maede roshanali
6th August 2011, 11:18 PM
مکانيزم آلياژسازي مکانيکي
ذرات پودر در هنگام آسياكاري به هم جوش ميخورند، ميشكنند و دوباره جوش ميخورند. اين عمل اساس فرآيند آلياژسازي به حساب ميآيد. در هر برخورد در حدود 1000 ذره با وزن تقريبي mg0.2 با هم درگير ميشوند. تعداد ذرات درگيرشده با توجه به اندازه ذرات، نسبت قطر گلوله به قطر ذرات، مقدار پودر اوليه و چگالي گلولهها متغير است. نيروي حاصل از اين برخورد باعث تغيير فرم و شكست آنها ميشود. سطح جديد بهوجود آمده توانايي آن را دارد كه ذرات را دوباره به يكديگرجوش دهد و باعث افزايش اندازه دانهي آنها شود. ذرات كامپوزيت در اين مرحله تركيب متفاوت از حالت اوليه خود را دارند. با ادامهي تغيير شكل، ذرات كار سخت ميشوند و با مكانيزم خستگي يا شكست ترد ميشكنند. در اين مرحله تمايل به شكست بيشتر از جوش سرد است. به علت ضربهي گلولههاي خرد كننده ساختار دانهها اصلاح ميشود اما اندازه ذرات به همان صورت باقي ميماند. در نهايت فضاي بين لايهاي كاهش مييابد و تعداد لايهها در ذرات افزايش مييابد. اگرچه اثر اندازه ذرات ممكن است زياد نباشد در حد 0.1 درصد، اما وقتي انرژي زياد ميشود اين اثر هم بيشتر ميشود تا حد 1 درصد. انرژي باقيمانده به شكل حرارت است كه بسيار زياد است اما مقداركمي از آن براي تغيير فرم الاستيك و پلاستيك ذرات پودر استفاده ميشود. بعد از طي يك زمان معين كه سرعت جوش خوردن ذرات به يكديگر به تعادل ميرسد حالت پايدار بهوجود ميآيد و در نهايت منجر به كاهش متوسط اندازه ذرات ميشود. رسيدن به اين حالت تعادل بسيار مهم است و تا وقتي كه ذرات به اين مرحله نرسند شروع واكنش امكان پذير نخواهد بود. از طرف ديگربه علت ريز بودن ذرات، احتمال به هم چسبيدن و آگلومره شدن آنها بسيار زياد است، بنابراين گيلمن و بنيامين سعي كردند تا با ارائهي دو روش زير به بهبود فرآيند شكست و كاهش جوش سرد بين ذرات كمك كنند. تغيير فرم پلاستيك و جوش سرد در ذرات به محيط آسيا و داكتيليتي مواد بستگي دارد. در روش اول كه در آسياي مرطوب كاربرد دارد با اصلاح سطح پودر تغيير فرم يافته، توسط اضافه كردن عامل كنترل كننده فرآيند (PCA ) سطح تماس لازم براي جوش سرد ذرات كاهش مييابد. در روش دوم كه با تغييراتي در مرحلهي تغيير فرم ذرات همراه است، ذرات پودر قبل از اينكه توانايي لازم براي تغيير فرم و كرنشهاي فشاري لازم براي جوش سرد را پيدا كنند ميشكنند.
اين مرحله كه در واقع زمان فعال سازي به حساب ميآيد محصول خيلي كمي توليد ميشود.تغيير فرم پلاستيك توسط لغزش در شبكه كريستالي پودرهاي آسيا شده در مناطق با چگالي نابهجائي زياد و در باندهاي برشي بهوجود ميآيد. در طول اين مرحله كرنش اتمي افزايش مييابد و باعث افزايش چگالي نابهجائيها و تعداد مكانهاي فعال شيميائي ميشود. و به علت ذخيره شدن انرژي جنبشي در ذرات، سختي آنها به حد اشباع خود ميرسد.
در طول آلياژ سازي مكانيكي ذرات تغيير شكل زيادي پيدا ميكنند كه اين امردر حضور عيوب كريستالي مثل نابهجائيها، جاهاي خالي و عيوب انباشتگي بيشتر اهميت پيدا ميكند. حضور اين عيوب، نفوذ عناصر محلول در زمينه را افزايش ميدهد. بر اين اساس آلياژ سازي مكانيكي در فلزات و آلياژها ميتواند در سه حالت زيرتشكيل شود؛ اجزاء ترد- ترد، اجزاء نرم- ترد و اجزاء نرم- نرم.
هر يک از حالتهاي بالا در قسمت بعد...
ذرات پودر در هنگام آسياكاري به هم جوش ميخورند، ميشكنند و دوباره جوش ميخورند. اين عمل اساس فرآيند آلياژسازي به حساب ميآيد. در هر برخورد در حدود 1000 ذره با وزن تقريبي mg0.2 با هم درگير ميشوند. تعداد ذرات درگيرشده با توجه به اندازه ذرات، نسبت قطر گلوله به قطر ذرات، مقدار پودر اوليه و چگالي گلولهها متغير است. نيروي حاصل از اين برخورد باعث تغيير فرم و شكست آنها ميشود. سطح جديد بهوجود آمده توانايي آن را دارد كه ذرات را دوباره به يكديگرجوش دهد و باعث افزايش اندازه دانهي آنها شود. ذرات كامپوزيت در اين مرحله تركيب متفاوت از حالت اوليه خود را دارند. با ادامهي تغيير شكل، ذرات كار سخت ميشوند و با مكانيزم خستگي يا شكست ترد ميشكنند. در اين مرحله تمايل به شكست بيشتر از جوش سرد است. به علت ضربهي گلولههاي خرد كننده ساختار دانهها اصلاح ميشود اما اندازه ذرات به همان صورت باقي ميماند. در نهايت فضاي بين لايهاي كاهش مييابد و تعداد لايهها در ذرات افزايش مييابد. اگرچه اثر اندازه ذرات ممكن است زياد نباشد در حد 0.1 درصد، اما وقتي انرژي زياد ميشود اين اثر هم بيشتر ميشود تا حد 1 درصد. انرژي باقيمانده به شكل حرارت است كه بسيار زياد است اما مقداركمي از آن براي تغيير فرم الاستيك و پلاستيك ذرات پودر استفاده ميشود. بعد از طي يك زمان معين كه سرعت جوش خوردن ذرات به يكديگر به تعادل ميرسد حالت پايدار بهوجود ميآيد و در نهايت منجر به كاهش متوسط اندازه ذرات ميشود. رسيدن به اين حالت تعادل بسيار مهم است و تا وقتي كه ذرات به اين مرحله نرسند شروع واكنش امكان پذير نخواهد بود. از طرف ديگربه علت ريز بودن ذرات، احتمال به هم چسبيدن و آگلومره شدن آنها بسيار زياد است، بنابراين گيلمن و بنيامين سعي كردند تا با ارائهي دو روش زير به بهبود فرآيند شكست و كاهش جوش سرد بين ذرات كمك كنند. تغيير فرم پلاستيك و جوش سرد در ذرات به محيط آسيا و داكتيليتي مواد بستگي دارد. در روش اول كه در آسياي مرطوب كاربرد دارد با اصلاح سطح پودر تغيير فرم يافته، توسط اضافه كردن عامل كنترل كننده فرآيند (PCA ) سطح تماس لازم براي جوش سرد ذرات كاهش مييابد. در روش دوم كه با تغييراتي در مرحلهي تغيير فرم ذرات همراه است، ذرات پودر قبل از اينكه توانايي لازم براي تغيير فرم و كرنشهاي فشاري لازم براي جوش سرد را پيدا كنند ميشكنند.
اين مرحله كه در واقع زمان فعال سازي به حساب ميآيد محصول خيلي كمي توليد ميشود.تغيير فرم پلاستيك توسط لغزش در شبكه كريستالي پودرهاي آسيا شده در مناطق با چگالي نابهجائي زياد و در باندهاي برشي بهوجود ميآيد. در طول اين مرحله كرنش اتمي افزايش مييابد و باعث افزايش چگالي نابهجائيها و تعداد مكانهاي فعال شيميائي ميشود. و به علت ذخيره شدن انرژي جنبشي در ذرات، سختي آنها به حد اشباع خود ميرسد.
در طول آلياژ سازي مكانيكي ذرات تغيير شكل زيادي پيدا ميكنند كه اين امردر حضور عيوب كريستالي مثل نابهجائيها، جاهاي خالي و عيوب انباشتگي بيشتر اهميت پيدا ميكند. حضور اين عيوب، نفوذ عناصر محلول در زمينه را افزايش ميدهد. بر اين اساس آلياژ سازي مكانيكي در فلزات و آلياژها ميتواند در سه حالت زيرتشكيل شود؛ اجزاء ترد- ترد، اجزاء نرم- ترد و اجزاء نرم- نرم.
هر يک از حالتهاي بالا در قسمت بعد...