چکیده مقدمه ایکس مدوله یا الاستیک افزایش نفوذ پذیری گرمای ویژه 4 نانومتری شدهاند پتانسیل عظیم خود را برای استفاده از

Σχετικά έγγραφα
محاسبه ی برآیند بردارها به روش تحلیلی

تصاویر استریوگرافی.

روش محاسبه ی توان منابع جریان و منابع ولتاژ

آزمایش 8: تقویت کننده عملیاتی 2

آزمایش 1: پاسخ فرکانسی تقویتکننده امیتر مشترك

رسوب سختی آلیاژهای آلومینیوم: تاريخچه : فرآیند رسوب سختی )پیرسختی( در سال 6091 بوسیله آلمانی کشف گردید.

مشخصه های نابجایی ها چگالی نابجایی: مجموع طول نابجاییها در واحد حجم و یا تعداد نابجایی هایی که یک واحد از سطح مقطع دلخواه را قطع می کنند.

بخش 3: تحلیل کمی و کیفی دادههای XRD نویسندگان: علی انصاری فرزاد حسینی نسب مقدمه:

قاعده زنجیره ای برای مشتقات جزي ی (حالت اول) :

ﯽﺳﻮﻃ ﺮﯿﺼﻧ ﻪﺟاﻮﺧ ﯽﺘﻌﻨﺻ هﺎﮕﺸﻧاد

بسم اهلل الرحمن الرحیم آزمایشگاه فیزیک )2( shimiomd

آزمون مقایسه میانگین های دو جامعه )نمونه های بزرگ(

مفاهیم ولتاژ افت ولتاژ و اختالف پتانسیل

جلسه ی ۱۰: الگوریتم مرتب سازی سریع

هدف از این آزمایش آشنایی با رفتار فرکانسی مدارهاي مرتبه اول نحوه تأثیر مقادیر عناصر در این رفتار مشاهده پاسخ دامنه

مکانيک جامدات ارائه و تحليل روش مناسب جهت افزایش استحکام اتصاالت چسبي در حالت حجم چسب یکسان

تحلیل مدار به روش جریان حلقه

تحلیل فرسایش ابزار در ماشینکاري فولاد

بسمه تعالی «تمرین شماره یک»

مثال( مساله الپالس در ناحیه داده شده را حل کنید. u(x,0)=f(x) f(x) حل: به کمک جداسازی متغیرها: ثابت = k. u(x,y)=x(x)y(y) X"Y=-XY" X" X" kx = 0

Angle Resolved Photoemission Spectroscopy (ARPES)

بررسي پارامترهای موثر بر روش اکستروژن در کانالهای هم مقطع زاویهدار و انتخاب سطح بهينه با استفاده از روش طراحي آزمایش تاگوچي برای ماده تيتانيوم

نکنید... بخوانید خالء علمی خود را پر کنید و دانش خودتان را ارائه دهید.

آشنایی با پدیده ماره (moiré)

ثابت. Clausius - Clapeyran 1

مدار معادل تونن و نورتن

یونیزاسیون اشعهX مقدار مو ثر یونی را = تعریف میکنیم و ظرفیت مو ثر یونی نسبت مقدار مو ثر یونی به زمان تابش هدف آزمایش: مقدمه:

فصل چهارم : مولتی ویبراتورهای ترانزیستوری مقدمه: فیدبک مثبت

همبستگی و رگرسیون در این مبحث هدف بررسی وجود یک رابطه بین دو یا چند متغیر می باشد لذا هدف اصلی این است که آیا بین

راهنمای کاربری موتور بنزینی )سیکل اتو(

ویرایشسال 95 شیمیمعدنی تقارن رضافالحتی

اثر تبرید حین فرایند اصطکاکی اغتشاشی) FSP ( بر ریزساختار و خواص مکانیکی آلومینیوم آلیاژی 7075

مسائل. 2 = (20)2 (1.96) 2 (5) 2 = 61.5 بنابراین اندازه ی نمونه الزم باید حداقل 62=n باشد.

مهندسی ساخت و تولید ایران

جلسه 11 3 ١ حضور و غیاب ٣ یادآوری مطالب درس جلسات گذشته مرتبط با موضوع درس این جلسه موضوع: طبیعت و ساختمان فلزات

Spacecraft thermal control handbook. Space mission analysis and design. Cubesat, Thermal control system

تئوری جامع ماشین بخش سوم جهت سادگی بحث یک ماشین سنکرون دو قطبی از نوع قطب برجسته مطالعه میشود.

هو الحق دانشکده ي مهندسی کامپیوتر جلسه هفتم

تمرینات درس ریاض عموم ٢. r(t) = (a cos t, b sin t), ٠ t ٢π. cos ٢ t sin tdt = ka۴. x = ١ ka ۴. m ٣ = ٢a. κds باشد. حاصل x٢

بررسی انتقال حرارت نانوسیال پایه روغن موتور در میکروکانال حلقوی با پله موجود در مسیر جریان

جلسه ی ۲۴: ماشین تورینگ

تمرین اول درس کامپایلر

اثر تقویتکنندهی نانولولههای کربنی بر خواص آلیاژ آلومینیم روش ریختهگری نیمهجامد

ماهنامه علمی پژوهشی مهندسی مکانیک مدرس. mme.modares.ac.ir بررسی اثر تغییر شکل پالستیک شدید به وسیله فرآیند پرس در کانالهای زاویهدار همسان

تلفات خط انتقال ابررسی یک شبکة قدرت با 2 به شبکة شکل زیر توجه کنید. ژنراتور فرضیات شبکه: میباشد. تلفات خط انتقال با مربع توان انتقالی متناسب

بررسی تا ثیر عملیات حرارتی بر سختی و مقاومت خوردگی پوشش نانوکامپوزیتی الکترولس نیکل فسفر نانوالماس اعمال شده بر روي زیرلایه فولادي

Answers to Problem Set 5

معرفی فرآیند آندایز و روشهای مختلف آن : با توجه به پیشرفت چشمگیر بشر در فناوری نانو روشهای متنوعی برای تولید نانوساختارها ابداع شده است یکی از روشهای

ارزیابی پاسخ لرزهای درههای آبرفتی نیمسینوسی با توجه به خصوصیات مصالح آبرفتی

مطالعه تجربی رفتار خزشی کامپوزیت Al2024/SiC تولید شده به روش اتصال نورد تجمعی

شاخصهای پراکندگی دامنهی تغییرات:

تخمین با معیار مربع خطا: حالت صفر: X: مکان هواپیما بدون مشاهده X را تخمین بزنیم. بهترین تخمین مقداری است که متوسط مربع خطا مینیمم باشد:

نحوه سیم بندي استاتورآلترناتور

اولین همایش ملی نانومواد و نانوتکنولوژی دانشگاه آزاد اسالمی واحد شاهرود 01 و 00 اسفند ماه 0931 ترموالکتریکی آن مالئی مجتبی محمدی

شده و دستیابی به شرایط بهینه پایداری

يدﻻﻮﻓ ﯽﻟﻮﻤﻌﻣ ﯽﺸﻤﺧ يﺎﻬﺑﺎﻗ ه يا زﺮﻟ رﺎﺘﻓر ﺖﯿﺳﺎﺴﺣ ﻞﯿﻠﺤﺗ يﺮﯿﻤﺧ ﻞﺼﻔﻣ يﺎﻬﯿﮔﮋﯾو ﻪﺑ ﺖﺒﺴﻧ

مطالعه تجربی بر انجماد سریع با استفاده از تکنیک جدید فراصوت

1 دایره فصل او ل کاربردهای بسیاری داشته است. یک قضیۀ بنیادی در هندسه موسوم با محیط ثابت دایره دارای بیشترین مساحت است. این موضوع در طراحی

Research Paper Study on A-TIG Welding of D2 Tool Steel Alloy with SiO 2

دانشکده ی علوم ریاضی جلسه ی ۵: چند مثال

بررسي و شبيهسازی فرآیند نورد نامتقارن سيم

جلسه ی ۴: تحلیل مجانبی الگوریتم ها

هندسه تحلیلی بردارها در فضای R

مطالعه تابش جسم سیاه

بخش غیرآهنی. هدف: ارتقاي خواص ابرکشسانی آلياژ Ni Ti مقدمه

فصل سوم جریان های الکتریکی و مدارهای جریان مستقیم جریان الکتریکی

تفرق اشعه ایکس( XRD ) : روش های نوین آنالیز مواد بخش چهارم : آنالیز های ساختاری. قسمت اول ( پراش اشعه ی ایکس Diffraction) (X-Ray : )

دبیرستان غیر دولتی موحد

جلسه 14 را نیز تعریف کرد. عملگري که به دنبال آن هستیم باید ماتریس چگالی مربوط به یک توزیع را به ماتریس چگالی مربوط به توزیع حاشیه اي آن ببرد.

جلسه ی ۳: نزدیک ترین زوج نقاط

فعالیت = ) ( )10 6 ( 8 = )-4( 3 * )-5( 3 = ) ( ) ( )-36( = m n m+ m n. m m m. m n mn

اثر آب مغناطیسی بر روی مقاومت و روانی بتن های توانمند

تا 33 صفحه 1394 زمستان 2 شماره 47 دوره Vol. 47, No. 2, Winter 2015, pp (Mechanical Engineering) (ASJR-ME)

زمین شناسی ساختاری.فصل پنجم.محاسبه ضخامت و عمق الیه

مقاومت مصالح 2 فصل 9: خيز تيرها. 9. Deflection of Beams

تحلیل میدانی سیستمهای الکترومغناطیسی با در نظر گرفتن پدیدۀ هیسترزیس به

تخصصی. ساسان 1 قرایلو داود مقدمه.

1 هرامش ناریا یهاگشیامزآ شناد

Nonparametric Shewhart-Type Signed-Rank Control Chart with Variable Sampling Interval

جریان نامی...

بهینه سازی ترکیب نانوساختار کربنی به عنوان زیر الیه در رشد الکتروکاتالیست های کبالت

جلسه 3 ابتدا نکته اي در مورد عمل توابع بر روي ماتریس ها گفته می شود و در ادامه ي این جلسه اصول مکانیک کوانتمی بیان. d 1. i=0. i=0. λ 2 i v i v i.

جلسه 12 به صورت دنباله اي از,0 1 نمایش داده شده اند در حین محاسبه ممکن است با خطا مواجه شده و یکی از بیت هاي آن. p 1

فصل چهارم تعیین موقعیت و امتدادهای مبنا

بررسی خرابی در سازه ها با استفاده از نمودارهاي تابع پاسخ فرکانس مجتبی خمسه

بسم هللا الرحمن الرحیم

يﻮﻠﻋ ﻦﺴﺤﻟاﻮﺑا دﻮﻤﺤﻣ نا ﺭداﺮﺑ ﻪﻧ ﺪﻣﺎﺣ ﺎﺿﺮﯿﻠﻋ نا ﺭداﺮﺑ ﻪﻧ ﺪﻣﺎﺣ ﻦﯿﺴﺣ ﻦﯿﻣا

بررسی اثر تغییر شکل پالستیک شدید بر ریزساختار خواص مکانیکی و هدایت الکتریکی آلیاژ آلومینیوم 7075

با تعبیه نانو ذرات در ناحیه جذب

تاثیر پوشش سیلیکون کاربید بر رفتار مقاومت به اکسیداسیون کامپوزیت کربن-کربن و گرافیت

فصل چهارم : مولتی ویبراتورهای ترانزیستوری مقدمه: فیدبک مثبت

هد ف های هفته ششم: 1- اجسام متحرک و ساکن را از هم تشخیص دهد. 2- اندازه مسافت و جا به جایی اجسام متحرک را محاسبه و آن ها را مقایسه کند 3- تندی متوسط

( )= ( ) ( ) ( 1) ( d) d w و ( ) =

آزمایش ۱ اندازه گیری مقاومت سیم پیچ های ترانسفورماتور تک فاز

Founding Research Journal

سايت ويژه رياضيات درسنامه ها و جزوه هاي دروس رياضيات

هدف از این آزمایش آشنایی با برخی قضایاي ساده و در عین حال مهم مدار از قبیل قانون اهم جمع آثار مدار تونن و نورتن

اصول انتخاب موتور با مفاهیم بسیار ساده شروع و با نکات کاربردی به پایان می رسد که این خود به درک و همراهی خواننده کمک بسیاری می کند.

فهرست جزوه ی فصل دوم مدارهای الکتریکی ( بردارها(

چکیده مقدمه کلید واژه ها:

Transcript:

٦٢٥ نشريه دانشكده فني دوره ۴۲ شماره ۵ شهريورماه ۱۳۸۷ از صفحه ۶۲۵ تا ۶۳۰ بررسي ساختار نانو ايجاد شده بر سطح ا لياژ ا لومينيوم ۶۰۶۱ با استفاده از ميكروسكوپ نيروي اتمي و پراش اشعه ايكس ۲ ۲* ۱ مجيد پرويزي حميدرضا قاسمي منفرد راد و محمدحبيبي پارسا 1 دانش آموخته کارشناسی ارشد مهندسی متالورژی و مواد - پردیس دانشکدههای فنی- دانشگاه تهران چکیده 2 دانشیار دانشکده مهندسی متالورژی و مواد- پردیس دانشکدههای فنی- دانشگاه تهران (تاریخ دریافت 85/6/25 تاریخ دریافت روایت اصلاح شده 87/5/5 تاریخ تصویب 87/5/30) برس کاری برای اهداف مختلفی چون حذف ناخالصی ها و اکسیدهای سطح فلزات افزایش براقیت سطح بهبود خواص خستگی فعال سازی سطح جهت نشاندن پوشش های مختلف استفاده می گردد. با ایجاد شرایط مناسب برس کاری میتواند تغییر شکل پلاستیک شدید روی سطح ایجاد نماید. برس کاری سبب ایجاد خراش و تغییر شکل پلاستیک لایههای سطحی و سیلان ماده میگردد. سیلان فلز باعث افزایش کرنش پلاستیک و افزایش نابجاییها در آن محدوده گشته و پس از بازیابی دانههای ریز تشکیل میشود. تشکیل دانههای ریز در اثر برس کاری سطح آلومینیوم 6061 در سرعتهای مختلف و اندازه و توزیع دانهها در مناطقی که تحت تا ثیر برس کاری قرار گرفته بودند با استفاده از میکروسکوپ نیروی اتمی مورد بررسی و مطالعه قرار گرفت. دانههای سطحی در اثر این فرآیند به 30-70nm رسیدهاند. مقدمه نتایج میکروسکوپ نیروی اتمی وپراش اشعه ایکس نشان داد که اندازه واژههای کلیدی: برس کاری- تغییر شکل پلاستیک شدید- دانههای نانو میکروسکوپ نیروی اتمی- پراش اشعه ایکس موضوع بسیا یر از تحقیقات در دو دهه اخیر مطالعه بر روی مواد نانوکریستال بوده است و پیشرفتهای قابل توجهی در این زمینه به ویژه در سال های اخیر به دست آمده است. چنان چه از نام این مواد پیداست ای ن مواد موادی تک یا پلیکریستال با اندازه دانه 1-100 nm می باشند. در محدوده بالایی این رژیم عنوان "دانه بسیار 1 ریز" اغلب مورد استفاده قرار می گیرد (اندازه دانه های 250-1000 نانومتر). از نظر ساختاری مواد نانوکریستال دارای مقدار زیادی مرزدانه هستند که این موضوع ممکن است به طور قابل توجهی خواص فیزیک ی شیمیایی مکانیکی و آنها را در مقایسه با مواد پلیکریستال دانه درشت معمولی که دارای دانه هایی با اندازه 10-300µm می باشند تغییر دهد. کاهش اندازه دانه سبب افزایش مقدار اتمه یا مرز دانهای می شود. ما میتوانیم به دو نوع اتم در ساختار نانو کریستال توجه کنیم: اتم های کریستالی قرار گرفته در ساختار شبکه (داخل دانه) و اتمهای مرز دانهای. چون مواد نانو کریستال دارای کسر 2 حجمی بالایی از سطح مشترک هستند به طور قابل توجهی کسرحجمی اتمه یا مرزی افزایش یافته لذا به همین دلیل مواد نانو کریستال ممکن است سختی و استحکام بیشتر بهبود چقرمگی کاهش انعطاف پذیری و 3 مدوله یا الاستیک افزایش نفوذ پذیری گرمای ویژه 4 بالاتر ضریب انبساط گرمایی بیشتر (CTE) و خواص مغناطیسی بهتر در مقایسه با مواد پلی کریستالی معمولی داشته باشند. که این موضوع سبب انجام تحقیقات گسترده در این زمینه شده است و در سالهای اخیر با توجه به در اختیار داشتن تجهیزات پیشرفته جهت ایجاد و بررسی این مواد تحقیقات در این زمینه افزایش یافته است[ 1 ]. مواد نانو کریستال علاوه بر آنکه شانس مطالعه طبیعت سطوح مشترک جامد را ایجاد نموده و سبب افزایش دانش بشر به ساختار و خواص در محدوده نانومتری شدهاند پتانسیل عظیم خود را برای استفاده از خواص عالی آنها در زمینهه یا.[1] تکنولوژیکی بروز میدهند از روشه یا مختلفی برای ایجاد تغییر شکل 5 پلاستیک شدید مواد و ایجاد مواد نانو توده مانند نورد 6 تناوبی (ARB) [2-4] اکستروژن زاویه دار بدون تغییر 8 7 سطح مقطع (ECAP) [5-7] و پیچش تحت فشار بالا Email: hghasemi@ut.ac.ir, ٨٨٠٠٦٠٧٦, فاکس : ۶۱۱۱۴۰۹۵ * نويسنده مسي ول : تلفن :

3 نشريه دانشكده فني دوره ٤٢ شماره ٥ شهريورماه ١٣٨٧ ٦٢٦ (HPT) [8] استفاده میشود. همچنین از روشهای مختلفی برای ایجاد ساختار نانو در سطح مواد مانند سایش 9 مکانیکی سطح (SMAT) [9] سختکاری و نانوکریستال 11 10 کردن سطح (SNH) [10] و روش برخورد ذره [11] استفاده می گردد. یکی دیگر از روشهای ایجاد ساختار نانو در سطح برس کاری است [12]. برس کاری یک ی از فرآیندهای بسیار ساده است که از آن برای اهداف مختلفی چون حذف ناخالصیها و اکسید سطح فلزات افزایش براقیت سطح حذف پلیسه قطعات ریختگی و... استفاده میشود. هدف از انجام این پروژه ایجاد ساختار نانو به روش برس کاری در سرعتهای مختلف برس بر روی آلیاژ آلومینیوم 6061 و بررسی اندازهگیری دانههای ایجاد شده به وسیله پراش اشعه X و میکروسکوپ نیروی اتمی است. روش آزمایشها برای انجام آزمایش از آلیاژ آلومینیوم که 6061 ترکیب آن با استفاده از کوانتومتری مشخص گردیده و در جدول (1) نشان داده شده است استفاده شد. این آلیاژ به 12 صورت شمشال ریختگی آلومینیوم به قطر 70cm بود که با استفاده از اره لنگ و ماشینکاری نمونههایی به قطر 25mm از آن تهیه گردید. Cr 0/07 تمامی نمونهه یا جدول : ۱ ترکيب شيميايي ا لياژ ۶۰۶۱. Si 0/46 Zn 0/07 Mg 1/16 Ti 0/01 Fe 0/23 Cu 0/14 Mn 0/03 Al عنصر پایه به منظور ایجاد ساختاری همگن و مشابه در هر آلیاژ نمونهها طبق استاندارد ASTM در دمای 415 درجه سانتی گراد به مدت 3 ساعت در کوره حرارت داده و سپس تا دمای 260 درجه سانتی گراد در درون کوره و پس از آن درخارج از کوره و در اتمسفر معمولی تا دمای محیط خنک گردیدند [13]. قبل از اعمال تغییر شکل پلاستیک شدید نمونهها با سنباده 800 سنبادهز ین شدند. برای اعمال تغیییر شکل پلاستیک شدید از دستگاه ساخته شده در آزمایشگاه تریبولوژی و مواد دانشکده مهندسی متالورژی و مواد دانشگاه تهران به منظور اعمال روش برس کاری در دمای محیط استفاده گردید. برس کاری با برس فولادی با قطر 0/1mm و طول 35mm و با دستگاهی با سرعت چرخش 16000-25000 معادل با سرعت حدود 58 rpm الی 90m/s انجام گرفت. سرعت حرکت رفت و برگشتی نمونه در تماس با برس cm/s سطح نمونهها اعمال شد. 2 بود. این فرآیند 9 مرتبه بر برای بررسی اثر برس کاری بر پراش اشعه ایکس نمونه خام و برس کاری شده با دستگاه Philips X-Pert با کاتد مس (طول موج 1/54 آنگستروم) و ولتاژ 40kV و جریان 30mA تحت آزمایش XRD قرار گرفتند تا از این طریق نیز بتوان رفتار ماده را مورد مطالعه قرار داد. برای بررسی ساختار نانو ایجاد شده بر سطح با استفاده از میکروسکوپ نیروی اتمی نمونهها با سنباده شماره 2500 سنباده زده شده و به ترتیب با پودر آلومین یا 0/3 µm و 0/05 µm پولیش گردیدند. بعضی از نمونهها با مشخصه هاي ی که در جدول (2) آورده شده است الکتروپولیش شدند و دو دسته نمونه (الکتروپولیش شده و الکتروپولیش نشده) با میکروسکوپ نیروی اتمی مدل NC 2000 مورد بررسی قرار گرفتند. ضمن این که دمای محلول الکتروپولیش از طریق مخلوط نمودن یخ خشک و الکل و قرار دادن بشر حاوی محلول الکتروپولیش در داخل آن کنترل گردید. جدول : ۲ شرايط الكتروپوليش ا لياژهاي ا لومينيوم. 110 ml Perchloric Acid + 550 ml Ethyl (60%) محلول Alcohol Absolute (C ) دما -80 (v) ولتاژ 30 (Amps) جریان 0/ 6 20 سطح الکتروپولیش شده نمونهها ) 2 (mm (s) زمان 60-90 شدت جریان (Amps/mm 2 ) 0/3. نتایج و بحث در ابتدا یک نمونه خام و برس کاری نشده پس از پولیش با محلول کلر اصلاح شده با ترکیب 2 میلی لیتر اسید فلوي وریدریک 3 میلی لیتر اسید کلریدریک 20 میلی لیتر اسید نیتریک و 17 میلی لیتر آب [14] اچ گردید که تصویر آن در شکل (1) آورده شده است. شکل (1) نشان میدهد که اندازه اولیه دانهها حدود 6mm 3

٦٢٧ بررسي ساختار نانو... می باشد. شکل (2) تصویر SEM از سطح برس کاری شده با دور 16000rpm را که پولیش گردیده نشان میدهد. چنانچه مشخص است برس کاری باعث ایجاد کندگیهایی در حدود 50-500 nm در سطح فلز شده که از این طریق باعث سیلان ماده میگردد. این سیلان فلز سبب افزایش کرنش پلاستیک و افزایش نابجاییها در آن محدوده شده که پس از بازیابی دینامیکی به دلیل افزایش دما در حین فرآیند دانه های ریز و نانو میتوانند تشکیل گردند [12]. شکل : ١ تصوير درشت ساختار ا لومينيوم خام اوليه که با محلول کلر اصلاح شده اچ شده است. شکل ٢ : تصوير از سطح برس کاري با دور ۱۶۰۰۰ rpm و سپس پوليش شده که ايجاد حفراتي را در سطح نشان مي دهد. سطح برس کاری شده با آلومینای 0/05 µm پولیش شد و سپس مورد مطالعه با AFM قرار گرفت. شکل (3) تصاویر AFM بدست آمده از دو ناحیه صاف و متفاوت نمونه برسکاری شده به مساحت 1µm x1µm که در شکل (2) آورده شده است را نشان میدهد. همان طوری که از هر دو شکل (3- الف) و (3 ب- است اندازه متوسط دانهه یا ایجاد شده در سطح حدود 30-40 nm می باشد. بنابراین میتوان گفت که طبق تعریف مواد نانوکریستال که حداقل در یکی از ابعاد دارای اندازهای کمتر از 100 نانومتر هستند دانههای سطحی نانو شدهاند. به علاوه شکلهای مذکور نشان میدهند که توزیع اندازه دانهها تقریبا در تمامی قسمتهای برس کاری شده همگن بوده و تنها در برخی از نقاط اندازه دانهها بزرگ تر به نظر میرسند که در حدود 2-3 برابر مقدار میانگین اندازه دانهها میباشند و تقریبا به صورت تصادفی در سطح پخش شدهاند. وجود این مناطق که در شکل (3- الف) در یک نقطه و در شکل (3 ب- ( در دو نقطه از سطح مورد بررسی قرار گرفته میتواند چند علت به شرح ذیل داشته باشد: الف- در این نقاط تغییر شکل پلاستیک کمتری به وسیله برس کاری بر سطح به دو دلیل زیر اعمال شده باشد: قرار گرفتن سیمها به طور زاویهدار نسبت به این مناطق و در نتیجه اعمال نیروی کمتر تحت تا ثیر قرار گرفتن این مناطق فقط در بعضی از 9 پاس اعمال فرآیند ب- فرآیند برس کاری سبب میشود که در پاسهای مختلف بعضی از قسمتهای سطح تحت تنشهای اصطکاکی و تغییر شکل پلاستیک شدید قرار گیرند که این موضوع باعث میشود که دمای این نقاط تا حدودی بیشتر از سایر نقاط گرددکه خود میتواند باعث افزایش اندازه دانهها پس از تبلور مجدد دانهها گردد. ج- همانند علت قبل در این حالت نیز ممکن است تنش و تغییر شکل پلاستیک موضعی بیشتری به این مناطق اعمال گردیده به طوری که قبل از اتمام برس کاری دانههایی در حدود 30-40nm نیز در این مناطق تشکیل شده باشد. و یل در ادامه فرآیند طبق مکانیزم به هم آمیختگی چرخش مرزدانه/ دانه[ 1 ] دانهها در اثر اعمال تغییر شکل طوری نسبت به ی ک دیگر بچرخند که صفحات مشابه آنها در کنار یک دیگر قرار گیرد و در اثر گرمای موضعی ایجاد شده نابجاییهای انباشته شده در مرزدانه آنها آزاد و موجب تلفیق دانهها در این شرایط گردند. شکل (4) تصویر AFM از نمونهای که 9 مرتبه برس کاری شده ولی بر خلاف نمونههای قبلی سرعت ( مشخص

فلا( ب( ٦٢٨ دورانی دستگاه برس کاری 25000 rpm بوده است را نشان میدهد که میانگین اندازه دانهه یا ایجاد شده بزرگ تر از حالت قبل و در حدود 50-70 nm است که دلیل این امر میتواند دلایل مذکور (ب) و (ج) باشد ولی افزایش دمای سطح احتمالا آن قدر شدید نبوده که اندازه دانهها بزرگتر از 100nm گردد. همان طور که در تصویر دیده میشود در این نمونه نیز در یک منطقه اندازه دانه کمی بیشتر از 100 nm می باشد. با مقایسه این نقطه با نقاط دانه درشت موجود در شکل (3) مشاهده میشود که با استناد به همان دلایل (ب) و (ج) با افزایش سرعت اعمال برس کاری که سبب افزایش مقدار تغییر شکل و هم چنین دمای سطح نمونهها نسبت به نمونههای شکل (3) گردیده اندازه این دسته از دانهها نیز بزرگ تر شده است. نشريه دانشكده فني دوره ٤٢ شماره ٥ شهريورماه ١٣٨٧ انجام الکتروپولیش تا ثیر چندانی در وضوح اندازه دانههای نانو کریستال نداشته که میتوان آن را همان گونه که در مراجع بدان اشاره شده است [15] به عدم کارآیی الکتروپولیش در خصوص آلیاژها نسبت داد. شکل : 4 تصویر AFM گرفته شده از سطح برس کاری شده با دور ۲۵۰۰۰ rpm و پوليش شده. شکل ٥ :تصوير AFM گرفته شده از سطح برس کاري شده با دور ۱۶۰۰۰ rpm و پوليش و الکتروپوليش شده. ( ( شکل : ٣ تصوير AFM گرفته شده از دو نقطه مختلف از سطح برس کاري شده با دور ۱۶۰۰۰ rpm و پوليش شده. به منظور بررسی اثر فرآیند الکتروپولیش جهت مشاهده بهتر تصاویر AFM یک نمونه پس از برس کاری در 16000 دور در دقیقه و پولیش کاری مطابق جدول (2) الکتروپولیش گردیدکه تصویر آن در شکل (5) آورده شده است. همان گونه که در این شکل مشاهده میشود از آن جاي ی که در تحقیقهای قبلی [8 12 15] مقایسهای بین نتایج بدست آمده در خصوص اندازه ساختار نانو با روشهای دیگر انجام نگرفته در تحقیق حاضر سعی شده است از روش XRD جهت اندازه گیری سایز دانههای ایجاد شده و مقایسه آن با روش AFM استفاده گردد. شکل (6) نتایج آزمایش پراش اشعه ایکس نمونه خام و نمونههای 7 5 3 و 9 مرتبه برس کاری شده را در دو پیک اول نشان میدهد. نتایج به دست آمده نشان میدهد که با انجام برس کاری منحنی نمونه برس کاری شده تا حدی به سمت چپ (زوایای پراش کمتر) جابجا میشود و این جا به جایی با افزایش تعداد مرتبههای برس کاری افزایش مییابد به طوری که در نمونه 9 مرتبه برس کاری شده این جا به جایی بیشتر از بقیه موارد میباشد. از آن جاییکه تمامی پیکها به طور هم زمان این رفتار را

بررسي ساختار نانو... از خود نشان دادهاند دلیل این امر میتواند حل شدن عنصر یا عناصری در سطح باشد. در واقع برس کاری با سرعت حدود 58m/s باعث سایش مواد آهنی برس و دیسک آلومینیومی میشود. این ذرات در منطقه تماس به دلیل ایجاد تنشهای بالا و حرارت سطحی میتوانند باعث ایجاد فازهای بین فلزی به طور موضعی گردند[ 16 ]. هم چنین در شکل مشاهده میشود که شدت پیکهای اول و دوم گاهی کاهش و گاهی افزایش مییابند. این رفتار در پرتو اشعه ایکس به دلیل وجود عیوب ساختاری ماده هم چون وجود مرزدانهها امری قابل پیش بینی می باشد. Int. (a.u.) 35 38 41 44 47 2 θ(degree) شكل : ۶ الگوي پراش اشعه ايكس نمونه خام (برس كاري نشده) و نمونههاي برس كاري شده با تعداد مرتبههاي برس كاري مختلف كه تعداد دفعات ا ن بر روي هر نمودار نوشته شده است. از منحنی پراش اشعه ایکس میتوان طبق روابط مختلفی که وجود دارد برای محاسبه اندازه دانه استفاده 13 نمود. معمولترین این روابط رابطه ویلیامسون-هال است که به صورت زیر بیان میشود: (1) که در آن D اندازه دانه K ضریبی است که با توجه به اندازه و شکل دانه بین 0/89 و 1/39 برای مواد مختلف متفاوت بوده که معمولا برابر یک در نظر گرفته میشود η زاویە پیکی است که در آن محاسبه صورت میگیرد θ مقدار کرنش و β پهنای پیک در نصف پیک ماکزیمم ٦٢٩ میگردد که در آن از طریق فرمول زیر خطای دستگاه حذف گردیده است: (2) که در آن β 0 پهنای پیک به دست آمده از دستگاه و β i خطای ناشی از دستگاه میباشد. برای محاسبه مقدار خطای دستگاه از پودر آلومینا استفاده شد. تحلیل نتایج به دست آمده از پراش اشعه ایکس با استفاده از رابطە ویلیامسون- هال برای نمونهای که با سرعت 16000 دور در دقیقه و 9 مرتبه برس کاری گردیده بود مقدار کرنش را منفی نشان داد. از آن جایی که این رابطه تنها برای کرنشهای صفر و یا مثبت به کار میرود [17] میتوان گفت که جمله دوم این رابطه برای سطح برس کاری شده صدق نمیکند و یا فرآیند بازیابی و تبلور مجدد ایجاد شده بر سطح نمونهها در حین فرآیند برس کاری باعث حذف تنش باقیمانده در ساختار شبکههای بلورین سطح گشته است. با حذف رابطه مربوط به کرنش در رابطه (1) اندازه دانه حدود 53 nm محاسبه گردید که این نتیجه با نتایج به دست آمده با میکروسکوپ نیروی اتمی تطابق خوبی دارد. نتیجهگیری نتایج به دست آمده با استفاده از میکروسکوپ نیروی اتمی و پراش اشعه ایکس نشان داد که برس کاری با اعمال تغییر شکل پلاستیک شدید بر سطح نمونههای آلومینیومی آلیاژ 6061 سبب میشود که اندازه دانههای سطحی از 3-6 mm به 30-40nm برسد و با افزایش سرعت دوران برس اندازه این دانهها بزرگتر شده و به 50-70 نانومتر میرسد. تقدیر و تشکر نویسندگان از معاونت پژوهشی دانشگاه تهران به دلیل تا مین بخشی از بودجه این تحقیق از محل اعتبارات خام پژوهشی پردیس دانشکدههای فنی (شماره طرح نوع ششم 8107011/6/02) سپاس گزاری و از ستاد ویژه توسعه فناورینانو به خاطر حمایت های تشویقی قدردانی میشود. هم چنین از مرکز تحقیقات فیزیک پلاسمای دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات و آقای دکتر حنطهزاده که در انجام بررسیهای AFM این تحقیق کمک فراوانی نمودند تشکر و قدردانی میگردد. 9 7 5 3 (FWHM) می باشد که به صورت رادیان در رابطه اعمال

نشريه دانشكده فني دوره ٤٢ شماره ٥ شهريورماه ١٣٨٧ ٦٣٠ مراجع 1 - Meyers, M. A., Mishra, A. and Benson, D. J. (2006). "Mechanical properties of nanocrystalline materials", Progress in Materials Science, Vol. 51, PP. 427-556. 2 - Tsuji, N. (2002). Ultrafine grained steels, Tetsu-to-Hagane, Vol. 88, PP. 359 369. 3 - Saito, Y., Utsunomiya, H., Tsuji, N. and Sakai, T. (1999). "Novel ultra-high straining process for bulk materials development of the accumulative roll-bonding (ARB)." Acta Mater, Vol. 47, PP. 579 583. 4 - Tsuji, N., Saito, Y., Lee, S.H. and Minamino, Y. (2003). "ARB (Accumulative Roll-Bonding) and other new techniques to produce bulk ultrafine grained materials." Adv. Eng. Mater, Vol. 5, PP. 338 344. 5 - Valiev, R. Z., Kozlov, E. V., Ivanov, Y. U. F., Lian, J., Nazalov, A. A. and Baudelet, B. (1994). "Deformation behaviour of ultra-fine-grained copper." Acta Metall. Mater, Vol. 42, PP. 2467 2475. 6 - Hasegawa, H., Komura, S., Utsunomiya, A., Horita, Z., Furukawa, M., Nemoto, M. and Langdon, T.G. (1999). "Thermal stability of ultrafine-grained aluminum in the presence of Mg and Zr additions." Mater. Sci. Eng. Vol. A 265, PP. 188 196. 7 - Li, Y. and Langdon, T. G. (2000). "Equal-channel angular pressing of an Al-6061 metal matrix composite." Journal of materials science, Vol. 35, PP. 1201 1204. 8 - Valiev, R. Z., Korznikov, A. V. and Mulyukov, R. R. (1993). "Structure and properties of ultrafine-grained materials produced by severe plastic deformation." Mater. Sci. Eng. Vol. A 168, PP. 141 148. 9 - Tao, N. R., Wang, Z. B., Tong, W. P., Sui, M. L., Lu, J. and Lu, K. (2002). "An investigation of surface nanocrystallization mechanism in Fe induced by surface mechanical attrition treatment." Acta Materialia, Vol. 50, PP. 4603 4616 10 - Dai, K., Villegas, J., Stone, Z. and Shaw, L. "Finite element modeling of the surface roughness of 5052 Al alloy subjected to a surface severe plastic deformation process." Acta Materialia. Vol. 52, No. 20, PP. 5771-5782. 11 - Umemoto, M., Todaka, Y. and Tsuchiya, K. (2003). "Formation of nanocrystalline structure in steels by air blast shot peening." Materials transactions Vol. 44 /7, PP. 1488-1493. 12 - Sato, M., Tsuji, N., Minamino, Y. and Koizumi, Y. (2004). "Formation of nanocrystalline surface layers in various metallic materials by near surface severe plastic deformation." Science and Technology of Advanced Materials, Vol. 5, PP. 145 152. 13 - ASM HandBook, Vol. 4, Fifth Edition, (1992), Page 319, Table 13. 14 - ASM HandBook, Vol. 9, Fifth Edition, (1992), Page 354, Table 3, No. 5. 15 - Huang, Y. and Langdon, T.G. (2003). "Using atomic force microscopy to evaluate the development of mesoscopic shear planes in materials processed by severe plastic deformation." Materials Science and Engineering, Vol. A 358, PP. 114-121. 16 - Li, X. Y. and Tandon, K. N. (1999). "Mechanical mixing induced by sliding wear of an Al Si alloy against M2 steel." Wear 225 229, PP. 640 648. 17 - Klug, H.P. and Alexander, L.E. (1974). X-Ray Diffraction Procedures for Polycrystalline and Amorphous Materials, Wiley, New York, Second Edition, P. 661. واژههای انگلیسی به ترتیب استفاده در متن 1- Ultra-Fine Grain 2 - Interface 3 - Diffusivity 4 - Thermal Expansion Coefficient 5 - Bulk 6 - Accumulative Roll Bonding 7 - Equal-Channel Angular Pressing 8 - High-Pressure Torsion 9 - Surface Mechanical Attrition Treatment 10 - Surface Nanocrystallization and Hardening 11 - Particle Impact 12 - Billet 13 -Williamson Hall