Yüksek Sıcaklık ve Yapısal Uygulamalar için Aluminit Tabanlı Çok Bileşenli İntermetaliklerin Geliştirilmesi, Modellenmesi ve Karakterizasyonu


Akdeniz M. V. (Yürütücü), Mehrabov A.

TÜBİTAK - AB COST Projesi , 2005 - 2008

  • Proje Türü: TÜBİTAK - AB COST Projesi
  • Başlama Tarihi: Haziran 2005
  • Bitiş Tarihi: Haziran 2008

Proje Özeti

İntermetalik bileşikler son yıllarda yüksek sıcaklık ve aktif/saldırgan ortamlarda mühendislik ve yapısal uygulamaları için potansiyel adaylar olarak görülmektedirler. İlgi çeken intermetalik bileşiklerin büyük bölümü esas bileşen olarak Al içermektedirler ve bunlar aluminit olarak bilinirler. Aluminit tabanlı intermetalikler sahip oldukları nadir malzeme özellikleri ve davranışlarıyla da yapısal seramikler ile ikincil bir fazla güçlendirilmiş katı çözelti esaslı bilinen metalik alaşımlar arasında yerini alan yeni sınıf mühendislik malzemeleri olarak değerlendirilmektedir.  

Aluminitlerin sahip oldukları eşşiz fiziksel-kimyasal ve mekanik özellikleri, bu malzemelerde bulunan çeşitli  uzun erimli düzenli süperkafesler (LRO), kısa erimli düzenli halleri (SRO) ve bu malzemelerde meydana gelen düzenli-düzenli ve/veya düzenli-düzensiz faz dönüşümleri sebebiyle ortaya çıkmaktadır. Bundan dolayı alüminitlerin yapısal özellikleri alaşım stokiometrisi ve eklenen alaşım elementinin çeşitine bağlı olduğu ortaya çıkmaktadır. Atomsal açıdan bakıldığında fiziksel-kimyasal ve mekanik özelliklerdeki gelişim genel olarak  alaşım elementi atomlarının düzenli kristal süperkafesin mikron altı boyutlardaki hacminde dağılımına, başka bir deyişle geniş sıcaklık aralıklarında alüminitlerdeki LRO ve SRO oluşumlarının enerjetik ve yapısal karakteristiklerine bağlıdır. Bu anlamda alüminitlerdeki uzun erimli düzenli halinin korunabildiği sıcaklıklar, yüksek sıcaklık özelliklerinin korunabilmesi için düzenli-düzenli ve/veya düzenli–düzensiz faz dönüşümü sıcaklıklarının değişikliği açısından üstün bir öneme sahiptir.

Bilimsel programın merkezinde çok bileşenli Al-Fe-Ni-Ti sistemi bulunan projenin ana hedefi bu dört bileşenli sistemin tamamen anlaşılması ve sistemin güvenilir bir termodinamik açıklamasının yapılmasıdır. Bu amaçla, seçilen dörtlü sistemin alt sistemleri olan Fe-Al, Ni-Al ve Ti-Al bazlı ikili ve üçlü intermetalik sistemlerinde LRO ve SRO karakteristiklerinin eklenen alaşım elementinin çeşidi ve miktarına bağlı olarak nasıl değiştiği, düzenliliğin istatistik termodinamik teorisi ile çok bileşenli alaşımların elektronik teorisi ve düzenlilik oluşumunun kinetiğini atomistik hesaplamalarla birleştirerek, Monte Carlo gibi modelleme ve simülasyon yöntemleri kullanılarak incelenmiş ve modelleme çalışmaları, fazların ve faz dengelerinin fiziksel özellikleri ve karakterizasyonuyla ilgili yoğun deneysel çalışmalarla desteklenmiştir.