Investigation of Structural and Magnetic Properties of the FeCoNi Nanocrystalline Powder Alloys

FeCoNi Nanokristal Toz Alaşımların Yapısal ve Manyetik Özelliklerinin İncelenmesi

Abstract

In this study, (FeCo)90Ni10, (FeCo)70Ni30 ve (FeCo)50Ni50 (% wt.) nanocrystalline powder alloys are produced by mechanical alloying, where milling duration set for 5 h. The structural and morphological properties of the as-produced alloys are performed using X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy/ energy dispersive spectroscopy (SEM/EDS). As a results of the XRD analysis of the alloys, fcc and bcc phases were determined. After 5 h of milling durations the crystallite sizes lattice strain of the (FeCo)90Ni10, (FeCo)70Ni30 ve (FeCo)50Ni50 alloys are calculated as 24.7, 23.2 ve 16.5 nm and 0.308 %, 0.404 % ve 0.563 %, respectively. Vibrating Sample Magnetometer (VSM) results show that the samples have soft magnetic properties with low coercivity and relatively high saturation magnetization. The high saturation magnetization of 127 emu/g and low coercivity of 18 Oe of the (FeCo)70Ni30 nanocrystalline alloy show that the alloy is a good candidate for applications that require soft magnetic properties, especially for power generation, distribution, and conversion.

Özet

Bu çalışmada, (FeCo)90Ni10, (FeCo)70Ni30 ve (FeCo)50Ni50 (% ağ.) toz alaşımları, 5 saatlik mekanik alaşımla işlemi sonucunda nanokristal yapıda üretilmiştir. Elde edilen alaşımların yapısal ve morfolojik incelemeleri X-ışını kırınım yöntemi (XRD) ve taramalı elektron mikroskobu/ enerji dağılımlı X-ışını spektroskopisi (SEM/EDS) ile analiz edilmiştir. Alaşımların XRD analizi sonucunda yüzey merkezli kübik ve hacim merkezli kübik katı çözelti fazları tespit edilmiştir. (FeCo)90Ni10, (FeCo)70Ni30 ve (FeCo)50Ni50 alaşımlarının kristalit boyutları 5 saatlik öğütme sonucunda sırasıyla 24.7, 23.2 ve 16.5 nm olarak, örgü gerinimleri ise sırasıyla % 0.308, % 0.404 ve % 0.563 olarak hesaplanmıştır. Titreşimli Örnek Manyetometresi (VSM) sonuçları, örneklerin düşük koerzivite ve görece yüksek doyum mıknatıslanması ile yumuşak manyetik özelliğe sahip olduğunu göstermektedir. (FeCo)70Ni30 nanokristal alaşımının sahip olduğu 127 emu/g değerindeki yüksek doyum mıknatıslanması ve 18 Oe’lik düşük koerzivitesi, alaşımın özelilkle güç üretimi, dağıtımı ve çevrimi gibi yumuşak manyetik özellik gerektiren uygulamalar için iyi bir aday olduğunu göstermektedir.