در این پژوهش، نانوکامپوزیت های زمین? منیزیم تقویت شده با نانوذرات y2o3، با استفاده از روش متالورژی پودر و دو فرآیند تف جوشی مرسوم و پرس گرم تولید شدند. در ابتدا نانوذرات y2o3با استفاده از روش سل- ژل و به کمک اسید تارتاریک به عنوان عامل کی لیت، ساخته شدند. از آنجایی که غلظت عامل کی لیت بر روی ریخت شناسی نانوذرات y2o3 تأثیر می گذارد، بنابراین نسبت مولی اسید تارتاریک به یون فلزی تغییر داده شد تا مقدار بهین? آن تعیین گردد. نتایج نشان دادند که با افزایش نسبت مولی اسید تارتاریک به یون فلزی، به نظر می رسد سازوکار رشد نانوذرات به صورت صفحه ای می شود. هم چنین، تأثیر افزایش ph سل بر روی اندازه ی ذرات بررسی شد. نتایج نشان دادند که با افزایش ph، اندازه ی ذرات کوچک می شود. به منظور تولید نانوکامپوزیت زمین? منیزیم به روش متالورژی پودر و تف جوشی مرسوم، برای تهی? نمونه ها، ابتدا پودر منیزیم با درصدهای وزنی 5/0، 1، 5/1، 2، 5/2 و 3 از نانوذرات y2o3، درون دستگاه آلیاژسازی مکانیکی به مدت 1 ساعت مخلوط شدند. سپس پودرهای نانوکامپوزیت به دست آمده، درون قالب ریخته شدند و با استفاده از دستگاه پرس و تحت اعمال فشارهای مختلف، فشرده شدند. قطعات فشرده شده، درون کوره تحت جریان گاز آرگون در دمای c°500 به مدت 2 ساعت مورد تف جوشی قرار گرفتند. پس از تف جوشی، شناسایی ساختار بلوری نمونه-ها با استفاده از دستگاه پراش سنج پرتو x انجام شد. نتایج شناسایی ریزساختار نمونه ها توسط fesem و آنالیز eds نقشه ای نشان دادند که با افزایش فشار، اندازه ی دانه ها بزرگ تر و تعداد ترک ها و حفره ها بیشتر و پس از افزودن تقویت کننده، اتصال دانه ای بهتر شده است. چگالی نمونه ها با استفاده از اصل ارشمیدس اندازه گیری شدند. میکروسختی به روش ویکرز و مقاومت الکتریکی ویژه با استفاده از روش چهارمیله اندازه گیری شدند. نتایج نشان دادند که به هنگام افزایش درصد وزنی تقویت کننده و فشار، چگالی و سختی نمونه ها افزایش می یابند. با افزایش درصد وزنی تقویت کننده، مقاومت الکتریکی ویژه افزایش می یابد، اما با افزایش فشار و کاهش دما، مقاومت الکتریکی ویژه کاهش می یابد. برای تولید نانوکامپوزیت زمین? منیزیم به روش متالورژی پودر و پرس گرم، ابتدا پودر منیزیم با درصدهای وزنی 5/0، 5/1 و 3 از نانوذرات y2o3، درون دستگاه آلیاژسازی مکانیکی به مدت 1 ساعت مخلوط شدند. سپس پودرهای نانوکامپوزیت به دست آمده درون دستگاه پرس گرم به مدت 10 دقیقه در دمای c°500 تحت فشار ثابت mpa100 قرار گرفتند. شناسایی ساختار بلوری نمونه ها با استفاده از دستگاه پراش سنج پرتو x انجام شد. نتایج شناسایی ریزساختار توسط fesem و آنالیز eds نقشه ای نشان دادند که اندازه ی دانه ها ریزتر، اتصال میان آن ها بهتر و تعداد حفره ها و ترک ها نسبت به نمونه های ساخته شده توسط تف جوشی مرسوم کمتر شده اند. نتایج اندازه گیری چگالی و سختی نشان دادند که با افزایش درصد وزنی تقویت کننده، چگالی و سختی نمونه ها افزایش و نتایج نسبت به تف جوشی مرسوم، بهبود یافته اند. هم چنین پس از بررسی نتایج اندازه گیری مقاومت الکتریکی ویژه، مشاهده شد که با افزایش درصد وزنی تقویت کننده و کاهش دما، مقاومت الکتریکی ویژه کاهش می یابد.

روکش نانوکامپوزیتی ni-tic به صورت درجا بر روی قطعات فولادی st37 با استفاده از فرایند سینتر پلاسمایی جرقه ای پودر فعال ایجاد شد. مخلوط فعال پودرهای نیکل، تیتانیم و کربن با دو رویکرد متفاوت آسیابکاری تک مرحله ای و دو مرحله ای جهت تشکیل ni-40 wt% tic با استفاده از آسیاب گلوله ای سیاره ای، آلیاژسازی مکانیکی شد. پودر نهایی بر روی قطعات فولاد st37 قرارگرفته و با استفاده از فرایند سینتر پلاسمایی جرقه ای سینتر شد. به منظور شناسایی فازهای موجود از پراش پرتو ایکس (xrd) استفاده و مورفولوژی و ریزساختار سطح مقطع ذرات پودر و روکش با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی بررسی شد و پودر و روکش تحت آزمایش ریز سختی سنجی قرار گرفت. سینتر فعال پودر تولید شده با آلیاژسازی مکانیکی منجر به تولید روکش نانوکامپوزیتی زمینه نیکلی حاوی ذرات tic با اندازه متوسط به صورت درجا شد. با استفاده از این فرایند علاوه بر حفظ ساختار نانوکریستالی، روکشی با ضخامت کنترل شده بر روی فولاد st37 با تشکیل فصل مشترک مناسب ایجاد شد. روکش نانوکامپوزیتی ni-tic با روش سینتر پلاسمایی جرقه ای، مقدار سختی 2 تا 10 برابر زیرلایه و مقاومت به سایش بالایی نشان داد.

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 تحقیق به بررسی ساختار میکروسکوپی و خواص سایشی روکش های کامپوزیتی ایجاد شده از پودر استلایت 6 با تقویت کننده کاربید بور پرداخته شده است. به این منظور روکش هایی از کامپوزیت استلایت 6-کاربید بور با نسبت های وزنی مختلف کاربید بور به استلایت6، تحت فرآیند جوشکاری gtaw بر روی زیرلایه هایی از فولاد ساده کربنی ایجاد گردید. علاوه بر مطالعات متالوگرافی مقاومت سایشی روکش ها نیز توسط آزمون سایش پین روی دیسک مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که ریزساختار روکش های کامپوزیتی متشکل از یک ساختار هیپویوتکتیکی بوده است. بررسی های پراش پرتو ایکس مشخص کرد که ساختار روکش های به دست آمده شامل فاز زمینه غنی از کبالت و کاربیدهای یوتکتیکی غنی از کروم cr7c3 و cr23c6، مربوط به آلیاژ استلایت6 و همچنین کاربید بور که به عنوان ذرات تقویت کننده به روکش ها اضافه شده بود، می باشند. مطالعات نشان داد که کاربید بور درطول فرآیند روکش کاری ذوب و دوباره تشکیل شدند. مشخص شد که ممانعت ذرات کاربید بور دوباره منجمد شده از رشد دندریت های زمینه باعث اصلاح ریزساختار و کاهش اندازه دندریت های فاز زمینه روکش ها گردید. مشاهدات نشان داد که سختی روکش کامپوزیتی با افزایش درصد وزنی کاربید بور تا 30 درصد وزنی، افزایش و در مقادیر بیشتر کاربید بور (40 و 50 درصد وزنی) کاهش می یابد. بررسی رفتار سایشی نشان داد که در روکش های کامپوزیتی به واسطه تشکیل یک لایه اکسیدی فشرده در سطح سایش، مقادیر کاهش وزن و ضریب اصطکاک در مقایسه با روکش استلایت 6 خالص کاهش پیدا می کند.

کامپوزیت ریختگی با زمینه آلیاژ آلومینیوم a356 در حضور ذرات تقویت کننده آلومینا در دو اندازه میکرونی و نانومتری مورد ارزیابی ریزساختاری و خواص مکانیکی قرار گرفت. جهت افزودن ذرات تقویت کننده به مذاب ابتدا مخلوط پودری آلومینا با دو اندازه میانگین 80 نانومتر و 50 میکرون با نسبت های وزنی مختلف به همراه پودرآلومینیم خالص با اندازه میانگین کمتر از 100میکرون بوسیله آسیا کاری تهیه شد.پودرآسیا کاری شده در حین فرایند ریخته گری گردابی به مذاب آلیاژآلومینیوم a356 افزوده و در قالب های فلزی ریخته گری شد.همچنین یک نمونه با استفاده از پودرهای خالص نانو و میکرو وبدون استفاده از پودر آلومینیوم خالص تهیه شد. بررسی ریزساختاری نمونه های ریختگی توسط میکروسکوپ الکترونی، توزیع نسبتا یکنواختی از ذرات تقویت کننده را درنمونه هایی که از پودر آسیا کاری استفاده شده بود را نشان داد. تاثیر نسبت وزنی ذرات نانومتری به میکرونی (5:5، 4:6، 3:7، 2:8، 1:9)برخواص مکانیکی قطعات کامپوزیتی با استفاده از آزمون سختی و کشش ارزیابی شد.نتایج نشان دادکه باافزایش درصد نانو ذرات تا 30 درصد میزان سختی واستحکام قطعات افزایش می یابد. همچنین در نمونه ای که از پودر آسیا کاری استفاده نشده سختی و استحکام کاهش یافته است.

هدف از این پژوهش تولید و ارزیابی پودر دی¬اکسید¬تیتانیم پوشش داده شده بر سطح ذرات آلیاژی نیکل-مولیبدن (nimo) با ساختار آمورف بوده است. ابتدا پودر آلیاژی نیکل¬مولیبدن به روش آلیاژسازی مکانیکی تولید شد. برای دستیابی به ترکیب مناسب پودر عنصری اولیه و تعیین پارامترهای بهینه آسیاکاری، فرایند آلیاژسازی مکانیکی با دوترکیب اولیه ni80mo20 و ni65mo35 و با دوسرعت 400 و 600 دور بردقیقه و با دو اندازه گوی مختلف انجام شد. نهایتا آسیاکاری پودر با ترکیب اسمی ni65mo35 با سرعت 600 دور بر دقیقه و به مدت 60 ساعت منجر به تولید پودری با ساختار دوفازی شامل زمینه آمورف نیکل¬مولیبدن حاوی نانو کریستالهای مولیبدن شد. پودر تیتانیای خالص¬و پودرهای حاوی درصدهای وزنی مختلف ذرات آلیاژی نیکل- مولیبدن (5 ، 10 ،20 درصد وزنی) به روش سل¬ژل و با اضافه کردن مقدار کافی از پودر آلیاژی به محلول سل¬ژل تولید شدند. مورفولوژی پودرهای تولید شده به وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی و خواص فازی و ریزساختاری آنها به کمک آنالیز پراش پرتو ایکس بررسی شد. همچنین اکتیویته فوتوکاتالیستی پودرهای تولید شده از طریق آزمایش تخریب رنگ متیل نارنجی تعیین گردید. نتایج نشان داد که مقدار تخریب رنگ از 33 % برای پودر تیتانیای خالص به ترتیب به (0،15،29)درصد برای پودرهای تیتانیای حاوی (20،10،5) درصد وزنی پودر آلیاژی نیکل مولیبدن کاهش یافت.در نتیجه اضافه کردن پودر آلیاژی نیکل¬مولیبدن به پودر تیتانیا باعث کاهش بازده و اکتیویته فوتوکاتالیستی آن ¬گردیده است.

هدف از این پژوهش تولید کامپوزیت های سطحی تک جزیی و هیبریدی از ذرات b4c و tib2 برروی زمینه آلومینیوم آلیاژی 6061 توسط فرآیند اصطکاکی اغتشاشی بوده است. ابتدا روی سطح قطعه کار شیارهایی با ابعاد مشخص ایجاد و در یک عمق شیار ثابت ترکیبی از پودرهای tib2 وb4c با کسر حجمی100%b4c ,75%b4c ,50%b4c, 25%b4c , 100%tib2-al به درون شیار افزوده می شوند. فرایند اصطکاکی اغتشاشی با سرعت دوران و سرعت حرکت ثابت ابزار برروی نمونه انجام خواهد گرفت. جهت بررسی نحوه توزیع ذرات تقویت کننده در زمینه و سپس ارزیابی ریز ساختار، لایه نانوکامپوزیتی تولید خواهد شد. ابتدا روی سطح قطعه کار شیارهایی با ابعاد مشخص ایجاد و در یک عمق شیار ثابت ترکیبی از پودرهای tib2 وb4c با کسر حجمی100%b4c ,75%b4c ,50%b4c, 25%b4c , 100%tib2-al به درون شیار افزوده می شوند. فرایند اصطکاکی اغتشاشی با سرعت دوران و سرعت حرکت ثابت ابزار برروی نمونه انجام خواهد گرفت. جهت بررسی نحوه توزیع ذرات تقویت کننده در زمینه و سپس ارزیابی ریز ساختار، لایه نانوکامپوزیتی تولید شده توسط میکروسکوپ نوری و الکترونی روبشی semو میکروآنالیزeds مورد ارزیابی و نحوه توزیع ذرات تقویت کننده در زمینه و چسبندگی ذرات با زمینه بررسی خواهد شد. مقاومت سایشی لایه های سطحی توسط آزمایش پین روی دیسک و سطوح تحت سایش توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی semجهت تعیین مکانیزم سایش مورد مطالعه قرار خواهند گرفت. لایه کامپوزیت سطحی al-b4c توسط فرآیند اصطکاکی اغتشاشی با سرعت های چرخش متفاوت و با استفاده از دو ابزار با اندازه های مختلف تولید شد. به منظور تولید کامپوزیت های سطحی هیبریدی ابتدا نانو ذرات کامپوزیتی tib2-al توسط آلیاژسازی مکانیکی تولید شد. سپس فرآیند اصطکاکی اغتشاشی با استفاده از شرایطی بهینه جهت تولید کامپوزیت های تکی جزیی و هیبریدی از ذرات b4c و tib2-al برروی زمینه آلومینیوم مورد استفاده قرار گرفت. بررسی های ریز ساختاری توسط میکروسکوپ نوری om و میکروسکوپ الکترونی روبشی sem انجام گرفت. جهت بررسی مقادیر سختی، آزمون ریزسختی سنجی ویکرز و جهت بررسی رفتار سایشی، آزمون سایش پین برروی دیسک مورد استفاده قرار گرفت. یافته های آزمایشی نشان داد که کامپوزیت سازی سطحی بوسیله fsp برروی آلیاژ آلومینیوم 6061 با استفاده از ذرات b4c و tib2-al باعث افزایش سختی و بهبود رفتارسایشی در مقایسه با آلیاژ زیرلایه شد. همچنین در نمونه های کامپوزیتی، با افزایش درصد نانو ذرات tib2 مقادیر سختی و مقاومت سایشی نمونه ها در مقایسه با آلیاژ پایه در حدود دو برابر بهبود یافت.

فرایند الکترولس نیکل، رسوب فلز نیکل بدون اعمال جریان خارجی می باشد. در این فرایند انجام واکنش شیمیایی بین محلول آبی حاوی نمک نیکل و عامل احیا کننده باعث ایجاد پوشش فلزی پیوسته و یکنواخت بر روی زیرلایه می شود. برای ایجاد پوشش الکترولس نیکل- فسفر از عامل احیاکننده ای استفاده می شود که باعث رسوب همزمان نیکل و فسفر در پوشش می گردد. در سال های اخیر مطالعات بر روی ایجاد پوشش های الکترولس نیکل- فسفر کامپوزیتی با خواص بهبود یافته متمرکز شده است. این قبیل پوشش ها از اضافه کردن ذرات تقویت کننده میکرومتری و یا نانومتری از قبیل sic، al2o3، گرافیت، نانولوله های کربنی و.... در داخل زمینه اصلی(نیکل) ایجاد می شوند. در این پژوهش از نانوصفحات گرافین به عنوان فاز تقویت کننده در زمینه ni-p استفاده شد و پوشش الکترولس نانوکامپوزیتی ni-p-graphene با غلظت های مختلفی از گرافین بر روی زیرلایه ای از مس رسوب داده شد.

در این پژوهش هدف ایجاد روکش کامپوزیتی استلایت 6 با ذرات تقویت کننده b4c با استفاده از فرآیند جوشکاری gtaw و بررسی تاثیر افزودن ذرات تقویت کننده b4c بر ریزساختار، سختی و رفتار سایشی روکش های حاصل بوده است . بدین منظور روکش استلایت 6 خالص و روکش های کامپوزیتی استلایت 6 با درصدهای مختلف از b4c با استفاده از خمیر پیش نشست حاوی ذرات b4c و فیلر استلایت 6 به روش جوشکاری gtaw بر روی سطح فولاد ساده کربنی ایجاد شد. جهت ارزیابی ریزساختار از میکروسکوپ نوری، الکترونی روبشی ( sem ) مجهز به طیف سنج انرژی (eds)و جهت فازشناسی از پراش پرتو ایکس (xrd) استفاده شد. همچنین جهت ارزیابی سختی و رفتار سایشی به ترتیب از ریز سختی سنج ویکرز و آزمون پین روی دیسک استفاده شد

پودر ترکیب بین فلزی nial با استفاده از فرآیند آلیاژسازی مکانیکی مخلوط پودرهای نیکل و آلومینیوم خالص تولید شد. با رویکردهای متفاوت افزودن نانولوله های کربنی (cnt) حین آلیاژسازی مکانیکی، پودرهای کامپوزیت nial-cnt تولید شدند. فرآیند تف جوشی پلاسمایی جرقه ای برای تف جوشی پودرهای کامپوزیتی حاصل از آلیاژسازی مکانیکی مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد که حضور نانولوله های کربنی و زمان افزودن آنها می تواند بر روی سرعت واکنش نیکل و آلومینیم، ریزساختار و خواص مکانیکی نانوکامپوزیت ها تاثیرگذار باشد.

در این تحقیق برای اولین بار قطعات بالک کامپوزیت های al-tib2 نانوساختاربصورت درجا و با کمک چند فرایند متوالی شامل آلیاژسازی مکانیکی، سینتر پلاسمایی جرقه ای و اکستروژن گرم با موفقیت ساخته شد و ساختار میکروسکوپی، پایداری حرارتی و خواص مکانیکی آن در مراحل مختلف ساخت مورد ارزیابی قرار گرفت. بدین منظور ابتدا پودر نانوکامپوزیت al-tib2 حاوی 10 و 20 درصد وزنی tib2 به صورت درجا و با استفاده از فرایند آلیاژسازی مکانیکی دومرحله ای مخلوط پودر عناصر آلومینیم، تیتانیم و بور تولید شد. پودر کامپوزیت al-tib2 حاصل از آلیاژسازی مکانیکی، با استفاده از فرایند سینتر پلاسمایی جرقه ای متراکم شده و قطعات حاصل تحت اکستروژن گرم قرار گرفت. به منظور شناسایی فازهای موجود در پودر و قطعات حاصل از سینتر و اکستروژن، از پراش پرتو ایکس (xrd) استفاده شد. مرفولوژی و ریزساختار سطح مقطع ذرات پودر و نمونه ها پس از فرایندهای سینتر و اکستروژن با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) بررسی شد و از میکروسکوپ الکترونی عبوری (tem) جهت مطالعه دقیق ریزساختار و بررسی اندازه دانه ها استفاده شد. پایداری حرارتی پودر آلیاژسازی مکانیکی شده توسط آنالیز حرارتی تفریقی (dsc) بررسی شد. پودر و قطعات سینتر شده تحت آزمایش سختی سنجی قرار گرفته و رفتار کششی قطعات اکسترود شده مطالعه شد. یافته های آزمایشی نشان داد که فرایند دومرحله ای آلیاژسازی مکانیکی منجر به تولید پودر نانوکامپوزیت al-tib2 با توزیع یکنواختی از ذرات فاز tib2 با اندازه متوسط nm 90 در زمینه آلومینیم با اندازه دانه nm15 می شود. پودر حاصل از پایداری فازی در دمای بالا برخوردار بوده و فاز ناخواسته ای مانند al3ti در پودر و قطعات متراکم مشاهده نشد. به علاوه اندازه ذرات tib2 پس از اکستروژن در محدوده m 2- nm10 می باشد که نسبت به پودر آلیاژسازی مکانیکی شده رشد قابل ملاحظه ای نداشته است. اندازه متوسط دانه های آلومینیم نیز پس از اکستروژن nm 35 بدست آمد که در مقایسه با اندازه دانه در پودر آلیاژسازی مکانیکی شده (nm 20) اولیه پایداری مناسبی نشان می دهد. بنابراین می توان نتیجه گرفت که وجود نانوذرات tib2 و همچنین بکارگیری فرایند سینتر پلاسمایی جرقه ای باعث حفظ ساختار نانوکریستالی کامپوزیت شده است. قطعات اکسترود شده نانوکامپوزیت al-20wt.%tib2 دارای سختی 180 ویکرز و استحکام تسلیم و کششی به ترتیب 480 و 540 مگاپاسکال می باشد که این مقادیر در مقایسه با سایر کامپوزیت های زمینه آلومینیم که با روش های دیگر ساخته شده اند بیشتر می باشد. به علاوه خواص مکانیکی نانوکامپوزیت حاصل در دمای بالا نیز تا دمای ℃300کاهش قابل توجهی نداشت و استحکام تسلیم و کششی آن در این دما به ترتیب 380 و 402 مگاپاسکال است. حتی در دماهای بالا نیز این کامپوزیت انعطاف پذیری پایینی (%6/1 در℃300) از خود نشان داد. بنظر می رسد حفظ خواص مکانیکی نانوکامپوزیت در دمای بالا بدلیل پایداری حرارتی و رشد اندک ذرات tib2 و حاکم بودن مکانیزم اوروان در افزایش استحکام می باشد. همچنین نتایج نشان داد که سختی، استحکام و انعطاف پذیری نانوکامپوزیت حاوی 10 و 20 درصد وزنی فاز tib2 تفاوت چندانی با هم ندارند. عدم وابستگی خواص مکانیکی به درصد در محدوده 10 و 20 درصد وزنی را می توان چنین توجیه نمود که افزایش مقدار استحکام دهنده در بیش از یک مقدار معین، منجر به افزایش تعداد ذرات درشت tib2 می شود. از آنجا که تنها ذرات نانومتری tib2(کوچکتر از nm 100) نقش موثری بر افزایش استحکام از طریق مکانیزم اوروان دارند، لذا افزایش درصد فاز tib2از 10 به 20 درصد تاثیر قابل ملاحظه ای بر استحکام ندارد.