Skip to main content
SUPERVISOR
Kaivan Raissi,Ali Saidi
کيوان رئيسي (استاد راهنما) علي سعيدي (استاد راهنما)
 
STUDENT
AMIRREZA SANATY ZADEH
اميررضا صنعتي 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
چکيده روش رسوب‌دهي الکتريکي به دليل خلوص بالاي محصول، عدم وجود تخلخل‌هاي عمده و توليد محصول در حجم انبوه و مدت زمان کم در ميان روش‌هاي مختلف توليد مواد نانوکريستالي از اهميت خاصي برخوردار است. از جمله آلياژهاي قابل توليد به روش رسوب‌دهي الکتريکي، آلياژهاي آهن- نيکل مي‌باشند که کاربرد وسيعي در صنعت ساخت حافظه‌هاي مغناطيسي، وسايل ضبط و نگهداري اطلاعات، NEMS/MEMS و کاربردهاي ضريب انبساط حرارتي پايين مانند ساخت صفحه‌هاي مشبک دارند. در اين تحقيق آلياژ‌هاي نانو کريستالي آهن- نيکل با استفاده از روش رسوب‌دهي الکتريکي تهيه شدند و تاثير غلظت محلول، شدت جريان و جريان پالسي بر روي خواص رسوب به دست آمده مورد بررسي قرار گرفت. بررسي‌ها نشان داد که با کاهش نسبت يوني نيکل به آهن در محلول، ميزان آهن در رسوب افزايش يافته ولي اين افزايش به صورت خطي نبوده و اين امر به دليل رسوب همزمان غير عادي آهن-نيکل مي باشد. با توجه به الگوهاي اشعه ايکس، مشخص شد در رسوبات با درصد نيکل بالا، ساختار به صورتfcc است. با افزايش ميزان آهن در محدوده 70%-60% ساختار به ساختار دوگانه fcc+bcc تغيير يافته و با افزايش بيشتر در ميزان آهن، ساختار رسوب به صورت ساختار bcc به دست آمد. اندازه دانه رسوبات به دست آمده 8-16 نانومتر بود که با افزايش ميزان آهن در آنها کاهش يافت. بررسي‌ها نشان داد که با افزايش دانسيته جريان اعمالي، درصد آهن در رسوبات کاهش و اندازه دانه افزايش يافت. همچنين اعمال جريان پالس با فرکانس بالا باعث افزايش درصد آهن و کاهش اندازه دانه در رسوبات شد. سختي رسوبات به دست آمده با کاهش اندازه دانه افزايش يافت و از رابطه هال-پچ پيروي نمود. بررسي‌هاي انجام شده بر روي خواص مغناطيسي آلياژهاي به دست آمده با استفاده از آناليز AGFM نشان داد که افزايش غلظت آهن در محلول و اعمال جريان پالس باعث افزايش مغناطش اشباع شد. همچنين در آلياژها با درصد آهن کمتر از 60 درصد، کاهش اندازه دانه، با وجود افزايش درصد آهن موجب کاهش وادارندگي رسوبات شد. مغناطش پسماند نيز براي آلياژهاي به دست آمده بسيار ناچيز بود. نتايج به دست آمده از بررسي مورفولوژي سطح رسوبات نشان داد که با افزايش ميزان آهن در رسوبات و اعمال جريان پالس، سطح رسوبات به دست آمده صافتر، يکنواخت‌تر و فشرده‌تر بود، اين در حالي است که تاثير جريان پالس به مراتب بيشتر بود. همچنين بررسي‌هاي انجام شده از سطح مقطع رسوبات نشان داد که رسوبات به دست آمده متراکم و عاري از تخلخل بودند. کلمات کليدي: رسوب‌دهي الکتريکي، آلياژهاي آهن- نيکل، نانوساختار، مواد مغناطيسي نرم

ارتقاء امنیت وب با وف بومی