در این تحقیق تاثیر عملیات پیش روئین کردن بر روی رفتار خوردگی پودر فولاد زنگ نزن پیش آلیاژ شده ی 316l مورد بررسی قرار گرفت. پودرهای پیش روئین شده به همراه پودر پیش روئین نشده با نیروی های 500-700 mpa به شکل استوانه فشرده شدند و در ادامه در دمای 1200°c تف جوشی شدند. تعدادی از این نمونه ها پس از تف جوشی تحت عملیات بازپخت در دمای 1100°c قرار گرفتند. بررسی های پلاریزاسیون در محلول 3.5% nacl به منظور بررسی اثر عملیات پیش روئین کردن بر روی رفتار خوردگی این آلیاژ به کار گرفته شد. نتایج اندازه گیری های پلاریزاسیون نشان می دهد که پیش روئین کردن در محلول 20% hno3 رفتار خوردگی این آلیاژ را با تغییر مکان چگالی جریان خوردگی و روئینگی به سمت مقادیر کمتر، بهبود می بخشد. تحقیقات بیشتر بر روی رفتار خوردگی این نمونه ها توسط اندازه گیری چگالی جریان کوپل در محلول 6% fecl3 نیز بهبود رفتار خوردگی این نمونه ها را که تحت عملیات پیش روئین شدن در محلول 20% hno3 قرار گرفتند، ثابت می کند. ارزیابی های آماری بر روی اندازه و مورفولوژی ذرات پودر پیش روئین شده نشان می دهد که پیش روئین کردن سبب کاهش در اندازه و بهبود کرویت ذرات پودر می شود. کمترین قطر حفره در نمونه ای که در محلول 20% hno3 پیش روئین شده، با نیروی 700 mpa فشرده شده و در نهایت باز پخت شده است، مشاهده شد. پیشنهاد می شود که عملیات پیش روئین کردن موجب کاهش در بی قاعدگی ذرات پودر به دلیل حذف لبه های تیز ذرات پودر در تماس با محلول اسیدی می شود.

چکیده رساله/پایان نامه : در این پژوهش تولید آلیاژ حافظه دار نایتینول به سه روش سنتز احتراقی، آسیاکاری و متالورژی پودر معمولی مورد بررسی قرار گرفت. در روش سنتز احتراقی مخلوط پودرni وti بعد از فشرده شدن در فشار mpa150 در کوره با دماهای400 ،500 و c600? بدون اتمسفر محافظ قرار داده شد. فازهای تشکیل شده با آزمون xrd و پروفیل دمایی توسط ترموکوپل داخل نمونه ها مورد بررسی قرار گرفت. عناصر واکنش نکرده و فاز ناخواسته در نمونه ها، چه کوره دمای بالا (?c600 ) داشته باشد چه دمایِ پایین(?c400 و ?c500)، در محصول نهایی حضور دارند با این تفاوت که در دمای بالا فاز ناخواسته اکسید تیتانیوم است و در دمای پایین ni3ti است. برای بهبود خواص محصول نهایی ابتدا مخلوط پودر اولیه در زمان-های 5/0، 1 و2 ساعت آسیاکاری شد و سپس نمونه ها در دمای ?c400 تولید شدند. با یک ساعت آسیاکاری بهترین نتیجه حاصل شد(تقریبا نایتینول تک فاز) چراکه بیشینه ی دمای نمونه افزایش یافت و میزان عناصر واکنش نکرده به حداقل رسید و همچنین زمان انجام واکنش هم به قدری کم شد که فرصت اکسید شدن به تیتانیوم داده نشد. در حالیکه دو ساعت آسیاکاری باعث فعال شدن واکنش اکسیداسیون شد و بدترین نتیجه یعنی اکسیداسیون کامل رخ داد. در این روش محدودیت ابعادی وجود دارد و نمونه های بزرگ قابل تولید نیستند. در روش آسیاکاری مخلوط پودر مواد اولیه در ظروف حاوی آرگون با نسبت پودر به گلوله 1 به 40 و سرعت دور rpm 250 در زمان مختلف تا 120 ساعت آسیاکاری شدند. در نتایج xrd پیک های تیتانیوم به سرعت بعد از 6 ساعت آسیاکاری ناپدید شدند در حالیکه بعد از 120 ساعت آسیاکاری پیک های نیکل حذف شدند. بعد از 6 ساعت آسیاکاری پیک نایتینول قابل مشاهده بود و بعد از 120ساعت پیک غالب ماده شد. در روش متالورژی پودر مخلوط پودر مواد اولیه با فشار mpa600 فشرده و سپس در دمای ?c1050 تحت اتمسفر آرگون در زمان های مختلف تف جوشی شد. نتایج xrd نشان دهنده ی افزایش درصد نایتینول با افزایش زمان تف جوشی است. حذف کامل فاز ni3ti به علت پایداری بیشتر نسبت به نایتینول امکان پذیر نیست. پیک های مربوط به ni بعد از 10 ساعت تف جوشی حذف شدند. به علت تخلخل زیاد در نمونه ها حتی در 10 ساعت تف جوشی رفتار حافظه داری در نمونه ها قابل رویت نیست. برای بهبود قطعات تولید شده با روش متالورژی پودر از پودرهای حاصل از روش آسیاکاری استفاده شد و سپس نمونه ها تحت پیرسازی در دمای ?c500 و نیم ساعت قرار گرفتند که نمونه حاصل دارای نایتینول به عنوان فاز عمده بود ولی دمای استحاله مارتنزیتی با وجود رسوبات ni4ti3 بیش از اندازه پایین بود(?c13-) و امکان استفاده از رفتار حافظه داری ماده نبود. به همین دلیل از مس به عنوان عنصر سوم برای افزایش دمای استحاله مارتنزیتی و افزایش سرعت نفوذ در تف جوشی استفاده شد. چون در این روش تولید، متغیرهای تولید زیاد شدند از روش طراحی آزمایش تاگوچی استفاده شد. در روش تاگوچی اثر متغیرهای زمان آسیاکاری ، زمان تف جوشی، فشار پرس و در صد مس بر خواص دمایی و مکانیکی که توسط آزمون های dsc و فشارش اندازه گیری شدند، بررسی شد. برای بررسی فازهای نمونه ها از آزمونxrd استفاده شد. در روش تاگوچی شرایط بهینه برای رسیدن به حداکثر کرنش قابل بازیابی و بالاترین mf به طور هم زمان محاسبه شد. نیتجه آزمایش آزمون تاگوچی با مقدار محاسبه شده همخوانی داشت

در این پژوهش تاثیر تغیر فرم پلاستیک بر ریزساختار مارتنزیت تولید شده پس از کوئنچ کردن مورد بررسی قرار گرفت برای این منظور از نورد سرد جهت ایجاد تغییر فرم استفاده شد. این تغییر فرم به میزان 10% ،20% ، 30% ، 50% ، 70% کاهش ضخامت در مورد آلیاژ cualni ,cualnimn اعمال شد. دو آلیاژ از روش ریخته گری تولید گردید ترکیب دو آلیاژبه صورتcu-12.75%al-3.8%ni وcu-13%al-4%ni-4%mn بود. پس از همگن کردن آلیاژها در دمای c 0950وبه مدت 4 ساعت و سپس سرد کردن در هوا در این دما به مدت 2 ساعت قرار گرفتند وسپس در آب کوئینچ گردیدند. به دلیل سرعت سرد کردن بسیار زیاد در آب نمونه های هر دو آلیاژدچار شکست وترک گردید این ترک ها بیشتر از قسمت مرکز قطعه ها به سمت سطح تشکیل شده بودند و سطح شکست نیز بصورت صاف و براق بود. تغییر فرم پلاستیک مورد نظر پس از کوئنچ کردن بر روی نمونه ها صورت گرفت. رفتار سودوالاستیک هر دو آلیاژ با استفاده از تست فشار در دمای محیط در نیروهای 2 و4 و6 و10 و20 و30 و60 کیلو نیوتن و با سرعت 0003/0 s-1 بر روی نمونه ها مورد بررسی قرار گرفت. تغییرات دماهای استحاله فازی در آلیاژ cualnimn پس از کوئنچ و پس از 70% کاهش ضخامت از طریق آزمون dsc بررسی شد. با افزایش میزان کارپلاستیکی میکروساختار هر دو آلیاژ دچار تغییر شدیدی شده و نوع فصل مشترک مارتنزیت- مارتنزیت و مارتنزیت-آستنیت دچار تغییر می شود. فصل مشترک هر دو آلیاژ از حالت پله ای به صورت صاف و موازی تغییر یافت. دماهای استحاله فازی برای آلیاژ cualnimn با افزایش میزان کرنش دچار تغییر شدند هر چهار دمای استحاله فازی (as,af,ms,mf) افزایش یافتند.درصد بازیابی کرنش در هر دو آلیاژ با افزایش نیروی اعمالی افزایش یافت این بیامگر این است که میزان مارتنزیت های حاصل از تنش افزایش یافته است. با افزایش تغییر فرم پلاستیک اعمال شده بر روی آلیاژها درصد و اندازه رسوبات 2? افزایش یافت.

از آنجایی که چدن ها کاربرد وسیعی در صنعت دارند، تلاش های زیادی در زمینه بهبود خواص ریز ساختاری و مکانیکی آن ها انجام گرفته است مانند افزودن عناصر آلیاژی، انجام عملیات حرارتی متفاوت یکی از جدیدترین روش های استحکام دهی خواص چدن ها، تقویت کردن آن ها با تقویت کننده ی فولادی است. در این تحقیق کامپوزیت های چدن نشکن تقویت شده با سیم فولادی ریخته گری شدند. نمونه ها چدنی ساده و تقویت شده با سیم فولادی در دمای ?900 به مدت 60 دقیقه تحت عملیات حرارتی آنیل کامل قرار گرفتند سپس در دمای ?900 به مدت 60 دقیقه آستنیته شده و در حمام نمک برای دو دمای متفاوت ? 375 و ?400 به مدت 1، 5، 20، 60 و 90 دقیقه نگهداری شده و سپس در آب کوئنچ شدند. نمونه ها با استفاده از میکروسکوپ نوری و الکترونی بررسی شده و آزمون ضربه چارپی در دمای محیط بر روی نمونه های چدنی ساده و چدن تقویت شده با سیم فولادی در هر دو دمای حمام نمک به مدت 90 دقیقه انجام شد. سختی نمونه ها با استفاده از روش ویکرز محاسبه شد. استحاله مارتنزیتی و بینیتی در سه ناحیه بوجود آمده در کامپوزیت (ناحیه چدنی، ناحیه مرزی و ناحیه فولادی) با یکدیگر مقایسه شدند. نتایج آزمون ضربه نشان دادند که تافنس ضربه چدن نشکن با وجود سیم فولادی افزایش یافته و عملیات حرارتی آستمپر کردن، تاثیر زیادی بر روی افزایش انرژی ضربه داشت. به علاوه مشاهده شد که در ناحیه مرزی سمت فولاد سختی بالاتر است چرا که کربن از سمت چدن به سمت سیم فولادی نفوذ کرده است.

استفاده از سطح شیب دار خنک کننده یکی از موثرترین و کم هزینه ترین روش ها در ریخته گری نیمه جامد است که نیازمند تجهیزات اندکی می باشد. پارامترهای متفاوت سطح شیب دار که بر ریزساختار نهایی تأثیر می-گذارند شامل طول، زاویه و جنس سطح می شوند. با توجه به این پدیده، در این پژوهش اثر استفاده از سطح شیب دار و تغییرات مولفه های آن بر شکل و توزیع ورقه های گرافیتی، اندازه دانه آستنیت اولیه و فاصله لایه های پرلیتی در ریز ساختار چدن خاکستری مورد بررسی قرار گرفت. چدن مذاب با دمای c?1300 بر روی سطح شیب دار که در زاویه مشخصی نسبت به افق قرار گرفته شده بود ریخته شد و پس از عبور از سطح شیب دار به درون قالب ماسه ای که در زیر سطح قرار گرفته بود سرازیر شد. در واقع در این تحقیق اثر جنس و زاویه سطح شیب دار بررسی گردید. به همین منظور از دو سطح شیب دار با جنس های متفاوت یکی از نوع گرافیتی و دیگری فولاد ساده کربنی با پوششی ازکائولن استفاده شد و این آزمایش در زوایای ?10، ?20، ?30 و ?40 نسبت به افق انجام شد تا اثر زاویه سطح نیز مورد بررسی قرار گیرد. نتایج آنالیز تصویری نمونه ها به کمک نرم افزار clemex نشان داد که ورقه های گرافیتی موجود در ریزساختار چدن خاکستری حاصل از عبور بر سطح شیب-دار گرافیتی در زاویه ?30 و سطح شیب دار فولادی در زاویه ?20 دارای طول، عرض و مساحت کمتری می باشند. همچنین کم ترین فاصله لایه های پرلیتی (حدود 28/0 میکرومتر) نیز در این نمونه ها حاصل شد. به منظور آشکارسازی مرزدانه های آستنیت اولیه عملیات اکسیداسیون بر روی نمونه های ریخته شده انجام گردید و دانه-های آستنیت اولیه در ریزساختار نمایان شدند. نتایج نشان داد که در شرایط بهینه ریخته گری بر سطح شیب دار، اندازه دانه های آستنیت اولیه به 5/17 میکرومتر کاهش می یابد. نتایج اندازه گیری سختی برینل نمونه ها نیز نشان داد که بیشترین میانگین سختی (hb 214) مربوط به نمونه های حاصل از ریخته گری بر سطح شیب دار گرافیتی در زاویه ?30 و سطح شیب دار فولادی در زاویه ?20 می باشد

در این فرایند سنتز، سه ماده al، zro2 و c در یک لحظه با یکدیگر واکنش کرده و منجر به تشکیل دو ترکیب دیرگداز al2o3 و zrc شده است. طی این واکنش گرمای بسیار زیادی آزاد می شود که منجر به ذوب سطحی فلز گشته و باعث چسبندگی بسیار خوب al2o3 و zrc تشکیل شده به زمینه می گردد. با اعمال این پوشش بر روی سطح زیرلایه آلومینیوم، با نیروی grf200 سختی آن از vhn 127 به مقدار میانگین vhn 655 افزایش یافت و با پوشش اعمال شده بر روی سطح زیرلایه مسی سختی آن از vhn 117به مقدار میانگین vhn 584 افزایش نشان داد. در این تحقیق از فلز آلومینیوم و مس به عنوان فلز زیرلایه استفاده شده است. در این تحقیق با استفاده از فرایند سنتز sps با اعمال پالس های dc و استفاده از جریان الکتریکی به فعال کردن فرایند تف جوشی می پردازیم. در این تحقیق با سنتز پودرهای al ، zro2 و c که به مدت 1 ساعت آسیاب شده اند، به همراه نمونه های آلومینیومی و مسی استوانه ای به ابعاد mm5*mm10 در دستگاه sps به وسیله پالس های جریان dc ترکیبات zrc و al2o3 تشکیل شده و به صورت درجا و به عنوان پوششی مقاوم روی سطح زیرلایه های آلومینیومی و مسی قرار گرفته است. با افزایش زمان آسیا کاری بیشتر از یک ساعت یعنی 2 و 4 ساعت آسیا کاری اثری از گرافیت باقی نمی ماند. سنتز تنها در پودری که به مدت 1 ساعت آسیاکاری شده است رخ می دهد و در پودر هایی که در زمان های بالاتر آسیاکاری شده اند رخ نمی دهد و همچنین طبق محاسبات ترمودینامیکی انجام شده دمای آدیاباتیک کل واکنش k7/1963 می باشد، ولی در عمل طبق آزمایشات انجام شده و نتایج به دست آمده توسط دستگاهdata acquisition دمای واکنش احتراقی در حدود k1673 می باشد که علت این اختلاف و افت دمایی، آدیاباتیک نبودن سیستم در حین سنتز می باشد. بهترین شرایط اعمال سنتز در حالت 200 پالس طی مدت 90 ثانیه و 150 آمپر به نمونه می باشد.

در این تحقیق روشی هیدرومتالورژیکی برای بازیابی روی و اکسید منگنز از باتری های مستعمل روی-کربن پیشنهاد شده است. ابتدا باتری ها پیاده سازی شده سپس با استفاده از روش های پراش و فلورسانس اشعه ایکس نوع و مقدار ترکیبات موجود در پودر به دست آمده تعیین گردید. از روش جذب اتمی نیز برای تعیین دقیق مقدار روی و منگنز موجود در پودر استفاده شد. برای تعیین شرایط بهینه در لیچینگ، آزمایش های لیچینگ اسیدی انتخابی با هدف انحلال حداکثری روی و حداقلی منگنز در محیط اسید سولفوریک انجام شدند که طراحی آزمایش و تحلیل نتایج با روش رویه پاسخ و آنالیز واریانس انجام شد. در این آزمایش ها مقداری از پودر به دست آمده از باتری ها در شرایط مختلف دما، غلظت اسید، دانسیته ی پالپ و سرعت همزدن به محلول اسید سولفوریک اضافه شد و پس از اتمام لیچینگ و انجام فیلتراسیون، غلظت روی و منگنز موجود در محلول توسط روش جذب اتمی تعیین گردید. پس از بهینه سازی، شرایط مناسب برای لیچینگ انتخابی روی از مخلوط اکسیدی اولیه به صورت دمای ?c70، غلظت اسید 1 درصد حجمی محلول، دانسیته ی پالپ 8 درصد وزنی به حجم محلول و سرعت همزدن 300 دور بر دقیقه به دست آمد. تحت این شرایط حدود 50 درصد روی و 8 درصد منگنز در یک مرحله لیچینگ وارد محلول شد. برای افزایش بازیابی روی سه مرحله لیچینگ اسیدی انتخابی انجام شد و نتایج نشان داد که پس از سه مرحله حدود 92 درصد روی و 15 درصد منگنز از پودر اولیه وارد محلول شد. در پایان، روی فلزی توسط الکترووینینگ و مخلوطی از اکسیدهای منگنز، به صورت جامد باقیمانده از فیلتراسیون و نیز دی اکسید منگنز تولید شده در سلول الکترووینینگ به دست آمد. ماکزیمم بازده بار الکترووینینگ (99 درصد) نیز در دانسیته ی جریان 30 میلی آمپر بر سانتی متر مربع حاصل شد.

. در این پژوهش فرایند استحصال آهن از منابع کم عیار فاقد ارزش تجاری مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور کانه ی هماتیتی کم عیار (حاوی کمتر از 40% آهن) که استفاده از آن در روش های رایج تولید آهن مقرون به صرفه نیست، همراه با زغال سنگ کک نشو که در فرایند های کک سازی بدون استفاده است و همچنین مقداری آهک برای انجام جدایش بهتر، انتخاب گردید. فرایند احیا با نسبت های مختلف زغال سنگ به سنگ آهن (1، 25/1، 5/1 ، 75/1 و 2 برابر مقدار استوکیومتری زغال سنگ ) ، درصدهای مختلف آهک (5/4% ، 9% و 5/22%) و در دمـاها (950 ، 1000 و 1050 درجه ی سانتیگراد) و زمان های (1 ، 2 ، 3 و 4 ساعت) مختلف انجام شد. درصد احیا به روش گراویمتری محاسبه گردید و نمونه ی دارای بالاترین درصد احیاء مورد جدایش مغناطـیسی قرار گرفت. به کمک مطالعات پراش اشعه ایکس و شـیمی تجزیه ی کمی، نوع ترکیبات و درصد آهن فلزی در محصول آهنی نهایی تعیین شدکه میزان احیا 96 درصد، میانگین عیار آهن کل در کنسانتره ی محصول 80 درصد، درجه ی فلزی شدن 94 درصد و بازیابی 64 درصد به دست آمدند. نتایج آزمایشات نشان داد که می توان به روش فوق، ماده ی آهنی قابل استفاده در کوره های فولادسازی تولید نمود. محصول آهنی این فرایند همچنین می تواند در شارژ کوره بلند مورد استفاده قرار گیرد. پیش بینی می شود که استفاده از این محصول آهنی در شارژ کوره بلند، علاوه بر افزایش راندمان کوره می تواند کاهش مصرف کک را نیز به همراه داشته باشد.

در این پژوهش اثر چهار ناخالصی sio2، mgo، cao و al2o3 بر فرایند احیا هماتیت توسط مواد فرار بررسی گردید. داده های به دست آمده از آزمایشات نشان داد که احیای هماتیت خالص توسط مکانیسم واکنش فصل مشترک کنترل می شود. در مورد اکسید سیلیسیم و منیزیم نیز شرایط مشابهی حاکم است. سیلیس به دلیل تشکیل فاز پایدار فایالیت حین پخت باعث کاهش نرخ احیا گردید. افزودن اکسید منیزیم به میزان 1% موجب بهبود شرایط احیا گردید اما افزایش مقدار آن به دلیل تشکیل فاز پایدار مگنزو وستیت موجب کاهش سرعت احیا گردید. افزدون آهک موجب انحراف مکانیسم کنترلی واکنش از حالت فصل مشترکی می شود. بهترین نتیجه در این حالت مربوط به 3% آهک بود و با افزایش مقدار آن به دلیل تشکیل فازهای پایدار نرخ احیا کاهش یافت. اکسید آلومنیوم در دو دمای 700 و 800 درجه موجب کاهش سرعت احیا به دلیل تشکیل اسپینل هرساینیت بر روی وستیت گردید. در دمای 900 به دلیل ایجاد ترک در ساختار ذرات اکسید آهن سرعت احیا افزایش یافت.

در این تحقیق تولید پودر کاربیدتنگستن نانو ساختار به روش مکانو-شیمیایی مورد بررسی قرار گرفت. مخلوط پودرهای اکسید تنگستن، کربن و روی (یا آلومینیوم) در زمان های مختلف آسیاکاری شدند. روی و آلومینیوم به عنوان عوامل احیا انتخاب شدند. آزمایش های انجام شده به دو گروه دسته بندی شد. در گروه اول از روی (zn) و در گروه دوم از آلومینیوم به عنوان عامل احیا استفاده شد و مکانیزم واکنش ها (تدریجی یا احتراقی) مورد مقایسه قرار گرفت. در ادامه پودر سدیم کربنات به عنوان عاملی در کنترل اندازه ی دانه ی محصول و عاملی برای تأمین کربن بیشتر جهت سنتز کاربید ، به مخلوط پودر اولیه اضافه گردید. زمان آسیاکاری برای نمونه های با عامل احیای روی، 24، 36 و 48 ساعت و زمان آسیاکاری برای نمونه ها ی با عامل احیای آلومینیوم، 1، 3 و 6 ساعت در نظر گرفته شد. نمونه ها ی با عامل احیای روی، پس از اتمام آسیاکاری به منظور حذف ترکیبات zn و نمک سدیم تشکیل شده در طی فرایند آسیاکاری، اسیدشویی و آب شویی شدند. در نمونه ها ی با عامل احیای آلومینیوم، ترکیبات نمک سدیم ، با آب شویی از سیستم حذف شدند. به منظور شناسایی فازهای تشکیل شده، محصولات تحت آزمایش xrd قرار گرفتند. در حالتی که از روی استفاده شد، دمای آدیاباتیک واکنش کمتر از k1800 بوده و واکنش به صورت تدریجی اتفاق افتاد و طبق نتایج xrd در زمان 48 ساعت آسیاکاری وقتی که از سدیم کربنات استفاده شد، کاربید تنگستن (w2c) به طور کامل سنتز شد. در مواردی که از آلومینیوم استفاده شد، دمای آدیاباتیک بیشتر از k1800 بوده و واکنش به صورت احتراقی رخ داد و طبق نتایج xrd، در زمان 3 ساعت آسیاکاری و با حضور سدیم کربنات، دو فاز کاربید تنگستن (wc,w2c) سنتز شد. در آزمایش های انجام شده ، نمونه ی آسیاکاری شده در 3 ساعت (در حضور کربنات و بدون کربنات) به عنوان بهترین نمونه از لحاظ زمان و محصول انتخاب شدند. مورفولوژی پودر سنتز شده با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) مورد مطالعه قرار گرفت. به منظور تخمین اندازه دانه های کاربید از معادله ی ویلیام سون-هال استفاده شد. برای نمونه ی 3 ساعت آسیاکاری شده (با کربنات) اندازه دانه های w2c برابر با 6/138 نانومتر و اندازه دانه-های wc برابر با 42 نانومتر محاسبه شد.

هدف از این پژوهش، تولید فوم های نانوکامپوزیتی با نانوذرات تقویت کننده اکسید سیلیسیم (sio2) و بررسی ساختار و خواص فوم های تولید شده می باشد. در این راستا با استفاده از امواج مافوق صوت، نانوکامپوزیت های زمینه آلومینیمی با نانوذرات تقویت کننده اکسید سیلیسیم تهیه گردید. فوم های نانوکامپوزیتی با به کارگیری درصدهای وزنی مختلف نانوذرات سرامیکی اکسید سیلیسیم (0، 25/0، 5/0، 75/0 و 0/1 درصد وزنی) و با استفاده از پودرهای هیدرید تیتانیم خالص و پیش عملیات حرارتی شده در محیط هوا، تولید شدند. سپس بررسی های مربوط به اندازه گیری قطر سلول، ضخامت دیواره سلول و مساحت منطقه پلاتو، با استفاده از نرم افزارهای آنالیز تصویر mip و اتوکد انجام گرفت و در پایان نمونه ها تحت آزمون فشار قرار گرفتند. نتایج حاصل از بررسی های ساختاری نشان دادند که استفاده از پودرهای هیدرید تیتانیم پیش عملیات حرارتی شده در محیط هوا، باعث کاهش اندازه سلول ها می شود و با کاهش 8/1 برابری ضخامت دیواره سلول ها، مساحت منطقه پلاتو 8/3 برابر افزایش می یابد. نتایج آزمون فشار فوم های نانوکامپوزیتی تولید شده، نشان داد با افزایش چگالی نسبی از 06/0 به 16/0، تنش شروع منطقه پایا 8/11 برابر و قابلیت جذب انرژی 7/9 برابر افزایش می یابد.

در این پژوهش فرآیند ساچمه پاشی، به عنوان کارآمد ترین و متداول ترین روش مکانیکی جهت ارتقاء رفتار خستگی قطعات صنعتی مطالعه گردید. اساس این روش، بر ایجاد میدان های تنش پسماند فشاری(compressive residual stress fields) بر روی سطح، در اثر کارسرد و سیلان پلاستیک استوار است. ضمن بررسی انواع روش های دیگر ارتقاء عمر و استحکام خستگی و مواد مختلف قابل ساچمه پاشی، روش های اندازه گیری crsfs – مخرب و غیر مخرب – مطالعه شد و از میان آن ها، روش xrd جهت اندازه گیری این تنش ها به کار رفت و نتایج حاصل، وارد نرم افزار انسیس گردید. برای این منظور از دو تحلیل استفاده شد. در تحلیل اول، پوسته های کارسخت شده ناشی از انجام کارسرد و سیلان پلاستیک بر روی سطح تعریف گردید و ارتقاء منحنی s/n پوسته ها در اثر آن، با معادله گودمن برای حدخستگی ماده دارای تنش متوسط?0) mean?)?مدل سازی گردید؛ که در آن mean? به کمک xrd محاسبه شده بود. بدلیل عدم انطباق نتایج با واقعیت، تحلیل دوم صورت گرفت. در مدل دوم – اعمال فشار هیدروستاتیکی در همه جهات- پس از بارگذاری سه مرحله ای ( پسماند فشاری، کششی و در آخر فشاری) که به ترتیب -600mpa ، 47mpa و -107mpa بوده اند؛ ماکروی خستگی موجود در انسیس جهت بارگذاری سیکلی فراخوانی و حل خستگی انجام شد و در نهایت، تاثیر ساچمه پاشی بر بهینه سازی کارکرد خستگی شاتون پراید آهنگری پودر تایید گردید. برخی دستاوردهای دیگر این پژوهش عبارت بود از: میکروسختی و زبری سنجی قطعات و شکست نگاری با sem همگی، قبل و بعد از ساچمه پاشی، تهیه منحنی s/n و منحنی ?-? مهندسی جهت استفاده در شبیه سازی و در نهایت پیشنهاد طرحی برای فیکسچر آزمون خستگی در شرایط واقعی.

در این پژوهش فرایند انحلال ماده ی فعال کاتدی حاصل از باتری های مستعمل لیتیوم یونی که غنی از عناصر گران بهای کبالت و لیتیوم است، مورد مطالعه قرار گرفت. به این منظور پس از پیاده سازی باتری ها، مواد حاصل از آن به کمک آزمون پرتوی اشعه ی ایکس و جذب اتمی مورد بررسی قرار گرفت. ترکیب licoo2 با 42 درصد کبالت و 5 درصد لیتیوم به عنوان ماده ی اولیه ی مورد استفاده در این پژوهش شناسایی شد. در ادامه، فرایند انحلال ماده ی حاصل در سه بستر مختلف اسید سولفوریک بدون عامل احیایی، اسید سولفوریک در حضور هیدروژن پراکساید و اسید سولفوریک در حضور اسید آسکوربیک مورد آزمایش قرار گرفت. در این پژوهش اسید آسکوربیک به عنوان یک عامل احیایی نویـن برای اولین بار مورد آزمون قرار گرفت. نتایج این آزمون ها نشـان می دهد که بازده انحلال کبالت بدون عامل احیایی حداکثر 57 درصد بوده در حالی که در حضور دو عامل احیایی هیدروژن پراکساید و اسید آسکوربیک می توان به انحلال تقریباً کامل دست یافت. همچنین مقایسه ی رفتار احیاکنندگی هیدروژن پراکساید و اسید آسکوربیک در غلظت های یکسان نشان دهنده ی قدرت بیشتر اسید آسکوربیک است. به طوری که در غلظت 2/0 مولار میزان انحلال در حضور اسید آسکوربیک 94 درصد و در حضور هیدروژن پراکساید 84 درصد به دست آمد.

تولید چدن مالیبل از چدن سفید با انجام عملیات حرارتی عملی زمان بر و پر هزینه می باشد. این مساله موجب کاهش تمایل به استفاده از چدن مالیبل در صنعت گردیده است به گونه ای که چدن هایی همانند چدن نشکن جایگزین بسیار خوبی برای این نوع از چدن ها تلقی می شوند. محقق در این پژوهش با بررسی پارامترهای تاثیر گذار بر روی سیکل عملیات حرارتی مالیبل کردن سعی در انتخاب بهترین پارامترها و در نتیجه کوتاه نمودن زمان عملیات حرارتی را داشته است. این پارامترها عبارت است از تغییر سرعت انجماد چدن سفید، ایجاد ساختار مارتنزیتی در نمونه اولیه، افزودن عملیات حرارتی پیش گرم قبل از عملیات مالیبل کردن، تغییر سرعت گرمایش و سرمایش و تغییر زمان گرمادهی می باشند. بررسی میزان موفقیت در مالیبل کردن نمونه ها از طریق تصاویر متالوگرافی و تحلیل بوسیله نرم افزار clemex و سختی سنجی صورت گرفت. در پایان تاثیر مثبت افزایش سرعت سرد کردن، افزایش سرعت گرم کردن، افزودن سیکل پیش گرم و کوئنچ در افزایش میزان گرافیت زایی در استحاله چدن سفید به مالیبل نشان داده شد. میزان گرافیت زایی در نمونه های مختلف تفاوت نشان می دهد و تاثیر عنصری همچون نیکل در این نوع از آلیاژها محسوس می باشد. حضور نیکل باعث می شود که درصد بالاتری از گرافیت در ساختار میکروسکوپی مشاهده گردد که با نتایج کار دیگران تطابق دارد. ضمناً در تمامی نمونه ها با انجام عملیات حرارتی مالیبل کردن کاهش درصد کاربید مشاهده می شود که موید عملیات حرارتی مناسب می باشد.

هدف از این پژوهش بررسی اثر افزایش سرعت سردکردن و نیز تاثیر عناصر آلیاژی بر خواص مکانیکی قطعات تولیدی از روش متالورژی پودر پس از فرایند تف جوشی، می باشد. همچنین تغییرات ریز ساختاری آن ها، با تهیه ی تصاویر میکروسکوپ نوری و sem مورد بررسی قرار گرفت. نمونه اولیه از پودر dh1 تهیه شد که اثر تغییرات گفته شده روی آن بررسی گردید. نتایج نشان می دهد که با افزایش درصد وزنی منگنز تا 7/0 درصد، سختی نمونه ها افزایش می یابد و سپس کاهش می یابد. همچنین استحکام کششی نمونه ها تا 5/1 درصد منگنز، حدودا 4 درصد افزایش می یابد. استحکام خمشی نمونه ها و ازدیاد طول آن ها با افزایش درصد منگنز همواره کاهش می یابد. با کاهش مولیبدن، سختی، استحکام کششی و خمشی و ازدیاد طول کاهش می یابد. با افزایش سرعت سرد کردن، سختی( بیشتر از 50 درصد)، استحکام خمشی ( بین 25 تا 45 درصد) و کششی نمونه ها ( بین 13 تا 39 درصد )افزایش را نشان داد در حالی که درصد ازدیاد طول آن ها کاهش یافت ( به طور نرمال بین 3 تا 7 درصد).

در پژوهش حاضر با استفاده از روش sps که یکی از روشهای نوین تف جوشی پودرهای فلزی است، کامپوزیت زمینه آلومینیومی تقویت شده با نانولوله های کربنی تولید شده است. به منظور تولید کامپوزیت ذکر شده ابتدا پودر آلومینیوم خالص به همراه درصدهای وزنی مختلف نانولوله کربنی (0-5 wt.%) با استفاده از آسیا کاری ماهواره ای به مدت زمان یک ساعت با هم مخلوط شده اند. سپس عملیات تف جوشی پودر مخلوط شده ی آلومینیوم-نانولوله کربنی با استفاده از دستگاه spsبا اعمال همزمان فشار تک محوری mpa)32) و جریان الکتریکی مستقیم پالسی با چگالیa/mm27 ، به مدت زمان 450 ثانیه در دمایc °560 انجام شد. مشخصات نانولوله های کربنی استفاده شده در ساخت کامپوزیت مورد نظر با استفاده از میکروسکوپ الکترونی عبوری (tem) و همچنین ریزساختار کامپوزیت تولید شده و چگونگی توزیع نانولوله های کربنی با میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) مطالعه گردید. آنالیز فازی نمونه ها با استفاده از الگوی پراش اشعه ایکس (xrd) صورت گرفت. به منظور بررسی خصوصیات کامپوزیت تولید شده، آزمون های سایش، فشار تک محوری و سختی بر روی آنها انجام شد. نتایج حاکی از آن است که روش sps روشی مناسب برای تولید کامپوزیت مورد نظر است و استفاده از نانولوله های کربنی به عنوان ماده تقویت کننده در زمینه آلومینیوم در مقدار بهینه(حدود 1 درصد وزنی و کمتر از این مقدار) باعث افزایش سختی تا 80 درصد، استحکام تا حدود23 درصد و بهبود مقاومت به سایش، با کاهش 30 درصد در نرخ سایش می شود.مقادیر بیشتر از 1 درصد وزنی نانولوله های کربنی به علت آگلومره شدنشان، افت خواص را به همراه دارند.

با توجه به خواص ویژه فلز تنگستن(نقطه ذوب بالا، داشتن کمترین ضریب انبساط حرارتی و سختی مناسب) استفاده از آن در ایجاد کامپوزیت های نانو ساختار تنگستن/اکسید فلز رو به افزایش می باشد. به همین منظور می توان از روش مکانوشیمیایی برای دست یافتن به این ساختار استفاده کرد. در این تحقیق با اعمال فرایند مکانوشیمیایی بر پودر اکسیدتنگستن و مخلوط پودرهای آلومینیوم و روی به عنوان عوامل احیاکننده، به بررسی قابلیت احیاء همزمان اکسیدتنگستن توسط آلومینیوم و روی و ایجاد کامپوزیت نانوساختار تنگستن/آلومینا پرداخته شده است. سپس با تغییر نسبت آلومینیوم و روی اولیه، سنتز کامپوزیت¬هایی با درصدهای مختلف آلومینا مورد بررسی قرار گرفته است. درنهایت با حذف عامل کنترل کننده(zno) مازاد از طریق اسیدشویی نمونه نهایی تولید می شود. نتایج آزمون های پراش اشعه ایکس(xrd)، محاسبات تغییرات درصد وزنی، آزمون تفرق سنجی با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی(eds)، طیف سنجی اشعه ایکس(xrf) و تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی(sem) حاکی از انجام احتراقی واکنش آلومینوترمی اکسیدتنگستن و آلومینیوم و در ادامه آن تدریجی انجام شدن این واکنش در حضور عنصر روی به عنوان عامل کنترل کننده فرایند احیاء می باشد. نتیجه نهایی این تحقیق انجام فرایند کنترل شد? احیاء اکسیدتنگستن توسط آلومینیوم و روی و تشکیل کامپوزیت نانوساختار تنگستن/آلومینا با درصدهای پیش بینی شده آلومینا (تا 27% درصدوزنی آلومینا) مورد استفاده در صنایع مختلف می باشد.

در این تحقیق، کامپوزیت fe/al2o3 که در آن ترکیب شیمیایی به صورت گرادیانی از سمت غنی از آلومینا به سمت غنی از آهن فلزی تغییر می¬کند تولید شده است. جهت تولید این کامپوزیت از تلفیق فرآیند sps با واکنش به شدت گرمازای احیاء آلومینوترمی هماتیت استفاده شده است. برای این منظور، مواد اولیه شامل آهن، هماتیت، آلومینیوم مطابق واکنشxfe +2al + fe2o3 =al2o3+ (2+x)fe با یکدیگر مخلوط شد و به صورت لایه های با ترکیب 80،70،60،50،40 و 85 درصد حجمی آهن آماده گردید. سپس در قالب spsبه صورت سه لایه و در دو نوع مختلف با لایه های 40، 60و 80 درصد حجمی آهن و 60،50 و 70 درصد حجمی آهن روی هم قرار گرفتند. فرآیند تف¬جوشی و واکنش احیاء هماتیت به طور هم زمان طی فرایند sps با اعمال فشار تک محوری mpa30 و جریان الکتریکی مستقیم پالسی با دانسیته a/mm2 84/8 به مدت زمان 300 ثانیه انجام شد. پارامترهای دما و زمان و فشار حین فرآیند اندازه¬گیری گردید و لایه¬های fgm تولیدی توسط میکروسکوپ نوری و روش های پردازش تصویر، میکروسکوپ الکترونی روبشی، آنالیز eds، آزمون سختی، آنالیز xrd و آنالیز ftir مورد بررسی قرار گرفت. این بررسی ها، نشان داد که استفاده هم زمان از تکنیک sps و واکنش آلومینوترمی روش مناسبی برای تولید این کامپوزیت گرادیانی است. همچنین نتایج تصاویر میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی، بیانگر این است که فشار mpa 30 و زمان حدود 5 دقیقه شرایط مساعد را برای ایجاد گلویی های تشکیل شده حین فرآیند تف جوشی فراهم می¬کند. نتایج بررسی تخلخل و آزمون سختی حاکی از این است که افزایش پارامترx در واکنش از 0/45 تا 7/12 موجب کاهش درصد تخلخل از 37/66 تا81 /6 و افزایش سختی از 203 تا 291 ویکرز در لایه ها می¬شود.

سنگ آهن یا کنسانتره تولیدی از هر معدن به دلایل فیزیکی یا شیمیایی، احیاپذیری متفاوتی دارد. ترکیب شیمیایی معادن عموماً در ارتفاعات مختلف متفاوت است، لذا تعیین خواص سنگ معدن، مانند احیاپذیری آن بایستی با گذشت زمان به روز شود. ترکیب شیمیایی کنسانتره گل گهر به دلیل استخراج از عمق های پایین تر در چند سال گذشته یک افزایش مستمر در مقدار منیزیم، سیلیس و مگنتیت از خود نشان داده است. لذا در این تحقیق گندله های تولیدی از کنسانتره گل گهر با ترکیب شیمیایی متفاوت در مقیاس آزمایشگاهی، تهیه گردید و احیاپذیری آن به روش سبد در کوره میدرکس، تحت شرایط احیایی یکسان، اندازه گیری شد. در این تحقیق تأثیر نسبت هماتیت به مگنتیت، بازیسیته دوتایی، اکسید منیزیم و ذغال بر خواص گندله با استفاده از متد تاگوچی بررسی گردید. تنظیمات بهینه پارامترها و همچنین سطح اهمیت پارامترها بر اساس دو روش، نسبت سیگنال به نویز و آنالیز واریانس تعیین شد. برای بررسی تأثیر پارامترها بر احیاپذیری از مدل رگرسیون استفاده شد. با توجه به نتایج، مشخص گردید که بطور کلی بیشترین تأثیر بر احیاپذیری گندله مربوط به نسبت هماتیت به مگنتیت است. اکسید منیزیم و بازیسیته به ترتیب تأثیر کمتری نسبت به پارامتر قبلی، بر احیاپذیری نشان دادند و ذغال سنگ بکار رفته در گندله ها در بازه تعریف شده، تأثیر معنی دار بر احیاپذیری نشان نداد. با افزایش نسبت هماتیت به مگنتیت تا 0/2 احیاپذیری افزایش یافت. افزایش اکسید منیزیم تا 2/4% به دلیل تشکیل فاز پایدار فریت منیزیم موجب کاهش احیاپذیری گردید. افزایش بازیسیته تا 0/6 به دلیل تشکیل فاز پایدار فایالیت در حین پخت باعث کاهش احیاپذیری گردید اما افزایش بازیسیته تا 0/8 به دلیل تشکیل فاز فریت کلسیم حین پخت باعث افزایش احیاپذیری گردید. به منظور احیا ترکیب شیمیایی بهینه تاگوچی، از دستگاه تست لیندر استفاده شد. ترکیب شیمیایی بهینه تاگوچی (نسبت هماتیت به مگنتیت برابر با 0/2، بازیسته برابر با 0/8، درصد اکسید منیزیم برابر با 2/4 و درصد ذغال سنگ برابر با 0/3) دارای درجه فلزی شدن 95/39% و ضریب خرد-شوندگی 1/3% بود و صحت نتایج بدست آمده را تائید کرد. بررسی نتایج و انجام آزمایش تائیدی کفایت مدل رگرسیون ارائه شده در تمام محدوده متغیرها را اثبات کرد.

فولادهای مافوق کربنی از اهمیت ویژه ای در صنعت برخوردار هستند. بسیاری از قطعاتی که نیازمند سختی، استحکام و مقاومت سایشی بسیار بالا می باشند، توسط فولادهای مافوق قابل ساخت می باشند. با توجه به روند معمول تولید آن ها که به روش ریخته گری و انجام شکل دادن است، به نظر می رسد کار بنیادی در ارتباط با بهره گیری از سایر روش های تولید تجربه نشده است. لذا در پژوهش حاضر تولید این نوع فولاد به روش متالورژی پودر بررسی شده است. در این تحقیق ابتدا پودرهای مختلف با نسبت های مختلف کربن و آهن و نیکل به همراه استئارات روی به عنوان روان ساز، توسط آسیاب گلوله ای کم انرژی با هم مخلوط و سپس بوسیله پرس 40 تن متراکم و در پایان توسط کوره پیوسته نواری در دمای °c1120 و در زمان های مختلف و تحت گاز آمونیاک شکسته تف جوشی شدند. پس از تهیه نمونه برای تعیین خواص مکانیکی آزمون های استحکام، سختی و برای بررسی های ریزساختاری از تصاویر lm و sem استفاده گردید.نتایج حاصل نشان داد که با افزودن کربن تا 2/1درصد وزنی، استحکام از mpa 250 به mpa 420 افزایش یافته و همچنین سختی از hnb120 به hnb185 به علت تشکیل سمنتیت بهبود یافت.

در این پژوهش، به منظور اختلاط پودرهای آلومینیم خالص و گرافیت برای تولید کامپوزیت پایه آلومینیم تقویت شده با ذرات پودر گرافیت، از روشی جدید به نام همگن سازی در مایع استفاده شد. میزان گرافیت در این پژوهش از صفر تا 5/4 درصد وزنی درنظر گرفته شد. ابتدا پودر گرافیت در استون ریخته و آلتراسونیک گردید. سپس پودر آلومینیم به محلول اضافه و آلتراسونیک ادامه پیدا کرد. پس از فیلتر کردن، مخلوط حاصل در دما و زمان مناسب در اتمسفر خلأ خشک گردید. سپس از پودر های خشک شده حاصل به دو روش sps و پرس سرد - تف جوشی در کوره خلأ تحت فشار و دما و زمآن های مختلف نمونه های کامپوزیتی تولید شد. به منظور بررسی ریزساختاری، نمونه های حاصل به وسیله میکروسکوپ نوری و sem بررسی و تحلیل شدند. همچنین به منظور بررسی خواص مکانیکی، نمونه ها تحت آزمون های فشار، سختی سنجی (برینل) و سایش قرار گرفتند. برای بدست آوردن میزان تخلخل و چگالی از روش غوطه وری در آب (ارشمیدس) استفاده شد. البته با نرم افزار mip نیز درصد تخلخل محاسبه گردید. نمونه ها تحت آزمون سختی سنجی برینل قرار گرفتند. باتوجه به نتایج و مشاهدات، توزیع ذرات گرافیت در زمینه ی آلومینیم در این روش نسبت به روش های دیگر بهبود چشمگیری را نشان داد که همین امر باعث بهبود خواص مکانیکی شده است .همچنین افزودن گرافیت تا سه درصد وزنی بطور بسیار یکنواخت در زمینه و بدون کلوخه شدن رخ داد. درحالی که درصد بهینه توزیع گرافیت برای این کامپوزیت با سایر روش های اختلاط حداکثر یک درصد بوده است. در این روش اختلاط، با افزودن گرافیت تا درصد بهینه، سختی و استحکام فشاری و چگالی افزایش یافت. میزان تخلخل نیز تا درصد بهینه کاهش و بیش از درصد بهینه افزایش یافت. با توجه به نتایج آزمون فشار، میزان استحکام فشاری به دست آمده از این روش اختلاط، نسبت به سایر روش های تولید این کامپوزیت حداقل 2/43 درصد افزایش داشت. حتی این استحکام با تغییر برخی پارامترهای تف جوشی مانند فشار sps به 8/104 درصد افزایش نسبت به سایر روش های تولید این کامپوزیت هم رسید. همچنین در نمونه با درصد بهینه (سه درصد گرافیت)، دارای افزایش استحکام فشاری تا 7/ 138 درصد و افزایش سختی تا 6/69 درصد و کاهش نرخ سایش تا 54/54 درصد و کاهش درصد تخلخل تا 9/51 درصد نسبت به آلومینیم خالص بود.

در این تحقیق، ساخت کامپوزیت ها ی گرادیانی چند لایه al-al2o3، با درصد حجمی فاز al2o3 از 7/5 تا 7/18 بررسی شد. اختلاط پودرهای al و zno توسط آسیای ماهواره ای صورت گرفت. در نهایت، روش های تف جوشی بدون فشار در دمای ?c750 و در اتمسفر آرگون و همچنین فشار داغ در دمای ?c580 و تحت فشار ها ی مختلف برای تولید نمونه ها مورد استفاده قرار گرفتند. در روش تف جوشی بدون فشار، ابتدا نمونه های کامپوزیتی با سه ترکیب مختلف به طور مجزا تولید شدند و در نهایت نمونه های fgm سه لایه که ترکیب لایه ها مشابه نمونه های کامپوزیتی بود، تولید شدند. در روش فشار داغ ، در ابتدا نمونه های fgm سه لایه تولید شدند و پس از تعیین شرایط بهینه، نمونه های fgm پنج لایه در این شرایط تولید شدند. تشکیل ذرات تقویت کنندهal2o3 از طریق وقوع واکنش آلومینوترمی به صورت درجا در زمینه فلزی صورت گرفت. از میکروسکوپ نوری جهت بررسی شکل و میزان کیفی و کمی تخلخل نمونه ها ی اچ نشده، استفاده شد. همچنین بررسی های میکروسکوپ الکترونی روبشی ، آنالیز عنصری eds و آزمون پراش سنجی اشعه ایکس جهت مطالعه ریزساختار و تعیین نوع فازها انجام شد. نتایج بررسی ها نشان داد که حداکثر سختی و چگالی نسبی برای نمونه ها ی fgm تولید شده به روش تف جوشی بدون فشار به ترتیب برابر60 ویکرز و 85 % بود و برای نمونه ها ی fgm تولید شده به روش فشار داغ نیز به ترتیب برابر137 ویکرز و 5/99% اندازه گیری شد. همچنین مشخص شد که گرادیان سختی در نمونه ها ی پنج لایه نسبت به نمونه ها ی سه لایه دارای شیب مطلوب تری می باشد. وقوع واکنش آلومینوترمی در نمونه ها ی گرادیانی توسط آزمون پراش سنجی اشعه ایکس، تایید شد.

در این تحقیق روشی نوین جهت تولید مستقیم و درجای آلیاژ فرومولیبدن توسط احیای آلومینوترمی مشترک سولفید مولیبدن (mos2) و اکسید آهن (fe2o3) معرفی گردیده و امکان سنجی آن مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین به منظور بررسی تأثیر حضور یا عدم حضور گوگردزدا بر روی ترکیب شیمیایی و میزان خلوص محصول، از آهک (cao) و منیزیا (mgo) به عنوان گوگردزدا استفاده شده است. بررسی های اولیه نشان دادند که گرمای احیای سولفید مولیبدن توسط آلومینیوم به اندازه ای بالا است که واکنش آن ها می تواند به صورت یک واکنش سنتزاحتراقی خودپیش رونده ( shs) انجام شود. همچنین نتایج اولیه نشان دادند که افزایش مقدار اکسید آهن در ترکیب مواد اولیه باعث افزایش گرمای تولیدی واکنش می شود که نتیجه آن ذوب فرومولیبدن به عنوان محصول واکنش می باشد. جهت بررسی فازهای سنتز شده و تحلیل نتایج بدست آمده، از تصاویر گرفته شده توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی ( sem) و داده های حاصل از آنالیز eds استفاده شده است. همچنین از دستگاه آنالیز تفرق اشعه ایکس (xrd)جهت آنالیز سرباره تشکیل شده حین واکنش بهره گرفته شده است. نتایج حاکی از آن است که واکنش انجام شده در حضور منیزیا به عنوان گوگردزدا سیستم موفق تری در جذب گوگرد آلیاژ تولید شده می باشد.

در تولید قطعات با فرایند متالورژی پودر یکی از فنون فشردن، روش فشردن گرم است. تحقیق حاضر، شامل بررسی مکانیزم ها و پارامتر های کنترل کننده چگالی، استحکام خام و مورفولوژی حفرات پس از تف جوشی برای قطعات تولید شده با روش گرم می باشد. در رابطه با چگالی خام، فشردن دو دمایی به عنوان روش جدید تولید قطعه ارایه گردید. این روش شامل مراحل ذیل است: فشردن در دمای اول ? باربرداری و افزایش دمای نمونه ? فشردن در دمای دوم. علت افزایش چگالی در پرس دوم این گونه بیان شد که با افزایش دما، در اثر ایجاد تنش حرارتی، بین قالب و نمونه، قفل های بین ذره ای، آزاد می شوند و جابجایی مجدد ذرات برای فشردگی بیشتر در پرس دوم امکان پذیر می گردد. در قسمت دیگری از تحقیق، علت کرویت حفرات در نمونه های تف جوشی شده برای قطعات روش فشردن گرم، مورد تحلیل قرار گرفت و مکانیزم جدیدی بر پایه مشاهدات مورفولوژی حفرات ارایه گردید. بر اساس این مکانیزم، فشردن گرم به تولید حفرات ریزی می انجامد که رشد گلویی با مکانیزم های انقباضی را در حفرات درشت کند می کند، از این رو مکانیزم های غیر انقباضی، فعال تر شده و در نتیجه با افزایش نفوذ اتم ها از انحناهای مثبت سطح حفره به انحنای منفی گلویی، حفرات درشت کروی تر می شوند. در مرحله دیگری از پژوهش، اتصالات بین ذره ای محتمل به جوش سرد، مورد مطالعه میکروسکوپی قرار گرفتند. در این رابطه، با یک رویکرد محاسباتی، نشان داده شد که برای ایجاد گلویی بسیار کوچک بین برجستگی های ذرات پودر در دمای فشردن گرم، هندسه ذره نسبت به جنس ذره بسیار موثرتر است. برای بررسی تأثیر ذرات غیرآلیاژی بر استحکام خام، پس از فشردن پودر پایه آهن که دارای ذرات غیر آلیاژی مس بود، سطح مقطع شکست آن پولیش کاری شد. در بررسی میکروسکوپی، بیشترین ذرات کنده شده ناشی از فرایند پولیش، در کنار ذرات مس قرار داشتند و به عنوان ضعیف ترین نقاط در نظر گرفته شدند.

هدف از این پژوهش، تولید فوم های نانوکامپوزیت تیتانیم با ذرات تقویت کننده کاربید سیلیسیم به کمک عامل فوم ساز هیدرید تیتانیم و با استفاده از روش متالورژی پودر و بررسی ساختار و خواص مکانیکی فوم های تولید شده می باشد. در این راستا با استفاده از آلیاژسازی مکانیکی نانوکامپوزیت های زمینه تیتانیمی با نانوذرات تقویت کننده کاربیدسیلیسیم تهیه گردید. . سپس بررسی های مربوط به درصد تخلخل و چگالی نسبی با استفاده از قانون ارشمیدوس و نرم افزار پردازش تصویر mip انجام گرفت و در پایان نمونه ها تحت آزمون فشار قرار گرفتند.

رساله حاضر به تحقیق در مورد تاثیر برخی پارامترهای فرآیند متالورژی پودر (گرمایش هم زمان یا غیر هم زمان با پرس، دمای تف جوشی پلاسما) بر ریزساختار کامپوزیت پایه v4al6ti تقویت شده به صورت درجا با فازهای tib (vol% 2-0/5) و tic (vol% 0/5 -0/12) با استفاده از مواد اولیه پودرهای v4al6ti و b4c می پردازد. دو نوع فرآیند متالورژی پودر شامل پرس سرد تک محوری-تف جوشی (2/5 ساعت در دمای °c 1250) و تف جوشی به روش پلاسما (10 دقیقه در دو دمای °c 900 و °c 1100) مورد استفاده قرار گرفته اند. در هردو نوع فرآیند، فاز تقویت کننده tib ویسکرشکل ایجاد شده است؛ منتها اعمال فرآیند sps بر روی مخلوط پودر تهیه شده در شرایط مشابه، باعث حذف عیوب حفره باقی مانده و کاهش تجمع خوشه ای فازهای تقویت کننده گردیده است. بررسی آنالیز نقطه ای eds به وسیله sem نشانگر این است که افزایش دمای sps (به °c 1100) باعث تکمیل واکنش درجا بین افزودنی b4c و زمینه تیتانیم گشته است و اثری از ذرات هم محور b4c تحول نیافته مشاهده نمی شود. ریزساختار زمینه نمونه های sps شده در دمای °c 900، دوفازی و حاوی فاز اولیه α به شکل دانه های هم محور (با اندازه متوسط µm 18-16) و مناطق β استحاله یافته می باشد. در مقابل، ریزساختار نمونه های sps شده در دمای °c 1100 حاوی کلونی های فازهای آلفا و بتا لایه ای با ضخامت متوسط لایه آلفا حدود µm 7-6 و اندازه متوسط کلونی µm 30 است که بسیار ظریف تر از نمونه غیرکامپوزیتی با اندازه کلونی µm 69 می باشد. بررسی نمونه های کامپوزیتی sps شده توسط sem نشانگر تشکیل ذرات tic هم محور در محدوده اندازه nm 50-30 است که درون زمینه و اطراف ویسکرهای tib پراکنده هستند. نمونه های sps شده با ریزساختار کاملا لایه ای در دمای °c 900 با میزان کاهش ضخامت 66% نورد داغ شده اند. ریزساختار زمینه نمونه های نورد شده شامل کلونی های لایه ای α+β با لایه های خمیده است. ضخامت لایه های آلفا نیز به نصف مقدار متناظر در نمونه های sps شده کاهش یافته است. آزمون خمش سه نقطه نشانگر این است که استحکام خمشی نمونه های کامپوزیتی sps شده در مقایسه با نمونه آلیاژی غیر کامپوزیتی بهبود قابل ملاحظه ای یافته است. با این همه، نمونه کامپوزیتی حاوی tic12/0- tib5/0 (vol%) بیشترین استحکام خمشی معادل mpa 1850 را داراست. در نمونه های نورد شده، با افزایش مقدار فازهای تقویت کننده تا vol% tic 24/0- vol% tib 1، استحکام خمشی تا mpa 2075 افزایش یافته است و سپس در نمونه tic5/0- tib2 (vol%) به mpa 2002 کاهش یافته است. مطابق نتایج حاصل از بررسی سطح مقطع های شکست نمونه های کامپوزیتی (sps و نورد) مهم ترین عامل موثر بر کاهش استحکام خمشی، تجمع خوشه ای ویسکرهای tib می باشد. تطابق مطلوبی بین محاسبات مولفه های افزایش استحکام ناشی از برهم کنش فازهای تقویت کننده-نابجایی ها و مولفه تحمل بار توسط فازهای تقویت کننده با مقدار تجربی افزایش استحکام خمشی وجود دارد و تنها در موارد تجمع خوشه ای، انحراف از نتایج معادلات مشاهده می شود.

فوم های فلزی دسته ای جدید از مواد بوده و دارای دانسیته پایین و مشخصات منحصر به فردی در زمینه خواص فیزیکی، مکانیکی، حرارتی، الکتریکی و جذب صدا هستند. در این تحقیق امکان استفاده از روشی جدید به نام سنتز احتراقی برای تولید فوم کامپوزیت مس-آلومینا با تخلخل باز، مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور ابتدا مخلوطی از پودرهای اکسید مس (cuo)، آلومینیوم و گرافیت با درصدهای وزنی مشخص با هم مخلوط گردیده و تحت فشار مشخصی پرس شدند و سپس با ایجاد یک حرارت لحظه ای در قسمتی از نمونه، واکنش سنتز احتراقی شروع شده و با خارج شدن گازهای تولیدی حین انجام واکنش و همچنین به علت وجود تخلخل اولیه در پودر متراکم شده، فومی متخلخل از کامپوزیت مس – آلومینا تولید گردید. تاثیر نسبت وزنی اجزای تشکیل دهنده مخلوط پودر و فشار تراکم اولیه بر چگونگی انجام واکنش سنتز احتراقی، نوع تخلخل، فازهای تولیدی و دانسیته محصول حاصل مورد ارزیابی قرار گرفته و مورفولوژی تخلخل ایجاد شده توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) بررسی گردید. نتایج حاصل نشان دادند که بهترین نسبت وزنی اجزای تشکیل دهنده مخلوط پودر برای تولید فومی با تخلخل باز، 84 درصد اکسید مس، 9/5 درصد آلومینیوم و 6/5 درصد گرافیت و فشار بهینه برای فشردن مخلوط اولیه بین 300-100 مگاپاسگال است.