Nimngafe mikro alaşımlarının üretimi ve karakterizasyonu

Bu tez çalışmasında, ark ergitme fırınında üretilen Ni50.52Mn9.03Fe11.93Ga28.52 ve Ni52.27Mn11.66Fe13.25Ga22.83 bulk alaşımlarının mikroyapısı, mekanik, termal ve manyetik özellikleri araştırılmıştır. Ayrıca, elde edilen bulk alaşımlar mekanik öğütme ile farklı süreler boyunca öğütülerek, öğütme süresinin malzemenin manyetik özelliklerine etkisi de araştırılmıştır. Bulk alaşımların yüzey morfolojisi taramalı elektron mikroskobu ile incelenmiş ve iki alaşımında östenit ve martensit yapıdan meydana geldiği belirlenmiştir. Bulk alaşımların mekanik özellikleri Vickers sertlik testi ile belirlenmiş ve alaşımdaki Ga miktarı azaldıkça malzemenin sertlik değerinin arttığı görülmüştür. Termal özelliklerin belirlenmesi amacıyla oda sıcaklığı ile 600 °C aralığındaki sıcaklıkta gerçekleştirilen diferansiyel taramalı kalorimetri ölçümleri ile bulk alaşımların martensitik faz geçiş sıcaklıkları belirlenmiştir. Geçiş sıcaklıkları As, Af, Ms ve Mf sırasıyla, Ni50.52Mn9.03Fe11.93Ga28.52 için 75.22, 94.60, 73.12 ve 64.61 °C, ve Ni52.27Mn11.66Fe13.25Ga22.83 için 145.01, 184.41, 132.55 ve 119.13 °C olarak bulunmuştur. Buna göre, Ga miktarının önemli ölçüde azalması ve Ni52.27Mn11.66Fe13.25Ga22.83 alaşımının valans elektron konsantrasyonunun daha büyük olması martensitik geçiş sıcaklığını arttırmıştır. Alaşımların manyetik özellikleri titreşimli numune manyetometresi ve oda sıcaklığında Mossbauer ölçümleri ile araştırılmıştır. Her iki bulk alaşım için elde edilen Mossbauer spektrumlarında bir sektet ve bir dublet yapı ortaya çıkmıştır. Sektet yapı ferromanyetik östenit fazın, dublet yapı ise paramanyetik martensit fazın bir göstergesidir. Ni52.27Mn11.66Fe13.25Ga22.83 alaşımında sektet yapı miktarı daha az çıkmıştır. Bu da taramalı elektron mikroskobu ve sertlik sonuçlarıyla örtüşmektedir. Mekanik öğütme ile 20, 50 ve 100 sa öğütülen parçacıklardan alınan Mossbauer spektrumlarında, 20 sa öğütme sonucu bulk alaşımlarda olduğu gibi bir sektet ve bir dublet oluşurken, 50 ve 100 sa öğütme sonucu buna ek olarak bir sektet ve bir dublet yapı daha ortaya çıkmıştır. Oluşan yeni sektetin küçük parçacıkların birbirleriyle hızlıca çarpışması sonucu ortaya çıkan yeni bir fazdan kaynaklandığı düşünülmektedir. Yeni gözüken dublet yapının ise parçacıkların tane boyutunun azalmasıyla ilişkili olan süperparamanyetizmadan kaynaklandığı düşünülmektedir.