مقاله فلزات آمورف

مقاله فلزات آمورف

طبق آزمایشات مستقل از دما و فشار متغیر، از نظر ترمودینامیکی، مواد سه حالت اصلی : مایع، جامد، گاز دارند.

تعیین کننده هر یک از این حالات درجه آزادی بین اتمها و قید و بند آنها به یکدیگر است و یک مرحله تحول بین هر حالت وجود دارد. تعریف شیشه : یک مایع شیشه ای یا جامد بدون کریستال است که مشخصه های ویسکوزیته و ساختار آن نشان دهنده هم جامد و هم مایع است. به عبارت دیگر شیشه یک جامد در دمای اتاق است زیرا ویسکوزیته آن بیش از حد توازن یعنی ^۶/۱۴ ۱۰ است و از طرف دیگر هنوز یک مایع است زیرا ساختار اتمها و مولکولهای آن یک ساختار بی نظم و شبیه مایع است . جامد از فاز کریستالی به وجود آمده است و یک کریستال از یک نظم دوره‌ای بین اتمها پیروی می کند اما مایع دارای چنین نظمی نیست و یک نظم تصادفی بین اتمها بدون تناوب و دوره خاصی را دارد.

بنابراین می گوییم، شیشه جامد و آمورفی است که اتمهای ساختار آن مانند مایع است. مهمترین مشخصه یک شیشه علاوه بر ساختار آن، پدیده تحول و به وجود آمدن آن است.

فهرست مطالب

فصل اول : فلزات آمورف و آمورف کامپوزیتی۱

۱-۱ مقدمه ۲

۲-۱ فلزات آمورف ۶

۱-۲-۱ خواص آلیاژهای آمورف۹

۲-۲-۱عمده نقطه ضعف مکانیکی مواد آمورف۱۲

۳-۱ مکانیزم های تغییر شکل در فلزات آمورف۱۲

۱-۳-۱ تشکیل حجم آزاد۱۳

۲-۳-۱ افزایش دمای موضعی ۱۸

فصل دوم : شکست در فلزات آمورف ۲۳

۱-۲ شباهت های شکست فلزات آمورف با فلزات کریستالی ۲۴

۱-۱-۲ اثر فشار هیدرواستاتیک روی جریان تنش۲۴

فصل سوم : کامپوزیت کردن جهت بالا بردن پلاستیسیته۲۵

۱-۳ راهکارهایی برای افزایش پلاستیسیته در آلیاژهای یکپارچه ۲۶

۲-۳ فلزات آمورف کامپوزیتی ۲۷

۱-۲-۳ مکانیزم تغییرات و افزایش پلاستیسیته توسط ذرات کامپوزیت۲۸

۳-۳ بهبود پلاستیسیته با استفاده از ذرات تقویت کننده فاز دوم ۳۱

۴-۳ بررسی باندهای برشی توسط TEM در یک کامپوزیت BMG_s ۳۵

۱-۴-۳ انتشار باندهای برشی در کل قطعه۳۹

۵-۳ انواع مختلف فلزات آمورف کامپوزیتی۴۱

۱-۵-۳ کامپوزیتهای ذره ای۴۲

۲-۵-۳ کامپیوزیتهای In-situ42

۶-۳ ذرات خارجی تقویت کننده در فلزات شیشه ای توده ۴۲

۱-۶-۳ کامپوزیت حاوی ذرات خارجی تقویت کننده ، تولید به روش تقویتBMG 43

۲-۶-۳ تولید کامپوزیت BMG حاوی ذرات خارجی تقویت کننده با استفاده از فرایند ذوب ۴۴

۷-۳ فرم In situ کامپوزیت های BMG 45

۱-۷-۳ فرم کاربید In situ در فلزات شیشه ای پایه Zr46

۸-۳ تشکیل و ساختارها ۴۷

۹-۳ مکانیزم تشکیل فاز آمورف نانو ساختار شده۵۰

۱۰-۳ خواص مکانیکی و رفتار تغییر شکلی آلیاژ های آمورف نانوساختار شده توده ۵۱

۱۱-۳ تشکیل و خواص مکانیکی آلیاژ های آمورف خوشه دار توده۵۴

۱۲-۳ مقایسه کامپوزیت های ذره ای و In situ56

فصل چهارم :عوامل موثر در ایجاد داکتیلیته بیشتر در مواد آمورف ۶۰

۱-۴ کریستالیزاسیون ۶۱

۱-۱-۴ اثر بیش از حد کریستالیزاسیون۶۱

۲-۴ آنیلینگ ۶۲

منابع و مآخذ ۶۴

فهرست تصاویر

تصاویر فصل اول

شکل ۱-۱: دیاگرام ارتباط بین تغییرات حجم با دما از حالت مذاب تا لحظه گذر از دمای شیشه ای شدن،Tg3

شکل ۱-۲ : دیاگرام ظرفیت گرمایی فلزات شیشه ای در دمایTg 3

شکل ۳-۱: منحنی تنش کرنش فلز شیشه ای۶

شکل ۱-۴: تصویریک آلیاژ آمورف (Ni_۵۵Pd_۵Nb_۲۰Ti_۱۵Zr_۵) در TEM7

شکل ۱-۵ : ارتباط بین و H_c۱۰

شکل ۱-۶ : مقایسه جنس چرخ دنده ها در خصوص مقاومت به سایش۱۱

شکل ۱-۷ : نشان دهنده پروسه حجم آزاد به وسیله معادله Spaepen15

شکل۱-۸ : نمودار تنش برشی نرمال در برابر کرنش برشی۱۶

شکل ۱-۹ : نمودار کرنش برشی در یک باند نسبت به کرنش برشی نهایی۱۷

شکل ۱-۱۰ : نمونه تست خمش و روکش کاری قلع برای بررسی باندهای برش نزدیک شکاف ۲۰

شکل۱-۱۱: نشان دهنده باندهای برشی نزدیک شکاف در نمونه تست خمش روکش داده شده به وسیله قلع ۲۱

شکل۱-۱۲: نشان دهنده حرارت موضعی و ذوب روکش به صورت مهره های کروی

در باندهای برشی۲۲

تصاویر فصل سوم

شکل ۱-۳ : مکانیزم ممکن برای افزایش دانسیته باند برشی در فلزات شیشه ای۲۳

شکل ۲-۳ : شکل میدان تنش بین سوراخ ها، در طول فشردن یک فلز متخلخل کشدار۲۴

شکل۳-۳: اثر ذرات گرافیت تقویت­کننده دریک فلز شیشه­ای پایه Zr برروی دانسیته باند برش درهمسایگی آن ۳۴

شکل۴-۳ : میکروگرافی TEM از ساختار قلز کامپوزیتی مشخصه پراش در دهانه صفحه[۱۱۰] در منطقه محور فاز β است ۳۶

شکل ۵-۳ : مناطق روشن ، تصویر باندهای برشی است. (a) (b) تصویر یک منطقه یکسان با زاویه عکس‌برداری متفاوت است ۳۷

شکل۶-۳ : عکس TEM از محل بدون شکل فاز β39

شکل۷-۳ : ترکیب برخی ازخواص فلزات با کامپوزیت­کردن فلزات ۴۱

شکل۸-۳ : منحنی های DSC آلیاژ های آمورف Zr-Al-Ti-Ni-Cu و Zr-Al-Cu-Pd49

شکل۹-۳ : میکروگراف الکترون میدان روشن و الگو های پراش الکترونی آلیاژ های امورف پایه Zr آنیل شده در دمایی درست زیر واکنش اول گرمازا۴۹

شکل۱۰-۳: شکل فرایند تشکیل فاز نانوبلورین Zr_۲(Cu Pd) احاطه شده با فازآمورف۵۰

شکل۱۱-۳: تغییرات S_f ، E و H_v با V_f ترکیبات برای آلیاژ­های آمورف ریختگی توده
Zr-Al-Ni-Cu-Pd51

شکل۱۲-۳ : ظاهر سطح شکست کششی آلیاژ امورف ریختگی توده۵۲

شکل ۱۳-۳: شکل شماتیکی از حالت شکست کششی برای آلیاژ های آمورف نانوبلورینه شده که خواص مکانیکی بهبود یافته ای را نشان میدهد۵۲

شکل ۱۴-۳: منحنی های تنش کرنش فشاری میله های استوانه ای در حالت مخلوط فاز های آمورف و نانو بلورین بلافاصله بعد از ریخته گری۵۳

شکل ۱۵-۳ : سطح خارجی میله آمورف نانوبلور شده تحت طویل شدگی ۵/۲% پلاستیکی… ۵۴

شکل ۱۶-۳ : الگوی پراش کوچک زاویه­ اشعه ایکس آلیاژ خوشه ای شده آمورفو اطلاعات آلیاژهای آمورف و نانو بلورین پایه Zr55

شکل ۱۷-۳ : منحنی های تنش- کرنش خمشی آلیاژ آمورف خوشه ای ۵۶

شکل ۱۸-۳ : نتیجه تست فشار نمونه های گوناگون از فلزات شیشه ای کامپوزیتی با ئرات کامپوزیتی مختلف۵۷

شکل۱۹-۳ : نتایج تست فشار فلز شیشه ای Vit1 کامپوزیتی به روش W wire58

تصاویر فصل چهارم

شکل ۱-۴ : رابطه بین استحکام شکست و افزایش درصد کریستالیزاسیون۶۲

همکاری در فروش فایل