تولید فلزات آمورف توده ای پایه زیرکونیم و بررسی پایداری حرارتی آنها

فلزات آمورف توده ای (bmgs) از جمله ی مواد نو و پیشرفته ای هستند که برای اولین بار در سال 1975 وارد دنیای علم شدند که بدلیل اهیمت علمی و پتانسیل کاربردی زیاد توجهات بسیاری را به خود جلب کرده است. از ویژگی های قابل توجه این گروه از مواد، عدم وجود عیوب مرسوم مواد کریستالی در ساختمان آنهاست که به آنها خواص جالب و منحصر بفردی از جمله استحکام تسلیم و شکست بالا، مدول یانگ پائین، حد الاستیک بالا، مقاومت به ضربه ی بسیار خوب، سختی بالا و خواص سایشی و خوردگی عالی داده است. از اینرو جذابیت و علایق علمی و عملی زیادی جهت مطالعه و بررسی این خواص وجود دارد. در این پایان نامه به بررسی قابلیت تولید آلیاژ آمورف zr60-cu30-x-fex-al10 (x=0, 2.5, 5 at%) پرداخته شده است. از آزمایشات xrd و فشار و sem جهت حصول اطمینان از ساختار آمورف استفاده شد. حضور پیک هاله ای مانند در زاویه ی 40-20 درجه در الگوی xrd، استحکام بالای فشاری و عدم کنتراست فازی در تصویر sem بیانگر این موضوع است. در ضمن مقایسه ی xrd نمونه ی آمورف آنیل شده با نمونه ی آمورف و حضور پیک های تند موید این امر است. نتایج آزمون فشار نشان داد که با افزایش fe از صفر تا at% 5، استحکام شکست و سختی نیز بترتیب از gpa 33/1 به gpa 55/1 و hv 508 به hv 530 افزایش می یابد. بررسی های سطوح شکست آلیاژها دو نوع مورفولوژی رگه ای و رودخانه ای مانند که خاص فلزات آمورف است را نشان می دهد. از بین این دو، الگوی رگه ای سطح وسیع و گسترده ای از مورفولوژی شکست را تشکیل می دهد. زاویه ی شکست نمونه ها نیز از زاویه ی بیشترین تنش برشی (45) منحرف شده و در زاویه ی 42 درجه شکست رخ می دهد که از ویژگی های متمایز دیگر این نوع فلزات بشمار می رود. خواص حرارتی نمونه ها در چهار نرخ گرمایش متفاوت بررسی شد. نتایج نشان داد که با افزایش نرخ گرمایش، پارامترهای دمایی افزایش می یابد. بیشترین مقادیر trg، ?tx و ? که معیاری برای آمورف پذیری است بترتیب برابر 58/0، 7/70 و 406/0 می باشد که مربوط به نمونه ی با %at 5/2 آهن است. انرژی فعال سازی لازم برای کریستالیزاسیون نمونه ها نیز به دو روش kissinger و ozawa تحلیل شد که بیشترین مقدار آن در هر دو روش بترتیب برابر kj/mol 196/274 و kj/mol 435/272 محاسبه شدند. مقادیر توان آورامی حاصل از معادله ی jmak برای هر سه نمونه در یک نرخ گرمایش معین بترتیب برابر 3/2، 6/2 و 8/2 بدست آمد که مکانیزم رشد سه بعدی کنترل شونده با نفوذ را برای بلورینگی پیشنهاد می کند.