Nikel, silisyum ve niobyum katkılı kobalt-demir esaslı iri hacimli metalik camların sentezlenmesi ve karakterizasyonu

Teknolojinin ilerlemesiyle birlikte mevcut geleneksel malzemelerin dayanımlarının iyileştirilmesi ve teknolojik yeni malzemelerin ortaya çıkarılması ihtiyacı doğmuştur. Geçmişi 1960'lara dayanan ve sürekli geliştirilen metalik cam, teknolojiyle birlikte geniş uygulama alanı bulan yeni malzemelerden biridir. Geleneksel metalik cam alaşımlarının düşük camlaşma kabiliyetleri nedeniyle, mühendislik malzemesi olarak kullanılabilirlikleri sınırlı kalmıştır. Bu nedenle metalik malzemelerin camlaşma kabiliyetlerini geliştirmek, cam oluşumu, kristallenme ve termal kararlılıkları üzerindeki çeşitli faktörlerin etki mekanizmalarının anlaşılması üzerindeki uğraşlar devam etmektedir. Bu çalışmalar esnasında şerit şekilli numuneler üreterek, 1mm ve üzerindeki kalınlıklarda elde edilen amorf numunelere ?kalın metalik cam? adını vermişlerdir.Bugüne kadar üretilen alaşımlardan Co43Fe20Ta5,5B31,5 iri hacimli metalik cam alaşımı 5185 MPa kırılma mukavemeti ile en yüksek mukavemete sahip olan alaşım olarak rapor edilmiştir. Bu çalışmada Co43Fe20Ta5,5B31,5 alaşımının camlaşma kalınlığının 2 mm rapor etmesinden dolayı, bu alaşımın camlaşma kabiliyetini ve potansiyel kullanma alanlarının arttırılması çerçevesinde Co43-xNixFe20Ta5,5-zNbzB31,5-ySiy alaşım sistemi Ni, Si ve Nb elementleri ile modifiye edilerek camlaşma kabiliyetlerinin geliştirilmesi amaçlanmıştır.Döküm işlemleri argon atmosferi altında indüksiyon ve vakum ark döküm yöntemleri ile gerçekleştirilmiştir. İndüksiyon fırınında üretilen numuneler kama şeklinde hazırlanmış ve numunelerin camlaşma kabiliyetleri optik mikroskop, SEM, XRD ve DSC yöntemleri ile belirlenmiştir. Camlaşma kabiliyetinde artış olan kompozisyonlar daha sonra vakum ark ergitmede 2-4 mm' lik silindirik kalıplara döküm işlemi gerçekleştirilmiştir. Bütün kompozisyonların kritik döküm kalınlıkları belirlenmiştir.Üretilen alaşım kompozisyonlarının Vickers mikro sertlikleri 2,94 N'luk yük altında ölçülmüştür. Co43Fe20Ta5,5B31,5 alaşımının mikro sertlik değeri literatürde 1455 HV olarak rapor edilmesine rağmen bu çalışmada en yüksek camlaşma kabiliyeti gösteren komposizyonların mikro sertlik değerleri 1200 HV' den daha düşüktür.