu_69 Al_24 Mn_6 Zr_0.5 Hf_0.5 at%). The DSC results showed that the adding of tetravalent transition metals (Zirconium and Hafnium) caused to decrease in the austenite phase transformation temperatures, but the martensite phase transformation temperatures were increased after adding Zr and Hf. And the temperature hysteresis was decreased. Also, the same result was obtained in the measurement of electrical resistivity. According to XRD analysis, all samples have the same pattern which has martensite phase in two different morphologies (?_(1 )^' ?and ??_1^'), and the SEM analysis showed the same result. Besides, both Zr and Hf were caused to reduce the crystallite size of Cu-Al-Mn alloys. The magnetization measurement investigated that Cu-Al-Mn alloy has the ferromagnetic property at room temperature but alloying of Zr and Hf caused to change its magnetic property from ferromagnetic to paramagnetic.