فهرست مطالب
عنوان صفحه
فهرست مطالب ………………………………………………………………………………………………………………………………………….. هفت
فهرست شکلها …………………………………………………………………………………………………………………………………………….. ده
فهرست جداول ………………………………………………………………………………………………………………………………………… سیزده
چکیده ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 1
فصل اول: مقدمه
فصل دوم: مروری بر مطالب
2-1- تاریخچه.. 4
2-2- سیستم دوتایی مولیبدن – سیلیسیم.. 5
2-3- خواص دیسیلیسید مولیبدن.. 6
2-4- کاربردهای دیسیلیسید مولیبدن.. 7
2-5- آلیاژسازی و کامپوزیت سازی.. 7
2-6- تأثیر زیرکونیم.. 8
2-7- روشهای تولید.. 10
2-8- سنتز احتراقی.. 11
2-8-1- مزاياي فرايند سنتز احتراقي.. 11
2-8-2- عوامل ایجاد تخلخل در نمونههای سنتز شده. 12
2-8-3- انواع مواد تولیدی.. 12
2-9- انواع روشهای سنتز احتراقی.. 13
2-9-1- سنتز احتراقی انفجاري.. 13
2-9-2- سنتز احتراقی خود پیشروندهی دما بالا.. 14
2-10- مکانیزم تشکیل ساختار در فرایند سنتز احتراقی.. 14
2-11- متوقف کردن موج احتراق.. 17
2-12- مکانیزمهای تشکیل فازها در سیستمهای جامد – جامد.. 18
2-13- بررسی ترمودینامیک فرایندهای سنتز احتراقی.. 20
2-14- نظریه‌های انجام‌پذیری واکنش‌های سنتز احتراقی.. 21
2-14-1- نظریهی مرزانوف… 21
2-14-2- نظریهی بوون.. 21
2-14-3- نظریهی مونیر. 22
2-15- مکانیزم تشکیل دیسیلیسید مولیبدن.. 22
2-16- سرعت موج احتراق و منحنیهای دما – زمان.. 24
2-17- تأثیر رقیق کننده بر میزان تخلخل و سرعت جبههی احتراق.. 25
2-18- تأثیر اتمسفر در سنتز احتراقی.. 25
2-19- اکسیداسیون دیسیلیسید مولیبدن.. 26
2-19-1- اکسیداسیون مولیبدن.. 26
2-19-2- اکسیداسیون سیلیسیم.. 27
2-19-3- اکسیداسیون مولیبدن و سیلیسیم.. 28
2-19-4- اکسیداسیون تخریبی.. 30
2-19-5- اکسیداسیون در محدودهی دمایی 600 تا 1000 درجهی سانتیگراد. 31
2-20- بررسی مکانیزم اکسیداسیون نمونههای پودری.. 32
2-21- تأثیر عنصر سوم بر اکسیداسیون دیسیلیسید مولیبدن.. 32
2-22- جمعبندی مطالعات مروری.. 35
فصل سوم: مواد، تجهیزات و روش انجام آزمایشها
3-1- مواد اولیه. 36
3-2- روش آمادهسازی نمونهها و انجام آزمایشها 36
3-3- روش سنتز احتراقی نمونهها 41
3-3-1- سنتز احتراقی خود پیشروندهی دما بالا.. 41
3-3-2- سنتز احتراقی انفجاری.. 41
3-4- نحوهی بررسی تاثیر زیرکونیم بر مکانیزم شکلگیری دیسیلیسید مولیبدن.. 43
3-4-1- روش سریع سرد کردن جبههی احتراق.. 43
3-4-2- روش بهدست آوردن پروفیل حرارتی و سرعت جبههی احتراق.. 45
3-5- نحوهی بررسی اکسیداسیون نمونههای سنتز شده. 46
3-6- آزمونهای مربوط به ارزیابی محصول سنتز احتراقی.. 47
3-6-1- فازشناسی محصول.. 47
3-6-2- بررسی ریزساختار و آنالیز محصول.. 47
3-7- روندنمای انجام پروژه. 47
فصل چهارم: نتایج و بحث
4-1- بررسی ترمودینامیکی فرایند سنتز احتراقی ترکیب بینفلزی دیسیلیسید مولیبدن.. 49
4-2- بررسی تشکیل ترکیب بینفلزی دیسیلیسید مولیبدن طی فرایندهای سنتز احتراقی.. 51
4-3-بررسی تأثیر حضور زیرکونیم بر تشکیل دیسیلیسید مولیبدن.. 52
4-3-1- اثر حضور زیرکونیم بر الگوی پراش پرتو ایکس نمونههای فرایند SHS.. 52
4-3-2- آنالیز EDS بر روی نمونههای فرایند SHS.. 55
4-3-3- اثر حضور زیرکونیم بر الگوی پراش پرتو ایکس نمونههای فرایند سنتز انفجاری.. 56
4-3-4- بررسی نمونههای سریع سرد شده در قالب مسی.. 60
4-3-5- تأثیر زیرکونیم بر پروفیل حرارتی.. 64
4-3-6- بررسی تأثیر زیرکونیم بر فرایند سنتز احتراقی با استفاده از روش تصویربرداری.. 69
4-4- اندازهگیری حداقل دمای شروع سنتز انفجاری.. 73
4-5-تأثیر زیرکونیم بر تخلخل نمونههای سنتز انفجاری شده. 80
4-6- مقایسهی مکانیزم سنتز خود پیشرونده و سنتز انفجاری در حضور زیرکونیم.. 82
4-7- آزمایش اکسیداسیون محصولات سنتز احتراقی خود پیشرونده. 83
4-7-1- بررسی اکسیداسیون محصولات سنتز احتراقی، در دمای 500 درجهی سانتیگراد. 83
4-7-2- بررسی اکسیداسیون محصولات سنتز احتراقی، در دمای 850 درجهی سانتیگراد. 86
4-7-3- بررسی اکسیداسیون محصولات سنتز احتراقی، در دمای 500 و سپس 850 درجهی سانتیگراد. 88
4-8- جمعبندی 90
فصل پنجم: نتیجهگیری و پیشنهادات
5-1- نتیجهگیری.. 91
5-2- پیشنهادات… 93
مراجع……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………94
نه |
فهرست شکلها
عنوان صفحه
شکل 2‑1‑ دیاگرام تعادلی مولیبدن – سیلیسیم.. 5
شکل 2‑2‑ لایههای شبکهی بلوری دیسیلیسید مولیبدن.. 6
شکل 2‑3‑ تأثیر افزایش عنصر زیرکونیم، بر سختی دیسیلیسید مولیبدن.. 8
شکل 2‑4‑ چگونگی انجام سنتز احتراقی انفجاری.. 14
شکل 2‑5‑ چگونگی انجام سنتز احتراقی خود پیشرونده. 14
شکل 2‑6‑ مشخصات ساختاری موج احتراق.. 16
شکل 2‑7‑ طرحوارهای از عوامل و شرایط مختلف خود پیشروندگی موج احتراق.. 17
شکل 2‑8‑ طرحوارهای از سهروش سریع سرد کردن، (الف) روش آرگون مایع، (ب) روش قالب گوهای شکل.. 18
شکل 2‑9‑ مراحل مختلف واکنش میان دو جزء A و B در سنتز احتراقی.. 19
شکل 2‑10‑ مدل‌های ریزساختاری محصولات تولیدی فرایند SHS.. 20
شکل 2‑11‑ الف) تشکیل Mo5Si3و MoSi2 با نرخ حرارت‌دهی زیر 100 درجهی سانتیگراد در دقیقه. 23
شکل 2‑12‑ منحنی دما – زمان پودرهای آلومینیم و اکسید مولیبدن.. 24
شکل 2‑13‑ (الف) نمودار حرارتی دیسیلیسید مولیبدن و (ب) نمودار حرارتی دیسیلیسید مولیبدن با 5 درصد اتمی.. 25
شکل 2‑14‑ نمودار حرارتی سنتز احتراقی سیستم مولیبدن و سیلیسیم.. 26
شکل 2‑15‑ نمودار چگونگی تشکیل ترکیبات اکسیدی مولیبدن در فشارهای مختلف و در دمای 820 درجه. 27
شکل 2‑16‑ نمودار دما – انرژیهای آزاد فازهای مختلف شیشه. 27
شکل 2‑17‑ نمودار پتانسیل شیمیایی سهتایی اکسیژن-مولیبدن-سیلیسیم، در دمای 500 درجهی سانتیگراد. 28
شکل 2‑18‑ خوشههای سیلیس و سوزنها و ورقههای اکسید مولیبدن.. 28
شکل 2‑19‑ تصویر رشتههای اکسید مولیبدن تشکیل شده در بالای 800 درجهی سانتیگراد، که بر روی سطوح.. 29
شکل 2‑20‑ تغییرات جرم دیسیلیسید مولیبدن، طی اکسیداسیون دورهای و در دماهای مختلف…. 30
شکل 2‑21‑ طرحوارهای از نحوهی اکسیداسیون دیسیلیسید مولیبدن در دمای 500 درجهی سانتیگراد. 31
شکل 2‑22‑ شرایط متفاوت نفوذپذیری و نرخ رشد، در دو محدودهی دمایی مختلف، الف) عدم توانایی بستن.. 31
شکل 2‑23‑ (الف) الگوهای پراش پرتو ایکس پودر دیسیلیسید مولیبدن، پس از اکسیداسیون در دمای 500 درجه. 33
شکل 2‑24‑ تغییرات جرم ترکیبات مختلف Mo-Si-X، در طی اکسیداسیون دورهای در دمای 500 درجه. 34
شکل 3‑1‑ تصاویر میکروسکوپی الکترونی پودرهای سیلیسیم، مولیبدن و زیرکونیم.. 37
شکل 3‑2‑ الگوهای پراش پرتو ایکس پودرهای مواد اولیه، الف) سیلیسیم، ب) مولیبدن، ج) زیرکونیم. 38
شکل 3‑3‑ تصاویر الکترونهای برگشتی میکروسکوپی الکترونی پودرهای مخلوط شده. 39
ده |
شکل 3‑4‑ الگوی پراش پرتو ایکس پودرهای مخلوط شدهی با 10 درصد وزنی زیرکونیم، پیش از سنتز. 40
شکل 3‑5‑ تصویر نمونههای تهیه شده، (الف) نمونهی اولیه، غیر یکنواختی در پایین نمونه، (ب) نمونهی.. 40
شکل 3‑6‑ (الف) تصویری از راکتور مورد استفاده برای فرایند SHS، (ب) وضعیت نمونه در دستگاه. 42
شکل 3‑7‑ کورهی لولهای انجام واکنش سنتز احتراقی انفجاری و ابزار فولادی نسوز مخصوص قراردهی نمونه. 42
شکل 3‑8‑ (الف) قالب مسی طراحی و ساخته شده جهت سریع سرد کردن احتراق نمونهها، (ب) نقشهی ابعاد. 44
شکل 3‑9‑ وضعیت قرارگیری ترموکوپلها در داخل سوراخهای ایجاد شده بر روی نمونه. 45
شکل 3‑10‑ (الف) تصویر نمونهی ترموکوپل گذاری شده، از زوایای مخالف، (ب) تصویر نمونهی خام. 46
شکل 2‑1‑ تصویر کورهی لولهای انجام آزمایشهای اکسیداسیون………………………………………………………………………………45
شکل 3‑12‑ روندنمای انجام پروژه. 48
شکل 4‑1‑ الگوی پراش پرتو ایکس نمونهی S0 تهیه شده بهروش SHS و در هوا 51
شکل 4‑2‑ تصاویر میکروسکوپی الکترونی نمونهی S0 سنتز شده با فرایند SHS، در هوا 52
شکل 4‑3‑ الگوهای پراش پرتو ایکس نمونههای زیرکونیمدار تهیه شده با فرایند SHS و در هوا 53
شکل 4‑4‑ نمودار تعادلی دوتایی مولیبدن – زیرکونیم.. 54
شکل 4‑5‑ نمودار تعادلی دوتایی سیلیسیم – زیرکونیم.. 54
شکل 4‑6‑ (الف) تصویر میکروسکوپی الکترونی مناطق آنالیز شده با EDS در نمونهی S10، (ب) و (ج)، نتایج.. 55
شکل 4‑7‑ تصاویر میکروسکوپی الکترونی نمونههای SHS شده، در هوا، (الف) نمونهی S5، (ب) نمونهی S10.. 56
شکل 4‑8‑ الگوی پراش پرتو ایکس نمونهی E0 تهیه شده بهروش سنتز احتراقی انفجاری در هوا 56
شکل 4‑9‑ الگوهای پراش پرتو ایکس نمونههای سنتز انفجاری در هوا 57
شکل 4‑10‑ الگوهای پراش پرتو ایکس نمونههای سنتز انفجاری در هوا و در فاصلهی زوایای 80 تا 100 درجه. 57
شکل 4‑11‑ (الف) تصویری دوبعدی از شبکهی دیسیلیسید مولیبدن، (ب) جانشین شدن عنصر X بهجای مولیبدن.. 58
شکل 4‑12‑ تصویر میکروسکوپی الکترونی، از نواحی سریع سرد شدهی نمونهی S10، در فرایند SHS، در هوا 61
شکل 4‑13‑ (الف) تصویر مناطق آنالیز شده در نمونهی S10 سریع سرد شده. 61
شکل 4‑14‑ تصاویر آنالیز عنصری، بهصورت X-Ray map از نمونهی S10، در فرایند SHS سریع سرد شده. 63
شکل 4‑15‑ تصاویر پروفیلهای حرارتی – زمان نمونههای SHS شده در هوا 65
شکل 4‑16‑ نمودار تعادلی دوتایی زیرکونیم – اکسیژن.. 66
شکل 4‑17‑ پروفیلهای دما – زمان نمونههای SHS شده در آرگون.. 67
شکل 4‑18‑ تصویر روند افزایشی دمای احتراق، در فرایند SHS، با افزایش درصد زیرکونیم، در هوا و آرگون. 68
شکل 4‑19‑ تصاویر بهدست آمده از فرایند SHS نمونهی بدون زیرکونیم در اتمسفر هوا. 69
شکل 4‑20‑ تصاویر مقایسهی زمان انجام فرایند SHS در هوا و در نمونههای (الف) S0، (ب) S5 و (ج) S10.. 70
یازده |
شکل 4‑21‑ تصاویر مقایسهی زمان انجام فرایند SHS در آرگون و در نمونههای (الف) S0، (ب) S5.. 71
شکل 4‑22‑ تصاویر گازهای تولید شده در اطراف نمونههای سنتز شده. 72
شکل 4‑23‑ تصاویر اکسید مولیبدن تشکیل شده بر روی سطوح نمونهی تحت فرایند SHS، در اتمسفر هوا 73
شکل 4‑24‑ مقایسهی الگوهای پراش پرتو ایکس نمونههای با 10 درصد زیرکونیم، سنتز انفجاری شده. 74
شکل 4‑25‑ (الف) تصویر میکروسکوپی الکترونی مناطق آنالیز شده با EDS در نمونهی E10.. 75
شکل 4‑26‑ چگونگی اکسیداسیون و حرکت گاز SiO تشکیل شده. 78
شکل 4‑27‑ تصاویر انجام فرایند سنتز انفجاری نمونهی E10 در هوا و در دمای 1150 درجهی سانتیگراد. 79
شکل 4‑28‑ الگوی پراش پرتو ایکس پودرهای سفید رنگ نمونهی سنتز انفجاری شده. 80
شکل 4‑29‑ توزیع تخلخل و فازهای تشکیل شده در تصاویر میکروسکوپی نوری مربوط بهسنتز انفجاری در هوا 81
شکل 4‑30‑ تصاویر میکروسکوپی نوری نمونهی E10 سنتز انفجاری شده، (الف) در آرگون، (ب) در هوا 82
شکل 4‑31‑ تصاویر خروجی از نرمافزار کلمکس مربوط بهنمونه ی E10 سنتز شده با بزرگنمایی 100 برابر. 82
شکل 4‑32‑ نمودار تغییرات وزن پودرهای نمونههای S0 و S10 در دمای 500 درجهی سانتیگراد. 84
شکل 4‑33‑ تصاویر نمونههای پودری SHS شده. 85
شکل 4‑34‑ الگوهای پراش پرتو ایکس پودرهای قرار گرفته در دمای 500 درجهی سانتیگراد. 85
شکل 4‑35‑ نمودار تغییرات وزن پودرهای نمونههای S0 و S10 در دمای 850 درجهی سانتیگراد. 86
شکل 4‑36‑ تصاویر میکروسکوپی الکترونی نمونههای SHS شده. 87
شکل 4‑37‑ الگوهای پراش پرتو ایکس پودرهای قرار گرفته در دمای 850 درجهی سانتیگراد. 88
شکل 4‑38‑ نمودار تغییرات وزن پودرهای S0 و S10، در دمای 500 درجهی سانتیگراد و بهمدت 2000 دقیقه. 88
شکل 4‑39‑ الگوهای پراش پرتو ایکس پودرهای قرار گرفته در دمای 500 درجهی سانتیگراد. 89
دوازده |
دوازده |
دوازده |
نقد و بررسی‌ها
هنوز بررسی‌ای ثبت نشده است.