دانلود مقاله متالورژی فیزیکی

اختصاصی از رزفایل دانلود مقاله متالورژی فیزیکی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

مشخصات این فایل
عنوان: متالورژی فیزیکی
فرمت فایل : word( قابل ویرایش)
تعداد صفحات: 18

این مقاله درمورد متالورژی فیزیکی می باشد.

بخشی از تیترها به همراه مختصری از توضیحات هر تیتر از مقاله متالورژی فیزیکی

- مقدمه
نیتروژن دهی و کربن دهی به خوبی در فرآیندهای صنعتی به منظور ایجاد سختی برای سطوح فولادی استفاده می شوند. فرآیندهای نیتروژن دهی و کربن دهی، به ویژه ایجاد سختی برای سطوح فولادی استفاده می شوند. فرایندهای نیتروژن دهی و کربن دهی، به ویژه در کاربردهای صنعتی نیازمند مقاومت در برابر فرآیند سایش استفاده می شوند.
درچنین مواردی ، سختی از طریق شکل گیری کربیدها یا نیتریدهای نیمه پایدار و یا ساختار مارتنزیتی بر روی سطح فولاد، به وجود می آید.
حداکثر سختی چنین تغییرات سطحی معمولاً کمتر از GPa15 می باشد.
گسترش زمینه های تحقیقاتی به ویژه از طریق تکنولوژیهای جدیدتر تغییر سطح و رسوب لایه های نازک شامل توسعه سطوح سخت تر می شود. جهت اصلاح ویژگی های مقاومت سایشی موادی که به طور معمول استفاده می شوند سختی و مدول های بالاتری نیاز می باشد.
ایجاد اصلاح و تغییر بیشتر در سطح نیازمند کاربرد دیگر مواد ضروری مانند زنگ زدگی و مقاومت فرسودگی می باشد. فرآیندها ، هم اکنون جهت رسوب لایه های با سختی بسیار بالا بر روی لایه های زیرین نسبتاً گزم موجود می باشند.
این موارد شامل تکنیکهای پوششی لایه الماس و شماری از فرآیندهای جدید می شود.
این فرایندهای جدید به منظور رسوب گذاری گرم یا سرد لایه های شبه الماس توسعه می یابند.
اگرچه رسوب مستقیم لایه بر طبق نتایج مورد نظر می باشد با این حال در شماری از فرآیندها حدود ومرز فیزیکی و طبیعی که همچنان بین لایه پوششی سخت و لایه زیرین وجود دارد.
به عنوان یک چالش تکنیکی باقی می ماند و مانع استفاده از چنین فرآیندهایی و کاربرد آنها در زمینه مقاومت سایش می شود. پیوند و قرار گرفتن یون تواناییهایی در زمینه تولید ترکیبات جدید و ساختارهایی دارد که از طریق وسایل معمولی قابل دسترسی نمی باشند. .....(ادامه دارد)

مرحله آزمایش
قرار گیری و پیوند یون نیتروژن، بر روی یک ترزیق کننده یونی 50 Ke V هدایت شد. این ترزیق کننده عبارت است از : یک منبع یونی آزاد، یک تمیز کننده الکترونیکی، یک شاب دهنده دارای ولتاژ بالا، یک آهن ربای انتخاب بزرگ و اتاقکی با فضای خلأ بسیار بالا.
شکل شماره (1) طرحی شماتیک از این ترزیق کننده یونی را نشان می دهد.
 شکل (1) طرحی شماتیک از ترزیق کننده یونی KV50
برای پیوند و قرارگیری یون، آن اتاقک در ابتدا از لحاظ فشار تا Torr7-10 تخلیه می شود و با نیتروژن دارای خلوص بالا با فشاری معادل Torr 5-10  مجدداً پرمی شود.
که این امر در جهت تولید یونهای نیتروژن صورت می گیرد.
انواع یونهای نیتروژن به صورت انبوه به کمک آهن رباهای الکتریکی انتخاب می شوند. این آهنرباهای الکتریکی به کمک یک منبع قدرت خارجی کنترل می شوند.
در این آزمایش ولتاژهای شتاب از KeV20 تا KeV30 بودند. آهن رباهای تنقیلمی کمکی مورد استفاده قرار گرفتند تا عبور باریکه یون از میان روزنه ای در یک صفحه گرافیتی بر روی ظرف فاراده را تنظیم کنند. وقتی تنظیم تکمیل می شود نمونه آزمایش جایگزین صفحه گرافیتی باریکه از لحلاظ کامپیوتری مورد بررسی دقیق و اکسن در موقعیت 50 هرتز عمودی قرار می گیرد و آن نمونه آزمایش به طور مکانیکی ، توسط موتور تنظیم شده کامپیوتر بیرونی در حرکت افقی نوسانی در عرض آن باریکه یونی حرکت می کند. این امر امکان تأثیر متقابل باریکه یکنواخت را با نمونه آزمایش فراهم می کند. جریان باریکه یونی در طول قرارگیری یون، جهت تعیین و ارزیابی مجموع بارالکتریکی یون نیتروژن تنظیم و کنترل می شود. جای گیری یون متفاوت از 1 تا 103mc×2 بود و حد متوسط ناحیه ای که در آن یون قرار گرفت بیش از ناحیه 4mc2×4 بود. محدوده ناحیه ای که یون در آن قرار داشت 4 تا 1017cm2×8 است. .....(ادامه دارد)

نتایج و بحث
تجربیات حامل از فرورفتگی نانو در جهت بررسی ویژگی های میکرومکانیکی نمونه های یون قرار گرفته مورد استفاده قرار گرفتند. نمونه ای از سختی های مرتبط با سختی در مقیاس نانو به عنوان تابعی از عمق  فرورفتگی برای نمونه های فولاد اولیه و اصلاح شده در شکل 2 نشان داده شده است. از لحاظ ویژگی ، مقادیر سختی مطابق قابل پیش بینی و مورد انتظار مربوط به ماده توده ای به عنوان تداوم فرورفتگی ها می باشد. سختی GPa10 برای لایه فولادی متناسب با سختی فرورفتگی (دندانه ای) منتشر شده برای فولادهای آلیاژزی است. این تناسب و همخوانی وجود واحدهای اندازه گیری میکرومکانیکی ما را تأیید می کند. میزان سختی برای سطحی اصلاح شده یا برای محلی که در آن لایه ای رسوب کرده است. معمولاً از میزانی که متناسب با سختی لایه است و قبل از تجزیه و تلاشی سختی توده ای لایه زیرین شروع می شود (به شکل 2 رجوع شود). بالای عمق فرورفتگی که در حد ده ها نانومتر است به ویژگی های لایه بستگی دارد.
بنابراین ، میزان سختی اولیه را می توان به عنوان سختی لایه یا لایه اصلاح شده در نظر گرفت.
شکل (2) تفاوت سختی با توجه به عمق فرورفتگی در مورد نمونه های ثابت و تغییر کرده
شکل 2 سختی نمونه ای که دارای پیوند یون نیتروژن است را با سختی نمونه ای سخت تر و دارای سطح کربن دار مقایسه می کند. شکل 2 نشان می دهد که نمونه اصلاح شده از طریق یون سختی معادل GPa50 داشت. مقادیر سختی ثبت شده برای نمونه های دارای پیوند یون نیتروژن، تحت شرایط قرارگیری یون از 35 تا GPa50 در نوسان می باشد. مقادیر سختی و شرایط قرارگیری یون در جدول 1 ارائه شده اند.
مقادیر جدول 1 در مقایسه با مقادیر سختی معمولی سطح و نیز مقادیر موجود قبلی .....(ادامه دارد)

ارزیابی این مدرک حاکی از این است که وجود نیتروژن، عمدتاً ناشی از گونه نیتروژنی واحدی در مقایسه با طیف بسیار گسترده نیتروژنی است که این طیف گسترده در چندین تلاش دیگر و در ترکیب نیتریدهای کربن ثبت شده است. استفاده از طیف نمایی فوتوالکترونی پرتوایکس (XPS) برای تعیین موقعیت نیتروژن دارای اتصال SP3 درلایه های C-N نتایج بسیار متفاوتی به وجود آورده است. و بنابراین تعیین انرژی پیوندی گل برای نیتروژن دارای اتصال SP3 در نیتریدهای کربن امری دشوار است.
چیزی که به نظر آشکار می رسد این است که موقعیت قله یا آن نقطه اوج وابسته به تراکم نیتروژن و شرایط فرآیند دارد. با این وجود ، نتیجه ی ای که هم اکنون برای ما موجود است و نشان دهنده نقطه اوج N1S در 5/398 می باشد متناسب و سازگار با نیتروژن دارای پیوند SP3 می باشد.
نقش سیلیسیم (Si) در شکل گیری پیوندای SP3 در C-N به عنوان نقش عمده و اساسی مورد توجه قرار می گیرد و در واقع تصور می شود که سیلیسیم قسمتی از ترکیب شیمیایی است.
از آنجایی که Si3N4 مشابه ساختار C3N4 است بنابراین تصویر می شود که عمل تقویت کننده Si شکل گیری اتصال SP3 را که در یک نیترید ترکیبی از نوع (C,Si)3 N+ انتظار می رود تسریع می کند. برای نمونه مشخص است که Si3N+ توسط قرارگیری یون نیتروژن در داخل لایه زیرین محتوی سیلیسیم رشد کرده است. همچنین انواع پیوند SP3 در اتصالات C-N بر روی لایه های رشد کرده در داخل لایه های زیرین سیلیسیم گزارش شده اند.
بنابراین می¬توان گفت که اتصالات و پیوندهای SP3 در پیوندهای (C,Si)-N می تواند از طریق عمل تقویت کننده Si (سیلیسیم) افزایش یابد. عمل تقویتی سیلیسیم عامل ترکیب شیمایی مختلفی بود که مادر لایه فولادی دارای پیوند نیتروژن مشاهده نمودیم. بنابراین ، ترکیب نشانه های حاصل از روش طیف نمایی فوتوالکترونی پرتوایکس و سختی دارای مقیاس نانو تأیید می کند که سختی بسیار بالایی که از سطح فولادی .....(ادامه دارد)