(Ni80Si20)95M5 (M=Co, Fe, Al, Cu, Zr) alaşımlarının yapısal, ısıl, mekanik, manyetik ve elektriksel özelliklerinin incelenmesi

Bu tez çalışmasında, vakum ark-ergitme yöntemiyle üretilen (Ni80Si20)95M5 (M = Co, Fe, Al, Cu, Zr) üçlü alaşımların yapısal, ısıl, mekanik, manyetik ve elektriksel özellikleri kapsamlıca araştırılmıştır. Alaşımların yapısal özellikleri XRD, SEM/EDX ve OM; ısıl özellikleri DSC ve DTA; manyetik özellikleri VSM; mekanik özellikleri Vickers mikrosertlik; elektriksel özellikleri ise 4PP yöntemiyle belirlenmiştir. XRD sonuçları, tüm alaşımlarda α-Ni ve Ni3Si fazlarının bulunduğunu ve kristalit boyutlarının katkı elementine göre değiştiğini göstermiştir. SEM/EDX analizleri her alaşımın kendine özgü katılaşma morfolojisi sergilediğini ve alaşımların homojenliğinin başlangıç kompozisyonuyla uyumlu olduğunu ortaya koymuştur. DSC/DTA bulguları, alaşımların 1000 ℃'ye kadar kararlı olduğunu; bu sıcaklığın üzerinde ise tekli veya çoklu endotermik piklerin ortaya çıktığını göstermiştir. Katkı elementine bağlı olarak alaşımların manyetik davranışlarında belirgin farklılıklar görülmüş; Fe ve Co katkıları yumuşak ferromanyetik özellikleri desteklerken, Al, Cu ve Zr katkıları düşük manyetizasyonla daha paramanyetik bir tepki vermiştir. Sertlik ölçümleri, en yüksek mikrosertliğin (Ni80Si20)95Fe5 ve (Ni80Si20)95Zr5 alaşımlarında, orta düzey sertliğin (Ni80Si20)95Cu5 ve (Ni80Si20)95Co5 alaşımlarında, en düşük sertliğin ise (Ni80Si20)95Al5 alaşımında elde edildiğini göstermiştir. Elektriksel özelliklerin, katkı elementlerinin karakteriyle doğrudan ilişkili olduğu belirlenmiştir. Bu sonuçlar, katkı elementinin seçimiyle yapısal, ısıl, mekanik, manyetik ve elektriksel özellikler arasında dengeli bir optimizasyon yapılabileceğini göstermiştir. Üretilen alaşımlar, havacılık, savunma ve otomotiv sanayilerinde ileri nesil malzemeler için önemli bir potansiyel sunmaktadır.

In this thesis, the structural, thermal, mechanical, magnetic, and electrical properties of vacuum arc-melted (Ni80Si20)95M5 (M = Co, Fe, Al, Cu, Zr) ternary alloys were comprehensively investigated. Structural properties of the alloys were characterized by XRD, SEM/EDX and OM; thermal properties by DSC and DTA; magnetic properties by VSM; mechanical properties by Vickers microhardness; and electrical properties by the 4PP method. XRD results indicated that α-Ni and Ni3Si phases coexisted in all alloys, and crystallite sizes varied depending on the alloying element. SEM/EDX analyses showed that each alloy formed a unique solidification morphology, and alloy homogeneity was consistent with the initial composition. DSC/DTA analyses revealed that the alloys were stable up to 1000 ℃, above which single or multiple endothermic peaks appeared. Significant differences were observed in magnetic behaviors depending on the alloying element; Fe and Co additions supported soft ferromagnetic properties, while Al, Cu, and Zr additions caused a paramagnetic-like response with low magnetization. Hardness measurements revealed that (Ni80Si20)95Fe5 and (Ni80Si20)95Zr5 alloys achieved the highest microhardness, (Ni80Si20)95Cu5 and (Ni80Si20)95Co5 showed moderate hardness, and (Ni80Si20)95Al5 had the lowest. Electrical properties were found to be directly related to the alloying element. The results indicate that a balanced optimization of structural, thermal, mechanical, magnetic, and electrical properties can be achieved through appropriate element selection. The alloys exhibit significant potential for next-generation materials in the aerospace, defense, and automotive industries.