در این پروژه، آلیاژ fe78si13b9 (درصد اتمی) توسط روش ذوب القایی در خلاء تولید شده و سپس توسط روش مذاب ریسی، آلیاژ تبدیل به نوارهایی به ضخامت 30 میکرون و پهنای 780 میکرون شد. آزمون با پراش اشعه ایکس بر روی نوارهای حاصله مبین آمورف بودن نوارها بود. در چنین شرایطی خواص مغناطیسی نوارها توسط روش vsm و خواص الکتریکی آنها توسط آزمون چهار نقطه مورد بررسی قرار گرفت و برای مشخص نمودن اثر حضور نانو مواد در خواص مغناطیسی و الکتریکی این ماده ی آمورف، از نانو مواد آلومینا (در درصدهای وزنی مختلف)، سیلیس (sio2) و منیزیا (mgo) استفاده شد. مطالعات نشان می دهد که خواص مغناطیسی و الکتریکی آلیاژ در حضور ذرات نانو مواد تحت تأثیر قرار گرفته و با حضور 2/0 درصد وزنی نانو آلومینا (al2o3) بهینه ترین خواص مغناطیسی در ماده آمورف حاصل می شود به نحویکه نفوذپذیری نسبی در مقایسه با ماده ی آمورف درحد 8/2 برابر افزایش یافته و میزان تلفات انرژی مغناطیسی در ماده تا حد 96 درصد کاهش یافته (و یا صفر شده) است. در این شرایط بهترین خواص الکتریکی در حضور 2/0 درصد وزنی منیزیا حاصل می شود.

چکیده امروزه فوم های فلزی به دلیل داشتن خواص منحصر بفرد نظیر استحکام بالا با وزن کم بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. به عنوان مثال از آن ها در صنعت ساختمان، اتومبیل سازی (جهت ساخت سپر) و صنایع نظامی بسیار استفاده می شود. فوم تخلخل بسته آلومینیمی با به کارگیری فرآیند نورد تجمعی و با استفاده از دو عامل تخلخل ساز هیدرید تیتانیم و کربنات کلسیم تولید شد و اثرات دما، زمان و نرخ گرمایشی بر درصد تخلخل نهایی مورد تحقیق قرار گرفت. در تولید فوم فوق با استفاده از هیدرید تیتانیم مشخص شد که نرخ گرمایشی بر درصد تخلخل نهایی بسیار موثر است به طوری که در نرخ های گرمایشی کمتر از (°c)?sec10 درصد تخلخل ایجاد شده ناچیز بوده و در نتیجه جهت دست یابی به درصد تخلخل بالا باید از نرخ گرمایشی بهینه (°c)?sec10 استفاده نمود. دماها و زمان های فوم سازی مختلفی به منظور دست یابی به دما و زمان بهینه مورد بررسی قرار گرفت و مشخص شد که بیشترین تخلخل در دمای c°680 و به مدت 5 دقیقه به دست آمد. اثر کربنات کلسیم به عنوان یک عامل تخلخل ساز مناسب مورد مطالعه قرار گرفت و اثر نرخ گرمایشی بر درصد تخلخل با استفاده از آن بررسی شد. مشخص شد که نرخ گرمایشی بر درصد تخلخل نهایی بی تأثیر است که دلیل آن انطباق دمای آغازین تجزیه آن با نقطه ذوب آلومینیم است. سپس دما و زمان فوم سازی بدون در نظر گرفتن نرخ گرمایشی مورد آزمایش قرار گرفت و بیشترین تخلخل در دمای c°700 و زمان 8 دقیقه به دست آمد. همچنین اثر پاس های نورد بر درصد تخلخل بررسی و مشخص شد که افزایش پاس های نورد منجر به اعمال کرنش بالا به ذرات و در نتیجه باعث خرد و ریزتر شدن آن ها می شود و به تبع آن جایگاه های آزاد سازی گاز افزایش می یابد. به عبارت دیگر، با خرد شدن ذرات سطح آزاد آن ها افزایش یافته و در نتیجه واکنش های شیمیایی با راندمان بیشتری انجام می شوند و گاز تولید شده افزایش می یابد طوری که منجر به افزایش درصد تخلخل می شود.

در این مطالعه تأثیر پوشش های بورایدی ترکیبی دوتایی و سه تایی به صورت متوالی و هم زمان به وسیله سمانتاسیون جامد بر روی فولاد زنگ نزن آستنیتی کم کربن و مقاومت به سایش و خوردگی فولاد پوشش داده شده مورد بررسی قرار گرفته است. بعد از آماده سازی دیسک های فولادی با قطر 20 میلی متر و ضخامت 9 میلی متر عملیات پوشش دهی به روش سمانتاسیون جامد انجام شد. در هر دو روش هم زمان و متوالی، در هر مرحله، عملیات به مدت 6 ساعت و در دمای 1000 درجه سانتی گراد در کوره مقاومت الکتریکی انجام گرفت. مشخصات لایه های سطحی تشکیل شده به وسیله میکروسکوپ نوری (om)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) مجهز شده با دستگاه سنجش شدت پرتو ایکس (eds)، پراش اشعه ایکس (xrd) و آزمون ریز سختی بررسی شد. بر روی همه نمونه های پوشش داده شده آزمون سایش پین روی دیسک در نیروی 95 نیوتن و سرعت لغزش ثابت انجام گرفته (0.1 متر بر ثانیه) و نتایج با هم مقایسه شدند. خواص خوردگی نمونه های پوشش داده شده نیز با استفاده از تست پلاریزاسیون در محلول آب نمک 5/3 درصد مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که نه تنها سختی سطحی و خواص سایشی پوشش های بورایده نسبت به فولاد زنگ نزنl316 در همه حالات به طور قابل توجهی بهبود یافت ، مقاومت به خوردگی نیز در چندین حالت مورد مطالعه بهبود یافته است، این در حالیست که مقاومت به خوردگی در فولاد بورایده تضعیف می شد. نتایج نشان داد که پوشش های بوراید ترکیبی مقاومت به خوردگی بسیار نزدیکی به فولاد زنگ نزن دارند. مشخص شد که نمونه برو آلومینایزه و نمونه سه تایی b-al-si اعمال شده به صورت هم زمان، بهترین رفتار سایشی و مقاومت به خوردگی را در میان دیگر پوشش های فولاد، در این مطالعه دارند.

در این تحقیق آلیاژ آمورف fe76c7si3.3b5p8.7 با استفاده از مواد اولیه نسبتا ارزان قیمت و به روش آلیاژسازی مکانیکی، تولید گردید. بعد از 30 ساعت آلیاژسازی مکانیکی تحت اتمسفر آرگون فلز آمورف با 87 درصد فاز آمورف تولید گردید. در ابتدا جهت بررسی میزان تاثیر اتمسفر اعمالی و همچنین مواد افزودنی بر درصد آمورف شدن در سیستم آلیاژی fe75-xc7si3.3b5p8.7pbx ، آلیاژسازی مکانیکی تحت اتمسفر آرگون و نیتروژن و همچنین یک درصد سرب در بازه های 10 ساعت انجام شد. مطالعات ریزساختاری بر روی پودرها به روش پراش سنجی پرتو ایکس (xrd) نشان داد که آلیاژسازی تحت اتمسفر نیتروژن سبب افزایش میزان کریستاله شدن می شود و سرب نیز با نسبت کمتری، تحت اتمسفر آرگون سبب افزایش میزان کریستاله شدن می شود. مورفولوژی پودرها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی بررسی شد. ارزیابی های مغناطیسی که به روش مغناطش سنج نمونه مرتعش (vsm) انجام شد نشان داد که مغناطش اشباع آلیاژ آمورف تولید شده نسبت به نمونه های مشابه تولید شده با این ترکیب بیشتر است. از ویژگی های آلیاژ تولید شده مغناطش اشباع برابر emu/g 156 و پایداری حرارتی برابر 890 درجه سانتیگراد است که نسبت به آلیاژهای آمورف مشابه تولید شده به روش ذوب و ریخته گری مغناطش اشباع و پایداری حرارتی بالاتری دارد.

در این پژوهش ریز ساختار و خواص مکانیکی کامپوزیت زمینه آلومینیوم با درصد های متفاوتی از دو تقویت کننده کاربید بور و کاربید تیتانیوم مورد تحقیق قرارگرفته است . هدف از بکار گیری کامپوزیت هیبریدی در این پروژه استفاده از ویژگی های هر دو تقویت کننده بوده است زیرا کاربید بور به دلیل سختی و استحکام بالا و کاربید تیتانیوم به دلیل ایفا کردن نقش روانکار از اهمیت فراوانی برخوردار هستند. نتایج بدست آمده از آزمون ها تولید موفقیت آمیز کامپوزیت مذکور را نشان می دهد. مشاهدات میکروسکوپ الکترونی وجود ترکیبات مفیدی مانند دی بوراید تیتانیوم را نشان می دهد که در بهبود خواص مکانیکی موثر می باشد. ترکیبات مختلف موجود در این کامپوزیتها توسط آزمون پراش اشعه ایکس شناسایی گردیدند.نتایج سختی نشان می دهد که کامپوزیت با 6%b4c +4%tic دارای سختی بالاتری از کامپوزیت با 8%b4c +2%tic است. نتایج آزمون فشار نشان می دهد که استحکام تسلیم کامپوزیت های تولیدی در کامپوزیت با با لاترین درصد تقویت کننده به میزان 46 درصد بیشتر از آلومینیوم تقویت نشده می باشد .همچنین به منظور بررسی خواص سایشی کامپوزیت ها از روش پین روی دیسک استفاده شد.که نتیجه آن مبنی بر بهبود خواص سایشی با افزایش درصد تقویت کننده ها می باشد.همچنین بهترین نرخ سایش را کامپوزیت تقویت شده با 6%b4c +4%tic ارائه نمود.

از آلیاژهای شبه پایدار بتاtimetal lcb و timetal 125 به دلیل هزینه پایین تولید و نسبت استحکام به چگالی بالا، در صنایع خودرو و هوافضا استفاده می شود. در این تحقیق، با تعیین دماهای مناسب نورد گرم ثانویه، آنیل انحلالی و آنیل میانی طی فرآیند کشش سرد مفتول، میزان شکل پذیری آلیاژهای timetal lcb و timetal 125 مورد ارزیابی و مطالعه قرار گرفته شده است. بدین منظور، نمونه هایی از دو آلیاژ در دماهای مختلف ناحیه در ناحیه دو فازی ?/? نورد گرم ثانویه شده و سپس در دو شرایط نورد گرم شده و آنیل انحلالی شده، خواص آنها با انجام آزمون کشش سرد مورد بررسی قرار گرفت. همچنین به منظور بررسی رفتار شکل پذیری گرم، دو آلیاژ در دماهای مختلف تحت آزمون کشش گرم قرار گرفتند. در ادامه پس از تعیین دمای مناسب نورد گرم ثانویه و آنیل محلولی، آلیاژ timetal lcb تحت فرآیند کشش سرد مفتول قرار گرفته و سپس با تعیین دمای مناسب آنیل میانی، مقادیر کشش سرد بیشتری بر روی نمونه ها اعمال شد. در نهایت، مقایسه ای بین آلیاژ timetal lcb کارسرد شده با عملیات پیرسازی و تبلورمجدد شده انجام و تاثیر عملیات تبلورمجدد پیش از پیرسازی بر میزان کاهش سطح مقطع این آلیاژ بررسی گردید. ریزساختار و فازهای موجود در نمونه ها توسط متالوگرافی و پراش اشعه ایکس بررسی شدند. نتایج حاصله با مقایسه دو حالت نورد گرم ثانویه و آنیل محلولی شده آلیاژها نشان داد که آلیاژ timetal lcb و timetal 125 به ترتیب با نورد گرم ثانویه در دمای c°850 و c°750 و آنیل انحلالی در دمای c°810 و c°750، دارای بالاترین میزان کاهش سطح مقطع می باشند. همچنین آزمون کشش گرم در دماهای بالای دماتر از دمای استحاله بتای آلیاژها، میزان مناسبی از شکل پذیری را نشان داد. به منظور انجام ادامه فرآیند کشش سرد مفتول، با بررسی دمای مناسب بازیابی و تبلورمجدد، دمای آنیل میانی c°810 برای آلیاژ timetal lcb انتخاب گردید. همچنین با صرف نظر از انجام عملیات تبلورمجدد پیش از پیرسازی در آلیاژ timetal lcb، می توان خواص استحکام و شکل پذیری را در کنار هم داشت.

با پیشرفت تکنولوژی به دست آوردن مواد جدید از اهمیت خاصی برای دانشمندان برخوردار است و می تواند اثر بسیار شگرفی بر زندگی بشر داشته باشد . فوم های فلزی یکی از این مواد هستند که دانشمندان با بوجود آوردن آنها پای در فضای گسترده و جدید صنعتی گذاشتند. فوم های فلزی در دو گروه فوم های سلول باز و بسته تقسیم بندی می شوند. فوم های سلول باز دارای شبکه سلولی متصل به هم بوده و دارای قابلیت عبور سیال می باشند، در حالی که در فوم های سلول بسته حفرات با یکدیگر ارتباط ندارند. فوم های فلزی اغلب دارای استحکام به وزن و قابلیت جذب انرژی بالا هستند. در تحقیق حاضر، ساخت فوم کامپوزیتی al-al2o3 با استفاده از فضاساز کربامید مد نظر قرار گرفت و نیز اثر پارامترهای موثری مانند دما و زمان تفجوشی، نرخ کرنش متفاوت و همچنین اثر افزودن مقادیر مختلف ذرات تقویت کننده al2o3 مورد توجه قرار گرفت. لازم به ذکر است در این تحقیق چگالی تمامی فوم های تولیدی ثابت و برابر 35/0 در نظر گرفته شد. اضافه نمودن 1 درصد وزنی قلع و 1 درصد وزنی منیزیم به مخلوط پودری و به کار بردن فشار فشرده سازی 350 مگاپاسکال باعث افزایش استحکام نمونه و همچنین تفجوشی در دمای 655 درجه سانتیگراد و زمان 5 ساعت و اعمال نرخ های کرنش پایین تر(05/0 بر ثانیه) موجب بهبود خواص فشاری فوم می شود. همچنین نتایج نشان می دهد، در اثر افزودن ذرات تقویت کننده al2o3 تا 1 درصد وزنی به فوم آلومینیم خالص میزان استحکام فشاری و قابلیت جذب انرژی افزایش یافته و پس از آن کاهش می یابد.

در پروژه حاضر سعی شده است در ابتدا روشی جدید برای توزیع ذرات تقویت کننده در ساختار زمینه بررسی شود. در این روش جهت بهبود توزیع ذرات از روش نورد تجمعی قبل از انجام ریخته گری استفاده شده است و کامپوزیت حاصل از لحاظ ساختاری و خواص مکانیکی بررسی شده است. در نهایت جهت استفاده همزمان از تاثیر ریز دانگی در کنار کامپوزیت سازی جهت افزایش سختی و استحکام، فرایند ecap بر روی کامپوزیت مورد نظر انجام شده و ریز ساختار و خواص مکانیکی بررسی شده است. ساختار نمونه های مورد نظر توسط میکروسکوپ الکترونی sem و fesem بررسی شده است. بررسی های xrd نیز بر روی ساختار صورت گرفته است. برای بررسی خواص مکانیکی، سختی و همچنین تست کشش بر روی نمونه ها انجام شده است. نتایج خواص مکانیکی نشان دهنده اثر بسیار مطلوب افزودن همزمان تقویت کننده و انجام تغییر شکل پلاستیکی شدید بر روی نمونه می باشد.

در این تحقیق، کامپوزیت ها و نانوکامپوزیت های تنگستن-کاربید زیرکونیم به روش جبران جانشینی تخلخل (dcp) متشکل از دو مرحله ساخت فوم کاربید تنگستنی و مذاب خورانی واکنشی تولید شدند. برای ساخت فوم های کاربید تنگستنی از فرایند ریخته گری ژلی بر پایه آلژینات سدیم غیرسمّی استفاده شد. رفتار ژل، تأثیر نوع و مقدار پراکنده ساز و کاربید تنگستن بر پایداری و رفتار رئولوژیکی دوغاب مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد که مقدار مطلوب پراکنده ساز تری سیترات آمونیم، 0/25 درصد وزنی (نسبت به پودر کاربید تنگستن) بوده و حداکثر مقدار پودر کاربید تنگستن قابل استفاده در دوغاب، 25 درصد حجمی می باشد. تأثیر متغیرهای عوامل ژل ساز، مقدار و اندازه ذرات پودر کاربید تنگستن، دما و زمان پیش تفجوشی بر خواص فوم ها با استفاده از روش تاگوچی تحلیل و روش تولید بهینه سازی و سپس نتایج آن اعتبارسنجی شد. نتایج واریانس نشان داد که بیشترین اثر بر میزان تخلخل، چگالی، استحکام خمشی و خیز در نقطه شکست فوم ها مربوط به عامل اندازه ذرات پودر بوده و زمان تفجوشی اثر کمی بر این خواص دارد. نتایج تاگوچی، ترکیب بهینه برای دستیابی به فوم با 54-50 درصد تخلخل را با اندازه ذرات پودر کاربید تنگستن 0/9 میکرومتر، مقدار کاربید تنگستن 25 درصد حجمی، دما و زمان پیش تفجوشی به ترتیب 1450 درجه سانتی گراد و 4 ساعت پیش بینی نمود. فرایند مذاب خورانی با آلیاژ zr2cu در محدوده دمایی 1350-1150 درجه سانتی گراد و زمان 3/5-0/5 ساعت بررسی شد. مشاهدات میکروسکوپی و آنالیز تصویری نشان داد که کامپوزیت ها متشکل از تنگستن و کاربید تنگستن 48-32 درصد حجمی و کاربید زیرکونیم و مس 68-52 درصد حجمی می باشند. حداکثر چگالی نسبی، استحکام خمشی و سختی کامپوزیت ها به ترتیب 1±95/71 درصد، 5±465 مگاپاسکال و 0/4±9/5 گیگاپاسکال بود. کامپوزیت ها تحت آزمون شعله اُکسی استیلن قرار گرفتند و میانگین نرخ کاهش وزن و ابعاد کامپوزیت ها به ترتیب 0/2± 2/3 میلی گرم بر ثانیه و 0/6± 3/8 میکرومتر بر ثانیه حاصل شد. در پایان، تأثیر نانوذرات کاربید زیرکونیم بر خواص نانوکامپوزیت تنگستن-کاربید زیرکونیم تولید شده بر اساس شرایط و ترکیبات بهینه مطالعه شد. نتایج نشان داد که با افزودن نانوکاربید زیرکونیم تا 1/5 درصد حجمی، استحکام و سختی نانوکامپوزیت در مقایسه با کامپوزیت تنگستن-کاربید زیرکونیم به ترتیب 9 و 15 درصد افزایش یافت، در حالی که بر روی مقاومت به شعله اُکسی استیلن تأثیر چندانی نداشت.