دانلود تحقیق کاربرد کامپوزیت جهت آب بندهای مکانیکی

اختصاصی از یارا فایل دانلود تحقیق کاربرد کامپوزیت جهت آب بندهای مکانیکی دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

فرمت فایل : word(قابل ویرایش)

تعداد صفحات:48

فهرست مطالب:

1- مقدمه
2- مطالعات مروری
2-1- فرآیند آلیاژ سازی مکانیکی 
2-1-1- متغیرهای فرآیند آلیاژسازی مکانیکی 
2-2- کامپوزیتها
2-3- کامپوزیتهای تحت بررسی برای کاربرد در آب بند های مکانیکی 
TiB-Ti2-3-1- کامپوزیت.
شکل(2-1 .( a ) سلول واحد TiB b) منشور تریگونال از6 اتمTi اطراف اتمB (c
ساختار TiB [4]
در شکل2-2 دباگرام تعادلی Ti و B نشان داده شده است. فاز TiB2 و فاز TiB است.
3- روش انجام تحقیق
3-1- تولید کامپوزیت
3-1-1- مواد اولیه
شکل(3-1- ب). آنالیز EDS پودر تیتانیم
شکل(3-1- ج). آنالیز EDS پودر سیلیسیم
شکل(3-1- د).آنالیز EDS پودر بور
جدول(3-2). اندازه پودرهای مورد استفاده
شکل(3-2- الف). توزیع اندازه پودر Si
شکل (3-2- ب). توزیع اندازه پودر Ti
شکل(3-2- ج). توزیع اندازه پودر بور
شکل(3-2- د). توزیع اندازه پودر کربن
3-1-2- تهیه نمونه خام
3-1-2-1- آلیاژ سازی مکانیکی
شکل(3-3). آلیاژ سازی مکانیکی پودرها در آسیاب غلتشی
شکل(3-4 ). قالب پرس برای تهیه نمونه خام
3-1-3- احتراق نمونه
شکل(3-5). (a . سنتز احتراقی تراکمی b). محفظه احتراقی
3-1-4- عملیات تکمیلی 
3-2- بررسی قطعات (آب بندی های مکانیکی)
3-2-1- فاز شناسی محصولات
جدول(3-4) پارامترهای عملیاتی دستگاه پراش پرتو ایکس در فازیابی نمونه‌ها
3-2-2- بررسی ساختار میکروسکوپی و آنالیز شیمیایی ساختار محصولات
3-2-3- بررسی رفتار و نوع سایش در آب بندی های مکانیکی
جدول(3-5) ترکیب شیمیایی پین فولاد
3-2-3-1- نحوه انجام آزمون روانکاری
شکل(3-6). دستگاه تست سایش(پین روی دیسک)
3-2-4- بررسی سختی آب بندهای مکانیکی
شکل(3-7). a). دستگاه سختی سنج شور مدلPSH-3 .(b میکرو سختی(مقیاس ویکرز)
3-2-5- زبری سنجی
شکل(3-8). دستگاه زبری سنج مدل SM7
3-2-6- آزمون خوردگی
شکل(3-9). آزمون غوطه وری نمونه ها داخل محلول اسید و باز مناسب و با
استفاده از همزن 
3-2-7- بررسی عملکرد آب بند
شکل(3-10). تصاویری از پمپ ها 
4- یافته ها
4-1- خواص متالورژیکی آب بند مکانیکی کاربید سیلیسیم 
4-1-1- فاز شناسی، آنالیز شیمیایی و بررسی ساختار میکروسکوپی 
شکل(4-1). تصویر SEM نمونه SiC
شکل(4-2). تصویر میکروسکوپ نوری نمونه SiC
شکل(4-3). آنالیز شیمیایی نمونهSiC توسط دستگاه EDS
شکل(4-4). فاز یابی نمونه SiC
4-1-2- سختی سنجی 
جدول (4-1)، سختی نمونه SiC
4-1-3- زبری سنجی
4-2- نمونه برید تیتانیم-تیتانیم
4-2-1- فاز شناسی، آنالیز شیمیایی و بررسی ساختار میکروسکوپی
شکل(4-6). تصویر میکروسکوپ نوری نمونه TiB-Ti
شکل(4-7). آنالیز شیمیایی نمونه TiB-Ti
شکل(4-8). فازیابی نمونه TiB-Ti
شکل (4-9). تصاویر نمونه TiB-Ti
4-2-2- سختی سنجی
4-3 - بررسی آب بند ها پس از عملکرد در پمپ
4-3-1- بررسی سطوح 
شکل (4-10). تصویر سطوح نمونه SiC پس از کار در پمپ
شکل(4-11). تصویر سطوح نمونه TiB-Ti پس از کار در پمپ
شکل های 4-12 و4-13 تصاویر میکروسکوپ نوری نمونه ها را نشان می دهد.
شکل(4-12). تصویر میکروسکوپ نوری نمونهSiC 
شکل(4-13). تصویر میکروسکوپ نوری نمونه TiB-Ti
4-3-2- آنالیز شیمیایی نمونه ها پس از کار در پمپ 
شکل(4-14). ترکیب شیمیایی سطح نمونه SiC
شکل(4-15). ترکیب شیمیایی سطح نمونه TiB-Ti پس از کار در پمپ
4-3-3- فاز شناسی
شکل(4-17). فاز های موجود روی سطح نمونه TiB-Ti
4-4- بررسی سطوح سایش پین روی دیسک در نمونه ها
شکل(4-18). تصویر SEMسطح نمونه SiC
شکل(4-19). تصویر SEM سطح نمونه TiB-Ti
شکل(4-20). ترکیب شیمیایی سطح نمونه SiC
شکل(4-21). ترکیب شیمیای سطح نمونه TiB-Ti
4-5- بررسی رفتار روانکاری
شکل( 4-22 ). نمودار ضریب اصطکاک بر حسب عمر سایشی در نیروی Kg 24 و سرعت
خطیm/s 07/0
الف)SiC ب)TiB-Ti 
شکل(4-24). نمودار ضریب اصطکاک بر حسب عمر سایشی در نیروی Kg 28 و سرعت
خطیm/s 07/0 الف)SiC ب) TiB-Ti
4-6- بررسی رفتار سایشی
4-7- بررسی رفتار خوردگی
5- بحث
5-1- مکانیزم فرآیند آلیاژسازی مکانیکی 
5-2- تغییرات ساختار داخلی ذرات پودر 
5-3- روش سنتز احتراقی برای تولید TiB-Ti
شکل(5-1). a ). تغییرات دمای آدیاباتیک(Tad ) b). تغییرات دمای بحرانی(TC)
شکل(5-2). آنتالپی تشکیل فاز های TiB2 و TiB توسط واکنشهای (1، 2 و 3).
5-4- سایش پین روی دیسک TiB-Ti
5-5- خوردگی در نمونه TiB-Ti
6- نتایج
7- پیشنهادات
8- مراجع

1- مقدمه
کامپوزیت  نامی کلی برای مواد یا قطعاتی که از مواد و اجسام متفاوت با حفظ ساختار و نمای عمومی هر یک ساخته می شود است. به بیان دیگر برای هر نوع جسمی که از مخلوط دو یا چند ماده، با ترکیب و خواص معین ساخته شده است بطوریکه در مجموعه سیستم هر کدام با مشخصات فیزیکی و مکانیکی خاص خود ظاهر می شود. مهمترین اختلاف بین کامپوزیتها و آلیاژها، یا مواد ترکیبی از همین ویژگی حاصل می شود. در آلیاژها یا مواد ترکیبی، هر جزء در مجموعه سیستم ضمن اینکه اثرگذاری کامل را دارد، از ویژگیهای خاص خود جدا شده است و به عبارت دیگر در مقیاس های بزرگتر از فازی، قابل تشخیص نیست. از این رو مناسبتر به نظر می رسد که کامپوزیتها به عنوان (مواد چند سازه) تعریف می شوند. تا در مقابل مواد معین و آلیاژها که ترکیباتی تکسازه هستند، متمایز می شوند.
مواد تک سازه به طور معمول دارای محدودیتهایی از نظر تلفیق خواص مختلف مانند استحکام، چقرمگی، قابلیت روانکاری، مقاومت به سایش، مقاومت در دمای بالا، ضریب انبساط حرارتی، چگالی و غیره می باشند. برای ایجاد تلفیقهایی خاص از این خواص مختلف، انواع کامپوزیتها طراحی و تولید شده اند. کامپوزیتهایی که در آب بند مکانیکی استفاده می شوند باید دارای قابلیت روانکاری، مقاومت به سایش، ضریب انبساط حرارتی کم، سختی، استحکام بالا و مقاومت به خوردگی بالا باشند[1].

2- مطالعات مروری
2-1- فرآیند آلیاژ سازی مکانیکی  
در این فرآیند اجزاء سازنده پودر کامپوزیتی با همدیگر در یک مدت زمان مشخص، آسیاب می شوند تا به صورت همگن در آیند . در طی این فرآیند اندازه ذرات مخلوط شده در اثر پهن شدن و شکستن کاهش می یابد. نیروهای برشی و فشاری که در اثر برخورد گلوله ها به پودر وارد می شود، باعث آگلومره شدن ذرات می گردد. زمان آسیاب می بایست تا حد امکان کوتاه در نظر گرفته شود تا اندازه ذرات بیش از حد کاهش نیابد. از این رو در آسیاب هایی با انرژی بالا معمولاً زمان آسیاب کمتر از 1 ساعت است. در نتیجه پودرهای کامپوزیتی تولید شده از این طریق، اندازه ای تقریباً برابر اندازه ذرات اولیه خواهند داشت.
روش آلیاژ سازی مکانیکی اولین بار توسط Benjamin و همکارانش در اواخر دهه 1960 معرفی شد. آنها این روش را به منظور تولید سوپر آلیاژهای پایه نیکلی استحکام یافته با ذرات اکسیدی (ODS)  بکار بردند. روش آلیـــاژســازی مکانیکی تا مدتها تنها به منظور تهیه پودر آلیاژهای ODS مورد استفاده قرار می گرفت . تا اینکه در اوایل دهه 1980 مشخص گردید که روش آلیاژسازی مکانیکی می تواند برای ایجاد ساختارهای آمورف نیز استفاده گردد. پس از این کشف روش آلیاژسازی مکانیکی می تواند به عنوان روشی که در حالت جامد امکان ساخت مواد و آلیاژهای مختلف را فراهم می ساخت، مورد توجه بسیار زیاد محققین و مهندسین مواد قرار گرفت و زمینه های تحقیقاتی جدیدی را در پیش روی آنان باز کرد. روش آلیاژسازی مکانیکی با تسریع کینتیک بسیاری از واکنش های شیمیایی و تغییر حالت های متالورژیکی، وقوع آنها را در دمای محیط امکان پذیر می سازد؛ در نتیجه با این روش بسیاری از مواد و ساختارها در حالت جامد قابل تولید می باشند. تجهیزات ساده، عدم نیاز به درجه حرارت های بالا و انجام عملیات تولید تنها در طی یک مرحله، از ویژگیهای روش آلیاژسازی مکانیکی است که می تواند تولید بسیاری از مواد و آلیاژها را با کمک این فرآیند، مقرون به صرفه تر از روش های متداول سازد. به علاوه محصول نهایی در روش آلیاژسازی مکانیکی ساختاری ریز لا یکنواختی آسیاب ها پر انرژی نظیر آسیاب های گلوله ای سیاره ای ، آسیاب های گلوله ای ارتعاشی ، آسیاب های گلوله ای یا میله ای غلتشی ، آسیاب های گلوله ای شافتی  و آسیاب مغناطیسی  قابل استفاده در این روش هستند. تفاوت این آسیاب ها عمدتاً در ظرفیت، راندمان و امکانــات اضـــافی آنها برای گرم یا خنک کردن محفظه است.

2-1-1- متغیرهای فرآیند آلیاژسازی مکانیکی
آلیاژسازی مکانیکی فرآیند پیچیده ای است و برای حصول فاز یا ریزساختار مورد نظر، متغیرهای گوناگونی بـاید بهینه شوند. بـرخی از مهمترین متغیـرهـا که روی نوع و ساختار محصول نهایی تاثیر می گذارند عبارتند از
 - نوع آسیاب
- جنس ، اندازه و توزیع اندازه گلوله های آسیاب
- نسبت وزنی گلوله ها به پودر
- میزان پر شدن محفظه
- زمان آسیاب کردن
- درجه حرارت[2]