Yüksek entropili alaşımların yapısal ve manyetik özelliklerinin yeralan atomlarının eklentisi ile değişiminin incelenmesi

Bu çalışma yüksek entropili alaşımların valans elektron konsantrasyonunun bir fonksiyonu olarak yapısal ve manyetik özelliklerin nasıl değiştiği üzerinedir. Deneysel aşamalarda ark fırınında eritme yöntemi ile hazırlanan Cr20+xMn20Fe20Co20Ni20-x (x = -2, 0, 2, 5, 10, 15, 20) alaşımlarının yapısal değişimleri x-ışınları difraktometresi, manyetik özellikleri ise süperiletken kuantum girişim cihazı ile ölçülmüştür. Manyetik özellikler 10 K ve 380 K aralığında sıfır alan soğutma, alan soğutma ve alan ısıtma yöntemi kullanılarak yapılmıştır. Bu yöntem ile belirtilen sıcaklık aralığındaki manyetik ve yapısal faz geçiş durumları incelenmiştir. Alaşımların içsel manyetik davranışını anlamak için 5 mT, sıcaklığa bağımlı doyum manyetizasyon özelliklerini belirlemek için de 1 T harici manyetik alan kullanılmıştır. Buna ek olarak, 5 T harici manyetik alan etkisi altında histerezis döngüleri elde edilmiştir. Yapılan ölçümler ve incelemeler sonucunda krom miktarının artması ile yüzey merkezli kübik yapıdan sigma fazına geçiş gözlemlenmiştir. Valans elektron konsantrasyonu 7.73 değerine ulaştığında sigma fazı gözlenmiştir. 7.73 ve 8.01 valans elektron konsantrasyonları aralığında yüzey merkezli kübik ve sigma fazının bir arada bulunduğu ortaya çıkarılmıştır. Son olarak 7.12 valans elektron konsantrasyonuna ulaşıldığında sigma fazının yapıda tek faz olarak bulunduğu kaydedilmiştir. Sigma fazının yapıdaki miktarının krom miktarı ile doğru orantılı olarak artışı, sertlik ölçümleri ile desteklenmiştir. Manyetik özellikler tüm alaşımlarda benzer davranış göstermiştir. 5 mT manyetik alan altında yapılan ölçümler doğrultusunda, 10 K ve 380 K sıcaklık aralığında yapısal bir geçiş gözlemlenmemiştir. Ayrıca, 5 mT harici manyetik alan altında ferromanyetik va antiferromanyetik fazların bir arada bulunmasından kaynaklanan karışık etkileşimler kaydedilmiştir. 42 ve 44 Kelvin aralığında Curie sıcaklığına sahip olan alaşımlar, bu sıcaklığın altında yumuşak manyetik malzeme özelliği taşımaktadır.