Research Article
BibTex RIS Cite

Thermodynamic Modelling and Production of FeCo-FeCoV Alloy via SHS Method

Year 2020, Volume: 9 Issue: 1, 264 - 276, 13.03.2020
https://doi.org/10.17798/bitlisfen.554013

Abstract

References

  • 1. Önkibar G. 2006. , Entegre Demir-Çelik Tesisi Tufalinden Doğrudan Redükleme Yöntemi ile Ham Demir Üretimi, Sakarya Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, Sakarya.2. Buğdaycı M. 2014, Krom Nikel İçeren Demirli Alaşımların Metalotermik Yöntemle Üretiminde Tufal Kullanımının Etkisi, İTÜ, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul.3. Gulyaev A. P., Kupalova I. K.1970. Effect Of Cobalt On The Structure And Propertıes Of Hıgh-Speed Steels , Consultants Bureau, a division of Plenum Publishing Corporation,(1),666-671.4. Yu R.H., Basu S., Ren L., Zhang Y., Parvizi-Majidi A., Unruh K.M., Xiao J.Q., 2000. High temperature soft magnetic materials: FeCo alloys and composites IEEE Transactions on Magnetics 36, (5), 3388-3393. 5. Sundar, R.S., Deevi, S.C. 2005. Soft magnetic FeCo alloys: alloy development, processing, and properties. Int. Mater. Rev. 50(3), 157–192.6. Sourmail T 2005. Near equiatomic FeCo alloys: constitution, mechanical and magnetic properties. Prog Mater Sci 50, 816–880.7. Díaz-Ortiz A., Drautz R., Fähnle M., Dosch H., Sanchez J. M. 2006. Structure and magnetism in bcc-based iron-cobalt alloys. Phys. Rev. B 73, 208-224.8. Duckham A., Zhang D.Z., Liang D., Luzin V., Cammarata R.C., Leheny R.L., Chien C.L. 2003. Temperature dependent mechanical properties of ultra-fine grained FeCo–2V. Acta Mater. 51, 4083–4093.9. Sundar R.S., Deevi S.C. 2004. Influence of alloying elements on the mechanical properties of FeCo–V alloys. Intermetallics, 12, 921-927.10. Yang B., Cao Y., Zhang L., Li R.F., Yang X.Y., Yu R.H., 2014. Controlled chemical synthesis and enhanced performance of micron-sized FeCo particles. Journal of Alloys and Compounds, 615, 322-326.11. Mostaan H., Shamanian M., Hasan S., Szpunar J.A., 2015. Response of structural and magnetic properties of ultra-thin FeCo–V foils to high-energy beam welding processes. International Journal of Minerals, Metallurgy and Materials. 22;11, 1190-1198.12. Sergeev, V.V., Bulygina, T.I., 1980. Hard Magnetic Materials, Energiya, 24,123-127.13. Hilzinger, R., Rodewald, W., 2013. Magnetic Materials, Erlangen: Publicis Publ. 14. White J. H., Wahl C. V. 1932., Workable magnetic compositions containing principally iron and cobalt. US patent No 1,862,559.15. Kawahara K., 1983. Structures and mechanical properties of an FeCo-2V Alloy. Journal Of Materıals Science 18, 3427-3436.16. Lawrence F. 1936. Productıon Of Ferrocobalt, Us patent: US2051433.17. S. Koutsopoulos , R. Barfod, D. Tsamouras, K.M. Eriksen, R. Fehrmann. 2017. Synthesis and characterization of iron-cobalt (FeCo) alloy nanoparticles supported on carbon. JALCOM, 725, 1210-1216.18. Loginov P., Sidorenko D., Bychkova M., Petrzhik M., Levashov E. 2017. Mechanical Alloying as an Effective Way to AchieveSuperior Properties of Fe–Co–Ni Binder Alloy.Metals, 7,570, 1-14.19. Biasia R.S., Figueiredoa A.B.S., Fernandes A.A.R., C. Larica C., 2007. Synthesis of cobalt ferrite nanoparticles using combustion waves. Solid State Communications, 144, 15-17.20. Yang B., Cao Y., Zhang L., Li R.F., Yang X.Y., Yu R.H., 2014. Controlled chemical synthesis and enhanced performance of micron-sized FeCo particles. JALCOM, 615, 322-326.21. Molinari A., Marchetti F., Gialanella S., Scardi E., Tiziani A., 1990. Study of the Diamond-Matrix Interface in Hot-pressed Cobalt-based Tools. Materials Science and Engineering, 130, 257-262.22. Zehani K., Bez R., Boutahar A., Hlil E.K., Lassri H., Moscovici J., Mliki N., Bessais L.,2014. Structural, magnetic, and electronic properties of high moment FeCo nanoparticles. JALCOM, 591, 58-64.23. Weimer, A.W. 1997. Thermochemistry and Kinetics. In Carbide, Nitride and Boride Materials Synthesis and Processing, Chapman & Hall, London, UK, 79–114. 24. Merzhanov, A.G. 2002. Self-Propagating High-Temperature Synthesis (SHS), ISMAN, Russia.25. Munir, Z. A., Tamburini, U.A. 1989. Self-propagating exothermic reactions: The synthesis of high-temperature materials by combustion, Materials Science Reports, C. 3, S. 6, 277–358.26. Pacheco, M.M. 2007. Self-sustained high-temperature reactions-initiation, propagation and synthesis, PhD thesis. Adres: http://repository.tudelft.nl.

FeCo ve FeCoV Alaşımlarının Metalotermik Yöntem ile Üretilmesi ve Termodinamik Modellenmesi

Year 2020, Volume: 9 Issue: 1, 264 - 276, 13.03.2020
https://doi.org/10.17798/bitlisfen.554013

Abstract

Yüksek
güç gerektiren uygulamalar ve havacılık sektöründe kullanılan motor ve
jeneratörlerde, yüksek mekanik mukavemete sahip yumuşak manyetik malzemelerin
kullanılması bir gerekliliktir. Bu yüksek mukavemetli yumuşak manyetik
malzemeler ile ilgili araştırılmalar son yıllarda yoğunlaşmış ve sonuç olarak
önemli gelişmeler elde edilmiştir. Bu çalışmalarda, bahsi geçen uygulamalar
için Fe-Co alaşımları, yüksek Curie sıcaklığı, düşük manyeto-kristal
anizotropik özelliği, yüksek mukavemeti, mükemmel manyetik özellikleri
sebebiyle aday malzeme olarak gösterilmektedir. %50 Fe, %50 Co içeren FeCo
alaşımı çok kırılgan özellik göstermesinden dolayı şekillendirilmesi oldukça
güçtür. Alaşımın kırılganlığını gidermek için kompozisyona vanadyum ya da krom
ilavesi yapılmasının olumlu etkileri literatürde görülmektedir.



Bu
çalışmada, yüksek enerji gerektiren ergitme sistemleriyle üretilen FeCo
alaşımları, ilave enerji gereksinimi olmadan, kendi enerjisini üreterek,
bileşenlerinin oksitlerinden aluminotermik redüksiyon yöntemiyle
redüklenmiştir. Oksitli demir hammaddesi olarak hematit (Fe2O3),
kobalt kaynağı olarak Co3O4, kullanılmıştır. Alaşımın
kırılganlığını gidermek için sarja stokiyometrik olarak %2’lik Vanadyum ilavesi
yapılmış, Vanadyum kaynağı olarak V2O5 kullanılmıştır.



Projede,
FeCo ve FeCo-2%V alaşımları metalotermik yöntemle sentezlenmiş ve en yüksek Fe
verimi %105 stok. FeCoV aluminotermik deneyinde %95,56 değerle elde edilirken,
en yüksek Co ve V verimleri aynı deneyde %95 ve %87,05’lik değerlerle elde
edilmiştir. Ayrıca farklı stokiyometrik sarj bileşenlerinin etkisi farklı
redüktanlar için XRF analizleri ile değerlendirilmiştir.

References

  • 1. Önkibar G. 2006. , Entegre Demir-Çelik Tesisi Tufalinden Doğrudan Redükleme Yöntemi ile Ham Demir Üretimi, Sakarya Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, Sakarya.2. Buğdaycı M. 2014, Krom Nikel İçeren Demirli Alaşımların Metalotermik Yöntemle Üretiminde Tufal Kullanımının Etkisi, İTÜ, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul.3. Gulyaev A. P., Kupalova I. K.1970. Effect Of Cobalt On The Structure And Propertıes Of Hıgh-Speed Steels , Consultants Bureau, a division of Plenum Publishing Corporation,(1),666-671.4. Yu R.H., Basu S., Ren L., Zhang Y., Parvizi-Majidi A., Unruh K.M., Xiao J.Q., 2000. High temperature soft magnetic materials: FeCo alloys and composites IEEE Transactions on Magnetics 36, (5), 3388-3393. 5. Sundar, R.S., Deevi, S.C. 2005. Soft magnetic FeCo alloys: alloy development, processing, and properties. Int. Mater. Rev. 50(3), 157–192.6. Sourmail T 2005. Near equiatomic FeCo alloys: constitution, mechanical and magnetic properties. Prog Mater Sci 50, 816–880.7. Díaz-Ortiz A., Drautz R., Fähnle M., Dosch H., Sanchez J. M. 2006. Structure and magnetism in bcc-based iron-cobalt alloys. Phys. Rev. B 73, 208-224.8. Duckham A., Zhang D.Z., Liang D., Luzin V., Cammarata R.C., Leheny R.L., Chien C.L. 2003. Temperature dependent mechanical properties of ultra-fine grained FeCo–2V. Acta Mater. 51, 4083–4093.9. Sundar R.S., Deevi S.C. 2004. Influence of alloying elements on the mechanical properties of FeCo–V alloys. Intermetallics, 12, 921-927.10. Yang B., Cao Y., Zhang L., Li R.F., Yang X.Y., Yu R.H., 2014. Controlled chemical synthesis and enhanced performance of micron-sized FeCo particles. Journal of Alloys and Compounds, 615, 322-326.11. Mostaan H., Shamanian M., Hasan S., Szpunar J.A., 2015. Response of structural and magnetic properties of ultra-thin FeCo–V foils to high-energy beam welding processes. International Journal of Minerals, Metallurgy and Materials. 22;11, 1190-1198.12. Sergeev, V.V., Bulygina, T.I., 1980. Hard Magnetic Materials, Energiya, 24,123-127.13. Hilzinger, R., Rodewald, W., 2013. Magnetic Materials, Erlangen: Publicis Publ. 14. White J. H., Wahl C. V. 1932., Workable magnetic compositions containing principally iron and cobalt. US patent No 1,862,559.15. Kawahara K., 1983. Structures and mechanical properties of an FeCo-2V Alloy. Journal Of Materıals Science 18, 3427-3436.16. Lawrence F. 1936. Productıon Of Ferrocobalt, Us patent: US2051433.17. S. Koutsopoulos , R. Barfod, D. Tsamouras, K.M. Eriksen, R. Fehrmann. 2017. Synthesis and characterization of iron-cobalt (FeCo) alloy nanoparticles supported on carbon. JALCOM, 725, 1210-1216.18. Loginov P., Sidorenko D., Bychkova M., Petrzhik M., Levashov E. 2017. Mechanical Alloying as an Effective Way to AchieveSuperior Properties of Fe–Co–Ni Binder Alloy.Metals, 7,570, 1-14.19. Biasia R.S., Figueiredoa A.B.S., Fernandes A.A.R., C. Larica C., 2007. Synthesis of cobalt ferrite nanoparticles using combustion waves. Solid State Communications, 144, 15-17.20. Yang B., Cao Y., Zhang L., Li R.F., Yang X.Y., Yu R.H., 2014. Controlled chemical synthesis and enhanced performance of micron-sized FeCo particles. JALCOM, 615, 322-326.21. Molinari A., Marchetti F., Gialanella S., Scardi E., Tiziani A., 1990. Study of the Diamond-Matrix Interface in Hot-pressed Cobalt-based Tools. Materials Science and Engineering, 130, 257-262.22. Zehani K., Bez R., Boutahar A., Hlil E.K., Lassri H., Moscovici J., Mliki N., Bessais L.,2014. Structural, magnetic, and electronic properties of high moment FeCo nanoparticles. JALCOM, 591, 58-64.23. Weimer, A.W. 1997. Thermochemistry and Kinetics. In Carbide, Nitride and Boride Materials Synthesis and Processing, Chapman & Hall, London, UK, 79–114. 24. Merzhanov, A.G. 2002. Self-Propagating High-Temperature Synthesis (SHS), ISMAN, Russia.25. Munir, Z. A., Tamburini, U.A. 1989. Self-propagating exothermic reactions: The synthesis of high-temperature materials by combustion, Materials Science Reports, C. 3, S. 6, 277–358.26. Pacheco, M.M. 2007. Self-sustained high-temperature reactions-initiation, propagation and synthesis, PhD thesis. Adres: http://repository.tudelft.nl.
There are 1 citations in total.

Details

Primary Language Turkish
Subjects Engineering
Journal Section Araştırma Makalesi
Authors

Mehmet Buğdaycı

Ahmet Turan

Publication Date March 13, 2020
Submission Date April 15, 2019
Acceptance Date September 19, 2019
Published in Issue Year 2020 Volume: 9 Issue: 1

Cite

IEEE M. Buğdaycı and A. Turan, “FeCo ve FeCoV Alaşımlarının Metalotermik Yöntem ile Üretilmesi ve Termodinamik Modellenmesi”, Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, vol. 9, no. 1, pp. 264–276, 2020, doi: 10.17798/bitlisfen.554013.

Bitlis Eren University
Journal of Science Editor
Bitlis Eren University Graduate Institute
Bes Minare Mah. Ahmet Eren Bulvari, Merkez Kampus, 13000 BITLIS