فهرست مطالب
عنوان |
صفحه |
فصل1 1
مقدمه 1
1-1. مقدمه. 2
فصل2 5
مروری بر منابع مطالعاتی 5
2-1. معرفی روش پاشش سرد. 6
2-2. مقایسه فرآیند پاشش سرد با سایر فرآیندهای پاشش حرارتی.. 8
2-3. خصوصیات تشکیل پوشش…. 12
2-3-1. برخورد ذرات با زیرلایه. 12
2-3-2. سرعت بحرانی.. 15
2-3-3. سرعت ذره 19
2-3-4. ساز و کار تشکیل پوشش…. 23
2-3-5. نواحی اتصال یافته. 25
2-4. ریزساختار پوششهای پاشش سرد شده 29
2-4-1. تغییر شکل دانه‌ها 29
2-4-2. کارسختی پوششهای پاشش سرد. 30
2-4-3. تأثیر سرعت ذره بر ریزساختار 31
2-4-4. اثر سرعت ذره بر بازده رسوبدهی.. 34
2-4-5. جنبههای فیزیکی و متالوژیکی پوششدهی.. 37
2-5. نفوذپذیری پوششهای پاشش حرارتی.. 39
فصل3 41
أ |
مواد و روش تحقیق 41
3-1. مواد مصرفی.. 42
3-2. آزمونها 44
فصل4 51
نتایج و بحث 51
4-1. مقدمه. 52
4-2. نتایج بررسی ریزساختار 53
4-3. نتایج آزمون گرماسنج روبشی تفاضلی.. 57
4-4. نتایج آزمون گرماوزنسنجی.. 63
4-5. سرعت ذرات… 67
4-6. ارتباط بین سرعت ذرات و کسر سطوح متصل شده 71
فصل5 74
نتیجهگیری 74
پیشنهادات 77
مراجع 78
ضمیمه 80
ب |
فهرست جدولها
عنوان |
صفحه |
جدول2-1. اثر مواد و پارامترهای فرایند بر vpi و vcr (افزایش پارامترها، در نظر گرفته شده است) [15]. 19
جدول2-2. پارامترهای استفاده شده برای محاسبات عددی مربوط به شکل 2-9 [15]. 20
جدول3-1. شرایط تهیه پوششهای پاشش سرد. 45
جدول3-2. ترکیب و زمان اچانتهای بررسی شده و نتیجه حاصله. 46
ج |
فهرست شکلها
عنوان |
صفحه |
شکل2-1. طرحواره دستگاه پاشش سرد [7]. 7
شکل2-2. مقایسه محدوده‌ی فشار و دمای کاری تعدادی از فرآیندهای پاشش حرارتی با پاشش سرد [1]. 9
شکل2-3. بخش‌های مختلف جریان پودر [11]. 11
شکل2-4. تصاویر میکروسکوپی الکترونی از سطح نمونه مسی پس از برخورد ذرات مسی بر روی آن: (a) نمای کلی، (b) نمای نزدیک یکی از تک ذرات [14]. 13
شکل2-5. تصویر ذرات مس برخورد کرده با زیرلایه فولادی حاصل از SEM (حالت BSE)، (a) تصویر کلی و (b) تصویر حفره ایجاد شده از برخورد ناموفق ذره با بزرگنمایی بیشتر. همانطور که در تصویر دوم نشان داده شده اثرات مس در دهانه حفره توسط EDS قابل تشخیص است [13]. 14
شکل2-6. نتایج شبیه سازی سه بعدی از برخورد دو ذره مسی با قطر 5 میکرومتر به زیرلایه مس [13]. 14
شکل2-7. مقایسه سرعتهای بحرانی تخمین زده شده برای تعدادی از مواد [13]. 17
شکل2-8. نمودار تغییرات سرعت بحرانی برخورد بر حسب اندازه ذره مس [15]. 18
شکل2-9. نقشه پارامتری سرعت، سرعت ذره، دما و فشار بر حسب فاصله محوری از گلوگاه نازل (z) بر اساس مقادیر داده شده در جدول 2-2 [15]. 21
شکل2-10. تغییرات سرعت برخورد ذره مس با اندازههای مختلف در مقایسه با نتایج به دست آمده از معادله 2-5 و 2-6. پارامترها مطابق جدول 2-2 در نظر گرفته شدهاند [15]. 22
د |
شکل2-11. شبیه‌سازی برخورد پودر با سطح و تشکیل جریان جامد گرانرو [4]. 25
شکل2-12. افزایش محاسبه شده نسبت به زمان (a) کرنش پلاستیک و (b) دما در سطح ذرهپاشیده شده در سرعتهای برخورد مختلف. با افزایش سرعت از 550 به 580 متر بر ثانیه، ناپایداری برشی مشاهده میشود [13]. 26
شکل2-13. پروفیل دمایی محاسبه شده در مسیر نصف‌النهار روی سطح ذره مس برخورد کرده با زیرلایه مس در سرعتهای برخورد متفاوت. فلشها لبه سطح تماس بین ذره و زیرلایه را نشان میدهد و خط چین آستانه ناپایداری برشی بیدررو را نشان میدهد [13]. 27
شکل2-14. خطوط محاسبه شده از ذره مس برخورد کرده با زیرلایه مس در چهار سرعت متفاوت. نقطه چینها در فصل مشترک ذره- زیرلایه محلهایی که تحت ناپایداری برشی بیدررو هستند، مطابق شکل 8 نشان میدهد [13]. 29
شکل2-15. مقطع پوشش پاشش سرد مس. (a) بزرگنمایی کم (b) بزرگنمایی زیاد [25]. 30
شکل2-16. سختی پوشش مس حاصل از روش‌های مختلف آنیل شده در دماهای متفاوت به مدت زمان یک ساعت [9]. 31
شکل2-17. اثر سرعت ذره بر (a) درصد تخلخل پوشش، (b) هدایت پوشش، (c) میکروسختی [27]. 32
شکل2-18. تصویر متالوگرافی پوشش مس بر زیرلایه مس با استفاده از (a) نیتروژن و (b) هلیم [9]. 33
شکل2-19. کسر نواحی اتصال یافته و بازده رسوب به صورت تابعی از سرعت ذره در پاشش سرد مس روی زیرلایه مس [13]. 35
شکل2-20. مقادیر اندازهگیری شده بازده رسوب (DE) در برابر (a) سرعت برخورد ذره و (b) نسبت vpi/vcr برای پودر مس با مقادیر مختلف اندازه ذره [15]. 36
شکل2-21. تصاویر الکترون برگشتی از ساختار Al-Cu بلافاصله پس از پوشش. (a) فشار گاز حامل 15 بار و (b) فشار گاز حامل 29 بار. قسمت‌های روشن مس و قسمت‌های تاریک آلومینیم هستند. در این تصاویر شواهدی مبنی بر تشکیل فازهای بین فلزی مشاهده نمیشود [28]. 38
ه |
شکل2-22. تصاویر الکترون برگشتی از پوشش عملیات حرارتی شده Al-Cu. (a) پاشیده شده در 15 بار، (b) پاشیده شده در 29 بار [28]. 38
شکل3-1. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی از (الف) پودر مس الکترولیتی، (ب) پودر مس کروی. 43
شکل3-2. توزیع اندازه ذره پودر مس الکترولیتی مورد استفاده. 44
شکل3-3. تصویری از دستگاه پاشش سرد. 45
شکل3-4. طرح واره از طرز کار دستگاه گرماسنج روبشی تفاضلی [30]. 49
شکل4-1. تصویری از پوشش مس تهیه شده با روش پاشش سرد. 53
شکل4-2. تصاویر حاصل از میکروسکوپ الکترونی روبشی از ریزساختار پوشش تهیه شده از (الف) پودر مس الکترولیتی (ب) پودر مس کروی. 55
شکل4-3. تصاویر حاصل از میکروسکوپ نوری از ریزساختار پوشش تهیه شده از (الف) پودر مس الکترولیتی (ب) پودر مس کروی. 56
شکل4-4. (الف) آنالیز حرارتی پوششهای تهیه شده از پودر مس الکترولیتی در فشارهای5، 10 و 15 بار و نمونه قرص پودری در فشار 22 بار، (ب) آنالیز حرارتی پوششهای تهیه شده از پودر مس کروی در فشارهای 15 و 20 بار و نمونه قرص پودری در فشار 40 بار. 59
شکل4-5. طرحوارهای از مدل اولیه. 60
شکل4-6. بررسی تقریبی نسبت طول به سطح مرزهای پوشش حاصل از پودر کروی و الکترولیتی.. 62
شکل4-7. مقایسه انرژی اکسیداسیون محاسبه شده و اندازهگیری شده توسط آنالیز حرارتی برای (الف) پوششهای تهیه شده از پودر مس الکترولیتی در فشارهای مختلف، (ب) پوششهای تهیه شده از پودر مس کروی در فشارهای مختلف. 65
شکل4-8. نمودار سرعت ذره بر حسب دما در فشارهای مختلف برای پودرهای مس (الف) الکترولیتی (متوسط اندازه ذرات 20 میکرون)، (ب) کروی (متوسط اندازه ذرات 40 میکرون). 69
و |
شکل4-9. نمودار سرعت ذره بر حسب دما برای پودرهای الکترولیتی و کروی با اندازه متوسط 20 میکرومتر در فشار 15 بار. 70
شکل4-10. نمودار سرعت ذره بر حسب دما برای پودر کروی با میانگین اندازه دانه 20 و 40 میکرومتر در فشار 15 بار. 71
شکل4-11. رسم معیاری تجربی از کسر نواحی متصل شده بر حسب سرعت ذرات برای ذرات کروی و الکترولیتی. 73
ز |
