دانلود پروژه:   بررسی و مطالعه تاثیر بر همکنش لیزر Nd:YAG بر خواص فیزیکی شیمیایی سطح تانتالم

فهرست مطالب

فصل اول: کلیات تحقیق

1-1- مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………3

1-2- تاریخچه………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..6

1-3- پیدایش…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………6

1-4- خصوصیات قابل توجه تانتالم……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….6

1-5- کاربردها………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..7

فصل دوم: لیزر

2-1- بیومواد………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..11

2-2- روش های اصلاح سطح………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………12

2-3- لیزر…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….14

2-4- انواع لیزر…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….16

          2-4-1- لیزرهای کاتدی………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..16

          2-4-2- لیزر هلیوم نئون (He – Ne)………………………………………………………………………………………………………………………………….17

          2-4-3- لیزر آرگون یونی (Argon – ion)…………………………………………………………………………………………………………………………17

          2-4-4- لیزر گازکربنیک (₂Co)……………………………………………………………………………………………………………………………………………18

          2-4-5- لیزرهای اکسایمر (Excimer)………………………………………………………………………………………………………………………………..18

          2-4-6- لیزرهای مایع (Dye)………………………………………………………………………………………………………………………………………………19

          2-4-7- لیزرهای رزینه ای CW…………………………………………………………………………………………………………………………………………..19

          2-4-8-لیزرهای رزینه ای پالسی………………………………………………………………………………………………………………………………………….20

          2-4-9- لیزرهای حالت جامد (Solid State)……………………………………………………………………………………………………………………..21

          2-4-10- لیز Nd:YAG………………………………………………………………………………………………………………………………………………………23

2-5- کاربرد لیزر در اصلاح سطح بیومواد………………………………………………………………………………………………………………………………………….23

فصل سوم: پیشینۀ تحقیقات

3-1- اصلاح سطح تیتانیم با لیزر…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………30

3-2- ذوب مجدد سطح با لیزر……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..35

3-3- آلیاژ سازی سطحی با لیزر…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..36

فصل چهارم: مواد و روش آزمایش ها

4-1- مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………40

4-2- وسایل و تجهیزات………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………40

4-3- آماده سازی تانتالم……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..41

4-4- تنظیم لیزر و انجام پرتو دهی……………………………………………………………………………………………………………………………………………………..41

4-5- مشخصه یابی………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………44

          4-5-1- آزمایش SEM………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….44

          4-5-2- طیف سنجی پراش انرژی (EDS)……………………………………………………………………………………………………………………………44

          4-5-3- آزمایش میکروسختی……………………………………………………………………………………………………………………………………………….45

          4-5-4- میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM)………………………………………………………………………………………………………………………….45

          4-5-5- آزمایش زاویه تماس و کشش سطحی………………………………………………………………………………………………………………………47

          4-5-6- آزمایش سایش………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….48

          4-5-7- آزمایش خوردگی (Corrosion Test)……………………………………………………………………………………………………………………49

فصل پنجم: نتایج و تجزیه و تحلیل آزمایش ها

5-1- آنالیز نتایج پرتودهی با لیزر………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..53

5-2- آزمایش SEM……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………53

5-3- طیف سنجی پراش انرژی (EDS)…………………………………………………………………………………………………………………………………………….55

5-4- آزمایش میکروسختی…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………54

5-5- AFM و آنالیز زبری سطح نمونه ها…………………………………………………………………………………………………………………………………………..59

5-6- بررسی آبدوستی سطح نمونه ها………………………………………………………………………………………………………………………………………………….62

فصل ششم: نتایج و پیشنهادها

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست جداول

جدول 4-1- نام و مشخصات تجهیزات مورد استفاده برای انجام آزمایشات……………………………………………………………………………………..40

جدول 4-2- کدگذاری نمونه های اصلاح سطح شده توسط لیزر ………………………………………………………………………………………………………..43

جدول 5-1- درصد وزنی تانتالم و اکسیژن روی سطح تانتالم اصلاح سطح شده توسط لیزر با چگالی انرژی های مختلف………………….55

جدول 5-2- تغییرات میکروسختی نمونه ها در اثر اصلاح سطح توسط لیزر……………………………………………………………………………………….58

جدول 5-3- میزان زبری نمونه ها قبل و بعد از اصلاح سطح توسط لیزر………………………………………………………………………………………….60

جدول 5-4- زاویه تماس بدست آمده برای نمونه ها…………………………………………………………………………………………………………………………….65

جدول 5-5- انرژی سطحی بدست آمده برای نمونه ها………………………………………………………………………………………………………………………..65

جدول 5-6- مقایسۀ کاهش وزن نمونه ها در مسافت های یکسان………………………………………………………………………………………………………68

جدول 5-7- پارامترهای خوردگی حاصل از منحنی های پلاریزاسیون پتانتسیودینامیک نمونه ها…………………………………………………….70

جدول 5-8- تغییرات عمق کندگی توسط لیزر………………………………………………………………………………………………………………………………….72

 

 

 

 

 

 

 

فهرست شکل ها

شکل 2-1- ساختمان یک لیزر با دمش تخلیه الکتریکی مانند He – Ne…………………………………………………………………………………………..17

شکل 2-2- منحنی جذب و تشعشع برای محلول رودامین…………………………………………………………………………………………………19

شکل 2-3- یک لیزر CW رزینه ای، با دمیدن با لیزر Ar⁺…………………………………………………………………………………………………………………20

شکل 2-4- دو نمونه از محفظۀ لیزر…………………………………………………………………………………………………………………………………………………….22

شکل 4-1- شماتیکی از اصلاح سطح توسط لیزر…………………………………………………………………………………………………………………………………42

شکل 4-2- ستاپ تجربی برای انعکاس نور لیزر در کندگی یک نمونۀ فلزی……………………………………………………………………………………….42

شکل 4-3- طرز کار یک دستگاه AFM………………………………………………………………………………………………………………………………………………46

شکل 4-4- زاویه تماس مایع با جامد به عنوان شاخص تر شوندگی استفاده می شود…………………………………………………………………………48

شکل 5-1- تصویر SEM a) نمونۀ شاهد و b) نمونه اصلاح شده با لیزر در انرژی mJ29/20…………………………………………………………….54

شکل 5-2- تصویر SEM a) نمونۀ شاهد و b) نمونه اصلاح شده با لیزر در انرژی mJ85/43…………………………………………………………….55

شکل 5-3- نمودارEDS نمونۀ 2L در 50 پالس………………………………………………………………………………………………………………………………….56

شکل 5-4- نمودارEDS نمونۀ 1L در 50 پالس………………………………………………………………………………………………………………………………….57

شکل 5-5- نمودار تغییرات میکروسختی نمونه ها………………………………………………………………………………………………………………………………59

شکل 5-6- تصویر afm نمونه S…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..61

شکل 5-7- نمودار زبری سطح نمونۀ S………………………………………………………………………………………………………………………………………………..61

شکل 5-8- تصویر afm نمونه 1L……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….62

شکل 5-9- نمودار زبری سطح نمونۀ 1L…………………………………………………………………………………………………………………………………………….62

شکل 5-10- تصویر afm نمونه 2L…………………………………………………………………………………………………………………………………………………….63

شکل 5-11- نمودار زبری سطح نمونۀ 2L…………………………………………………………………………………………………………………………………………..63

شکل 5-12- زاویه تماس با آب……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………65

شکل 5-13- تغییرات انرژی سطحی نمونه ها……………………………………………………………………………………………………………………………………66

شکل 5-14- تصویر قرارگیری A) قطرۀ دیودومتان   B) قطرۀ آب بر روی سطح نمونۀ S…………………………………………………………………..66

شکل 5-15- تصویر قرار گیری A) قطرۀ دیودومتان و B) آب بر روی نمونۀ 1L…………………………………………………………………………………67

شکل 5-16- تصویر قرار گیری A) قطرۀ دیودومتان و B) آب  بر روی نمونۀ 2L………………………………………………………………………………..67

شکل 5-17- تغییرات کاهش وزن نمونه ها در مسافت های مختلف……………………………………………………………………………………………………69

شکل 5-18- منحنی پلاریزاسیون پتانسیودینامیک سطح نمونه ها…………………………………………………………………………………………………….71

شکل 5-19- نمودار – منحنی تغییرات عمق کندگی نسبت به تغییرات توان لیزر………………………………………………………………………………73

شکل 5-20- ناحیه اصلاح سطح شده توسط لیزر با چگالی انرژی ²mJ/mm77/7…………………………………………………………………………….74