Al-Zn alaşımında bileşim ve sıcaklığın ısısal iletkenliğe, elektriksel iletkenliğe ve katı-sıvı yüzey enerjisine etkisi

Tez Türü: Bütünleşik Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Erciyes Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, FİZİK, Türkiye

Tez Danışmanı: Mehmet Gündüz

Tezin Onay Tarihi: 2016

Tezin Dili: Türkçe

Desteklendiği Program: Öğretim Üyesi Yetiştirme Programı (ÖYP)

Özet:

Bu çalışma Al-Zn alaşımlarında kompozisyon, C, ve sıcaklığın, T, ısısal iletkenlik, K, elektriksel iletkenlik, σ, ve katı-sıvı arayüzey enerjisine, σKS, etkisini incelemek için planlanmıştır. K, σ, Gibbs-Thomson sabiti, Γ, etkin entropi değişimi, ΔSf*, ve σKS temel kavramları tartışılmıştır. Değişik ölçüm yöntemleri gösterilmiştir. "Sıcaklık gradyentinde tane sınır oluk" methodu en kullanışlı metot olarak bulunmuştur. Bu metot deneysel olarak σKS' yi ölçmek için mevcut en güçlü tekniktir. K' yı ölçmek ve dengelenmiş olukları elde etmek için bir radyal ısı akış fırını tasarlanmıştır. Denge halindeki katı ve sıvı fazların EDX analizleri, faz kompozisyonlarının homojen ve faz diagram değerleri ile uyumlu olduğunu göstermiştir. Alα katı fazının K değerleri kompozisyona göre 100 oC' den katılaşma sıcaklığının 10 oC aşağısına kadar radyal ısı akış fırınında ölçülmüştür. Sıvı fazın K değeri Bridgman tipi doğrusal katılaştırma fırını kullanılarak ölçülmüştür. σ değerleri Wiedemann-Franz ve Smith-Palmer kuralları kullanılarak elde edilmiştir. Alα numunelerinde, gücün kapatılması ile tek katı faz tarafından çevrelenmiş ani soğutulmuş ince bir silindirik sıvı faz elde edilmiştir. Bu da denge halinde tane sınır oluklarını göstermektedir. Hesaplamalar sadece küçük düzeltmeler gerektiren oluklar üzerinde yapılmıştır. Al-Zn sisteminde dengeye gelmiş katı Alα(Al-ağ%xZn)-sıvı AlZn(Al-ağ%yZn)' nin Γ değerleri numerik bir model ile, σKS'i ise Γ ve bununla ilişikili ΔSf* kullanılarak hesaplanmış, ayrıca σKS ile de tane sınır enerjisi hesaplanmıştır. Özet olarak, çok çeşitli saydam olmayan malzemelerde radyal ısı akış fırını kullanılarak C ve T' nin K ve σKS üzerine etkisi elde edilebilir.