مقاله کاربرد کامپوزیت جهت آب بندهای مکانیکی

به منظور مطالعه تغییرات و کاربرد متالورژیکی ذرات پودر کامپوزیت در حین آلیاژسازی مکانیکی، نمونه های تهیه شده توسط پراش اشعه ایکس مورد بررسی قرار گرفتند. همانگونه که در مبحث مکانیزم های آلیاژسازی مکانیکی در حین این فرآیند تغییر شکل پلاستیکی شدید ذرات پودر کامپوزیت باعث افزایش دانسیته عیوب کریستالی، به ویژه نابجایی ها در ساختمان کریستالی ذرات پودر می شود. در اولین مراحل تعییر شکل پلاستیک لغزش نابجایی ها عموماً در صفحات لغزشی انجام می شود. با تغییر شکل بیشتر لغزش اریب اتفاق افتاده و فرآیندهای تکثیر نابجایی ها انجام می گیرد. در نتیجه مناطقی با دانسیته بالای نابجایی (کلاف ها) تشکیل می گردد. این مناطق سپس به شبکه ای از کلاف های در هم پیچیده نابجایی ها تبدیل می شود؛ در نتیجه یک ریز ساختار سلولی بوجود می آید که دیواره سلول های آن شامل کلاف هایی از نابجایی ها است. در اثر فرآیند بازیابی ساختار  آب بند های مکانیکی سلولی به تدریج به دانه هایی با مرزهای مرعی (مرزهای کم زاویه) تبدیل می شود. به این ترتیب دانه های اولیه توسط مرزهای فرعی به دانه های ریزتر تبدیل می گردند. با افزایش زمان آلیاژسازی مکانیکی و افزایش کرنش ذرات پودر، این فرآیند ادامه یافته و اندازه دانه ها به تدریج کاهش می یابد و با جذب نابجایی های جدید به مرزهای فرعی، مرز دانه ها با زاویه زیاد تشکیل می شود. اما نهایتاً اندازه دانه ها به مقدار ثابتی می رسد.

سایش پین روی دیسک TiB-Ti:

حفرات روی سطح نمونه TiB-Ti توسط مواد جدا شده از پین فولادی پر شد. شیارها یکنواخت و در جهت تحت سایش غالب است. اکسیدها روی کل سطح جدا از مناطقی که ذرات بوراید هستند ظاهر شدند. ذرات جدا شده روی نمونه همانند سایش خراشان سه جسمی عمل می کند. از اکسیداسیون حرارتی سطح مناطق تماس آسیب می بینند و سایش اکسیداسیون به دست می آید. مکانیزم سایش منجر به کاهش استحکام برشی از سطح اکسید- فلز می شود و باعث کاهش ضریب اصطکاک برای بارهای بالاتر و یا کاهش سایش در نمونه TiB یوتکتیک می شود.اگر بار سبک باشد و اکسیداسیون خودبخود طبیعی از فلز انجام شود، سرعت سایش نسبتا˝ کم خواهد شد(اکسید مانند یک روانکار عمل می کند) و سایش متوسط است.اگر بارها بالا باشند و اکسید محافظ قادر نباشد که بطور موثر تشکیل شود. تماس فلزی صمیمی و چسبیدن، را اجازه می دهد و سرعت سایش بالا خواهد رفت. تیتانیم اکسید محافظ تولید می کند که می تواند گسیخته شود و متعاقبا˝ روی قطعه چسبیده شود،که سایش نوسانی نام دارد. سایش متوسط مشخصه مواد لغزشی خشک است که اکسید محافظ طبیعی می تواند به طور پیوسته تغییر شکل دهد. بنابراین در سطوح لغزشی اکسید محافظ همانند روانکار خشک عمل می کند و سرعت سایش را کاهش می دهد. اگر همچنین با آلیازهای سخت شده (معمولا˝ فولادها) حتی تحت بار  بالا و سرعت های بالا قرار گیرد، زمینه اکسید می تواند حمایت شود و از گسیختگی بوسیله تغییر فرم زیر آن جلوگیری کند. در بارهای بالا سرعت اکسیداسیون سریع افزایش می یابد و می تواند دوباره یک لایه محافظ تشکیل دهد و سایش متوسط دوباره پایدار شود[۶]. مقدار ضزیب اصکاک کامپوزیت در TiB-Ti کم و نزدیک به SiC است.

کامپوزیت
کامپوزیت

روش سنتز احتراقی برای تولید TiB-Ti:

در فرایند سنتز احتراقی ماکزیمم دمای  ممکن تحت شرایط آدیاباتیک بدون هدر رفتن گرما درطی واکنش گرمازا  بدست می آید. دمای آدیاباتیک می تواند از ظرفیت حرارتی، آنتالپی تشکیل و استحاله محاسبه شود.سرامیک TiB خالص ماکزیمم سختی و مدول یانگ را دارد. سختی، تافنس شکست و استحکام گسیختگی با افزایش مقدار تیتانیم کاهش می یابد. سرعت احتراق سیستم xTi- TiB با افزایش مقدار تیتانیم کاهش می یابد. بیشترین مقدار سختی، استحکام کششی، استحکام خمشی، استحکام فشاری و تافنس شکست با اضافه کردن ۴۰% وزنیTi به فاز TiBبه دست می آید. در شکلخصوصیات مکانیکی xTi- TiB  در جدول (۵-۱) آمده است.سیستم TiB  چندین مشخصه دارد. پایداری شیمیایی بهتر، تنش باقیمانده کمتر و صلبیت با لاتر در مقایسه با B4C، CrB، Ti5Si3 و SiC دارد. ۲- هدایت حرارتی و ضریب انبساط خطی و چگالی TiB خیلی نزدیک به فلزTi است. ۳- پیوستگی کریستالوگرافی تقریبا˝ کامل در فصل مشترک بین  TiB و Ti  وجود دارد.در مرحله آلیاژ سازی  مکانیکی سرامیک TiB/Ti ، پس از ده ساعت آسیاب گلوله ای غلتشی اندازه ذرات B و Ti  کمتر می شود. در طی آلیاژ سازی مکانیکی افزایش فصل مشترک بین ذرات، افزایش عیوب ساختار و انرژی سطحی ذخیره شده در ذرات آسیاب شده نتیجه می شود.

مکانیزم فرآیند آلیاژسازی مکانیکی:

همان گونه که ذکر شد روش آلیاژسازی مکانیکی بر اساس آسیاب کردن مخلوطی از پورد مواد اولیه می باشد و بسته به آلیاژ مورد نظر می توان، مخلوطی از پودر دو یا چند نوع فلز و یا مخلوطی از پودرهای فلزی و غیر فلزی (نظیر کاربیدها، اکسیدها وکامپوزیت …) را استفاده نمود. در طی این فرآیند مجموعه ای از ذرات پودر مواد اولیه در بین گلوله های آسیاب قرار گرفته و در اثر برخورد گلوله ها با یکدیگر، نیروی ضربه ای شدیدی به ذرات پودر اعمال می گردد.چنانچه تنش اعمال شده به ذرات پودر به اندازه کافی زیاد باشد ذرات پودر تغییر شکل پلاستیکی داده و برروی یکدیگر پهن می شوند. در حین فشرده شده ذرات پودر روی یکدیگر لایه اکسیدی موجود در سطح آنها شکسته شده و در نتیجه سطح فلز عاری از اکسید ذرات کامپوزیت، در تماس با ذرات دیگر قرار گرفته و به این ترتیب ، اتصال فلز – فلز بین ذرات پودر برقرار می گردد . این نحوه اتصال ذرات پودر به یکدیگر اصطلاحاً جوش سرد نامیده می شود . از طرف دیگر در اثر تغییر فرم پلاستیکی زیاد، ذرات پودر کار سخت شده و با افزایش تردی ترک برداشته و نهایتاً شکسته می شوند. پدیده های فوق که به طور همزمان در حین آلیاژسازی کامپوزیت مکانیکی رخ می دهند باعث ایجاد تغییر و تحولاتی در ساختار میکروسکوپی و ساختمان داخلی ذرات پودر کامپوزیت می گردند.

مباحثی دیگر از مقاله کاربرد کامپوزیت جهت آب بندهای مکانیکی:

  • مقدمه مقاله
  • فرآیند آلیاژ سازی مکانیکی
  • متغیرهای فرآیند آلیاژسازی مکانیکی
  • کامپوزیتها
  • کامپوزیتهای تحت بررسی برای کاربرد در آب بند های مکانیکی
  • روش انجام تحقیق
  • تولید کامپوزیت و مواد اولیه
  • تهیه نمونه خام
  • آلیاژ سازی مکانیکی
  • احتراق نمونه
  • عملیات تکمیلی
  • فاز شناسی محصولات
  • بررسی ساختار میکروسکوپی و آنالیز شیمیایی ساختار محصولات
  • بررسی رفتار و نوع سایش در آب بندی های مکانیکی
  • نحوه انجام آزمون روانکاری
  • بررسی سختی آب بندهای مکانیکی
  • زبری سنجی
  • نمونه برید تیتانیم-تیتانیم
  • فاز شناسی، آنالیز شیمیایی و بررسی ساختار میکروسکوپی
  • سختی سنجی
  • بررسی آب بند ها پس از عملکرد در پمپ
  • بررسی سطوح
  • آنالیز شیمیایی نمونه ها پس از کار در پمپ
  •  فاز شناسی
  • بررسی سطوح سایش پین روی دیسک در نمونه ها
  • بررسی رفتار روانکاری
  • بررسی رفتار سایشی کامپوزیت
  • بررسی رفتار خوردگی کامپوزیت
  • تغییرات ساختار داخلی ذرات پودر
  • خوردگی در نمونه TiB-Ti کامپوزیت
  • نتایج و پیشنهادات
  • مراجع مقاله
مطلب بالا چکیده‌ای از تحقیق و پژوهش اصلی میباشد جهت تهیه نسخه کامل آن از باکس زیر اقدام به خرید و دانلود نمایید
لینک خرید پژوهش مقاله کاربرد کامپوزیت جهت آب بندهای مکانیکی:
تحویل فوری و خودکار فایل با لینک مستقیم بعد از پرداخت
تعداد صفحه: 42
قالب: فایل word

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *