LEE- Üretim Metalurjisi ve Teknolojileri Mühendisliği-Yüksek Lisans
Bu koleksiyon için kalıcı URI
Gözat
Son Başvurular
1 - 5 / 5
-
ÖgeCo ilavesinin A356 alüminyum alaşımı üzerindeki etkileri(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-12-22)Artan enerji maliyetleri ve karbon salınımının azaltılması amacıyla pek çok çalışma yapılmaktadır. Havacılık, uzay, uçak, otomotiv ve inşaat gibi birçok sektörde yapılan çalışmalar incelendiğinde; Türkiye'de ve dünyada üretim ve tüketimin en yüksek olduğu demir çelik ürünlerinin yerine alüminyum kullanımının denendiği görülmektedir. Bu çalışmalarda, demir çelik ürünleri yerine benzer özellikleri veya alüminyumun karakteristik özelliklerinden dolayı daha yüksek performanslı sonuçlar gösteren çalışmalar olduğu görülmektedir. Al-Si alaşımları; döküm sektöründe dökülebilirlik, beslenebilirlik, mukavemet alabilirlik gibi özelliklerinden dolayı en sık kullanılan alaşım grubudur. Alaşımın silisyum içeriğinin miktarı ve morfolojisi nihai ürünün özellikleri ile doğru orantılıdır. Silisyum modifikasyonu ve alaşım özelliklerinin iyileştirilmesi amacıyla, alaşım elementi ilavesi ve ısıl işlem gibi uygulamalar yapılabilmektedir. Alüminyum döküm sektöründe nihai ürünün kalitesini sadece kullanılan ana alaşım belirlemez. Ayrıca; yapılan alaşım elementi ilaveleri, ısıl işlem parametreleri, döküm parametreleri, sıvı metal kalitesi yani bifilm oluşumunun da nihai ürünün kalitesi üzerinde etkisi bulunmaktadır. Çalışmada A356 alüminyum alaşımına ağırlıkça farklı miktarlarda (%0,05 – %0,12 – %0,76 ve %1,36) Co ilavesinin etkileri incelenmiştir. Ağırlıkça artan oranlarda Co ilavesinin, A356 alaşımına etkilerinin incelenmesi amacıyla kumdan hazırlanan çekme, basamak ve beslenebilirlik kalıplarına açık atmosferde döküm işlemleri yapılmıştır. Dökümleri yapılan numunelere; çekme testi, sertlik testi, beslenebilirlik ölçümü, mikroyapı incelemeleri, XRD ile faz analizleri ve SEM incelemeleri yapılmıştır. Yapılan incelemeler sonucunda, Co ilavesinin artmasıyla beraber yapı içerisinde bulunan iğnesel formdaki β-Al₅FeSi intermetaliğinin çin yazısı, kısa çubuk veya iskelet şekline sahip α-Al(FeCo)Si intermetaliğine dönüştüğü ve alaşım içerisinde hacimsel intermetalik miktarının arttığı görülmüştür.
-
ÖgeA356 alaşımına molibden ilavesinin etkileri(Graduate School, 2023-01-17)Asit yağmurları, sera etkisi vb. ekolojik problemler insanoğlunda ekolojik kaygılar oluşturmaktadır. Bu kaygılar sebebiyle, üretim sektörü yeni üretim metotları arayışına girmiştir. Üretim için harcanan enerji, otomotiv sektöründeki yakıt tüketimi ve üretim sektöründeki işçiliğin azaltılmasında; geri dönüştürülebilme, hafiflik, yüksek dayanım, kolay işlenebilirlik vb. özellikleri sebebi ile alüminyum ve alaşımları ön plana çıkmaktadır. Alüminyumun çevreci yönü sebebiyle bu çalışmada alüminyum alaşımlarından A356 alaşımıyla çalışılmıştır. Döküm endüstrisinde dökülebilirlik ve beslenebilirlik özelliklerini etkilediği için, akışkanlık özelliği oldukça önemlidir. Al-Si alaşımları, dökülebilirlik ve beslenebilirlik özellikleri açısından alüminyum döküm sektöründe yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Döküm prosesi sonucunda elde edilen nihai ürünün mekanik özelliklerini etkileyen birçok parametre mevcuttur. Nihai ürün kalitesi için en önemli parametre kesinlikle kaliteli sıvı metal elde etmektir. Sıvı metal kalitesini etkileyen en önemli etken ise hammaddedir. Bu parametre dışında nihai ürüne giden yolda; ilave alaşım elementleri, ısıl işlem uygulamaları, sıvı metal temizliği ve döküm işlemi esnasında oluşacak türbülans nihai ürün kalitesini etkilemektedir. Bu çalışma kapsamında A356 alaşımına farklı oranlarda (ağırlıkça 0,5% ve %1) molibden ilaveleri sonucu elde edilen alaşımların mekanik özellikleri incelenmiştir. Farklı mekanik özelliklerin tayini için; çekme çubuğu, basamak ve beslenebilirlik kalıpları kum ile hazırlanmıştır. Çekme çubuğu, basamak ve beslenebilirlik numuneleri ile çekme testi, sertlik testi, mikroyapı analizleri, SEM incelemeleri ve XRD analizleri gerçekleştirilmiştir. Çalışma sonucu olarak, molibden ilavesi ile Al-Si-Mo (star-like) ve Al-Fe-Si-Mo (block-like) intermetaliklerinin oluştuğu görülmüştür. Çalışmada uygulanan T6 ısıl işlemi ile Al-Si alaşımındaki Si fazlarının iğnesel morfolojiden küresel morfolojiye dönüştüğü ve bu sayede dayanımı artırdığı görülmüştür.
-
ÖgeCu ve CuNi nanopartiküllerinin çözelti yanma senteziyle üretimi ve karakterizasyonu(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-03-08)Nanomalzemelerden bazıları doğal olarak oluşurlar, ancak mühendislik ürünü olan nanomalzemeler de vardır. Mühendislik ürünü nanomalzemeler, nano boyutlu olmayan malzemelere kıyasla farklı özellikler göstermektedir. Nano ölçekteki malzemelerin farklı özelliklere sahip olmasının iki ana nedeni vardır. Bunlar; artan yüzey alanı ve yeni kuantum etkileridir. Nanomalzemeler, geleneksel formlarından çok daha büyük bir yüzey-alan-hacim oranına sahiptir, bu da daha fazla kimyasal reaktiviteye yol açabilir ve mukavemetlerini etkileyebilir. Ayrıca nano ölçekte, kuantum etkileri, malzemenin özelliklerini belirlemede çok daha önemli hale gelebilir ve yeni optik, elektriksel ve manyetik davranışlara yol açabilir. Mühendislik ürünü nanomalzemeler birçok ticari ürün ve işlem için kullanılmaktadırlar. Güneş kremleri, kozmetikler, spor malzemeleri, leke tutmaz giysiler, lastikler, elektronik ürünler ve diğer birçok günlük üründe bulunabilirler ve tıpta teşhis, görüntüleme ve ilaç dağıtımı için kullanılırlar. Nanomalzeme üretim yöntemleri genel olarak iki yaklaşıma ayrılabilir. Bunlardan ilki yukarıdan aşağıya yöntemlerle üretilen nanomalzemelerdir. Diğer yaklaşım ise aşağıdan yukarıya yaklaşım olarak adlandırılmaktadır. Yukarıdan aşağıya yöntemlerde, nanomalzemeler göreceli olarak büyük boyutlu bir substrattan istenen nano boyut elde edilene kadar malzemeyi aşındırma yoluyla küçülterek elde edilmektedir. Aşağıdan yukarıya yöntemler ise tam tersidir, nanomalzeme atomik veya moleküler seviyeden başlayıp, istenilen yapı oluşana kadar kademeli olarak bir araya getirilerek elde edilmektedir. Bu yaklaşım kendi içinde birçok üretim yöntemini barındırmaktadır. Aşağıdan-yukarıya yaklaşımına bir örnek çözelti yanma sentezi ile nano toz elde etme yöntemidir. Bu çalışmada da çözelti yanma sentezi yöntemi uygulanmıştır. Çözelti yanma sentezi; katalizörler, katı yakıt hücreleri ve elektronik gibi çok sayıda uygulama için kontrollü özelliklere sahip oksit malzemelerin hazırlanmasında dünya çapında çok popüler hale gelen hızlı, basit, verimli ve çok yönlü bir yöntemdir. Çoğu ikili, üçlü ve hatta daha karmaşık oksitler çözelti yanma sentezi ile elde edilmiştir. Bununla birlikte, oksitler dışındaki nanomalzemelerin sentezlenmesiyle ilgili çalışmalar nispeten azdır. Çözelti yanma sentezindeki yakıtlar indirgeyici ajanlar olarak hareket etmektedir. Bu nedenle, çözelti yanma sentezinde artık yakıtın üretilen metal oksitleri indirgeyerek metali ortaya çıkarması mümkün görünmektedir. Bu çalışmada bakır ve bakır-nikel nano tozlarının çözelti yanma sentezi yöntemi ile üretimlerinin araştırılması ve basit, hızlı ve efektif bir proses önerisi sunulması amaçlanmaktadır. Bunun için Cu(NO3)2.3H2O ve Ni(NO3)2.6H2O başlangıç malzemeleri olarak seçilmiştir. Bakır üretim süreci için yakıt olarak maleik asit, oksalik asit ve üre seçilmiştir. Bakır üretim prosesi için yakıt/oksitleyici oranı 2 olarak seçilmiş ve farklı yakıtlar kullanılarak yakıt etkisinin araştırılması amaçlanmıştır. Bakır üretim prosesinde, ilk denemeden sonra üre yakıt olarak seçilmiş ve daha iyi bir yanma süreci için yakıt/oksitleyici oranı 2,5 olarak ayarlanmıştır. Bakır-nikel üretim prosesi için yakıt olarak üre kullanılmış ve reaksiyon için yakıt/oksitleyici oranı 2 olarak seçilmiştir. Bimetalik nanopartikül üretimi amacıyla, farklı mol oranları uygulanmış ve mol oranlarının çözelti yanma sentezi üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Hem bakır hem de bakır-nikel nanotoz üretimi için fırında toplam işlem süresi her biri için 50 dakika olumuştur. Fırın sıcaklığı önceden 350 ⁰C'ye ısıtılmış ve reaksiyonların başlangıcına kadar bu değerde tutulmuştur. Reaksiyonlar başladığında, yanma reaksiyonlarının doğası gereği hem bakır hem de bakır-nikel sentezinde, ani bir gaz çıkışı meydana gelmektedir. Çözeltiler, yakıtlarla karıştırılıp, 250 ml'lik beher ocağa konulmadan önce 30 dakika manyetik karıştırıcı ile karıştırılmıştır. Bu karıştırma adımı, her iki işlem için homojen karışımlar elde etmek için hem bakır tozu üretimi hem de bakır-nikel bimetalik toz üretimi için uygulanmıştır. Yanma reaksiyonundan elde edilen tozlar, hem bakır hem de bakır-nikel üretim yolu için öğütme işlemine tabi tutulmuştur. Çözelti yanma sentezi sonucu elde edilen tozlar, yanma reaksiyonu sırasında ve sonrasında hangi fazların oluştuğunu görmek için X-ışını difraksiyonu (XRD) analizine tabi tutulmuştur. XRD sonuçları incelendikten sonra tozlardan bazıları seçilmiş ve bu tozlara SEM ve BET analizleri uygulanmıştır. Sonuçlar, hem bakır tozu üretimi hem de bakır-nikel bimetalik toz üretimi için nanotozların elde edildiğini göstermektedir. Çalışma sonucunda bakır nanotozu saf halde elde edilememiş olup, bunun yerine nanotozda Cu/Cu₂O fazları bir arada görülmüştür. Bakır-nikel nanotoz üretimi durumunda, ana faz olarak CuNi fazı elde edilmiştir. SEM analizleri sonucunda Cu/Cu₂O sentezi sonucu 147,3 nm ve 62,52 nm boyutlarında taneler görülmüştür. CuNi sentezi sonucu ise 105 nm ve 38,22 nm boyutlarında taneler görülmüştür. BET analizi sonuçları Cu/Cu₂O sentezi sonucunda 2,7702 m2/g ve CuNi sentezi sonucunda 1,3643 m2/g olarak ölçülmüştür. Tozların nispeten düşük BET değeri, yüksek sıcaklıkta yanma işlemlerinin sinterleme etkisinden kaynaklanmaktadır.
-
ÖgeÇözelti yanma sentezinde farklı yakıtlar kullanılarak hidroksiapatit üretimi(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-03-08)Biyomalzemeler, hastalıklı, hasarlı veya arızalı doku ve organların işlevlerini kısmen veya tamamen yerine getirmek maksadıyla tasarlanan, kullanımı antik dönemlere kadar uzanan malzemelerdir. Önemi ve kullanım alanı her geçen yıl artış gösteren biyomalzemeler, biyolojik sisteminkine çok benzeyen özelliklere sahip olan, yeterince kararlı, uygun biyoaktiviteye sahip maddelerdir. Günümüzde seramik, metalik, polimerik ve kompozit alt başlıkları altında incelenen biyomalzemeler, tıpta yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Belirtilen 4 başlıktan seramik biyomalzemeler: biyoinert, biyoaktif ve biyoemilebilir olmak üzere 3'e ayrılmaktadır. Biyoaktif seramik başlığında incelenen hidroksiapatit, apatitin üyelerinden biridir ve kimyasal formülü Ca10(PO4)6(OH)2'dir. Kimyasal olarak kemik mineraline benzediği için dikkat çekici bir kemik onarım malzemesidir. Hidroksiapatitler üstün biyoaktivite, mükemmel biyouyumluluk ve yüksek oranda kemik oluşturma potansiyelin ile dikkat çekicidir. Bu nedenle hidroksiapatitin metalik kemik implantları üzerine biyoaktif kaplama, kemik kusurlarının onarımı, orta kulak implantı, diş malzemeleri ve doku mühendisliği sistemleri gibi çeşitli biyomedikal uygulamalar için yaygın olarak kullanılır. Hidroksiapatit üretimi için çeşitli yöntemler kullanılmaktadır. Yaygın olarak kullanılan yöntemler: çöktürme, hidroliz, emülsiyon, hidrotermal yöntem, sol-jel yöntemi, mekanokimyasal yöntem ve katı hal sentezidir. Bu yöntemlere alternatif olarak son yıllarda çözelti yanma sentezi ile üretim dikkat çekmektedir. Çözelti yanma sentezi, yakıt-oksitleyici-sıcaklık üçgeninden hareketle düşük alev sıcaklığının sağladığı tutuşma ile başta oksitliler olmak üzere çeşitli karmaşık yapıda bileşiklerin üretilebileceği yüksek sıcaklığa ekzotermik reaksiyonlar sayesinde ulaşma ilkesi ile dikkat çeken, hızlı ve basit bir yöntemdir. Bu çalışmada, 4 farklı yakıt kullanılarak çözelti yanma sentezi yoluyla hidroksiapatit üretimi amaçlanmıştır ve bu yakıtların hidroksiapatit üretim verimleri incelenmiştir. Yakıt olarak; üre, glisin, maleik asit ve etilen glikol yakıt/oksitleyici oranı (φ)=1 olacak şekilde kullanılmıştır. Fırın sıcaklığı= 500 oC, karıştırma hızı= 500 devir/dakika, karıştırma sıcaklığı= 25 oC, karıştırma süresi= 30 dakika, Ca/P oranı= 1.67 olacak şekilde 4 farklı yakıt ile deneysel çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Sentez reaksiyonları sonucunda elde edilen ürünler X-ışını difraksiyon analizleri sonuçlarına göre saf HA değil, çoğunluğu HA/ β-TCP'den oluştuğu için bu tozlar 600 oC, 900 oC ve 1100 oC sıcaklıklarda 2 saat kalsine edilerek kalsinasyon sıcaklığının daha saf hidroksiapatit elde edilmesine olan etkisinin gözlemlenmesi amaçlanmıştır. X-ışını kırınım analizi sonuçlarına göre, 600 oC'de gerçekleştirilen kalsinasyondan sonra saf hidroksiapatit elde edilmiştir. 900 oC ve 1100 oC'de gerçekleştirilen kalsinasyonlardan sonra yapılarda β-TCP fazı bulunmuştur. Maleik asit ve etilen glikol kullanılarak φ =1 oranında üretilen çözelti yanma sentez ürünlerine SEM ve BET analizleri uygulanmıştır. Etilen glikol kullanılarak üretilen numunelerde küresel morfolojiye ek olarak uzun-ince kristal morfolojisi gözlemlenmiştir. Elde edilen nihai ürünler nano boyutlarda (52.89 nm ve 171.2 nm) olup, BET yüzey alanı 5.3560 m²/g olarak hesaplanmıştır. Maleik asit kullanılarak üretilen numunelerde SEM analiz sonuçlarına göre nano yapı (226.1 nm, 442.2 nm ve 305.9 nm) elde edilmiş ve yüksek porozite varlığı tespit edilmiştir. BET yüzey alanı 5,3666 m²/g olarak hesaplanmıştır. Çalışmada, değişen yakıt/ oksitleyici oranının hidroksiapatit üretim verimine etkisini gözlemlemek amacıyla yakıt olarak maleik asit kullanılarak φ=1.5, 2, 2.5 ve 3 oranlarında deneyler gerçekleştirilmiştir. Gerçekleştirilen deneysel çalışmalardaki diğer parametreler (fırın sıcaklığı, karıştırma hızı, karıştırma sıcaklığı, karıştırma süresi, Ca/P oranı) sabit tutulmuştur. X-ışını kırınım analizi sonuçlarına göre, artan yakıt/oksitleyici oranı ile yapıdaki HA fazının saflığının arttığı gözlemlenmiştir. Ancak farklı φ oranı deneylerinden elde edilen tüm numunelerde hidroksiapatite ek olarak yapıda β-TCP fazı bulunmuştur. Son ürünlerin morfolojisinin, karıştırma süresi ve sıcaklığa bağlı olarak değişimini gözlemlemek için karıştırma sıcaklığı 80 oC, karıştırma süresi 10 saat olacak şekilde yakıt olarak maleik asit kullanılarak sol-jel yanma sentezi deneyleri gerçekleştirilmiştir. SEM analizi sonuçlarına göre sol-jel yanma sentezi deneylerinde elde edilen partiküllerde yüksek gözeneklilik gözlenmiş ve nano boyutlu (175.8 nm ve 288.8 nm) ürünlerin elde edildiği belirlenmiştir. Ayrıca elde edilen tozların BET yüzey alanı 2.6306 m²/g olarak ölçülmüştür. Ekzotermik reaksiyonlar sonucunda elde edilen maksimum alev sıcaklıklarının hesaplanması için çeşitli çalışmalar bulunmaktadır, ancak bu çalışmalarda kullanılan termodinamiksel yaklaşımlar genellikle adyabatik koşulları gözeterek hesaplama yapmaktadır. Adyabatik koşullara göre yapılan maksimum alev sıcaklığı hesaplamaları, artan yakıt miktarı ile sürekli artan alev sıcaklığı sonuçları vermektedir, fakat bu durumun deneysel çalışmalarla karşılaştırıldığında gerçekçi olmadığı görülmüştür. Bu noktada, çözelti yanma sentezi reaksiyonları sonucunda oluşan maksimum alev sıcaklığını etkileyen su, yanma süresi ve ışıma yoluyla sıcaklık kaybı gibi parametreleri de dahil ederek hesaplama yapan, bu şekilde daha gerçekçi sıcaklık sonuçları verdiği düşünülen SCSTempCal adlı program kullanılmıştır. Programa üre, glisin, etilen glikol ve maleik asitin termodinamiksel verileri eklenerek hesaplamalar yapılmıştır.
-
ÖgeHidrojen redüksiyon yöntemi ile LaFeSi temelli manyetokalorik malzeme üretimi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2020)Yaşamın sürdürülebilir olması insanın temel ihtiyaçlarını sağlayabilmesi ile sağlanmaktadır. Temel ihtiyaçlar içerisindeki beslenme ihtiyacı ise üretim – tüketim zincirini oluşturmaktadır. Üretim ve tüketim ikilisi her zaman bir birini anlık takip eden olgular değildir. Dolayısıyla üretilen gıda ürünlerinin tüketilmeden önce muhafaza edilmesine ihtiyaç duyulmaktadır. Gıdanın depolanabilirliğinin araştırılması insanoğlunun varoluşundan başlayan bir süreci takip etmiştir. Modern toplumlar da ise üretici – tüketici arasındaki bağ lojistik kanalları ile kıtalar arası mesafeler kat edebilmektedir. Bu bağlamda gıdanın gerek bireysel ve anlık, gerekse kitlesel ve uzun süreli muhafaza edilebilmesi ihtiyacı doğmuştur. Ayrıca yaşam verimliliğinin arttırılması adına insanların konfor alanlarını sağlaması gerekmektedir. Canlılığın devamı noktasında sıcaklık kritik bir rol oynamaktadır. Optimum koşulların canlılığın olduğu her noktada sağlanması büyük önem arz etmektedir. Soğutma teknolojileri üretici – tüketici arasındaki bağlantıda gıda ürünlerinin bozulmaması, tüketici – tüketici arasındaki bağlantıda ihtiyaç fazlası ürünlere depolama imkânı sağlaması, kullanıcı – ortam arasındaki bağlantıda konforun ve verimliliğin arttırılması gibi hayatın önemli noktalarında bulunmaktadır. Ateşte pişirme tekniği ile başlayan gıda muhafaza teknikleri günümüzde her evin vazgeçilmezi olan buzdolapları noktasına gelmiş ve geliştirilmeye devam edilmektedir. Tüketimin devamlılığının sağlanmasına karşılık dünya üzerinde tüketim yükünün oluşturmuş olduğu kötü etkilerle her gün başa çıkmak zorunda kalmaktayız. Soğutma sistemleri ile kendi devamlılığımızı ve konfor şartlarımızı oluştururken, bir yandan da bunları sağlamak için sarf ettiğimiz kaynaklar ile elimizdekileri durmaksızın tüketmekteyiz. Son zamanlarda fark edilen bu durum mühendislik çalışmalarını nihai sonuçlar, problemlerin çözülmesi ve yeşil – mühendislik felsefesi yaklaşımlarının temellerine dayanmasını gerektirmektedir. Soğutma ve iklimlendirme sistemleri kullandıkları soğutucu gazlar, enerji verimliliği düşük ve geliştirilmeye muhtaç olan sistemleri ve yaygınlığı açılarından günümüz gelinen teknolojik seviyelerin çok altında kalmaktadır. Soğutucu olarak kullandığı hidro – floro karbon, hidro – kloro – floro karbon gazları gibi doğa düşmanı; ısı pompaları gibi enerji düşmanı sistemlerin minimizasyon çalışmaları buzdolabı ve klima sektöründe önemli bir ar–ge alanını kaplamaktadır. Gaz sıkıştırma/genleştirme sisteminin ısı çekme/verme teorisi ile ilişkilendirilmesinden sonra her yaşam alanının demir başı olmayı başarmış olan soğutma sistemleri; termodinamik temellerin diğer fiziksel kuramlarla ilişkilendirilmesinden sonra çeşitli soğutma çevrimleri oluşturulmuştur. Bu soğutma çevrimleri çerçevesinde ise mekano – termal, opto – termal, manyeto – termal ve elektro – termal soğutma sistemleri oluşturulmuştur. Artan küresel ısınma ve beraberindeki problemler neticesinde son yıllarda alternatif soğutma sistemleri ile ilgili çalışmalar hız kazanmıştır. Bu bağlamda, soğutucu sıvı olarak ozon – doğa düşmanı akışkanlara ihtiyaç duymayan, soğutma etkisini temelindeki katı malzemeden alan manyeto – termal soğutma sistemleri bilim insanlarının odak noktasında bulunmaktadır. Manyetokalorik soğutma sistemleri olarak adlandırılan yenilikçi soğutma sistemi temelinde, adını soğutma çevrimi ve sisteme de veren manyetokalorik etki bulunmaktadır. Bu etki en genel tanımıyla manyetik alan altında malzemenin entropisinde oluşan değişim etkisine karşılık malzemenin düzensizliğini doğal formuna getirmek için oluşturduğu tepki olarak tanımlanmaktadır. Her malzemenin sahip olduğu toplam entropisinin içerisinde latis, elektronik ve elektron manyetik momentlerinden kaynaklanan manyetik entropi bulunmaktadır. Bu doğrultuda, her malzemenin belirli bir manyetik altında manyetokalorik etkiye sahip olduğu görülmektedir. Ancak, alternatif teknolojinin oluşturulması için bu malzemeler ve malzemelerle oluşturulan sistemlerden elde edilecek verimin günümüz yaygın teknolojileri ile yarışır seviyede olması beklenmektedir. Manyetizma ve termal etki arasındaki ilişkinin termodinamiksel olarak açıklanmasından sonra başlayan manyetokalorik çalışmalar nadir toprak metallerinin ve alaşımlarının üretilmesi, sahip oldukları özelliklerinin keşfedilmesi ile birlikte ivme kazanmıştır. Özellikle Gadolinyum metali ve alaşımları üzerine yapılan manyeto – termal etki araştırmaları ile manyetokalorik soğutma sistemlerini günlük kullanımlara uygun kılmıştır. Ancak Gadolinyum metali; çoğu nadir toprak metali elementine atfedildiği gibi üretim maliyeti, az bulunurluğu ve tüketim alanlarının yaygın olması sebebiyle kritik metaller içerisinde yer almaktadır. Dolayısıyla, nadir toprak metallerine olan talebi azaltmak ve arz/talep dengesinin devamlılığını sağlayabilmek adına yeni nesil malzemelerin araştırılması gerekmektedir. Oda sıcaklığına soğutmalar için uygun olan malzemeler manyetokalorik malzemeler olarak nitelendirilmektedir. Malzemelerin sahip olduğu manyetokalorik etki manyetik özellikler (doyum manyetizması, koersivite, manyetik entropi değişimi, adyabatik sıcaklık değişimi) ile karakterize edilmektedir. Gd içeren manyetokalorik malzemeler literatürde en sık araştırılması yapılmış ve diğer çalışmalar için referans özellikler olarak kullanılmıştır. Geliştirilmiş olunan manyetokalorik malzemeler temelinde bulunan bileşenlerinin oluşturdukları aileler şeklinde nitelendirilmektedir. Bu aileler içerisinde bileşenlerinin bulunurluğu, düşük yatırım maliyetleri, kontrol edilebilir nihai özellikleri açısından LaFeSi temelli alaşımlar araştırma konularının odaklandığı tekno – ekonomik malzeme grubu olarak değerlendirilmektedir. Manyetik faz dönüşümünün görüldüğü kritik sıcaklıklarda (Curie Sıcaklığı) manyetokalorik etkinin en yüksek seviyeye ulaştığı yapılan çalışmalar ile tespit edilmiştir. Kritik sıcaklıkta gözlemlenen manyeto – termal ilişki Maxwell Eşitlikleri ile analiz edilmektedir. Bu bağlamda Maxwell Eşitlikleri ile manyetik entropi değişimi, adyabatik sıcaklık ve soğutma kapasitesi özellikleri sıcaklık ve manyetik etki parametreleri ile elde edilmektedir. LaFeSi temelli alaşımların göstermiş olduğu manyetokalorik etki üretim yöntemi, bileşenler, kompozisyon, ısıl işlemler gibi metalurjik teknikler ile kontrol edilebilmektedir. Bu durum Metalurji ve Malzeme Mühendisliğinin ilişkisini tanımlamış olduğu üretim yöntemi – yapı – özellik – performans bağıntısını en güçlü şekilde yansıtmaktadır. Çoğu manyetokalorik malzeme araştırmalarında olduğu gibi LaFeSi temelli manyetokalorik malzemelerin de sonuç özellikleri, araştırmaların odak noktasında bulunmaktadır. Kompozisyon, dop elementleri ve kristal yapısı bakımından LaFeSi temelli malzemelerin NaZn13 tip kristal yapıya sahip olduğu koşullarda en yüksek manyetokalorik etkiye sahip olduğu yapılan çalışmalarda ortaya konmuştur. Nadir toprak metallerinin yapıdaki etkinlikleri amacıyla La – Fe – Si ailesinin bir alt grubu olan LaRFeSi (R = nadir toprak metali) içerisinde Ce doplu LaFeSi NaZn13 temelli malzemeler ise LaFeSi alaşımlarının Curie Sıcaklığını oda sıcaklıklarına yakın seviyeleri yükselttiği tespit edilmiştir. Ayrıca, manyetik özelliklerinin odak noktasında olması sebebiyle bu malzemeler için genel olarak saf metal tozlarından hareketle ark/indüksiyon ergitme tekniği ve takibinde yapılan tavlama ( 3 – 30 gün arası) işlemi konvansiyonel üretim yöntemi olarak kullanılmaktadır. Tamamlanan tez çalışması kapsamında La1-xCexFe11,8Si1,2 nominal hedef kompozisyonunda oksalatlı ham maddelerden hareketle tek adımda Hidrojen Redüksiyon tekniğini kullanarak, konvansiyonel üretim sürecinin oluşturduğu ham madde yükü ve enerji sarfiyatının önüne geçmek amacıyla yenilikçi ve temiz üretim yöntemi geliştirilmesi ve optimizasyonu amaçlanmıştır. LaFeSi temelli manyetokalorik malzemeler için geliştirilmesi hedeflenmiş Hidrojen Redüksiyonu tekniğinin optimizasyonu ve redüksiyon parametrelerinin nihai yapıdaki özelliklerin incelenmesi için redüksiyon süresi olarak 1,2 ve 3 saat; redüksiyon sıcaklığı olarak 700oC, 800oC, 900oC ve 1000oC belirlenerek üretimler ilgili ön çalışmaların sonuçlarından hareketle (başlangıç malzemesi karışımının termal davranışları, oluşabilecek reaksiyonların termodinamik analizleri) gerçekleştirilmiştir. Kompozisyonun nihai özelliklere etkisi ve üretim yöntemlerinin nominal kompozisyona uygunluğunun sağlanabilmesi için La1-xCexFe11,8Si1,2 hedef bileşimi x = 0,3;0,5;0,7 stokiyometrik parametrelerde belirlenmiş olunan kritik sıcaklıklarda üretim gerçekleştirilmiştir. Elde edilen malzemelerin yapısal karakterizasyonları X – ışınları faz difraktometresi, taramalı elektron mikroskobu, enerji dispersif spektrometresi ile nihai manyetik özellikleri ise titreşimli numune manyetometresi ile analiz edilmiştir. Ayrıca kalıcı mıknatıslanmanın temelinde bulunan Neodimyum metalinin, malzemede oluşan manyetokalorik etkiyi üzerindeki varlığı, üretimi gerçekleştirilen malzemeye Nd katkılandırılması ile araştırılmıştır. Ön çalışmalar ile belirlenmiş parametreler ışığında oksalatlı ham madde karışımından Tek adımda gerçekleştirilen Hidrojen Redüksiyon tekniği sonucunda elde edilen La1-xCexFe11,8Si1,2 malzemesinin 2 saat 900oC kademeli Hidrojen Redüksiyon ile elde edilmesi amaçlanan NaZn13 tip LaFeSi temelli malzeme üretimi sağlanmış olunup, üretilen malzemenin manyetik özelliklerinin Nd eklenmesi ile arttığı tespit edilmiştir. Ayrıca elde edilen manyetik analiz sonuçlarına Maxwell Eşitlikleri uygulanmış ve elde edilen nihai toz malzemelerin manyetokalorik özellikleri incelenmiştir.