Nadir toprak elementi içermeyen yüksek entropili alaşımın manyetik ve manyetokalorik özelliklerinin incelenmesi

Bu çalışmada nadir toprak elementi içermeyen yeni Fe26.7Ni26.7Ga15.6Mn20Si11 yüksek entropi alaşımı araştırılmıştır. Üretilen alaşımların yapısal, manyetik ve manyetokalorik özellikleri değişen tavlama sıcaklığına bağlı olarak incelenmiştir. Yüksek entropili alaşım arkla eritme ve vakumla döküm yöntemiyle üretilmiştir. X-ışını kırınımı verilerinden alaşımın kristal yapıları karakterize edilmiştir. Yüksek entropili alaşımın kristal yapısı cisim merkezli kübik yapı (BCC) ve C15 (Cu2Mg tipi) Laves fazı olarak tespit edilmiştir. Cisim merkezli kübik yapının ve Laves fazının oluşması gözlemlenen manyetik özelliklerle ilişkili olduğu görülmüştür. Tavlama sıcaklığı nedeniyle C15 Laves fazının alaşım içindeki miktarı belirli bir sıcaklıkta minimuma düşmüştür. BCC yapısının alaşım içindeki yoğunluğu da tavlama sıcaklığıyla değişmiştir ve böylece temel yapı (BCC) korunurken ağır örgü bozulmasının etkilendiği yani her bir atom yerini korurken diğer atomlarla olan mesafesinin değiştiği görülmüştür. Gerçekleştirilen yapısal analizle örneklerin hücre hacimleri, örgü sabitleri ve faz kesirleri hesaplanmıştır. Yapılan bu hesaplamalar hücre hacimleri, örgü sabitleri ve faz kesirlerinin değiştiğini göstermiştir. Bu değişimlerin manyetik ve manyetokalorik özelliklerle olan ilişkisi ortaya konulmuştur ve manyetik özelliklerde meydana gelen belirgin farklılıkların üretilen yüksek entropili alaşımın ağır örgü bozulması ile ilişkili olduğu görülmüştür. Manyetik ölçümlerde ferromanyetik fazdan paramanyetik faza geçiş 300-400 K aralığında elde edilmiştir. Vakumla döküm yöntemi ile üretilen Fe26.7Ni26.7Ga15.6Mn20Si11 yüksek entropili alaşımı, tavlama işleminden sonra 0-2 T manyetik alan değişimi altında 1,589 Jkg-1K-1 maksimum manyetik entropi değişimi ve 75,68 Jkg-1 soğutma kapasitesi değerleriyle en iyi manyetokalorik özellikleri göstermiştir.