Skip to main content
SUPERVISOR
Mohammad Hossei Enayati,Morteza Shamanian esfahani
محمدحسین عنایتی (استاد راهنما) مرتضی شمعانیان اصفهانی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mohsen Adamzadeh
محسن آدم زاده

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1395

TITLE

Fabrication and characterization of Ni-Nb amorphous coating by mechanical alloying method
Amorphous alloys are some of the most significant advanced materials, which have been left unnoticed in the last decades in comparison with crystalline solids. In contrast to crystalline solids that contain long-range-order and lattice defects, amorphous alloys have a disorganized and short-range-ordering in atomic structure. Therefore, amorphous solids have exceptionally different physical, chemical and mechanical characteristics such as higher strength, hardness, toughness, and elasticity and better overall corrosion resistance. It is undeniable that amorphous alloys have good wear resistant, meaning that by incorporating amorphous coating on metal materials, we could protect metals from extreme damages of severe wear and erosion. The properties mentioned above are the reason that amorphous materials are used in various industries such as aerospace, automotive and magnetic engineering Mechanical alloying (MA) is the most important method of solid-state amorphisation. In MA there is no need for a high temperature, making amorphisation easier and more cost effective. Another advantage of MA in comparison with other methods is that they have a greater amorphous phase formation range [3–5] . Overall, the mechanical alloying process can cause a progressive increase in lattice defects in the structure and also a decrease in the grain size. Therefore, the amorphisation reaction will be thermodynamically and kinetically affected. In fact, in order to allow a high diffusion rate at low temperature and therefore permit the amorphisation reaction to take place kinetically, it is necessary to have several high-speed diffusion paths such as sub-grain boundaries and dislocation networks
ساختارهای اتمی مواد آمورف و یا فلزات شیشه­ای به دلیل عدم وجود نابجایی­ها و نواقص شبکه­ای دارای خواص منحصر به فرد مکانیکی، شیمیایی، مغناطیسی و خوردگی می­باشند. این مواد دارای سختی و استحکام بسیار بالا، مقاومت به خوردگی عالی، چقرمگی شکست بالا و رفتار مغناطیسی عالی می­باشند. از محدودیت­های خواص فلزات شیشه­ای (آمورف) می­توان به ترد بودن، محدودیت ابعادی در برخی روش­های تولید، هدایت گرمایی پایین­تر از فلزات متعارف و شکل­پذیری محدود آن­ها اشاره کرد. روش­های تولید ساختار آمورف به سه دسته کلی حالت جامد، حالت مایع و حالت بخار تقسیم می­شود. تا کنون اکثر روش­های تولید مواد آمورف بر پایه حالت مایع و بخار بوده است و مکانیزم اصلی آن نرخ بالای سرمایش است. در این روش اتم­ها فرصت کافی برای قرارگیری در محل­های کریستالی مشخص خود را ندارند و به صورت بی­نظم به ساختار جامد آمورف تبدیل می­شوند. امروزه روش­های حالت جامد توسعه فراوانی یافته است زیرا که این روش­ها برخلاف روش‌های دیگر، حالت فیزیکی ماده در حین ایجاد فاز آمورف تغییر نمی‌کند و دستیابی به ساختار آمورف قابل کنترل­تر و آسان­تر است. از معمول­ترین روش­های حالت جامد روش آلیاژسازی مکانیکی می­باشد. این روش در سال ???? کشف شد و برای سیستم آلیاژی نیکل-نیوبیوم به کار گرفته شد. آلیاژهای آمورف پایه نیکل به عنوان یک ماده مهندسی به خاطر خواص منحصر به فردشان شامل پایداری حرارتی بالا، خواص مکانیکی مطلوب، مقاومت به خوردگی بالا و خواص مغناطیسی مختلف از پتانسیل بالایی برخوردارند. از مهم­ترین این آلیاژها آلیاژهای آمورف Ni-Nb, Ni-Zr, Ni-Ti, Ni-Nb-Si,Ni-Nb-Zr می­باشند. از میان انواع آلیاژهای پایه نیکل، آلیاژ آمورف پایه نیکل-نیوبیوم به خاطر قابلیت آمورف شدن بالا در مکانیزم­های حالت جامد و مایع از نظر تکنولوژیکی بسیار مفید هستند. با استفاده از کریستالی شدن جزئی ساختارهای آمورف می­توان به کامپوزیت­های دارای نانوکریستال دست پیدا کرد. امروزه به دلایل کاربرد و خواص منحصر به فرد مواد آمورف استفاده از این مواد به عنوان پوشش مورد توجه قرار گرفته است. از روش­های پوشش­دهی در حالت جامد و در دمای کم آلیاژسازی مکانیکی مناسب­ترین آن­هاست زیرا که عیوب مربوط به سایر روش­های پوشش­دهی که عموماً با ذوب همراه است را ندارد. پوشش­دهی مواد آمورف تا به حال به روش آلیاژسازی مکانیکی صورت نگرفته است و از سایر روش­ها که بر پایه سرمایش سریع بوده است برای پوشش­دهی مواد آمورف استفاده شده است. عدم نفوذ ذرات و عناصر از زیرلایه به پوشش و بالعکس می­تواند به دلیل سختی نسبی بالای زیرلایه و دمای پایین منطقه برخورد گلوله با زیرلایه باشد. با توجه به توزیع خطی عناصر در سطح مقطع پوشش ایجاد شده بر روی زیرلایه دیسکی شکل در نزدیکی فصل مشترک، نوسانات مقدار عناصر نیکل و نیوبیوم مشاهده می­شود که به دلیل ساختار لایه­ای Ni-Nb در این نواحی می­باشد.

تحت نظارت وف ایرانی