Hızlı katılaştırma ve mekaniksel alaşımlama yöntemleri ile üretilen Al85Ni5Fe5Nd5 alaşımının yapısal ve ısısal özellikleri

Year 2023, Volume: 13 Issue: 2, 322 - 332, 15.04.2023

Musa Gögebakan

https://doi.org/10.17714/gumusfenbil.1105885

Abstract

Bu çalışmada, Al85Ni5Fe5Nd5 (at.%) alaşımı hızlı katılaştırma yöntemi ile ince şeritler halinde ve mekaniksel alaşımlama yöntemi ile tozlar halinde elde edilmiştir. Alaşımların morfolojik yapısı, faz tanımlaması, parçacık boyutu ve parçacıkların dağılımı gibi yapısal özellikleri X-ışını difraksiyonu (XRD) ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) kullanılarak incelenmiştir. Alaşımların kristalleşme sıcaklıkları, aktivasyon enerjisi ve faz dönüşüm sıcaklıkları gibi ısısal özellikleri diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC) ile incelenmiştir. Hızlı katılaştırma metodu ile üretilen şeritler amorf yapıda, mekaniksel alaşımlama metodu ile üretilen tozlar ise nanokristal yapıda elde edilmiştir. XRD sonuçları, 200 saatlik alaşımlama işleminden sonra toz alaşımların kristal boyutlarının 15 nm' nin altına düştüğünü ve Al3Ni ve Al18Nd3 gibi fazların nanokristal yapıda oluştuğunu göstermiştir. Amorf alaşımların aktivasyon enerjisi Kissinger metodu ile hesaplanmıştır. Amorf alaşımın birinci kristalleşme pikinin başlama sıcaklığı için aktivasyon enerjisi 482 kJ/mol olarak hesaplandı. Bu çalışma amorf alaşım üretmek için hızlı katılaştırma, nanokristal alaşım üretmek için mekaniksel alaşımlama metodunun uygun olduğunu göstermiştir.

Keywords

Hızlı Katılaştırma, Mekaniksel Alaşımlama, Amorf alaşım, Nanokristal

Supporting Institution

Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi

Project Number

2010/5-13 YLS

Thanks

Mevcut çalışma Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi, Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimi (BAP) tarafından (Proje No: 2010/5-13 YLS) desteklenmiştir.

References

• Avar, B., Gogebakan, M., (2009). Synthesis of the quasi-crystalline phase in Al63Cu25Fe12 powders prepared by mechanical alloying. Journal of Optoelectronics and Advanced Materials, 11 (10), 1460-1463.
• Avar, B., Gogebakan, M., (2017). Mekanik Alaşımlama Süresince Al85Co7Y8 Alaşımının Faz Değişimi. Marmara Fen Bilimleri Dergisi, 2, 54-59.
• Avar, B., Gogebakan, M., Yilmaz, F., (2008). Characterization of the icosahedral quasicrystalline phase in rapidly solidified Al-Cu-Fe alloys. Zeitschrift für Kristallographie, 223, 731-734.
• Calin, M., Grahl, H., Adam, M., Eckert, J., Schultz, L., (2004). Synthesis and thermal stability of ball-milled and melt-quenched amorphous and nanostructured Al-Ni-Nd-Co alloys. Journal of Materials Science, 39, 5295-5298.
• Chen, J., Lengsdorf, R., Henein, H., Herlach, D.M., Dahlborg, U., Calvo-Dahlborg, M., (2013). Microstructure evolution in undercooled Al–8 wt% Fe melts: comparison between terrestrial and parabolic flight conditions. Journal of Alloys and Compounds, 556, 243-251.
• Gogebakan, M., Okumus M., (2009). Structure and crystallization kinetics of amorphous Al–Ni–Si alloy. Materials Science-Poland, 27 (1) 79-87.
• Gögebakan M., Warren P.J., Cantor B., (1997). Crystallization behaviour of amorphous Al85Y11Ni4 alloy. Materials Science and Engineering A, 226-228, 168-172.
• Inoue, A., (1998). Amorphous, nanoquasicrystalline and nanocrystalline alloys in Al-based systems. Progress in Materials Science, 43, 365-520.
• Inoue, A., (2000). Stabilization of metallic supercooled liquid and bulk amorphous alloys. Acta Materialia, 48, 279-306. Kaya, H., Böyük, U., Çadırlı E., Maraşlı, N., (2012). Measurements of the microhardness, electrical and thermal properties of the Al–Ni eutectic alloy. Materials & Design, 34, 707-712.
• Kissinger, H.E., (1957). Reaction kinetics in differential thermal analysis. Analytical Chemistry, 29, 1702.
• Krifa, M., Mhadhbi, M., Escoda, L., Saurina, J., Suñol, J.J., Llorca-Isern, N., Artieda-Guzmán, C., Khitouni, M., (2013). Phase transformations during mechanical alloying of Fe–30% Al–20% Cu. Powder Technology, 246, 117-124.
• Kursun, C., Gogebakan, M., (2015). Characterization of nanostructured Mg–Cu–Ni powders prepared by mechanical alloying. Journal of Alloys and Compounds, 619, 138-144.
• Kursun, C., Gogebakan, M., Eskalen, H., (2018). Mechanical properties, microstructural and thermal evolution of Mg65Ni20Y15−xSix (X=1, 2, 3) alloys by mechanical alloying. Materials Research Express, 5 (3), 036512.
• Kursun, C., Gögebakan, M., Gencer, Y., (2015). Microstructural characterization of rapidly solidified Cu50Zr40Ni5Ti5 amorphous alloy. Journal of Alloys and Compounds, 643, S33-S38.
• Maurya, R.S., Sahu, A., Laha, T., (2016). Effect of consolidation pressure on phase evolution during sintering of mechanically alloyed Al86Ni8Y6 amorphous powders via spark plasma sintering. Materials Science and Engineering A, 649, 48-56.
• McKay, B.J., Cizek, P., Schumacher, P., O’Reilly, K.A.Q., (2001). Heterogeneous nucleation in an Al–Ni–Si alloy studied using a metallic glass technique. Materials Science and Engineering A, 304-306 (31), 240-244.
• Mula, S., Ghosh, S., Pabi, S.K., (2009). On the formation of phases by mechanical alloying and their thermal stability in Al-Mn-Ce system. Powder Technology, 191, 176-181.
• Suryanarayana, C., (2001). Mechanical alloying and milling. Progress in Materials Science, 46, 1-184. Suryanarayana, C., (2004). Mechanical alloying and milling. 466, Marcel Dekker Press, New York, USA. Suryanarayana, C., Grant Norton, M., (1998). X-ray Diffraction: A Practical Approach. 207, Plenum Press, New York, USA.
• Troeger, L.P., Starke, E.A., (2000). Microstructural and mechanical characterization of a superplastic 6xxx aluminum alloy. Materials Science and Engineering A, 277, 102-113.
• Viet, N.H., Oanh, N.T.H., Quynh, P.N.D., Lap, T.Q., Kim, J.S., (2015). Thermal stability of amorphous Al-Fe-Y alloy prepared by mechanical alloying. Materials Science Forum, 804, 271-274.
• Zhang, L., Hua Chen, Z., Zheng, Q., Chen, D., (2013). Isochronal and isothermal phase transformation of Cu45Zr45Ag7Al3 bulk metallic glass. Physica B, 411, 149-153.