Mekanik Alaşımlama ile Sentezlenen Eş-molar Fe-Si-Cu/Nb (at.%) Nanokristallerinin Yapısal, Morfolojik ve Manyetik Özelliklerinin Araştırılması

Abstract

Bu çalışmada gezegensel tip öğütücüde mekanik alaşımlama yöntemi ile Argon atmosferi altında eş molar nanokristal Fe-Si-Cu (at.%) ve Fe-Si-Nb(at.%) alaşımları sentezlenmiştir. Sentez deneyleri 350 rpm dönme hızı, 10:1 bilye-toz oranında ve 120 saat süre ile gerçekleştirilmiştir. Sentezlenen alaşımların faz yapıları X-Işınları difraktometresi ile, morfoloji ve elementel analizleri SEM-EDS ile, manyetik özellikleri ise oda sıcaklığında titreşimli örnek manyometresi (VSM) tekniği ile araştırılmıştır. XRD incelemelerinden öğütmenin ilk aşamalarından itibaren Fe(SiCu) ve Fe(SiNb) katı çözelti fazlarının oluşmaya başladığı tespit edilmiştir. Fe-Si-Cu alaşımının kristalit boyutu öğütme başlangıcı, 30, 60 ve 120 saat öğütme sonrası sırasıyla 102.3, 22.5, 15.9 ve 8.6 nm, örgü gerinimleri ise % 0.164, % 0.510, %0.672 ve %1.165 olarak bulunurken, Fe-Si-Nb alaşımı için ise kristalit boyutlar 140.8, 42.9, 16.8 ve 7.8 nm, örgü gerinimleri ise % 0.134, % 0.301, % 0.639 ve % 1.271 olarak hesaplanmıştır. SEM-EDS ve elementel haritalama incelemelerinden, öğütme sonucunca her iki alaşımında küresel benzeri yapıda parçacık morfolojisine sahip olduğu ve alaşım elementlerinin homojen dağılım gösterdiği tespit edilmiştir. Manyetizma sonuçlarına göre, Fe-Si-Cu (at.%) alaşımının doyum manyetizasyonu (Ms) 3146 emu/g olarak bulunurken, Fe-Si-Nb (at.%) alaşımının doyum manyetizasyonu 8.91 emu/g olarak bulunmuştur. Fe-Si alaşım sistemine Nb katkısının kuarzivite değerlerinde artışa sebep olduğu belirlenmiştir.