عملیات سخت کاری سطحی به وسیله لیزر پالسی روی فولاد زنگ نزن مارتنزیتی 420 انجام شد. تاثیر پارامترهای فرایند ( انرژی پالس لیزر، عرض پالس و سرعت روبش) بر روی عمق و عدد سختی نواحی لیزر شده و همچنین مقاومت به خوردگی این مناطق و همچنین ریزساختار به وسیله میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی قبل و بعد از آزمایشهای خوردگی مورد ارزیابی قرارگرفت. پروفایل سختی لایه های سختکاری شده با لیزر بوسیله سختی سنج ویکرز بررسی شد. رفتار خوردگی آلیاژ بوسیله آزمایش پتانسیودینامیک در محلول 5/3 درصد کلریدسدیم در دمای 25 درجه سانتی گراد مطالعه شد. مطالعه ریزساختار و آزمایشهای الکتروشیمیایی خوردگی نشان از بهبود خواص سطحی فولاد مارتنزیتی داشت. بیشترین سختی سطحی فولاد 420 به 490 رسید که این عدد معادل 90 درصد حداکثر سختی است که به وسیله عملیات حرارتی کوره ای همین فولاد، معادل 540، بدست می آید. افزایش پتانسیل خوردگی و کاهش دانسیته جریان خوردگی، بیانگر بهبود مقاومت خوردگی فولاد سختکاری شده، بعد از عملیات است. حساسیت به خوردگی تنشی مناطق سختکاری شده فولاد زنگ نزن مارتنزیتی 420 در محلول 5 درصد کلریدسدیم بوسیله آزمایش طبق استاندارد 97-30 در های 5/3، 5/4، 5 و 6 مورد مطالعه قرارگرفت. تاثیر افزایش دما بوسیله دو دمای متفاوت 25 و 60 درجه سانتی گراد و همچنین تاثیر یون تیوسولفات سدیم با اضافه کردن 1 یون تیوسولفات سدیم به بعضی از محلولها بررسی شد و نتایج نشان داد که مناطق لیزر شده به شدت از فلز بدون عملیات به خوردگی تنشی حساس ترند. همچنین افزایش دما موجب کاهش "زمان ترک خوردن" نمونه می شود. حضور 1 یون تیوسولفات سدیم موجب می شود نمونه در های بالاتر نیز ترک بخورد. مکانیزم جوانه زنی ترک، حل شدن کاربیدهای فلزی روی سطح و ایجاد حفره های اولیه است و مکانیزم رشد ترک، بین دانه ای و به وسیله حل کردن کاربیدهای فلزی تجمع یافته در مرزدانه پیش بینی می شود.

در این پایان نامه آلیاژهای فلزی آمورف پایه آهن مورد آزمایش قرار گرفته است. این آلیاژها تحت تابش لیزر قرارگرفته اند. پرتودهی با استفاده از لیزر nd:yag با طول موجnm 1024 ?=انجام شد. در اثر تابش نور لیزر و برهمکنش آن با فلز، تغییراتی در برخی خواص و ساختار آن ها ایجاد شد. برای توصیف تاثیر تابش لیزر بر فلز آمورف، نتایج به دست آمده از آنالیزهای pixe و rbs و edx مورد مطالعه قرار گرفت. در بررسی rbs چون تغییرات نسبت به عمق ماده لحاظ می شود می توان تاثیر لیزر را بر سطح ماده به وضوح مشاهده کرد. با توجه به اطلاعات به دست آمده از pixeنیز می توان چنین تصور کرد که بعد از تابش لیزر سطح فلز آمورف ذوب شده و درصدی کمی از عناصر سطح به بیرون پرتاب شده است. در این میان عنصر si به علت اینکه دارای چگالی پایین تری به نسبت آهن و کبالت می باشد بعد از ذوب شدن به سطح فلز می آید، بطوریکه با افزایش توان تابشی درصد عنصر si موجود در سطح بیشتر می شود. این نتیجه با استفاده از از edx نیز مورد تایید قرارگرفت. در طیف نشری بدست آمده از کندوسوز طول موج عناصر موجود، قابل مشاهده است. موفولوژی سطح در اثر تابش لیزر و ایجاد حوضچه-های مذاب دچار تغییراتی شده است. این تغییرات در تصاویر sem و میکروسکوپ نوری قابل مشاهده است. همچنین با پرتودهی در شرایط معین توانستیم روزنه هایی در نمونه ایجاد کنیم که می توان از این روش برای ساخت فیلتر میکرونی استفاده نمود. با بررسی درصد جذب، قبل و بعدازپرتودهی مشاهده شد میزان بازتاب در طول موج های بین nm900-200 کاهش یافته و گاف نوری نیز از کاهش یافته است. نتایج حاصل ازمقایسه الگوی پراش اشعهx نمونه مرجع با طیف xrd نمونه های پرتودهی شده نشان می دهد که ساختار آمورف نمونه ها پس از پرتو دهی با لیزر nd:yag تغییر نکرده است.

هدف از این تحقیق رسیدن به درک بهتری از فرآیند پوشش دهی لیزری و دستیابی به ارتباط بین متغیرهای فرآیند برای ایجاد پوششی مناسب است. همچنین تغییرات لازم جهت تنظیم و بهینه سازی فرآیند خصوصا دستگاه تغذیه کننده پودر انجام شد. بدین منظور در آزمایش ها از ورق فولاد ساده کربنی بعنوان زیرلایه استفاده شد. پودر آهن بدلیل در دسترس و ارزان بودن و همچنین با هدف شروع این پژوهش در کشور، با اندازه دانه تقریبی 50 میکرون مورد استفاده قرار گرفت. لیزر مورد استفاده یک لیزر nd:yag پالسی با حداکثر توان متوسط 400 وات و محفظه تغذیه پودر طراحی و ساخته شده با همکاری دانشگاه تربیت مدرس و مرکز ملی علوم و فنون لیزر ایران، از نوع ثقلی شامل دیسک گردان مورد استفاده قرار گرفت. تاثیر متغیرهای مهم فرآیند مانند سرعت حرکت زیرلایه، فاصل نازل لیزر تا سطح زیرلایه، عرض پالس لیزر و تغییر زاویه تغذیه پودر بر مشخصات هندسی پوشش، درصد امتزاج پوشش با زیرلایه و درصد ذوب پودر بررسی شد. روند انجام آزمایش ها به گونه ای بود که در هر مرحله سعی می شد با شرایط موجود متغیرهای بهینه برای پوشش دهی انتخاب شوند و همزمان راه کارهای مناسب جهت بهینه و کنترل تغذیه کننده پودر ارائه شده ودر مراحل بعد با دستگاه تعدیل شده آزمایش ها انجام می شد. در نهایت پوشش های استلایت نیز روی زیرلایه هایی از جنس فولاد و چدن اعمال شدند تا علاوه بر مقایسه با پوشش آهنی، بررسی های متالورژیکی نیز صورت گیرد. با بهینه سازی دستگاه تغذیه پودر و یافتن روابط بین متغیرهای فرآیند، در نهایت پوشش هایی با شکل هندسی مناسب و با درصد امتزاج کم با زیرلایه بدست آمد.

در ساخت برخی از قطعات ظریف و حساس صنعتی از خانواده فولادهای ابزاری، نیاز به جوشکاری می باشد. اتصال این قطعات به روش جوشکاری لیزری به دلیل کارآیی های زیاد، دستیابی به فن آوری ساخت ودر نتیجه اقتصادی بودن این فرایند در کشور، بسیار مورد توجه صنعت قرار گرفته است. با وجود این، در جوشکاری این فولادها و به خصوص فولاد کروم دار پرکربن 52100، مشکلاتی گزارش شده بود که لزوم تحقیق بیشتر در مورد شرایط ایجاد جوشی سالم با این نوع فولاد احساس می شد. هدف از این تحقیق رسیدن به درک بهتری از نقش متغیرهای لیزر، عملیات حرارتی و ترکیب شیمیایی فلز پایه در راستای بررسی ریزساختار و کشف ماهیت ترک خوردگی در جوشکاری لیزری فولاد 52100 (%1کربن و %5/1کروم) و دستیابی به جوشی بدون عیب بود. بدین منظور اثر تغییرات متغیرهای اصلی جوشکاری لیزری، مورد بررسی قرار گرفت. سپس عملیات حرارتی های آنیل، پیش گرم و پیش سرد نیز روی فلز پایه قبل از جوشکاری انجام پذیرفت. همچنین روی سطح فولاد 5140 (%4/0کربن و %1کروم) نیز جوشکاری شد. مشاهده شد که ریزساختار اصلی فلز جوش شامل تیغه های مارتنزیت احاطه شده توسط آستنیت باقیمانده است. نتایج نشان دهنده آن بود که با افزایش سرعت جوشکاری و یا اعمال پیش سرد در نیتروژن مایع، نرخ سرد شدن حوضچه مذاب به طور قابل ملاحظه ای افزایش و ترک ها به شدت کاهش می یابند. همچنین با توجه به شواهدی نظیر ترک خوردگی در خط مرکزی حوضچه و تجمع فسفر و گوگرد روی سطح ترک، ترک های تشکیل شده در جوشکاری لیزری این نوع فولاد، از نوع ترک گرم انجمادی تشخیص داده شدند. در پایان بر اساس یافته ها، توصیه گردید برای جوشکاری فولاد52100 با لیزر ضربانی، نوعی از این فولاد با محدودیت بیشتری از گوگرد و فسفر، نسبت به مقادیر مجاز استاندارد معمول، استفاده شود.

در این پژوهش، کندگی لیزری بر روی ویفر سیلیکون کریستالی در سوسپانسیون اکسید گرافن – (ان- متیل -2 - پیرولیدون) با استفاده از لیزر پالسی nd:yag با طول موج 1064 نانومتر و عرض پالس230 نانوثانیه انجام شد. انرژی پالس های بکار برده شده در آزمایش 1 ، 5/1 و2 میلی ژول بودند. سطح ویفر سیلیکون با میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان دادند که کندگی سیلیکون در مایع با لیزر پالسی نانوثانیه در اثر فرآیند پرتاب ذرات مذاب از سطح هدف بر اثر فشار القا شده توسط پلاسمای محدود شده یا موج ضربه ی بین سطح هدف و مایع انجام می شود. الگوی پراش اشعه ی ایکس ویفر سیلیکون بعد از کندگی لیزری تشکیل لایه ی 4h-sic روی سطح سیلیکون را نشان داد. تشکیل این لایه با طیف سنجی فوتوالکترون پرتوی ایکس تایید شد همچنین طیف رامان آشکار کرد که ذرات sic در فازهای مختلط آمورف و میکروکریستال سیلیکون جایگزیده شده اند. نانوذرات تولید شده در محلول توسط میکروسکوپ الکترونی عبوری و آنالیز پراش اشعه ی ایکس مورد مطالعه قرار گرفتند. قطر میانگین نانوذرات با استفاده از میکروسکوپ الکترونی عبوری حدود9 نانومتر یافته شد و شکل نانو ذرات کروی بود. طیف بازتاب از سطح نمونه ها کاهش در بازتاب را با افزایش انرژی پالس نشان داد.

چکیده ندارد.