Skip to main content
SUPERVISOR
Kaivan Raissi,Ali Saidi
کیوان رئیسی (استاد راهنما) علی سعیدی (استاد راهنما)
 
STUDENT
AMIRREZA SANATY ZADEH
امیررضا صنعتی زاده

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1385
Nanocrystalline materials are of technological importance due to their interesting properties such as their ductility, high strength, wear resistance and magnetic properties. Because of their attractive properties, there has been great emphasis on studying these materials. Many synthesis techniques have been developed such as gas condensation, ball-milling, chemical processing, sol-gel technique, sputtering, rapid solidification and electrodeposition. Among the methods mentioned above, electrodeposition is considered to have more eligibility because of some advantages. In this method, the deposition can be proceeded under the normal condition of temperature and pressure which results in better control of process and lower costs for the equipments. Production and characterization of nanocrystalline iron-nickel alloys have been received a lot of attentions due to their interesting mechanical and magnetic properties. The Fe-Ni alloys fabricated by electrodeposition are used in the electronic industries for memory, recording and storage devices, NEMS/MEMS and low CTE applications. In this study, nanocrystalline Fe-Ni alloys were produced by electrodeposition. Free-additive chloride baths were used to lessen the impurities in produced alloys. The influence of bath concentration, current density and pulse current density was studied. The chemical composition of alloys was determined by EDS semi-quantitative analysis. The investigations showed that the Fe content increased with decrease in Ni/Fe ion ratio but the relationship is not linear. This is because of anomalous co-deposition behavior of Fe-Ni system. For the deposits with high iron content, the structure was in the form of bcc. With increase of Fe content to about 60-70%, a dual phase alloy consisting of bcc and fcc crystal structures was formed. Further increase in Fe content resulted in the formation of a single phase with fcc crystal structure. Due to XRD patterns and previous studies, the formation of FeNi 3 intermetallic compound was also possible in this method. The average grain size of Fe-Ni alloys was about 8-16 nm which was increased with decrease of Fe content of the alloy. Also, an increase in current density led to higher content of Ni and coarser grains. Applying high frequency pulse current density led to the increase in Fe content and decrease in grain size. The hardness of deposits increased with decrease in grain size which was in consistent with Hall-Petch relationship. The study of magnetic properties of deposits by AGFM analysis showed an increase in saturation magnetization with increase in Fe concentration of bath and applying pulse current. In addition, a decrease in grain size led to lower coercivity, although, the Fe content of deposits increased. Keywords: Electrodeposition; Fe-Ni alloys; Nanostructures; Soft magnetic material
روش رسوب‌دهی الکتریکی به دلیل خلوص بالای محصول، عدم وجود تخلخل‌های عمده و تولید محصول در حجم انبوه و مدت زمان کم در میان روش‌های مختلف تولید مواد نانوکریستالی از اهمیت خاصی برخوردار است. از جمله آلیاژهای قابل تولید به روش رسوب‌دهی الکتریکی، آلیاژهای آهن- نیکل می‌باشند که کاربرد وسیعی در صنعت ساخت حافظه‌های مغناطیسی، وسایل ضبط و نگهداری اطلاعات، NEMS/MEMS و کاربردهای ضریب انبساط حرارتی پایین مانند ساخت صفحه‌های مشبک دارند. در این تحقیق آلیاژ‌های نانو کریستالی آهن- نیکل با استفاده از روش رسوب‌دهی الکتریکی تهیه شدند و تاثیر غلظت محلول، شدت جریان و جریان پالسی بر روی خواص رسوب به دست آمده مورد بررسی قرار گرفت. بررسی‌ها نشان داد که با کاهش نسبت یونی نیکل به آهن در محلول، میزان آهن در رسوب افزایش یافته ولی این افزایش به صورت خطی نبوده و این امر به دلیل رسوب همزمان غیر عادی آهن-نیکل می باشد. با توجه به الگوهای اشعه ایکس، مشخص شد در رسوبات با درصد نیکل بالا، ساختار به صورتfcc است. با افزایش میزان آهن در محدوده 70%-60% ساختار به ساختار دوگانه fcc+bcc تغییر یافته و با افزایش بیشتر در میزان آهن، ساختار رسوب به صورت ساختار bcc به دست آمد. اندازه دانه رسوبات به دست آمده 8-16 نانومتر بود که با افزایش میزان آهن در آنها کاهش یافت. بررسی‌ها نشان داد که با افزایش دانسیته جریان اعمالی، درصد آهن در رسوبات کاهش و اندازه دانه افزایش یافت. همچنین اعمال جریان پالس با فرکانس بالا باعث افزایش درصد آهن و کاهش اندازه دانه در رسوبات شد. سختی رسوبات به دست آمده با کاهش اندازه دانه افزایش یافت و از رابطه هال-پچ پیروی نمود. بررسی‌های انجام شده بر روی خواص مغناطیسی آلیاژهای به دست آمده با استفاده از آنالیز AGFM نشان داد که افزایش غلظت آهن در محلول و اعمال جریان پالس باعث افزایش مغناطش اشباع شد. همچنین در آلیاژها با درصد آهن کمتر از 60 درصد، کاهش اندازه دانه، با وجود افزایش درصد آهن موجب کاهش وادارندگی رسوبات شد. مغناطش پسماند نیز برای آلیاژهای به دست آمده بسیار ناچیز بود. نتایج به دست آمده از بررسی مورفولوژی سطح رسوبات نشان داد که با افزایش میزان آهن در رسوبات و اعمال جریان پالس، سطح رسوبات به دست آمده صافتر، یکنواخت‌تر و فشرده‌تر بود، این در حالی است که تاثیر جریان پالس به مراتب بیشتر بود. همچنین بررسی‌های انجام شده از سطح مقطع رسوبات نشان داد که رسوبات به دست آمده متراکم و عاری از تخلخل بودند. کلمات کلیدی: رسوب‌دهی الکتریکی، آلیاژهای آهن- نیکل، نانوساختار، مواد مغناطیسی نرم

ارتقاء امنیت وب با وف بومی