Metalik cam şeritlerin üretimi ve karakterizasyonu

Abstract

Güç dağıtıcı transformatörlerde çekirdek malzemesi olarak kullanılan konvansiyonel silisli saçların yerini günümüzde çekirdek kayıplarını % 80 azaltan Fe-B-Si bazlı metalik camlar almaya başlamıştır. Metalik camlar manyetik özellikleri dışında yüksek mekanik özelliklere ve uygun alaşımlandırılmaları halinde yüksek korozyon direncine sahiptirler. Bu çalışmada İ.T.Ü. ürünü ferrobor temel hammadde olarak kullanılarak hızlı katılaştırma yöntemiyle farklı alaşım komposizyonlarında metalik cam şeritler üretilmiştir. Üretimde hızlı katılaştırma tekniği olarak non atomizasyon tekniklerinden Melt Spinning tekniği seçilmiş ve bu tekniğe ait planar akış dökümü (PFC) yöntemi uygulanmıştır. Metalik camların Fe80_8.xMnxB13#6Si5ıı6 Cy komposizyonuna göre üretilen iki alaşımi Alaşım l" (x=0.1, y=0.2) ve Alaşım 2(x=0.5, y=2), DSC cihazı ile dinamik ve izotermal tavlamalara tabi tutulmuşlardır. Dinamik tavlamalar sonucu elde edilen değerlerle Kissinger Pik Kaydırma metodu kullanılarak, kristal iz ayonun kinetiği tanımlayan aktivasyon enerjileri hesaplanmıştır. Buna göre Alaşım l'in birinci ve ikinci piklerine ait aktivasyon enerjisi değerleri 3.3 eV ve 3.1 eV'dur. Bu değerler Alaşım 2 için 3.5 eV ve 4.2 eV'dur. izotermal tavlamalar sonucu elde edilen değerler JMA yöntemi kullanılarak alaşımların Avrami üssü değerleri hesaplanmıştır. Alaşım 1 için Avrami üssü değerleri her iki pik için « 2.5 bulunmuştur. Alaşım 2'nin birinci pikinde aynı sonuç tesbit edilirken, ikinci pikinde bu değer 3'ü geçmektedir. Bu farklı sonuç Mn miktarının Alaşım 2* de daha fazla olmasından kaynaklandığı düşünülmektedir. Fe,8B13Si9 nominal komposizyonunda üretilen metalik cam şeritlere karakterizasyon amacıyla TEM' de IN-SITU Hot Stage yöntemi uygulanmıştır. Bu çalışmada a-Fe fazı, yarı kararlı Fe^ ve kararlı Fe2B fazlarının sıcaklığa bağlı davranışları incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar X ışınları difraksiyonu analizleri ile desteklenmiştir.

Amorphous alloys represent one of the newest materials opportunities in metallurgy. For nearly thousands of years, metals and alloys have been melted and cast into forms with crystalline atomic structures. The atoms in a crystalline metal are arranged in an ordered three dimensional lattice. Mechanical, electrical, magnetic and optical properties normally associated with metals are, in part, derived from the crystalline structure. In amorphous materials, atoms and structural units devoid of long range order. Although such noncrystalline structures are common in nature, they have historically been associated only with certain nonmetallic systems such as silicates, borates and organic polymers and some elements such as selenium. Noncrystalline solids can be formed by continuous cooling from the liquid state. The liquid structure, which itself is disordered, is preserved or frozen in a metastable solid state. This occurs only when the cooling rate is sufficiently great to prevent atoms or molecules from rearranging themselves into crystalline configurations. To preserve noncrystalline structure of a selected alloy composition, the alloy is rapidly solidified. The molecular structures of metallic glasses have been extensively studied and debated. Since the structures do not have long-range-order it is not possible to specify them uniquely by observing the scattering of atomic particles for them. Given scattering spectra are consistent with more than one structure. The alloy compositions and properties of the eutectics from which glasses preferentially form provide useful clues because these eutectics have non random composition and non ideal properties. As they are named non random, there are investigations which are done by Finney saying that they are dense random packed hard spheres This system is shortly called DRPHS model. In this model metalloid atoms