دانلود پروژه: تاثیر عنصر مس بر روی خواص میکروساختاری و مغناطیسی آلیاژ نانوساختار Fe85Ni15 تهیه شده به روش آلیاژسازی مکانیکی

فهرست مطالب

فصل اول : مقدمه                                                                                           1

فصل دوم : مروری برمنابع گذشته                                                     5

2-1-  فناوری نانو………………………………………………… ..6

2-2-  آلیاژسازی مکانیکی…………………………………………….. …7

2-2-1- تاریخچه…………………………………………………………. 7

2-2-2- فرآیند آلیاژسازی مکانیکی………………………. 8

2-2-3- ویژگی­های روش آلیاژسازی مکانیکی……………. 13

2-2-4- کاربردهای فرآیندآلیاژسازی مکانیکی……… 13

2-2-5- مواد اولیه وتجهیزات لازم برای آلیاژسازی مکانیکی 14

2-2-5-1- مشخصات پودر مواد اولیه……………………. 14

2-2-5-2- نوع آسیا……………………………………………….. 14

2-2-6- متغیرهای فرآیند…………………………………………. 15

2-2-6-1- محفظه آسیا……………………………………………. 16

2-2-6-2- سرعت آسیاکاری……………………………………… 16

2-2-6-3- زمان آسیاکاری……………………………………… 16

2-2-6-4- جنس، ابعاد ونحوه توزیع گلوله­ها…….. 17

2-2-6-5- نسبت وزنی گلوله به پودر………………….. 17

2-2-6-6- میزان پرشدن محفظه……………………………… 17

2-2-6-7- اتمسفرآسیاکاری……………………………………. 17

2-2-6-8- عامل کنترل کننده فرآیند………………….. 18

2-2-6-9- دمای آسیاکاری……………………………………… 18

2-2-6-10- شدت آسیاکاری……………………………………… 19

2-2-7- آلودگي پودر…………………………………………………. 19

2-2-8- محدوديت­های علمي و کاربردی……………………… 20

2-3- مغناطیس……………………………………………………………………. 20

2-3-1- مقدمه…………………………………………………………….. 20

2-3-2- رفتارهای مغناطیسی مواد……………………………. 21

2-3-2-1- مواد دیامغناطیس………………………………….. 21

2-3-2-2- مواد فرومغناطیس………………………………….. 22

2-3-3- تلفات مغناطيسي…………………………………………… 23

2-3-3-1- تلفات پسماند……………………………………….. 23

2-3-3-2  تلفات جريان­هاي گردابي………………………. 23

2-3-4- حوزه­های مغناطیسی……………………………………….. 23

2-3-5- حلقه پسماند…………………………………………………. 25

2-3-6- مواد مغناطیسی نرم و سخت…………………………. 26

2-4- مروری بر آلیاژسازی مکانیکی آلیاژهای مغناطیسی نرمFe-Ni 28

2-4-1- تاثیر عناصر آلیاژی بر آلیاژسازی مکانیکی آلیاژهای مغناطیسی نرمFe-Ni……..                                                                  35

فصل سوم : روش تحقیق                                                                                42

3-1- مواد اولیه……………………………………………………………… 43

3-2- روش انجام آزمایش………………………………………………….. 43

3-2-1- آسیاکاری پودرها و متغیرهای آن ……………. 43

3-2-2- نمونه برداری ………………………………………………. 44

3-3- بررسی پراش اشعه ایکس………………………………………….. 45

3-3-1- تعیین اندازه کریستالیت وکرنش شبکه­ای … 45

3-3-2- تعیین پارامتر شبکه …………………………………. 46

3-4- بررسی میکروسکوپی پودرها……………………………………. 47

3-5- تست مغناطیس سنج نمونه ارتعاشی………………………… 47

فصل چهارم : نتایج                                                                                      48

4-1- نتایج حاصل از آنالیز پراش اشعۀ ایکس…………….. 49

4-1-1- تغییرات اندازه کریستالیت……………………….. 55

4-1-2- تغییرات کرنش شبکه …………………………………… 56

4-1-3- تغییرات پارامتر شبکه ……………………………… 56

4-2- نتایج حاصل از میکروسکوپ الکترونی روبشی……….. 57

4-3- نتایج حاصل از تست های مغناطیسی………………………. 65

4-3-1- حلقه­های پسماند …………………………………………. 65

4-3-2- تغییرات مغناطش اشباع ……………………………… 68

4-3-3- تغییرات نیروی پسماندزدا ……………………….. 68

فصل پنجم : بحث و تحلیل نتایج                                                70

5-1- بررسی­های میکروساختاری………………………………………… 71

5-1-1- بررسی الگوی پراش اشعۀ ایکس……………………. 71

5-1-2- تغییرات اندازه کریستالیت……………………….. 73

5-1-3- تغییرات کرنش شبکه……………………………………… 74

     5-1-4- تغییرات پارامتر شبکه…………………………. 75

5-2- بررسی مورفولوژی پودرها و آنالیزهای عنصری …. 75

5-3- آزمایش­های مغناطیسی (VSM)………………………………….. 77

5-3-1- مغناطش اشباع……………………………………………….. 77

5-3-2- نیروی پسماندزدا…………………………………………. 78

فصل ششم : نتيجه­گيري و پيشنهادات                                               81

6-1- خلاصه نتایج……………………………………………………………… 82

6-2- پیشنهادات……………………………………………………………….. 83

منابع و مراجع…………………………………………………………………. 84

فهرست جدول­ها

 

جدول (3-1): شرایط آسیاکاری مورد استفاده…….. 44

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست شكل ها

شکل (2-1): مراحل آلیاژسازی مکانیکی در سیستم­های داکتیل-داکتیل 11

شکل (2-2): ریز شدن اندازه ذرات و دانه­ها بر حسب زمان آسیاکاری 13

شکل (2-3): تعدادی ازمتغیرهای مهم در فرآیند آسیاکاری.. 15

شکل (2-4): تغییرات اندازه ذرات وزمان آسیاکاری برای دماهای گوناکون در مادهCoZr………………………. 19

شکل (2-5): گشتاور های مغناطیسی  حرکت الکترون­ها. 21

شکل (2-6): روند تغییرات مغناطش با اعمال میدان خارجی 25

شکل (2-7): حلقه پسماند مغناطیسی……………. 26

شکل (2-8): مقایسه حلقه پسماند مغناطیسی مواد سخت و نرم   27

شکل (2-9): گستره مواد مغناطيسي نرم نانو ساختار… .. 27

شکل (2-10): مقادیر نیروی مغناطیس زدا بصورت تابعی از اندازه دانه……………………………………….. 30

شکل (2-11): تغیییرات اندازه دانه و میکروکرنش با افزایش زمان آسیاکاری در آلیاژهایa ) Fe – 10%Ni و b)Fe – 20%Ni.. 32

شکل (2-12): تغییرات مغناطش اشباع و میدان مغناطیس­زدا برحسب افزایش میزان سیلیسیم در آلیاژ₅₀Fe₅₀)_100-xSi_x (Niپس از 24 ساعت آسیاکاری………………………………………. …38

شکل (4-1): آناليز تفرق اشعۀ ايکس پودر نیکل خالص 49

شکل (4-2): آناليز تفرق اشعۀ ايکس پودر آهن خالص. 50

شکل (4-3): آناليز تفرق اشعۀ ايکس پودر مس خالص.. 50

شکل (4-4): آناليز تفرق اشعۀ ايکس مخلوط پودر (Fe₈₅Ni₁₅)₉₅Cu₅ قبل از آسیاکاری………………………………… 51

شکل (4-5): آناليز تفرق اشعۀ ايکس پودر آلیاژی  Fe₈₅ Ni₁₅ آسیا شده به مدت   72 ساعت……………………………. 52

شکل (4-6): آناليز تفرق اشعۀ ايکس پودر آلیاژی(Fe₈₅Ni₁₅)_99.5 Cu_0.5 آسیا شده به مدت  72 ساعت………………………. 52

شکل (4-7): آناليز تفرق اشعۀ ايکس پودر آلیاژی  (Fe₈₅Ni₁₅)_98.5 Cu_1.5آسیا شده به مدت 72 ساعت……………………….. 53

شکل (4-8): آناليز تفرق اشعۀ ايکس پودر آلیاژی (Fe₈₅Ni₁₅)₉₇ Cu_.3 آسیا شده به مدت  72 ساعت………………………. 53

شکل (4-9): آناليز تفرق اشعۀ ايکس پودر آلیاژی (Fe₈₅Ni₁₅)₉₅ Cu_.5 آسیا شده به مدت   24 ساعت……………………… 54

شکل (4-10): آناليز تفرق اشعۀ ايکس پودر آلیاژی آسیا نشده و پودرهای آسیا شده به مدت   72 ساعت حاوی درصد های مختلف مس……………………………………………… 54

شکل (4-11): آناليز تفرق اشعۀ ايکس سه بعدی  پودر آلیاژی آسیا نشده وپودرهای آسیا شده به مدت 72 ساعت حاوی درصد های مختلف مس 55

شکل (4-12): منحنی تغییرات اندازه کریستالیت بر حسب میزان مس افزوده شده…………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 55

شکل (4-13): منحنی تغیرات کرنش شبکه برحسب میزان مس افزوده شده 56

شکل (4-14): منحنی تغیرات پارامتر شبکه برحسب میزان مس افزوده شده……………………………………….. 56

شکل (4-15): تصویر SEM مربوط به پودر آهن خالص.. 57

شکل (4-16): تصویر SEM مربوط به پودر نیکل خالص. 58

شکل (4-17): تصویر SEM مربوط به پودر مس خالص… 58

شکل (4-18): تصویر SEM ازمخلوط پودر(Fe₈₅Ni₁₅)₉₅ Cu_.5  قبل از آسیاکاری……………………………………….. 59

شکل (4-19): تصویر SEM از نمونه(Fe₈₅Ni₁₅)_98.5 Cu_1.5 آسیا شده به مدت 72 ساعت……………………………………. 59

شکل (4-20): تصویر SEM از نمونه (Fe₈₅Ni₁₅)_99.5 Cu_0.5  آسیا شده به مدت 72 ساعت…………………………………. 60

شکل (4-21): تصویر SEM از نمونه(Fe₈₅Ni₁₅)_98.5 Cu_1.5 آسیا شده به مدت 72 ساعت……………………………………. 60

شکل (4-22): تصویر SEM از نمونه (Fe₈₅Ni₁₅)₉₇ Cu_.3آسیا شده به مدت 72 ساعت……………………………………. 61

شکل (4-23): تصویر SEM از نمونه  (Fe₈₅Ni₁₅)₉₅ Cu_.5آسیا شده به مدت  72 ساعت……………………………………. 61

شکل (4-24): تصویر SEM مربوط به ذرات پودر(Fe₈₅Ni₁₅)₉₅ Cu_.5 ونحوه توزیع عناصر در ترکیب آهن- نیکل- مس قبل از آسیاکاری… 62

شکل (4-25): آنالیزEDS از نمونه  (Fe₈₅Ni₁₅)₉₅ Cu_.5 آسیا نشده. 62

شکل (4-26): نگاشت عنصری از نمونه (Fe₈₅Ni₁₅)_99.5 Cu_0.5  آسیا شده به مدت 72 ساعت…………………………………. 63

شکل (4-27): آنالیزEDS از نمونه (Fe₈₅Ni₁₅)_99.5 Cu_0.5 آسیا نشده به مدت 72 ساعت……………………………………. 63

شکل (4-28): نگاشت عنصری از نمونه (Fe₈₅Ni₁₅)₉₅ Cu_.5 آسیا شده به مدت 72 ساعت……………………………………. 64

شکل (4-29): آنالیزEDS از نمونه (Fe₈₅Ni₁₅)₉₉ Cu_.5 آسیا نشده به مدت 72 ساعت……………………………………. 64

شکل (4-30): حلقه پسماند آلیاژ Fe-15%Ni  آسیاشده به مدت 72 ساعت……………………………………….. 65

شکل (4-31): حلقه پسماند آلیاژ(Fe₈₅Ni₁₅)_99.5Cu_0.5  آسیاشده به مدت 72 ساعت……………………………………….. 66

شکل (4-32): حلقه پسماند آلیاژ(Fe₈₅Ni₁₅)_98.5 Cu_1.5  آسیاشده به مدت 72 ساعت……………………………………….. 66

شکل (4-33): حلقه پسماند آلیاژ(Fe₈₅Ni₁₅)₉₇ Cu₃  آسیاشده به مدت 72 ساعت……………………………………….. 67

شکل (4-34): حلقه پسماند آلیاژ(Fe₈₅Ni₁₅)₉₅ Cu₅  آسیاشده به مدت 72 ساعت……………………………………….. 67

شکل (4-35): منحنی تغییرات مغناطش اشباع بر حسب میزان مس افزوده شده…………………………………….. 68

شکل (4-36): منحنی تغییرات نیروی پسماندزدا بر حسب میزان مس افزوده شده……………………………………. ..69