Cu-Al-Zn Alaşımının Manyetik, Yapısal ve Termal Özellikleri Üzerine Mn ilavesinin Etkileri

Yıl 2022, Cilt: 34 Sayı: 2, 579 - 588, 30.09.2022

Emine Aldırmaz

https://doi.org/10.35234/fumbd.1098749

Öz

Bu çalışmada, Cu-%11.42Al-%6.43Zn ve Cu-%11.31Al-%6.03Zn-%2.70Mn (% ağırlıkça) alaşımları üzerinde bazı fiziksel yöntemlerle araştırmalar yapılmıştır. Alaşımların yapısal, kristalografik, manyetik ve termal özellikleri incelenmiş ve Mn katkısının etkileri araştırılmıştır. X-ışını difraksiyon yöntemi kullanılarak alaşımların yapıları analiz edilmiştir. Elektron mikroskop incelemelerinden; Cu-Al-Zn alaşımında farklı morfolojilerde α-çökelti fazının oluştuğu gözlemlenmiştir. Fakat, Cu-Al-Zn-Mn alaşımında α-çökelti fazının gözlenmesinin yanında martensite fazına da rastlanılmıştır. Alaşımların manyetik özellikleri VSM ile belirlenmiştir. Her iki alaşımın da manyetizasyonunun manyetik alanla değişimi M-H oda sıcaklığında elde edilmiştir. Cu-Al-Zn alaşımında uygulanan dış magnetik alan ile mıknatıslanma azalırken, Cu-Al-Zn-Mn alaşımının ferromanyetik davranış sergilediği bulunmuştur. Alaşımların faz dönüşüm sıcaklıkları DSC yöntemi ile belirlenmiştir. DSC incelemelerinden Mn ilavesinin faz dönüşüm sıcaklıklarını düşürdüğü bulunmuştur.

Anahtar Kelimeler

Cu-bazlı alaşımlar, Çökelti, Aktivasyon Enerjisi, Manyetizasyon, DSC.

Destekleyen Kurum

AMASYA ÜNİVERSİTESİ

Proje Numarası

FMB-BAP 19-0405, FMB-BAP 19-0406 ve FMB-BAP 20-0437 .

Teşekkür

Bu makale Amasya Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon birimi tarafından FMB-BAP 19-0405, FMB-BAP 19-0406 ve FMB-BAP 20-0437 nolu projeler ile desteklenmiştir. Bu sebeple Amasya Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinatörlüğüne ve makale yazım aşamasındaki katkılarından dolayı Prof. Dr. Hasan TANAK’a teşekkür ederim.

Kaynakça

• Referans1 1 Haberkorn N, Lovey F C, Condo A M, Guimpel J. Development and Characterization of Shape Memory Cu-Zn-Al Thin Films. Mater. Sci. Eng. B 2010; 170: 5-8.
• Referans2 Olson G B, Cohen M. Thermoelastic Behaviour in Martensitic Transformations. Scripta Metall. 1975; 9: 1247-1254.
• Referans3 Sutou Y, Omori T, Furukama A, Takahashi Y, Kainuma R, Yamauchi K, Yamashita S, Ishida K. Development of medical guide wire of Cu-Al-Mn-Base superelastic alloy with functionally graded characteristics. J. Biomed. Mater. Res. Part B Appl. Biomater. 2004; 69B: 64-69.
• Referans4 Silva R A G, Cuniberti A, Stipcich M, Adorno A T. Effect of Ag Addition on the Martensitic Phase of the Cu- 10 wt % Al Alloy. Mater. Sci. Eng. A. 2007; 456: 5-10.
• Referans5 Heil T, A phase-field computer model of microstructure evolution in a ferromagnetic shape memory alloy. Blackburg, Virginia, USA, 2005.
• Referans6 Nishiyama Z, Martensitic Transformation. Academic Pres, New York, 1978.
• Referans7 Akdoğan A, Nurveren K. Şekil Hafızalı Alaşımlar, Mühendis ve Makine, 521 (2003) 35-45.
• Referans8 Aldirmaz E, Guler M, Guler E. Investigation of Magnetic Properties of Phase Transformations in Copper-Based Alloys. J. Supercond. Nov. Magn. 2017; 30: 1257-1261.
• Referans9 Sasmaz M, Bayri A, Aydogdu, Y. The Magnetic Behavior and Physical Characterization of Cu–Mn–Al Ferromagnetic Shape Memory Alloy. J. Supercond. Nov. Magn. 2011; 24: 757-762.
• Referans10 Kakeshita T, Saburi T, Shimizu K. Effects of Hydrostatic Pressure and Magnetic Field on Martensitic Transformations. Mater. Sci. Eng. 1999; A273- 275: 375-379.
• Referans11 Prado M O, Lovey F C, Civale L. Magnetic Properties of CuMnAl alloys with SME. Acta Metall. 1997; 46: 137-147.
• Referans12 Saleem M, Fang L, Ruan H B, Wu F, Huang Q L, Xu C L, Kong C Y, Effect of zinc acetate concentration on the structural and optical properties of ZnO thin films deposited by Sol-Gel method. Int. J. Phys. Sci. 2012; 7: 2971-2979.
• Referans13 Gerdan Y E, Aldirmaz E, Guler M, Tanak H, Guler E. Martensitic transformation and magnetic properties of the CuAl, CuAlMn, and CuAlMnZn alloys. J. Supercond. Nov. Magn. 2018; 31: 3919-3923.
• Referans14 Aldirmaz E, Güler M, Güler E. Effect of Nickel Addition on the Magnetic and Microstructural Properties of Cu-Al-Fe Alloy. J. Supercond. Nov. Magn. 2020; 33: 755-759.
• Referans15 Cucu S C, Aldırmaz E. Effect of Heat Treatment on the Magnetic Properties of a CuMn Alloy. J. Supercond. Nov. Magn. 2017; 30: 197-201.
• Referans16 Aldirmaz E, Güler M, Güler E. Effect of Quaternary Element (Ni and Mn) Additions on Structural and Magnetic Properties of Cu-Based Alloys. Brazilian J. Phys. 2021; 51: 1224-1229.
• Referans17 Sampath V, Effect of Thermal Processing on Microstructure and Shape-Memory Characteristics of a Copper–Zinc–Aluminum Shape-Memory Alloy. Mater. Manufact. Process. 2007; 22: 9-14.
• Referans18 Nassar A, Mahmoud D S, Mohamed Wael S, Moustafa A. M, Salwa H. El-Sabbagh. Investigation of the structure, magnetic, rheological and mechanical properties of EPDM rubber/Cu-Al-Zn alloy composites. Egypt. J. Chem. 2021; 64: 7377 -7391.
• Referans19 Canbay C A, Başbağ G. Karaduman O, Boyrazlı M. Thermodynamical and Microstructural SME Study on CuAlNi and CuAlNiCo Shape Memory Alloys. J. Mater. Electr. Devices 2021; 1: 1-5.
• Referans20 Canbay C A, Karaduman O, Özkul İ. Lagging temperature problem in DTA/DSC measurement on investigation of NiTi SMA. J Mater Sci: Mater Electron 2020; 31: 13284–13291.