Cualmg esaslı alaşımın şekil hafıza özelliğine x elementinin etkisi ve Elazığ bölgesi kalkopirit konsantresinden üretilen bakırın bu alaşımda kullanılabilirliğinin incelenmesi

Kalkopirit (CuFeS2), sülfürlü bakır cevherleri arasında en yaygın ve ekonomik açıdan en önemli mineraldir. İçeriğinde bulunan demir ve sülfür nedeniyle doğrudan metalurjik işlemlere uygun olmamakla birlikte, uygun kimyasal çözücülerle gerçekleştirilen hidrometalurjik işlemler sayesinde etkin biçimde bakır geri kazanımı sağlanabilmektedir. Bu yöntem, yüksek sıcaklık gerektiren pirometalurjik yöntemlere kıyasla daha düşük enerji tüketimi ve çevresel etkiler sunarak sürdürülebilir üretim açısından avantaj sağlamaktadır. Ayrıca düşük tenörlü cevherlerin değerlendirilmesine olanak tanıması ve proses kontrolünün yüksek hassasiyetle yürütülebilmesi, hidrometalurjiyi kalkopiritin işlenmesinde stratejik bir alternatif haline getirmektedir. Kalkopiritin hidrometalurjik yöntemlerle değerlendirilmesi hem ekonomik kaynakların verimli kullanımı hemde çevre dostu üretim süreçlerinin geliştirilmesi açısından kritik bir rol üstlenmektedir. Şekil hafızalı alaşımlar gibi ileri fonksiyonel malzemelerin üretiminde sürdürülebilir kaynaklara yönelmek, bu yaklaşımın önemini artırmaktadır. ŞHA'lar belirli bir şekli hatırlayarak dış etkiler karşı tepki verebilme yetenekleri sayesinde akıllı malzeme akıllı malzeme sınıfına girmektedir. Yüksek sıcaklık dayanımı ve dönüşüm kabiliyeti, bu alaşımların mühendislik alanında stratejik bir öneme sahip olduğunu göstermektedir. Bu tez çalışması iki aşamadan oluşmaktadır. İlk aşamada kalkopirit (CuFeS2) kullanılarak metalik bakır üretimi ve bu üretilen bakırdan yüksek sıcaklık şekil hafızalı alaşım (YSŞHA) üretmek amaçlanmıştır. Hidrometalurjik olarak üretilecek kalkopirit konsantresine ilk olarak ileri öğütme işlemleri uygulanmış ve XRD analizleri sonucunda XRD pik şiddetinin öğütme süresi ile azaldığı, ancak kuvars piklerinde değişim olmadığı belirlenmiştir. Öğütme işlemi ile taneciklerin yüzey alanı artmış, reaksiyon sıcaklıkları düşmüş ve aktivasyon enerjisi azalmıştır. Ancak 60 dakika ve üzeri öğütme süresinde topaklanma gözlemlenmiş ve optimum öğütme süresi 30 dakika olarak belirlenmiştir. Sülfürik asit liçi ve elektrolizle bakır alınmış, alınan bakır ile dörtlü CuAlMnMg ark eritme cihazında argon atmosferinde külçe alaşım halinde döküm yapıldı. Elde edilen alaşım 3x4x5 mm ebatlarında kesilip 900 oC'da 1 saat ısıl işleme tabi tutuldu ve hemen suya çekildi. Yapılan analizlerde elde edilen alaşımın her ne kadar XRD ve SEM görüntülerinde ŞHA ların görüntülerine benzer görüntü verse de DSC/DTA eğrilerinde sadece 700 oC'de bir pik vermiş olması, ŞHA olma özelliğini sergileyememiştir. Bunun sebebinin, elektroliz ile alınan bakırın yeterli saflıkta olmamasından kaynaklandığı düşünülmektedir. Tezin ikinci aşamasında ise, CuAlXMg (X= Co, Cr, Mn, V, Ti, Ni, Zn, Fe) alaşım elementleri %99,9 saflıkta ticari olarak temin edilmiştir. Alaşımlar ark eritme cihazında argon atmosferinde külçe alaşım halinde dökümleri yapılarak, elde edilen alaşımlar belirli oranlarda kesilerek 900 oC' de 1 saat ısıl işleme tabi tutulmuş ve sonra suya çekilmiştir. Homojenleştirilen alaşımlar DSC, DTA, SEM-EDX, XRD ve VSM analizleri yapılmıştır. Literatürde 100 oC'nin üzerinde martensitik dönüşüm sıcaklığına sahip alaşımlar yüksek sıcaklık şekil hafızalı alaşımı olarak tanımlanmaktadır ve üretilen bu alaşımlar YSŞHA'dır. CuAlXMg alaşımları, ileri mühendislik uygulamaları ve fonksiyonel malzeme geliştirme çalışmaları için yüksek potansiyele sahiptir. Sonuç olarak tezin ilk aşamasında üretilen alaşım şekil hafıza özelliği sergileyememiştir. İkinci aşamada ise yüksek saflıktaki elementlerinYSŞHA üretimi için kritik öneme sahip olduğu ve bu alaşımların endüstriyel uygulamalar ve ileri araştırmalar için önemli bir potansiyele sahip olduğu değerlendirilmiştir.