روش ecap یکی از مورد توجه ترین روش ها برای چگالش پودرها می باشد. علت به این موضوع بر می گردد که در چگالش پودر به روش مکانیکی حضور کرنش های برشی اهمیت فراوانی دارد. در این پژوهش از فرایند پرس کردن در دو کانال هم مقطع زاویه دار (ecap) برای ساخت کامپوزیت آلومینیوم-نانولوله های کربنی استفاده گردید. نانو لوله های کربنی با استفاده از روش آسیاب کاری گلوله ای شافتی و آلتراسونیک به صورت یکنواخت و غیر آگلومره به میزان 2% حجمی در زمینه آلومینیوم توزیع شد. فرایندecap تا 8 پاس بر روی دو نمونه پودر آلومینیومی و کامپوزیت انجام شد. برای بررسی نحوه توزیع نانو لوله های کربنی در زمینه پودر آلومینیوم و همچنین بررسی میزان و اندازه خلل و فرج در نمونه ها از میکروسکوپ الکترونی روبشی استفاده شد. برای بررسی دقیق تر ریز ساختار ماده پس از انجام 8 پاس ecap بر روی نمونه کامپوزیتی از تصاویر میکروسکوب الکترونی عبوری استفاده شد. با استفاده از روش ارشمیدس تغییرات چگالی نسبی نمونه های آلومینیومی و کامپوزیتی در پاس های مختلف بدست آمد. برای بررسی خواص مکانیکی نمونه ها آزمون سختی ، فشار و سنبه برشی در پاس های مختلف انجام شد. سطح شکست نمونه های سنبه برشی توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد بررسی قرار گرفت. شکست در نمونه های آلومینیوم به صورت ترد و در بعضی نقاط نرم و در نمونه کامپوزیتی به صورت کاملاً ترد اتفاق افتاد. الگوهای پراش پرتو ایکس مربوط به نمونه های آلومینیومی و کامپوزیتی درپاس های مختلف فرایند ecap توسط روش ریت-ولد به وسیله نرم افزار maud تحلیل شد. با استفاده از این نرم افزار اندازه دانه فرعی نمونه های آلومینیومی و کامپوزیتی، میکروکرنش و دانسیته نابجایی ها در پاس های مختلف فرایند، بدست آمد.در اثر انجام فرایند ecap بعد از هشت پاس در نمونه کامپوزیتی اندازه دانه به حدودnm 300 کاهش یافته و دانسیته نابجایی ها افزایش یافت. بررسی میکروسکوپ الکترون عبوری نشان داد که با افزایش تعداد پاس میزان حفره کم شده است و شکل حفره ها از حالت کشیده ( بیضی شکل با گوشه های تیز) در روش ecap به شکل کروی و ریز در می آید. با افزودن 2 درصدحجمی نانولوله ی کربنی، چگالی نسبی نمونه کامپوزیتی در پاس هشتم نسبت به نمونه آلومینیوم از 99% به 98% کاهش یافت. مقدار سختی از حدود hv68 برای نمونه آلومینیومی به hv82 در نمونه کامپوزیتی افزایش یافت. استحکام فشاری نانوکامپوزیت ها در 2 درصدحجمی نانولوله ها ی کربنی، در پاس هشتم به بیشینه ی خود یعنی mpa260 رسید که 20% بیشتر از نمونه آلومینیومی در پاس هشتم می باشد. میزان کاهش در سطح مفطع در نمونه آلومینیومی در پاس هشتم از 23% به 17% در نمونه کامپوزیتی کاهش یافت . همچنین، مقادیر مدول یانگ در این درصدحجمی از gpa74 برای نمونه آلومینیومی به gpa 94افزایش یافت. کلمات کلیدی: پرس کردن در دو کانال هم مقطع زاویه دار، نانولوله کربنی، آسیاب کاری گلوله ای شافتی، آلتراسونیک، استحکام فشاری، دانسیته نابجایی، مدول یانگ، کاهش در سطح مقطع

چکیده آلومینایدهای تیتانیم یکی از مهمترین گروه های جایگزین برای سوپر آلیاژها می باشند. خواصی چون نقطه ذوب بالا، مقاومت به اکسیداسیون، خزش، خوردگی، استحکام در دماهای پایین و حفظ آن تا دماهای بالا، چگالی نسبتا پایین و نسبت استحکام به وزن بالا در این ترکیبات، اهمیت ویژه ای در کاربردهایی حساس و راهبردی مانند هوافضا و نیروگاه ها داده است. عمده ترین روش های تولید این ترکیبات به دو دسته روش های حالت جامد و مذاب تقسیم می شوند. مهمترین مشکل روش های مذاب نیاز به صرف انرژی زیاد به دلیل نقطه ذوب بالای این ترکیبات است. در روش های تولید حالت جامد، هرچند نیازی به دماهای بالا نیست لیکن از محدودیت هایی چون عدم امکان استفاده برای قطعات حجیم، زمان های طولانی فرایند و نیاز به عملیات حرارتی متعاقب برخوردار است . از این رو هدف اصلی این پژوهش تجمیع دو روش فوق در روشی متشکل از فعالسازی مکانیکی و فعالسازی حرارتی به طور همزمان برای تولید آلومینایدهای تیتانیوم به ویژه ترکیب tial با استفاده از آسیای کم انرژی در دمای بالا می باشد که منجر به تولید این ترکیبات بر اساس واکنش جامد-مذاب می شود. در این تحقیق پودرهای آلومینیم و تیتانیم خالص با نسبت استوکیومتری ترکیب tial مخلوط شده و در زمان های 6، 12 و 18 ساعت و دماهای 700، 800 و 900 درجه سانتی گراد آسیاکاری گرم شد. جهت بررسی اثر دما و زمان، محصولات واکنش ها توسط آزمون های xrd، sem و eds مورد بررسی قرار گرفت. سپس به منظور بررسی مکانیزم واکنش های تشکیل، مخلوط پودری اولیه تحت آزمون های غیر همدما (dta) و همدما قرار گرفت. با توجه به نتایج این پژوهش، ترکیب بین فلزی tial توسط 18 ساعت آسیاکاری در دمای c°900 مخلوط پودری ti-al به دست آمد. نتایج نشان داد که این واکنش پس از ذوب آلومینیم، در اثر تشکیل ترکیب tial3 شروع شده و سپس توسط فرایند نفوذ به ترکیباتی چون tial2 و ti3al به وجود می آیند. با نفوذ بیشتر این ترکیبات به سوی ترکیب مورد نظر حرکت می کند تا نهایتا tial کل نمونه را در بر گیرد. در این فرایند مکانیزم غالب تا دمای 880 درجه سانتی گراد، نفوذ تیتانیوم بوده ولی پس از این دما نفوذ آلومینیم نقش بیشتری را ایفا می کند. مهمترین پارامتر در تشکیل ترکیب tial، ضریب نفوذ al و ti بوده که به شدت به مقدار فعالسازی حرارتی و مکانیکی وابسته است. کلمات کلیدی آلومینایدهای تیتانیم، فعالسازی مکانیکی، فعالسازی حرارتی، آسیاکاری گرم، واکنش جامد مذاب

هیدروکسی آپاتیت یک ساختار کریستالی شبیه به استخوان دارد و زیست فعال است. هیدروکسی آپاتیت، یک کلسیم فسفات بر پایه ی بیوسرامیک است که در پزشکی و دندان پزشکی مورد استفاده قرار می گیرد. استفاده از هیدروکسی آپاتیت خواص زیستی مطلوبی را فراهم می آورد ولی چقرمگی شکست پائین و خواص مکانیکی ضعیف آن، استفاده از آن را برای کاربرد های ارتوپدی و به خصوص کاشتنی های تحت بار محدود کرده است. برای یک کاربرد موفق از هیدروکسی آپاتیت و بالا بردن ثبات آن در محلول فیزیولوژی بدن، می بایست خواص مکانیکی آن را تقویت نمود. هدف از این پژوهش، ساخت، مشخصه یابی، ارزیابی خواص مکانیکی، بررسی رفتار چگالش در حین تف جوشی و بررسی رفتار زیست فعالی بیو سرامیک های کامپوزیتی منیزیم فلوئور آپاتیت-آلومینا بود. بدین منظور، نانوپودر منیزیم فلوئور آپاتیت به روش آسیا کاری مکانیکی سنتز شد. سپس با اضافه نمودن نانوپودر آلومینا، نانوپودر های کامپوزیتی منیزیم فلوئور آپاتیت با 0، 10، 25 و 50 درصد آلومینا تهیه گردید. به منظور مشخصه یابی پودر های کامپوزیتی از تکنیک های پراش پرتو ایکس ومیکروسکوپ الکترونی روبشی استفاده شد و نمونه ی حجیم از کامپوزیت های منیزیم فلوئور آپاتیت با 0، 10، 25 و 50 درصد آلومینا، تحت فشار 300 مگاپاسکال تهیه گردید. با استفاده از روش تاگوچی، نمونه ها تحت تف جوشی دو مرحله ای قرار گرفت و رفتار چگالش آن ها بررسی شد. خواص مکانیکی نمونه های کامپوزیتی همچون سختی و چقرمگی شکست توسط دستگاه سختی سنجی، اندازه گیری شد. به منظور ارزیابی رفتار زیست فعالی نمونه های کامپوزیتی، از محلول شبیه سازی شده بدن در زمان های غوطه وری متفاوت استفاده گردید. علاوه بر آن، برای نمونه های حجیم از تکنیک های پراش پرتو ایکس، طیف سنجی فرو سرخ فوریه، میکروسکوپ الکترونی روبشی و آزمون اسپکتروسکوپی نشری پلاسمای جفت شده ی القایی استفاده شد. شرایط بهینه توسط آنالیز واریانس بر روی نتایج چگالی به دست آمد. در شرایط بهینه بالاترین خواص مکانیکی برای کامپوزیت منیزیم فلوئور آپاتیت با 50 درصد آلومینا به دست آمد. سختی و تافنس شکست آن به ترتیب برابر با gpa5/3±09/22 و mpa.m1/2 5/1±82/5 می باشد. تشکیل آپاتیت بر روی سطح تمامی کامپوزیت ها بعد از غوطه وری در محلول شبیه سازی شده بدن مشاهده گردید. در تمامی کامپوزیت ها، منیزیم فلوئور آپاتیت تحت فرایند تف جوشی دومرحله ای به کار گرفته شده به ?-تری کلسیم فسفات تبدیل شد. در 1300 درجه سانتی گراد، کامپوزیت منیزیم فلوئور آپاتیت با 50 درصد آلومینا به ?-تری کلسیم فسفات و آلومینات کلسیم تبدیل می شود و تمامی پیک های منیزیم فلوئور آپاتیت ناپدید می گردد. در کامپوزیت با 10 درصد آلومینا، تسریع در رشد آپاتیت پس از 21 روز غوطه وری در محلول شبیه سازی شده بدن، مشاهده گردید.