جمعه ۸ بهمن ۱۴۰۰ | Friday 28 January 2022
ورود کاربران | EN | نقشه سایت

ورود به حساب کاربری

نام کاربری
رمز ورود
بخاطر سپردن شما در سیستم

اخبار

طرح پژوهشی دانشجویی خاتمه‌یافته در حوزه مهندسی مواد؛

ساخت آلیاژهای شبه بلوری و نانوبلوری Al-Cu-Fe توسط آسیاکاری مکانیکی و بررسی ساختار، خواص مکانیکی و رفتار خوردگی کامپوزیت های زمینه آلومینیوم تقویت شده با آنها

merc

دانشجو میثم امینی

مقطع تحصیلی:  دکتری

اساتید راهنما دکتر محمد رضا رحیمی پور- دکتر سید علی طیبی فرد

زمینه کاربرد پروژه: شبه بلورها به دلیل ساختار اتمی منحصر به فرد و در نتیجه ایجاد خواص ویژه، اخیرا مورد توجه محققان قرار گرفته اند. از کاربردهای شبه بلورها می­توان به مواردی همچون پوشش های مقاوم به سایش، پوشش های نچسب (Non-stick)، پوشش های سد حرارتی، استفاده به عنوان ذرات تقویت کننده در کامپوزیت­های زمینه فلزی و پلیمری، کاربرد در ساخت سلول­های خورشیدی، کاربرد در ساخت مخازن ذخیره ساز هیدروژن: Ti-Zr-Ni ، استفاده به عنوان ذرات رسوب سختی در فولاد زنگ نزن در جهت بهبود خوردگی، استفاده از شبه بلورهای فوتونی  برای تولید مایکروویو، استفاده به عنوان ایمپلنت  در بدن به دلیل عدم واکنش شیمایی در دراز مدت، اشاره کرد.

خلاصه پروژه: در این رساله، سنتز آلیاژهای نانو شبه بلوری و نانوبلوری Al-Cu-Fe توسط آسیاکاری گلوله ای سیاره ای جهت دستیابی به خواص بی نظیر آنها بدلیل وجود نقصان اطلاعات کافی در خصوص مشخصه یابی این آلیاژها، صورت پذیرفت. همچنین کامپوزیت های زمینه آلومینیوم تقویت شده با این ذرات به روش تف جوشی پلاسمای جرقه ای جهت بهبود خواص مکانیکی و رفتار خوردگی آنها، ساخته شدند. آلیاژهای نانو شبه بلوری Al-Cu-Fe-B نخستین بار در این پژوهش به روش آلیاژسازی مکانیکی سنتز شدند. تحولات ساختاری، ریزساختاری، رفتار حرارتی و ریزسختی آلیاژهای Al-Cu-Fe-(B) توسط آزمون پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی، میکروسکوپ الکترونی عبوری، آنالیز حرارتی افتراقی و دستگاه ریزسختی سنج ویکرز بررسی و تشکیل فاز نانو شبه بلوری در این آلیاژها بوسیله آنها تأیید شد. بر اساس آزمون پراش پرتو ایکس مشخص شد که آلیاژهای نانو شبه بلوری Al-Cu-Fe-(B) در مدت زمان های کوتاه آسیاکاری کمتر از 10 ساعت تشکیل می گردند. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی و میکروسکوپ الکترونی عبوری آلیاژهای AlCuFeB حضور فاز نانو شبه بلوری با ترکیب استوکیومتری معین و تقارن درجه 5 را تائید کردند. رفتار حرارتی آلیاژهای Al-Cu-Fe-(B) بررسی و مشخص شد که آلیاژهای Al-Cu-Fe ناپایدارند ولی آلیاژهای Al-Cu-Fe-B به دلیل حضور عنصر بور تا دمای 400 درجه سانتیگراد پایدار می باشند. تغییرات ریزسختی قرصهای آلیاژی Al-Cu-Fe-(B) برآورد و مشخص شد که بیشترین مقادیر ریزسختی متعلق به آلیاژهای AlCuFeB به دلیل حضور فاز شبه بلوری بصورت تک فاز و همچنین عنصر بور، می باشد. در این پژوهش، نخستین بار کامپوزیت های زمینه آلومینیومی تقویت شده با ذرات نانوشبه بلوری Al-Cu-Fe-(B) به روش تف جوشی پلاسمای جرقه ای تولید شدند. خواص مکانیکی و رفتار خوردگی کامپوزیت های Al/AlCuFe(B) با 5، 10 و 15 درصد حجمی فاز تقویت کننده بوسیله آزمون سختی سنج ویکرز، استحکام خمشی سه نقطه ای (جهت بررسی سطح شکست)، سایش پین بر روی دیسک و پلاریزاسیون سیکلی بررسی شد. سختی ویکرز کامپوزیت های Al/AlCuFeB برآورد و مشخص شد که با افزایش درصد حجمی فاز شبه بلوری از 5 به 15 بدلیل سختی بالای فاز شبه بلوری، سختی تا مقدار بیشینه 890 مگاپاسکال افزایش مییابد. بر اساس نتایج حاصل از آزمون سایش مشخص شد که کامپوزیت های Al/AlCuFeB با 15 درصد حجمی فاز شبه بلوری بدلیل مقاومت بالای فاز شبه بلوری نسبت به سایش، بهترین رفتار سایشی با کمترین نرخ سایش، عرض سایش و ضریب اصطکاک را دارا می باشند. استحکام خمشی کامپوزیت های Al/AlCuFeB بررسی و مشخص شد که با افزایش درصد حجمی فاز شبه بلوری از 5 به 15، استحکام خمشی نیز بدلیل سختی و استحکام بالای فاز شبه بلوری، افزایش می یابد. رفتار خوردگی این کامپوزیت ها در دو محلول سدیم سولفات و سدیم کلراید بررسی و مشخص شد که کامپوزیت Al/AlCuFeB با 15 درصد حجمی فاز شبه بلوری بدلیل مقاومت به خوردگی بالای فاز شبه بلوری، دارای بهترین رفتار روئین شدن و مقاومترین کامپوزیت در برابر خوردگی حفرهای می باشد.