PROJELER

Konu

-Son yıllarda, yeni nesil ve kritik malzemelere olan ihtiyaçlar nedeniyle, manyetokalorik malzemeler (MKM'ler) modern araştırma konularının odağını oluşturmuştur. Kritik malzemelerin ülkemizin, AB'nin ve dünyanın ekonomik büyümesi üzerinde olduğu kadar yeni teknolojik iş alanları için de büyük etkisi vardır ve yaşam kalitesi bu malzemelerin geliştirilmesine bağlıdır. Nüfus artışı ve genişleyen gıda sektörünün bir sonucu olarak, soğutma sistemleri günümüzün vazgeçilmez teknolojisi olmuştur. Her evin bir demirbaşı olan buz dolapları ve diğer bir çok geleneksel soğutma sistemlerinde ekolojik olmayan soğutucu (ısı taşıyan) akışkanların ve verimliliği düşük ısı pompalarının aksine MKM'ler ile çevreye duyarlı soğutma sistemlerinin tasarımı (sadece ısı pompalarındaki kayıplar açısından değerlendirildiğinde, geleneksel gaz sıkıştırmalı sistemlere göre %20 - 30 daha fazla verim sağlamaktadırlar) mümkün kılınmıştır. Bu kapsamda, proje çalışmasının motivasyonu yeni nesil LaFeSi temelli MKM'lerin (LaxCe1-xFe11,8Si1,2 ve Lax(Ce,Nd)1-xFe11,8Si1,2 (x=0,3; 0,5; 0,7)) oksalatlı bileşiklerden hareketle Hidrojen Redüksiyon tekniği ile tek adımda üretimi ve üretim sürecinin tasarımı hedeflenmiştir. Böylece, manyetik soğutma sistemlerinin oluşturulmasında asıl hedef olan çevreci sistemler ve ekolojik mühendislik yaklaşımları açısından değerlendirildiğinde; LaFeSi temelli malzemelerin geleneksel üretim yöntemlerini (saf metal tozlarından hareketle ark/indüksiyon ergitme ve takibinde uygulanan 5 ? 50 gün tavlama işlemi) oluşturduğu dezavantajlara karşılık ekolojik bir üretim yöntemi geliştirilmiştir. Ayrıca Ce ve/veya Nd ilavesinin LaFeSi temelli MKM'lerin özellikleri üzerindeki etkisi gözlemlenmiştir. Farklı Hidrojen Redüksiyon parametrelerinin (redüksiyon sıcaklığı ve süresi) sonuç malzemeler üzerindeki etkileri yapısal karakterizasyon teknikleri ve manyetik analizler ile incelenmiş ve elde edilen sonuçlar literatür ile karşılaştırılmıştır. Gerek kompozisyonlar gerek üretim yöntemi açısından değerlendirildiğinde LaFeSi temelli malzeme grubu odağına yeni bir perspektif kazandırılmıştır. Analiz sonuçlarından hareketle optimum Hidrojen Redüksiyonu koşullarının La - Ce - Fe - Si temel bileşenlerini içeren MKM için 2 saat- kademeli-900oC (650oC'de 1 saat N2 altında bekleme), La - Ce - Nd - Fe - Si için 2 saat kademeli-1000oC olarak belirlenmiştir. Ayrıca yapısal karakterizasyon sonuçlarında ve manyetik özellikler açısından değerlendirildiğinde optimum özellikleri sağlayan malzemenin 2 saat-kademeli-900oC'de Hidrojen Redüksiyon tekniği ile tek adımda üretilen La0,7Ce0,3Fe11,8Si1,2 olduğu gözlemlenmiştir. Bu malzeme için yapılan VSM analizlerine uygulanan Maxwell Eşitlikleri çıktılarında, 2 T manyetik alan altında manyetik entropi değişiminin 3,87 J/Kg.K (275,43 K'de) olduğu tespit edilmiştir.