فصل اول
فلزات آمورف و آمورف کامپوزیتی
1-1 مقدمه
طبق آزمایشات مستقل از دما و فشار متغیر، از نظر ترمودینامیکی، مواد سه حالت اصلی : مایع، جامد، گاز دارند.
تعیین کنندة هر یک از این حالات درجة آزادی بین اتمها و قید و بند آنها به یکدیگر است و یک مرحله تحول بین هر حالت وجود دارد. تعریف شیشه : یک مایع شیشه ای یا جامد بدون کریستال است که مشخصه های ویسکوزیته و ساختار آن نشان دهندة هم جامد و هم مایع است. به عبارت دیگر شیشه یک جامد در دمای اتاق است زیرا ویسکوزیته آن بیش از حد توازن یعنی 6/14 10 است و از طرف دیگر هنوز یک مایع است زیرا ساختار اتمها و مولکولهای آن یک ساختار بی نظم و شبیه مایع است . جامد از فاز کریستالی به وجود آمده است و یک کریستال از یک نظم دوره‌ای بین اتمها پیروی می کند اما مایع دارای چنین نظمی نیست و یک نظم تصادفی بین اتمها بدون تناوب و دوره خاصی را دارد.
بنابراین می گوییم، شیشه جامد و آمورفی است که اتمهای ساختار آن مانند مایع است. مهمترین مشخصه یک شیشه علاوه بر ساختار آن، پدیده تحول و به وجود آمدن آن است.
تحول و به وجود آمدن شیشه در یک Tg [1]ایجاد می‌شود،مذاب تا زیر دمای انجماد سرد می‌شود و تا زمانیکه دما کاهش می یابد ویسکوزیته نیز به صورت پیوسته زیاد می‌شود (شکل 1-1).
...
در (شکل 1-1) مشاهده می شود که تغییر حجم نیز تابعی از دما است . در کریستاله شدن، در طول سرد کردن ، ناگهان با یک افت شدید حجم رو به رو می شویم اما در تحول آمورف شدن تغییر ناگهانی حجم نداریم و تغییر حجم به صورت پیوسته صورت می‌گیرد که این روند در متغیرهای ترمودینامیکی مانند آنتروپی و آنتالپی نیز وجود دارد.
اگر چه متغیرهای ترمودینامیکی در ابتدا با دما به صورت پیوسته رابطه دارند اما در Tg با یک افزایش شیب و تغییر ناگهانی روبرو هستند. تغییر ناگهانی ظرفیت گرمایی و انبساط گرمایی در (شکل1-2) نشان داده شده است.
تحول شیشه ای شدن در یک بازه دمایی مشخص انجام می گیرد و بیان می‌کند که در Tg، یک شیب تند و تغییر ناگهانی (Cp پرش می کند) در منحنی گرمایی DSC انجام می دهد.
سرعت کوئیچ لازم برای ساختن جامد آمورف از یک فلز خالص حدوداً K/S 1015 است که رسیدن به این سرعت سرد کردن در محیط آزمایشگاه غیر ممکن است. که برای کم کردن این سرعت فلزات خالص را به صورت آلیاژی کرده و مورد استفاده قرارمی دهند.
در ابتدا لنز شیشه ای توسط Klemer و Willens و Duwez در دانشگاه Caltech در سال 1960 با تکنیک کوئیچ تفنگی که سرعت سرد کردنی معادلK/S 107 تولید می کرد، ساخته شد. اما هنوز این سرعت سرد کردن برای تشکیل فلزهای های شیشه ای توده ، خیلی زیاد بود.
در سال 1980-1990 دو تحقیق گروهی در دانشگاه Tohoku و Caltech انجام شد Inoue نمونه های گوناگونی از آلیاژها را مورد بررسی قرار داد که با سرعت بحرانی بین به آمورف تبدیل می شدند.
johnson, pecker در دانشگاه Caltech (Zr41.2Ti13Cu12.5Ni10Be22.5) را ساخته که بوده و قطعه ای به قطر Cm 5 را با روش ریخته گری معمولی ساختند.
Lin و john Son یک BMG [1]پایه مس جدیدی کشف کردند (Cu77Ti34Zr11Ni8 Vitreloy 101 ) و پایه Zr Zr57Nb5Cu15.4Ni12.6 Al10; vitreloy 106 ) و vitreloy 105 Zr52.5Ti5Cu17.7Ni14.6 Al10 ) با یک CCR 10 K/S بود.
از زمان کشف viterloy 1 تا حالا، بهترین شکل آلیاژی BMG ، Vitreloy 106 می باشد که از بهترین شکل آلیاژهای بدون (Non. Be.BMG) Be است.
شکل BMG بستری مناسب جهت جستجوی خواص مکانیکی گوناگون، رفتار ترکیبات گوناگون، جریان Criteria ، شکست و خستگی و همچنین در ترمودینامیک سرعت ایجاد کرده است.
ساختار مواد و حد الاستیک بالای BMG و همچنین استحکام کششی زیاد (2Gpa) و تافنس خوب ( 20-55 Mpa.m1/2) را ارائه کرده است. (شکل 4-1) کشش را بین مواد مختلف و BMG نشان می دهد.
...
فهرست مطالب
عنوان
صفحه
فصل اول : فلزات آمورف و آمورف کامپوزیتی.......... 1
1-1 مقدمه......................................... 2
2-1 فلزات آمورف................................... 6
1-2-1 خواص آلیاژهای آمورف........................ 9
2-2-1عمده نقطه ضعف مکانیکی مواد آمورف........... 12
3-1 مکانیزم های تغییر شکل در فلزات آمورف......... 12
1-3-1 تشکیل حجم آزاد.............................. 13
2-3-1 افزایش دمای موضعی .......................... 18
فصل دوم : شکست در فلزات آمورف .................. 23
1-2 شباهت های شکست فلزات آمورف با فلزات کریستالی 24
1-1-2 اثر فشار هیدرواستاتیک روی جریان تنش 24
فصل سوم : کامپوزیت کردن جهت بالا بردن پلاستیسیته 25
1-3 راهکارهایی برای افزایش پلاستیسیته در آلیاژهای یکپارچه 26
2-3 فلزات آمورف کامپوزیتی.......................... 27
1-2-3 مکانیزم تغییرات و افزایش پلاستیسیته توسط ذرات کامپوزیت 28
3-3 بهبود پلاستیسیته با استفاده از ذرات تقویت کننده فاز دوم 31
4-3 بررسی باندهای برشی توسط TEM در یک کامپوزیت BMGs 35
1-4-3 انتشار باندهای برشی در کل قطعه............ 39
5-3 انواع مختلف فلزات آمورف کامپوزیتی............ 41
1-5-3 کامپوزیتهای ذره ای........................ 42
2-5-3 کامپیوزیتهای In-situ...................... 42
6-3 ذرات خارجی تقویت کننده در فلزات شیشه ای توده 42
1-6-3 کامپوزیت حاوی ذرات خارجی تقویت کننده ، تولید به روش تقویتBMG.................................................... 43
2-6-3 تولید کامپوزیت BMG حاوی ذرات خارجی تقویت کننده با استفاده از فرایند ذوب.......................................... 44
7-3 فرم In situ کامپوزیت های BMG ............ 45
1-7-3 فرم کاربید In situ در فلزات شیشه ای پایه Zr 46
8-3 تشکیل و ساختارها............................. 47
9-3 مکانیزم تشکیل فاز آمورف نانو ساختار شده 50
10-3 خواص مکانیکی و رفتار تغییر شکلی آلیاژ های آمورف نانوساختار شده توده................................................ 51
11-3 تشکیل و خواص مکانیکی آلیاژ های آمورف خوشه دار توده 54
12-3 مقایسه کامپوزیت های ذره ای و In situ 56
فصل چهارم :عوامل موثر در ایجاد داکتیلیته بیشتر در مواد آمورف 60
1-4 کریستالیزاسیون .............................. 61
1-1-4 اثر بیش از حد کریستالیزاسیون............... 61
2-4 آنیلینگ....................................... 62
منابع و مآخذ....................................... 64
فهرست تصاویر
...
66 صفحه فایل Word
7 صفحه فهرست
دانلود پروژه فلزات آمورف
