PROF. DR. MAHMUT VEDAT AKDENİZ

Synthesis and characterization of copper based bulk amorphous alloys Bakır esaslı iri ve hacimli camsı alaşımların üretimi ve karakterizasyonu

Bakır bazlı iri ve hacimli metalik camlar; kendilerine özgü mekanik özellikleri, yüksek cam oluşturma kabiliyetleri ve düşük maliyetleri nedeniyle gelecek vaadeden gelişmiş malzemelerden biridir. Bu tezde amaç, Cu-Hf bazlı iri ve hacimli metalik camları sentezlemek ve bu alaşımların kristallenme davranışını araştırmaktır. Ayrıca; aktivasyon enerjileri, kritik soğutma hızı, nanokristallenme ve Avrami üslerinin incelenmesi vasıtasıyla kristallenme kinetiği çalışılmıştır. Cu70Hf30 ve Cu50Hf50 ikili alaşımları emme döküm ünitesi olan ark eritme sistemiyle üretilmiştir. Buna rağmen, amorf yapı elde edilememiştir. Bunun nedeni; yüksek entropiden dolayı oluşan düşük serbest enerji gerekliliğidir. Bu yüzden dolayı, eriyiği stabilize edip cam oluşturma kabiliyetini arttırmak amacıyla Cu-Hf sistemine Aluminyum eklenmiştir. Böylece, amorf numuneler üretilebilmiştir. Bu numuneler üzerine yapılan termal analiz çalışmaları, Trg ve ?Tx gibi cam oluşturma kabiliyeti parametrelerinin literatürde bildirilen sonuçlarla iyi bir uyum içerisinde olduğunu göstermiştir. Cu49Hf42Al9 üçlü alaşımının, dengeye yakın soğutma koşulları altında 910 °C de ötektik katılaştığı gözlemlenmiştir. Bununla birlikte denge dışı soğutma koşulları altında bu ötektik reaksiyonun bastırılmasının amorf bir faz oluşumuna yol açtığı gösterilmiştir. Ötektik reaksiyon bastırılması için gerekli olan kritik soğutma hızı eş zaman kristallenme kinetiği ile 1.25 K/s olarak belirlenmiştir. Amorf numunelerin kristallenme sıcaklığı etrafındaki sıcaklıklarda tavlanmaları, ortalama 20 nm boyutunda tek aşamada kristallenen CuHf2 fazının oluşmasını sağlamıştır. Ortalama Avrami üs değeri 2,3 olan bu kristallenme prosesi, çekirdeklenme hızı azalan difüzyon kontröllü üç boyutlu büyüme ile gerçekleşmiştir