Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, FEN BİLİMLERİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: AMIR FADAIE
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Hüsnü Dal
Eş Danışman: Sezer Özerinç
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Metalik camların (MG) ve yüksek entropili alaşımların (HEA) nanokatmanları, sınırlı geometrilerde mekanik davranışı ve uzunluk ölçeği etkilerini incelemek için etkili bir model sistemi sunar. Bu çalışma, manyetron püskürtme ile 5 ila 200 nm arasında değişen katman kalınlıklarında hazırlanan CuZr/NbMoTaW nanokatmanlarındaki yapı-özellik ilişkilerini araştırmaktadır. Mekanik özellikler, elastik modül, sertlik ve akma mukavemetini ölçmek için nanoindentasyon kullanılarak, enerji temelli kırılma tokluğu değerlendirmeleriyle birlikte incelenmiştir. Sonuçlar, HEA'nın MG'ye göre daha yüksek sertlik ve elastik modül sahip olduğunu, çok katmanlı örneklerin ise ara değerler sergilediğini gösterdi. Özellikle, 5 nm'lik katmanlar belirgin şekilde daha yüksek sertlik gösterdi. XRD ve TEM analizleri, CuZr'nin amorf doğasını ve NbMoTaW'nin (200) dokuya sahip BCC yapısının daha nanokatmanlarda (211) dokuya geçtiğini doğruladı. Bu çalışmada, Sınırlı Katman Kayma (CLS) modeli etkili kayma modülü ile kullanıldı ve kompozit CLS modeli geliştirildi. CLS modeli, h≥30 nm için sertliği düşük tahmin etti ancak 5-10 nm aralığında deneysel verilerle uyumlu olup, h=2.9 nm'de 12.9 GPa'lık pik sertlik gösterdi. Kompozit CLS modeli, h=2.8 nm'de 12.2 GPa'lık bir pik sertlik öngördü ve daha geniş bir kalınlık aralığında (h=5-100 nm) doğru tahminler sağladı, h=200 nm'de sertliği biraz düşük tahmin etti. Deneysel veriler, izo-gerinim davranışını öneren Reuss tahminine daha yakındı. Kompozit CLS modeli, λ=13.4 ile daha iyi uyum sağladı ve h=2.7 nm'de 12.0 GPa'lık bir pik sertlik elde etti. Bu bulgular, yüksek mukavemet ve tokluğu birleştiren ileri kompozitlerin geliştirilmesine yönelik olarak MG/HEA nanokatmanlarının yapısını optimize etmek için faydalıdır.