فهرست مطالب

چکیده …………………………………………………………………………1

برای دانلود رایگان قسمت های بیشتراز فایل به انتهای مطلب مراجعه کنید

فصل اول

در سال های اخیر با توسعه موتورهای پرقدرت صنایع هوا فضا، توربین ها و راکتور ها و دیگر ماشین ها نیاز به موادی با مقاومت حرارتی بالاتر و مقاومتر از لحاظ مکانیکی احساس شده است. در سال های قبل، در صنایع هوافضا از مواد سرامیکی خالص جهت پوشش و روکش قطعات با درجه کارکرد بالا استفاده می شد. این مواد عایق های بسیار خوبی بودند ولی مقاومت زیادی در برابر تنش های پس ماند نداشتند. تنش های پس ماند در این مواد سبب بروز مشکلات زیادی از جمله ایجاد حفره و ترک می شدند. بعد ها برای رفع این مشکل از کامپوزیت های لایه ای استفاده شد. تنش های حرارتی در این مواد نیز موجب پدیده لایه لایه شدن می گردید. با توجه به این مشکلات استفاده از ماده ای مرکب که هم مقاومت حرارتی و مکانیکی بالا داشته و هم مشکل لایه لایه شدن را نداشته باشند، مطرح گردید. جهت رفع مشکلات مذکور جهت کاربرد مواد تحمل کننده تنش های حرارتی بالا، دانشمندان مواد تابعی(FGM) را پیشنهاد نمودند.
این مواد کامپوزیت هایی با ریزساختار ناهمگن می باشند که خواص مکانیکی آن ها به طور ملایم و پیوسته از یک سطح به سطح دیگر جسم تغییر می کند. نوع رایج آن ترکیب پیوسته ای از سرامیک و فلز می باشد. تغییر درصد حجمی فلز و سرامیک از یک سطح به سطح دیگر بصورت شیبدار می باشد، به گونه ای که بین دو سطح تشکیل دهنده قطعه، تغییر درصد حجمی این دو ماده بصورت پیوسته می باشد. خواص مکانیکی نیز با توجه به نوع ترکیب، تغییرات پیوسته ای را در راستای یک یا چند بعد از قطعه دارد. این مواد با توجه به پیوستگی ترکیب مواد تشکیل دهنده دارای خواص مکانیکی بهتری نسبت به کامپوزیت های لایه ای می باشند.
تولید کامپوزیت تابعی به روش های مختلفی امکان پذیر است که یکی از این روش ها ریخته گری گریز از مرکز است. از مزایای ریخته گری گریز از مرکز می توان به بالا بودن دانسیته مواد تولیدی، عاری بودن قطعه تولیدی از انواع اکسید ها و نا خالصی ها به دلیل سرعت دوران و نیز امکان تولید انواع قطعات کامپوزیت تابعی از انواع آلیاژ های فلزی اشاره کرد. یکی از معایب عمده ی این روش واکنش های مخرب بین فاز تقویت کننده و فلززمینه در این روش به علت حضور فاز مذاب در آن است.
در پایان نامه پیش رو سعی شده از روش گریز از مرکز این بار بدون حضور فاز مذاب و استفاده از یک ماده پلیمری به عنوان سیال جهت تهیه سوسپانسیون ازذرات پودر فلزی و سرامیکی جهت تولید کامپوزیت تابعی استفاده شود. در فصل دوم مروری بر منابع مطالعاتی مرتبط انجام شده در مورد روش های مختلف حالت جامد و حالت مذاب درتولید مواد تابعی، توضیحاتی ارائه شده و ریز ساختار و خواص این مواد نیز تشریح شده است. در فصل سوم، روش انجام تحقیق، شامل مواد اولیه استفاده شده و نیز دستگاه گریز از مرکز به کار گرفته شده در این تحقیق شرح داده شده اند. فصل چهارم به ارائه نتایج در خصوص نحوه توزیع ذرات آلومینا در مواد تابعی حاصل، تخلخل و پروفیل سختی این مواد که با استفاده از پارامترهای مختلف از قبیل تغییر زمان دوران، غلظت چسب، درصد آلومینا و اندازه ذرات به دست آمده اند، پرداخته شده و در مورد آن ها بحث شده است.فصل پنجم به نتیجه گیری کلی از این تحقیق اختصاص یافته است.

مقدمه……………………………………………………………………….. 3

فصل دوم : مروری بر منابع

فرآیند های تولید مواد تابعی بطور معمول به ایجاد ساختارشیبدار و غیر همگن(درجه بندی شده ) و انتقال این ساختار به درون تودۀ مادۀ (یکپارچه سازی )تقسیم می شوند]1[. ایجاد ساختار شیبدار ازطریق یکی ازروش های ترکیب کردن، همگن کردن و جدا کردن (ایجاد جدایش ) صورت می پذیرد. است. فرآیند ترکیب کردن بر پایۀ ساخت پله ای ساختار طبقه بندی شده از مواد تشکیل دهنده یا پودرها می باشد. در فرآیند همگن سازی، فصل مشترک تیز بین دو ماده (فصل مشترکی که تغییر ترکیب زیادی در دو طرفش وجود دارد) بوسیلۀ جابجایی ماده به فصل مشترک با ترکیب شیب دار، تغییر می کند. فرآیند ایجاد جدایش در یک مادۀ همگن آغاز می شود و به وسیلۀ جابجایی ماده تحت تاثیر یک میدان خارجی (بطور مثال جاذبه(گرانش) یا میدان الکتریکی) به مادۀ تابعی تبدیل می شود. فرآیند های همگن سازی و ایجاد جدایش، شیب پیوسته ای در ترکیب ایجاد می کنند.
در حین اختلاط شرایط فرآیند باید به گونه ای انتخاب شود که شیب ترکیب از بین نرود یا به صورت کنترل نشده تغییر نکند. همچنین دقت زیادی به منظور عدم ایجاد حفرات انقباضی با توزیع غیر یکنواخت در حین فرایند لازم می باشد. اگر دمای متراکم سازی نواحی مختلف ماده اختلاف زیادی داشته باشد، می توان از شیب دما در حین اختلاط، تفجوشی در حضور فاز مایع، تفجوشی به کمک لیزر و تفجوشی با جرقۀ پلاسما استفاده نمود.

نحوۀ اماده سازی نمونه در روش ریخته گری دوغابی در میدان مغناطیسی شیب دار

نحوۀ اماده سازی نمونه در روش ریخته گری دوغابی در میدان مغناطیسی شیب دار

2-1کلیات ………………………………………………………………………..5
2-2روش های تولید مواد تابعی…………………………………………….. 6
1-2-2 متالورژی پودر………………………………………………………….. 6
1-1-2-2 لایه گ.ذاری لایه های مخلوط پودر با تغییر پله ای مخلوط 7 الف) فشرده سازی در قالب لایه ها (انباشتن پودر) ……………………………………………………………..7
ب) لایه گذاری خشک پیوستۀ لایه ها ……………………………………7
ج) لایه گذاری ورقه ای……………………………………………………. 7
د) اسپری پودر مرطوب……………………………………………………. 8
ه) فرو بردن در دوغاب و ریخته گری دوغابی…………………………… 8
و) روش های دیگر……………………………………………………….. 9
2 -1-2-2 لایه گذاری پودر با تغییرات پیوسته در مخلوط………………… 9
الف) تشکیل پودر از طریق گریز از مرکزو مخلوط کردن خشک-توسط پروانه 9
ب ) ته نشینی توسط جاذبه…………………………………………10
ج ) رانش توسط نیروی گریز از مرکز……………………………….. 11
د ) تلقیح توسط فشا.ر……………………………………………….. 11
ه ) روش ریخته گری دوغابی در میدان مغناطیسی شیب دار ….13
2-2-2 فرآیندهای ذوبی …………………………………………….16
1-2-2-2 ریخته گری گریز از مرکز …………………………………16
2-2-2-2 پرکردن کنترل شدۀ قالب……………………………… 20.
3-2-2-2 روش جدایش الکترومغناطیسی…………………….. 21
2-3 خواص مواد تابعی……………………………………….. 24
1-2-3 تغییرات ریزساختار …………………………………….5
2-2-3 تغییرات سختی……………………………………….. 34

فصل سوم : روش انجام آزمایش

در این تحقیق از پودر آلومینیوم 6061 با اندازه ذرات 45+ و 63- میکرومتر و 106+ و 125- میکرومتر موجود در آزمایشگاه انجماد دانشکده فنی دانشگاه تهران ، آلومینا با اندازه ذرات 45+ و 63- میکرومتر و 106+ و 125- میکرومترتهیه شده از بازار، ورقه های پلکسی گلاس (Plexi glass) که به صورت پودر درآمده و تولوئن (Toluene) با فرمول مولکولی ( C6H5CH3) به عنوان مواد اولیه استفاده شده است.
از پلکسی گلاس به دو دلیل استفاده شد یکی این که خاکستر کمی دارد و نیز غلطت و ویسکوزیته محلول چسب را می توان به راحتی با مقدار پلکسی گلاس کنترل کرد. از تولوئن هم به دلیل این که براحتی پلکسی گلاس پودر شده را در خود حل می کند، استفاده گردید.
در تحقیقی که توسط اخلاقی و همکاران]12[ انجام شد، 3 نوع چسب حرارت داده شدند. سپس وزن خاکستر باقی مانده با دقت 1/0 میلی گرم اندازه گیری شد. نتایج این آزمایش در جدول 1-3ذکر شده است.به طوریکه ملاحظه می شود، چسب پ-ام- ام -آ(محلول پلکسی گلاس و تولوئن) کمترین خاکسـتر باقی مانده را نسبت به دو چسب دیگر دارد.

3 تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی پودر آلومینیوم 6061 متوسط اندازه ذرات 72 میکرومتر

3 تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی پودر آلومینیوم 6061 متوسط اندازه ذرات 72 میکرومتر

3-1 مواد اولیه……………………………………………………………. 45
3-2 نحوه آماده سازی چسب………………………………………… 45
3-3 تولید مواد تابعی………………………………………………….. 46
3-4 اندازه گیری چگالی……………………………………………….. 48
3-5 تهیه نمونه های متالوگرافی…………………………………….. 49
3-6 سختی سنجی ……………………………………………………49

فصل چهارم : نتایج و بحث

جهت بررسی تاثیرزمان دوران، نمونه هایی حاوی 10 درصد حجمی ازذرات آلومینا در محدوده 106+ و 125- میکرومتر و ذرات آلومینیوم در محدوده 106+ و 125- میکرومتر، در چسب با غلظت 30 گرم در لیتر تهیه شد و با سرعت 1700 درو بر دقیقه در زمان های 4 تا 40 دقیقه دوران داده شد.

1-1-4 توزیع ذرات

تصاویر متالوگرافی نواحی مختلف این نمونه ها در شکل های 1-4 تا 6-4 نمایش داده شده اند.تصاویر a تا h به ترتیب در فواصل 2 میلیمتری از یکدیگر تهیه شده اند و ترتیب قرارگیری نواحی مطابق شکل 9-3 از خارج به طرف محور گریزازمرکز می باشد.

4-1 تاثیر زمان دوران…………………………………………………… 51
1-4-1 توزیع ذرات……………………………………………………… 51
2-4-1 چگالی و تخلخل………………………………………………. 58
3-4-1 پروفیل های سختی………………………………………….. 60
4-2 تاثیر غلظت چسب………………………………………………… 62
1-4-2 توزیع ذرات………………………………………………………. 62
2-4-2 چگالی و تخلخل ……………………………………………….66
3-4-2 پروفیل سختی………………………………………………. 67
4-3 تاثیردرصدحجمی آلومینا در سوسپانسیون اولیه…………… 68
1-4-3 توزیع ذرات…………………………………………………… 68
2-4-3 چگالی و تخلخل…………………………………………….. 72
3-4-3 پروفیل های سختی………………………………………. 72
4-4 تاثیر اندازه ذرات آلومینا و آلومینیوم…………………………. 74
1-4-4 توزیع ذرات……………………………………………………. 74
2-4-4 چگالی و تخلخل………………………………………….. 78
3-4-4 پروفیل های سختی……………………………………….. 79

برای دانلود رایگان قسمت های بیشتراز فایل به انتهای مطلب مراجعه کنید

فصل پنجم : نتیجه گیری

پیشنهادات…………………………………………………………. 82
فهرست منابع فارسی…………………………………………… 104
فهرست منابع لاتین…………………………………………….. 105
چکیده انگلیسی………………………………………………. 107
صفحه عنوان انگلیسی………………………………………… 109



  مقطع کارشناسی ارشد

بلافاصله بعد از پرداخت به ایمیلی که در مرحله بعد وارد میکنید ارسال میشود.


فایل pdf غیر قابل ویرایش

قیمت25000تومان

خرید فایل word

قیمت35000تومان