عنوان تحقیق: فلزات آمورف

فرمت فایل: word

تعداد صفحان: 75

شرح مختصر:

طبق آزمايشات مستقل از دما و فشار متغير، از نظر ترموديناميكي، مواد سه حالت اصلي : مايع، جامد، گاز دارند.

تعيين كنندة هر يك از اين حالات درجة آزادي بين اتمها و قيد و بند آنها به يكديگر است و يك مرحله تحول بين هر حالت وجود دارد. تعريف شيشه : يك مايع شيشه اي يا جامد بدون كريستال است كه مشخصه هاي ويسكوزيته و ساختار آن نشان دهندة هم جامد و هم مايع است. به عبارت ديگر شيشه يك جامد در دماي اتاق است زيرا ويسكوزيته آن بيش از حد توازن يعني ^6/14 10 است و از طرف ديگر هنوز يك مايع است زيرا ساختار اتمها و مولكولهاي آن يك ساختار بي نظم و شبيه مايع است . جامد از فاز كريستالي به وجود آمده است و يك كريستال از يك نظم دوره‌اي بين اتمها پيروي مي كند اما مايع داراي چنين نظمي نيست و يك نظم تصادفي بين اتمها بدون تناوب و دوره خاصي را دارد.

بنابراين مي گوييم، شيشه جامد و آمورفي است كه اتمهاي ساختار آن مانند مايع است. مهمترين مشخصه يك شيشه علاوه بر ساختار آن، پديده تحول و به وجود آمدن آن است.

فهرست مطالب

فصل اول : فلزات آمورف و آمورف کامپوزيتي1

1-1 مقدمه 2

2-1 فلزات آمورف 6

1-2-1 خواص آلياژهاي آمورف9

2-2-1عمده نقطه ضعف مكانيكي مواد آمورف12

3-1 مكانيزم هاي تغيير شكل در فلزات آمورف12

1-3-1 تشكيل حجم آزاد13

2-3-1 افزايش دماي موضعي 18

فصل دوم : شكست در فلزات آمورف 23

1-2 شباهت هاي شکست فلزات آمورف با فلزات کريستالي 24

1-1-2 اثر فشار هيدرواستاتيك روي جريان تنش24

فصل سوم : کامپوزيت کردن جهت بالا بردن پلاستيسيته25

1-3 راهكارهايي براي افزايش پلاستيسيته در آلياژهاي يكپارچه 26

2-3 فلزات آمورف كامپوزيتي 27

1-2-3 مکانيزم تغييرات و افزايش پلاستيسيته توسط ذرات کامپوزيت28

3-3 بهبود پلاستيسيته با استفاده از ذرات تقويت كننده فاز دوم 31

4-3 بررسي باندهاي برشي توسط TEM در يك كامپوزيت BMG_s 35

1-4-3 انتشار باندهاي برشي در کل قطعه39

5-3 انواع مختلف فلزات آمورف كامپوزيتي41

1-5-3 کامپوزيتهاي ذره اي42

2-5-3 كامپيوزيتهاي In-situ42

6-3 ذرات خارجي تقويت كننده در فلزات شيشه اي توده 42

1-6-3 كامپوزيت حاوي ذرات خارجي تقويت كننده ، توليد به روش تقويتBMG 43

2-6-3 توليد كامپوزيت BMG حاوي ذرات خارجي تقويت كننده با استفاده از فرايند ذوب 44

7-3 فرم In situ کامپوزيت هاي BMG 45

1-7-3 فرم كاربيد In situ در فلزات شيشه اي پايه Zr46

8-3 تشکيل و ساختارها 47

9-3 مکانيزم تشکيل فاز آمورف نانو ساختار شده50

10-3 خواص مکانيکي و رفتار تغيير شکلي آلياژ هاي آمورف نانوساختار شده توده 51

11-3 تشکيل و خواص مکانيکي آلياژ هاي آمورف خوشه دار توده54

12-3 مقايسه کامپوزيت هاي ذره اي و In situ56

فصل چهارم :عوامل موثر در ايجاد داکتيليته بيشتر در مواد آمورف 60

1-4 كريستاليزاسيون  61

1-1-4 اثر بيش از حد كريستاليزاسيون61

2-4 آنيلينگ 62

منابع و مآخذ 64

 فهرست تصاوير

 تصاوير فصل اول

شکل 1-1: دياگرام ارتباط بين تغييرات حجم با دما از حالت مذاب تا لحظه گذر از دماي شيشه اي شدن،Tg3

شکل 1-2 : دياگرام ظرفيت گرمايي فلزات شيشه اي در دمايTg 3

شكل 3-1: منحني تنش کرنش فلز شيشه اي6

شكل 1-4: تصويريك آلياژ آمورف (Ni₅₅Pd₅Nb₂₀Ti₁₅Zr₅) در TEM7

شكل 1-5 : ارتباط بين و H_c10

شكل 1-6 : مقايسه جنس چرخ دنده ها در خصوص مقاومت به سايش11

شكل 1-7 : نشان دهنده پروسه حجم آزاد به وسيله معادله Spaepen15

شكل1-8 : نمودار تنش برشي نرمال در برابر كرنش برشي16

شكل 1-9 : نمودار كرنش برشي در يك باند نسبت به كرنش برشي نهايي17

شكل 1-10 : نمونه تست خمش و روكش كاري قلع براي بررسي باندهاي برش نزديك شكاف 20

شكل1-11: نشان دهنده باندهاي برشي نزديك شكاف در نمونه تست خمش روكش داده شده به وسيله قلع 21

شكل1-12: نشان دهنده حرارت موضعي و ذوب روكش به صورت مهره هاي كروي

در باندهاي برشي22

تصاوير فصل سوم

شكل 1-3 : مکانيزم ممکن براي افزايش دانسيته باند برشي در فلزات شيشه اي23

شكل 2-3 : شکل ميدان تنش بين سوراخ ها، در طول فشردن يک فلز متخلخل کشدار24

شكل3-3: اثر ذرات گرافيت تقويت­کننده دريک فلز شيشه­اي پايه Zr برروي دانسيته باند برش درهمسايگي آن 34

شکل4-3 : ميکروگرافي TEM از ساختار قلز کامپوزيتي مشخصه پراش در دهانه صفحه[110] در منطقه محور فاز β است 36

شکل 5-3 : مناطق روشن ، تصوير باندهاي برشي است. (a) , (b) تصوير يک منطقه يکسان با زاويه عکس‌برداري متفاوت است 37

شکل6-3 : عکس TEM از محل بدون شکل فاز β39

شكل7-3 : ترکيب برخي ازخواص فلزات با کامپوزيت­کردن فلزات 41

شکل8-3 : منحني هاي DSC آلياژ هاي آمورف Zr-Al-Ti-Ni-Cu و Zr-Al-Cu-Pd49

شکل9-3 : ميکروگراف الکترون ميدان روشن و الگو هاي پراش الکتروني آلياژ هاي امورف پايه Zr آنيل شده در دمايي درست زير واکنش اول گرمازا49

شکل10-3: شکل فرايند تشکيل فاز نانوبلورين Zr₂(Cu,Pd) احاطه شده با فازآمورف50

شکل11-3: تغييرات S_f ، E و H_v با V_f ترکيبات براي آلياژ­هاي آمورف ريختگي توده
Zr-Al-Ni-Cu-Pd51

شکل12-3 : ظاهر سطح شکست کششي آلياژ امورف ريختگي توده52

شکل 13-3: شکل شماتيکي از حالت شکست کششي براي آلياژ هاي آمورف نانوبلورينه شده که خواص مکانيکي بهبود يافته اي را نشان ميدهد52

شکل 14-3: منحني هاي تنش کرنش فشاري ميله هاي استوانه اي در حالت مخلوط فاز هاي آمورف و نانو بلورين بلافاصله بعد از ريخته گري53

شکل 15-3 : سطح خارجي ميله آمورف نانوبلور شده تحت طويل شدگي 5/2% پلاستيکي... 54

شکل 16-3 : الگوي پراش کوچک زاويه­ اشعه ايکس آلياژ خوشه اي شده آمورفو اطلاعات آلياژهاي آمورف و نانو بلورين پايه Zr55

شکل 17-3 : منحني هاي تنش- کرنش خمشي آلياژ آمورف خوشه اي 56

شکل 18-3 : نتيجه تست فشار نمونه هاي گوناگون از فلزات شيشه اي کامپوزيتي با ئرات کامپوزيتي مختلف57

شکل19-3 : نتايج تست فشار فلز شيشه اي Vit1 کامپوزيتي به روش W wire58

تصاوير فصل چهارم

شكل 1-4 : رابطه بين استحكام شكست و افزايش درصد كريستاليزاسيون62