Gd5 Si2-y Ge2-y Ga2y alaşımının yapısal ve manyetik özelliklerinin incelenmesi
No Thumbnail Available
Files
Date
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fizik Mühendisliği Anabilim Dalı
Abstract
Bu tez çalışmasında, manyetokalorik etki gösteren Gd’un manyetik özellikleri incelendiktensonra, Gd5 Si2-y Ge2-y Ga2y alaşımları, 2y=0, 0.03, 0.05, 0.07, 0.13 değerlerinde hazırlanarak, Ga katkılamasının faz geçişine, Curie sıcaklığına ve manyetik entropi değişimine etkisi incelenmiştir. Bütün alaşımlar, alaşımları oluşturan saf elementlerin argon atmosferi altında ark fırınında, su soğutmalı bakır pota içinde ergitilmesi ile elde edilmiştir. X-ışını toz kırınım deneyi, CoKα hedefli Panalytical X’Pert Pro modelindeki toz kırınımmetresinde yapılmıştır. Manyetik ve ısıl özelliklerin ölçümü için Quantum Design PPMS ve yapısal geçişin belirlenmesi için TA Instrument DSC2920 kullanılmıştır. X-ışını kırınım deneylerinden, Gd5 Si2 Ge2bileşiğinin, P112/a uzay grubunda monoklinik yapıda kristallendiği görülmüştür. Ga katkılanmış bütün alaşımların Pnma uzay grubunda ortorombik kristal yapıda kristallendiği görülmüştür. Tüm alaşımlarda, P1121/a uzay grubunda monoklinik kristal yapı, ikincil faz olarak görülmektedir. Si ve Ge yerine Ga girdikçe, birim hücre parametrelerinde değişi gözlenmemiştir. Gd5 Si2 Ge2’nin mıknatıslanma ölçümleri sonucunda, tavlama sonrası birinci dereceden manyetik faz geçişi gözlenmiştir. 2y=0.03 örneğinde birinci dereceden yapısal geçiş korunurken, daha yüksek miktarda Ga katkılanan örneklerde, tavlama sonrası yalnızca ikinci dereceden manyetik faz geçişi görülmektedir. Bu ölçümler sonucunda manyetik geçiş sıcaklığında değişim gözlenmemiştir. Gd5 Si2 Ge2 bileşiğinin, manyetik entropi değişimi tavlandıktan sonra atmıştır. Bileşikteki Ga miktarı arttıkça, mutlak manyetik entropi değişiminin 5T manyetik alandaki büyüklüğü azalmaktadır. 2y=0 ve 2y=0.05 örnekleri için sıcaklığa bağlı ısı kapasitesi ölçümü yapılmıştır. Isı kapasitesinin değerinin, Gd5 Si2 Ge2bileşiğine Ga katkılanınca arttığı ve sıcaklık değişiminin azaldığı görülmektedir. Bu çalışmada elde edilen sonuçlar; literatürdeki sonuçlarla karşılaştırmalı olarak verilmiştir.AbstractThe influence of Ga alloying on the phase transition, Curie temperature and magnetic entropychange have been investigated in Gd5 Si2-y Ge2-y Ga2y alloys. The samples were prepared for 2y=0, 0.03, 0.05, 0.07 and 0.13, and the magnetocaloric effect was measured. All alloys were prepared with stoichiometric amounts of the pure constituting elements in an arc melting furnace in argon atmosphere on a water cooled copper hearth. X-ray powder diffraction studies have been done by using Panalytical X’Pert Pro diffractometer with CoKα radiation. The magnetic and heat capacity properties have been measured by PPMS. TA Instrument, DSC2920 has been used to determine of the structural transitions. The x-ray diffraction studies have shown that Gd5 Si2 Ge2 alloy crystallizes in the monoclinicstructure in space group P112/a. The Ga-doped alloys have crystallized in the orthorombiccrystal structure in space group Pnma. The monoclinic crystal structure with P112/a space group have been observed as a secondary phase in all alloys. The lattice parameters have changed slightly by substitution of Ga atom for Si and Ge atoms. As a result of magnetization measurements, first order magnetic phase transition has beenobserved on heat treated Gd5 Si2 Ge2,. First order magnetic phase transition has been conserved.in the 2y=0.03 sample In samples having higher Ga concentration only the second order magnetic phase transition was displayed. Consequently, no change in magnetic transition temperature was observed. In the Gd5 Si2 Ge2 alloy, magnetic entropy change was observed to increase after heat treatment. Increasing the Ga concentration has resulted in decreasing the magnitude of absolute magnetic entropy change at 5T. The temperature dependance of heat capacity measurements were carried out for 2y=0 and 2y=0.05 alloys. It has been observed that the maximum heatcapacity value is decreased with alloying Ga in Gd5 Si2 Ge2 alloy. In this study, all the results that had been obtained, has been given by comparing with literature values.
Description
Keywords
Fizik, BİLİM