Microstructural characterization of Al-Ag-Cu eutectic system

Mikroyapı karakterizasyonu malzeme özelliklerini kontrol edebilmek adına önemlidir. Ötektik mikroyapılarda, biner sistemler üzerine oldukça geniş araştırmalar varken çok fazlı sistemlerde mikroyapı evriminin daha detaylı çalışılması gerekmektedir. Hem model alaşım olması hem de çeşitli mikroyapı özellikleri sunması sebebiyle Al-Cu-Ag sistemi çok fazlı sistemlerde mikroyapı evrimi çalışmak için iyi bir adaydır. Ek olarak, faz diyagramı ve termo fiziksel özelliklerinin iyi bilinmesi sebebiyle katılaşma dinamiklerini incelemeyi kolaylaştırmaktadır. Fakat Al-Ag-Cu sisteminde (Al), Al2Cu, Ag2Al şeklinde üç adet faz bulunması, faz oryantasyon ilişkileri ve katı/katı arayüzey anizotropisi karmaşık mikroyapıların oluşmasına sebep olmaktadır. Bu tez kapsamında, değişkensiz ötektik kompozisyondaki Al-Ag-Cu numuneler, yüksek kontrollü Bridgman tipi deney düzeneği ile tek yönlü katılaştırılmıştır. Deneyler 0,1 µm/s ve 4,0 µm/s hız aralığında ve sabit 15 K/mm termal gradyan altında gerçekleştirilmiştir. Termal gradyan ve alaşımın yüksek saflığı, ötektik mikroyapı araştırmaları için oldukça önemli olan düzlemsel katı/sıvı arayüzeyi elde etmek için yeterlidir. Farklı büyüme hızlarında elde edilen numuneler morfoloji ve mikroyapı bakımından yeni geliştirilen Feret tekniği sayesinde kantitatif olarak karakterize edilmiştir. Ek olarak, faz oranları ve alanları büyüme uzunluğun boyunca ölçülmüştür. Al-Ag-Cu ötektik sistemi için en çok rastlanan yapı zincir benzeri olarak rapor edilmiştir. Büyüme uzunluğu ile değişen mikroyapısal farklılıklar araştırılmış, pati yapısı ve fasetli yapının oluşumu incelenmiştir. Belirli hız aralığında büyütülen mikroyapılardan elde edilen ötektik mesafe verisi, mikroyapının Jackson & Hunt kuralına uyduğunu göstermiştir. Ek olarak, farklı çaptaki numuneler kullanılarak konveksiyonun mikroyapı üzerindeki etkisi anlaşılmaya çalışılmıştır. Sonuç olarak, katılaşma hızı, büyüme uzunluğu ve numune büyüklüğü etkileri test edilerek Al-Ag-Cu ötektik sisteminin çeşitli yönlerden karakterize edilmiştir.