تحقیق در مورد تمیز کننده های هوا

اختصاصی از یارا فایل تحقیق در مورد تمیز کننده های هوا دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 26

کاربرد تمیز کننده هوا

هنگامی که پرتو باریکی از نور خورشید از روزنه ای به داخل اتاق تاریکی می تابد می توانید ذرات ریز گردوغبار، دوده و خاکستر را در هوا ببینید. بعضی از این ذرات بطور طبیعی در فضا موجوداند و بعضی توسط دستگاه های ساخت بشر و کارخانه ها تولید می شوند. این ذرات هوا را تاریک واطراف ما را آلوده می کند و سلامتی بشر را به خطر می اندازد. برای کنترل آلودگی ناشی از ذرات در صنعت از صافی های متعددی استفاده می شود.

فرآیند فیلتر سازی پیچیده است زیرا مقاومت هوا جدائی ذرات از هوا را متشکل می سازد. از این رو در صنعت و خانه ها از تمیزکننده الکتریکی استفاده می کنند. این تمیزکننده ها بااستفاده از نیروهای الکترومغناطیسی ذرات را از هوا جدا می کند. این نیروها همان نیروهایی هستند که سبب بهم چسبیدن لباس ها بعد از خارج کردن آنها از خشک کن می شود. در این بخش خواهیم دید که چگونه این نیروهای الکترومغناطیسی در تصفیه هوا به ما کمک می کند.

سئوالاتی را که راجع به آنها باید فکر کرد: چه عاملی گرد وغبار را در هوا نگه می دارد و چرا نیروی کرنشی روی آنها اثری ندارد؟ اگر گرانش نمی تواند هوا را تصفیه کند چگونه نیروهای دیگر قادر به این کار می باشند. چرا در صنعت از فیلترهای کاغذی برای جداسازی گردوغبار از دود استفاده نمی کنند. چرا لباس های تازه شسته شده یکدیگر را بجای جذب کردن دفع می کنند؟

گردو غبار، دوده و خاکستر: گردوغبار عمدتاً درخاک و خاشاک و مواد آلی می باشند که به ذرات خیلی ریز تبدیل شده اند همچنین گردوغبار شامل مواد طبیعی مثل گرده های گیاهان و درختان و دانه های آنها و هاگها نیز می باشند. دوده ناشی از سوخت ناقص مواد آلی است که عمدتاً شامل روغن نیز می باشد از اینرو دوده معمولاً چرب و گریسی است.

گردوغیار دوده و خاکستر جرم و وزن ندارد و انتظار داریم که توسط نیروی گرانش از حرکت آنها در هوا جلوگیری بعمل آید. در حالی که عملاً چنین نیست و این ذرات درهوا معلق اند و توط هوا نگه داشته می شوند، دو نوع نیرو بر این ذرات وارد می شود: نیروی بالا نگهدارنده و نیروی ویسکوزیته. نیروی بالانگهدارنده توسط آتمسفر ایجاد شود و از سقوط درهوا جلوگیری می کند. اما ذرات فوق از هوا تراکم جرم و وزن بیشتری دارند بطوریکه هوا قادر به نگهداشتن ذرات نمی باشد.

از طرف دیگر، ذرات کوچک فوق عمدتاً تحت تأثیر نیروی کشش ویسکوزیته می باشند. این نیرو نوعی از مقاومت هواست و نظیر اصطکاک عمل می کند و حرکت ذرات را درهوا کند می سازد. در حالیکه وزن ذرات آنها را به سمت پائین می کشد نیروی کشش وسیکوزیته از سقوط ناگهانی آنها جلوگیری می کند. در نتیجه ذرات به آهستتگی با یک سرعت حد به سمت پائین می روند. این سرعت در حدود یا کمتر از آن است و بنابراین ذرات هرگز به زمین نمی رسد.

گرانش زمین ضعیف تر از آن است که بتواند گروغبار را از هوا جدا کند. از این رو به نیروی کمکی قوی تری به نام نیروی الکترواستاتیکی نیاز است تا این منظور برآورده گردد.

گردوغبار و بار الکتریکی:

بار الکتریکی خاصیت ذاتی، ماده است. اکثر ذرات تشکیل دهنده اتم بار دارند و بار آنها در ایجاد بار نهایی ذرات دخالت دارد. از آنجا که بار الکتریکی با جسمی که صاحب آن است درآمیخته است اغلب به اینگونه اجسام، اشیا باردار یا بطورساده بار گفته می شود.

همچنان که قبلاً گفته شد دو نوع بار در طبیعت وجود دارد که اثر بارهای هم نام برهم نیروی دفعی و اثر بارهای غیرهمنام برهم نیروی جذبی است. این نیروهای بین اشیاء باردار نیروی الکترومغناطیسی خوانده می شود.

تمیزکننده های هوا برا ی جذب گرد وغبار از هوا از نیروهای الکترواستاتیکی استفاده می کنند.

بطورکلی تمیزکننده های هوا ذرات گردوغبار را بار منفی باردار می کنند و آنها را روی یک صفحه از بارهای مثبت جمع می کنند سئوال این است که چگونه یک ذره گردوغبار را با بار منفی باردار کنیم.

این سوال سه نکته مهم در مورد بارها را گوشزد می کند. اول آنکه تمیزکننده هوا نمی تواند بار تولید کند زیرا براساس اصل بقای بار، بار نمی تواند بوجود آید و نمی تواند از میان برود. فقط می تواند ازجسمی به جسم دیگر منتقل گردد. بنابراین اگر تمیز کننده هوا بخواهد به گردوغبار بار منفی بدهد، باید بار منفی را از جای به آن انتقال دهد. نمونه هایی از انتقال های مکرر بار در اطراف ما نظیر انتقال بار درهنگام شانه کردن موی سر و نیز صاعقه در آسمان را اغلب مشاهده کرده اید.

دوم آنکه از« باردارکردن با بارمنفی» منظور ما این نیست که گردوغبار نمی تواند با بار مثبت باردار شود. مواد معمولی همواره ترکیبی از بار مثبت و منفی را رد خود دارند و گروغبار از این قاعده مستثنی نیست. در حقیقت نیروهای الکترواستاتیکی بین بارهای مثبت و منفی گردوغبار است که دانه های آن را بهم پیوسته نگه می دارد.

اما ذرات گردوغبار یک بارالکتریکی خالص دارند که مجموع همه بارهای آنها است. این برآیند بار نیروی استاتیکی نهایی را که ذرات گردوغبار درحین عبور از تمیزکننده هوا خواهند دید تعیین میکند. میتونان این بار برآیند را با اضافه کردن بار مثبت و کاهش یارهای منفی نهایتاً بار مثبت خواند. سوم آنکه ممکن است گروعبار یا با بار صفر وارد تمیزکننده هوا شود. زیرا بارهای مخالف توسط گردودغبار جذب می شوند و بار بر آیند به سمت صفر میل خواهد کرد. وقتی بار به ضصفر برسد می گوییم به لحاظ الکتریکی خنثی است.

این امککان که برآیند بار دقیقاً برابر صفر گردد با ویژگی مهم دیگر بار یعنی کوانتیزهبودن آن مرتبط است. بارهمواره به صورت مضربی صحیح از یک

تحقیق در مورد آلودگی هوا در کرج

اختصاصی از یارا فایل تحقیق در مورد آلودگی هوا در کرج دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 19

آلودگی هوا در کرج

همانطوریکه مستحضرید شهر کرج که هم اکنون در ردیف 6 کلان شهر کشور قرار دارد با معضلات زیست محیطی متعددی ناشی از رشد بی رویه جمعیت روبروست که یکی از آنها همچون سایر شهرهای بزرگ مسئله آلودگی هوا می مباشد و بر اساس آن کرج به عنوان هشتمین شهر آلوده کشور معرفی گردیده است.

الف) منابع آلوده کننده هوا در کرج :

این منابع را در کرج می توان به صورت ذیل طبقه بندی نمود .

1 – ترافیک و تردد وسایط نقلیه موتوری که در نتیجه سوخت بنزین، گازوئیل و پخش مواد آلاینده در محیط هوا را آلوده می سازد .

2- منابع سوخت خانگی و تجاری

3- واحدهای تولیدی و صنعتی و کارخانجات در اثر مصرف فرآورده های نفتی از قبیل گازوئیل، مازوت و غیره.

4- منابع متفرقه (آتش سوزیها)

تصویر شماره 1 و 2 آلودگی هوا در شهر کرج را نشان میدهد.

تصویر شماره 1

بیش از نیمی از آلودگی هوا در کرج ناشی از تردد خودروها و وسائط نقلیه موتوری می باشد که در شدت آلودگی هوا در کرج نقش بسزایی را دارا است. هر چند در گتذشته صنایع را مسئول عمده آلودگی هوا قلمداد می نمودند، لیکن در حال حاضر با روند روز افزون تعداد وسایل نقلیه، منبع اخیر بعنوان مهمترین عامل آلودگی هوا بوده و بالاترین رقم را از نظر عوامل آلوده کننده CH4Co2 و گازهایی از قبیل SO2 و NO2 محسوب گردیده است.

با توجه به توسعه جامعه شهری افزایش جمعیت و تراکم در کرج مصرف سوخت های گرمایشی و خانگی نیز در جای خود حائز اهمیت بوده و مصرف بیش از حد سوخت در اینگونه واحد ها نیز آلودگی هوا را در شهرستان تشدید می نماید.

جداول شماره 1 و 2و 3 به ترتیب نتایج آنالیز اندازه گیری آلاینده های هوا در کرج ، استاندارهای هوای پاک و ضرایب پخش پارامترهای آلوده کننده ناشی از مصرف سوختهای فسیلی را نشان می دهد.

تحقیق درباره تاریخچه آلودگی هوا

اختصاصی از یارا فایل تحقیق درباره تاریخچه آلودگی هوا دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

فرمت فایل :        Word    ( قابل ویرایش)         تعداد صفحات : 10 صفحه

اولین آلاینده‌های هوا احتمالا دارای منشأ طبیعی بوده‌اند. دود، بخار بدبو، خاکستر و گازهای متصاعد شده از آتشفشانها و آتش سوزی جنگلها، گرد و غبار ناشی از توفانها در نواحی خشک، در نواحی کم ارتفاع مرطوب و مه‌های رقیق شامل ذرات حاصل از درختهای کاج و صنوبر در نواحی کوهستانی، پیش از آنکه مشکلات مربوط به سلامت انسانها و مشکلات ناشی از فعالیتهای انسانی محسوس باشند، کلا جزئی از محیط زیست ما به شمار می‌رفته‌اند. به استثنای موارد حاد، نظیر فوران آتشفشان.

آلودگیهای ناشی از منابع طبیعی معمولا ایجاد چنان مشکلات جدی برای حیات جانوران و یا اموال انسانها نمی‌کنند.

تحقیق درباره آلودگی هوا و پدیده وارونگی

اختصاصی از یارا فایل تحقیق درباره آلودگی هوا و پدیده وارونگی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

فرمت فایل : WORD (لینک دانلود پایین صفحه) تعداد صفحات 7 صفحه

آلودگی هوا و پدیده وارونگی

بدون شک یکی از مهمترین مسائل زیست محیطی در ایران و بخصوص شهرهای بزرگ مشکل آلودگی هوا است. در سالهای اخیر این پدیده خطرناک به جایی رسید که توجه همگان را به خود جلب کرد. اما ببینیم که آلودگی هوا چیست و تعریف آن به چه صورت است؟ بسیار در اخبار، روزنامه ها و گزارشهای مختلف می شنویم که فلان گاز از حد مجاز در هوا افزایش یافته و یا بهمان ماده در هوا زیادتر از مقداری است که باید باشد. در این مطلب ابتدا سعی می شود گازها و یا موادی که در هوا وجود دارند معرفی شوند و سپس توضیح داده شود که چه عواملی در میزان آلودگی هوا بیشترین نقش را ایفا می کنند.

به زبان ساده آلودگی هوا آن چیزی است که انسان نمی خواهد در هوای تنفسی اش وجود داشته باشد. چرا؟ زیرا برای سلامتی او مضر است. این موادی که ما نمی خواهیم در هوا باشد، به دو صورت ممکن است بوجود بیایند. یکی بصورت طبیعی است، یعنی مادر طبیعت در فعل و انفعالات طبیعی خود بوجود می آورد و دیگری از نوعی است که توسط انسان و بصورت مصنوعی تولید می شود. مورد اول در مقایسه با مورد دوم بسیار محدود است و اساسا قابل مقایسه نیست. آتشفشان ها نمونه آلودگی طبیعی هستند که بر اثر انفجار آنها بسیاری از گازها و موادی که برای سلامتی انسان مضر است به هوا راه می یابند. گازها و خاکستر ناشی از آتشفشان یکی از نمونه های آلودگی توسط مادر طبیعت است که در فعل و انفعالات درونی زمین در یک نقطه به هوای بیرون راه می یابد. طوفانهای شن و کوههایی که از آنها مداوما دود و بخار بلند می شوند، نمونه های دیگری از آلاینده های طبیعی هستند. ( آلاینده یعنی آلوده کننده )

دانلود مقاله کامل درباره انواع نانوکامپوزیت ها و کاربرد آنها در صنایع هوا و فضا

اختصاصی از یارا فایل دانلود مقاله کامل درباره انواع نانوکامپوزیت ها و کاربرد آنها در صنایع هوا و فضا دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*

فرمت فایل: Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

تعداد صفحه :60

بخشی از متن مقاله

مقدمه

رشته مواد نانو کامپوزیت توجه دانشمندان و مهندسان را در سالهای اخیر به خود جلب کرده است. نتایج بررسی استفاده از بلوکهای ساختمانی در ابعاد نانو, طراحی و ایجاد مواد جدید با انعطاف پذیری و پیشرفتهای زیاد در خواص فیزیکی آنها را ممکن می سازد. قابلیت ارتقاء کامپوزیت ها با استفاده از بلوکهای ساختمانی با گونه های شیمیایی ناهمگن در رشته ها و بخش های مختلف علمی مطرح گردیده است. ساده ترین مثالها از چنین طراحی هایی, به صورت طبیعی در استخوان اتفاق
می افتد که یک نانوکامپوزیت ساخته شده از قرص های سرامیکی و چسبهای آلی می باشد. بدلیل این که اجزاء سازنده یک نانو کامپوزیت دارای ساختارها و ترکیبات مختلف و خواص مربوط به آنها
 می باشد، کاربردهای زیادی را ارائه می دهند. از اینرو موادی که از آنها تولید می شوند, می توانند چند کاره باشند. با الگو گرفتن از طبیعت و براساس نیازهای تکنولوژی های پدید آمده در تولید مواد جدید با کاربردهای مختلف در آن واحد برای مصارف گوناگون, دانشمندان استراتژی های ترکیبی زیادی را برای تولید نانو کامپوزیت ها بکار برده اند. این استراتژی ها دارای مزایای آشکاری در تولید مواد دانه درشت مشابه می باشند. نیروی محرکه در تولید نانو کامپوزیت ها, این واقعیت است که آنها خواص جدیدی در مقایسه با مواد رایج ارائه  می دهند.

تصمیم برای بهبود خواص و پیشرفت ویژگی های مواد از طریق ایجاد نانو کامپوزیت های چند فازی مسئله جدیدی نیست. این نظریه از زمان آغاز تمدن و بشریت و با تولید مواد برای کارآمدی بیشتر برای اهداف کاربردی مورد نظر بوده است. علاوه بر تنوع وسیع نانو کامپوزیت های یافت شده در طبیعت و موجودات (مثل استخوان) , یک مثال عالی برای کاربرد نانو کامپوزیت های ترکیبی در روزگار باستان, کشف جدید ساختمان نقاشی های مایان می باشد که در دوران مسا مریکاس[1] بوجود آمدند. توصیف حالت هنر از این نمونه های نقاشی آشکار می سازد که ساختار رنگها, متشکل از ماتریسی از خاک رس آمیخته شده با مولکولهای رنگی آلی می باشد. آنها همچنین محتوی ناخالصی های ذرات نانوی فلزی محفوظ در یک لایه سیلیکاتی بی شکل همراه با ذرات نانوی اکسیدی روی لایه می باشند . این ذرات نانو تحت عملیات حرارتی و از ناخالص بوجود می آیند (Cr , Mn , Fe) که در مواد خام مثل خاک رس موجود می باشند ولی جمع و سایز آنها خصوصیات نوری رنگ نهائی را تحت تأثیر قرار می دهد. ترکیبی از خاک رس موجود که یک سوپر لاتیک می سازد که در ارتباط با ذرات نانوی فلزات و اکسیدی پشتیبانی شده روی لایه آمورف می باشدو این رنگ را یکی از اولین مواد مرکب مشابه نانو کامپوزیت های کاربردی مدرن می سازد.  

نانو کامپوزیت ها را می توان ساختارهای جامدی فرض کرد که دارای خواص مکرر بعدی با اندازه نانومتری بین فازهای مختلف سازنده ساختار می باشند. این مواد متشکل از یک جامد غیرآلی (بستر یا میزبان) محتوی یک جزء آلی و یا بالعکس می باشند و یا می توانند متشکل از دو یا چند فاز آلی  / غیرآلی در چند فرم ترکیبی باشند با این محدودیت که حداقل یکی از فازها یا ترکیبات, در ابعاد نانو باشد.

 

مثالهایی از نانو کامپوزیت عبارتند از پوششهای متخلخل, ژل ها و ترکیبی از پلیمرها, مثل ترکیبی از فازهای با ابعاد نانو با تفاوتهای فاحش در ساختار, ترکیب و خواص می توان فازهای با ساختار نانوی موجود در نانو کامپوزیت ها را صفر بعدی (مثل خوشه های اتمی تشکیل شده), تک بعدی (یک بعدی مثل نانوتیوپ ها) و دو بعدی (پوشش های با ضخامت نانو) و سه بعدی (شبکه های جاسازی شده) در کل مواد نانو کامپوزیت می توانند دارای خواص مکانیکی, الکتریکی, الکتریکی, نوری, الکتروشیمی, کریستالی و ساختاری باشند, نسبت به مواردی که دارای اجزاء واحد و یگانه هستند. رفتار چند کاره برای هر ویژگی بخصوص ماده اغلب بیش از مجموع اجزاء تکی می باشد.

هر دو روش پیچیده و ساده برای ساختن ساختارهای نانو کامپوزیت وجود دارد یک سیستم عملی نانو کامپوزیت دو فازی, مثل کاتالیزرهای پشتیبان مورد استفاده در کاتالیزر محرک (ذرات نانوی فلزی جای گرفته روی پشتیبان های سرامیکی), می توانند بسادگی با بخار دادن فلز روی لایه و یا پراکنده کردن توسط حلال شیمیایی آماده شوند. از طرف دیگر, ماده ای مثل استخوان که دارای ساختاری سلسله مراتبی با فازهای پلیمری و سرامیکی مرکب می باشد, با تکنیکهای ترکیبی حاضر, به سختی می تواند تکثیر شود.

جدا از ویژگی های اجزاء تکی در یک نانو کامپوزیت, اشتراک اجزاءبا یکدیگر در بهبود یا محدود کردن خواص کلی یک سیستم نقش مهمی بر عهده دارند.

با توجه به فصل مشترک زیاد و وسیع ساختارهای نانو, نانو کامپوزیت ها ارائه کننده فصل مشترک های زیادی بین فازهای ادغام شده تشکیل دهنده می باشند. خواص ویژه نانو کامپوزیت ها اغلب از اثر متقابل و تداخل فازهای آن در فصل مشترک ها حاصل می شوند. یک مثال عالی برای این مطلب, رفتار مکانیکی کامپوزیت های پلیمری پر شده با نانوتیوپ ها می باشد. هر چند افزودن نانوتیوپ ها می تواند امکان استحکام پذیری پلیمرها را افزایش دهد, یک فصل مشترک بدون تداخل فازها فقط برای بوجود آوردن مناطق ضعیف در کامپوزیت کارائی دارد و هیچ بهبودی در خواص مکانیکی آن بوجود نخواهد آمد. برخلاف مواد نانو کامپوزیت, فصل مشترک ها در کامپوزیت های موسوم, تشکیل دهنده یک شکستگی بسیار کوچکتر در فلزات بالک می باشد.  

ذکر این نکته حائز اهمیت است که تحقیقات در مورد کاربرد و روشهای تولید نانو کامپوزیت ها در طول دهه اخیر در بسیاری از کشورهای دنیا و در کشور ایران گسترش یافت و در دنیای پیششرفته کنونی باعث تکامل صنایع مختلف نظیر صنعت هوا و فضا  ،صنایع خودرو سازی و صنایع پزشکی و ... گریده است این پروژه در حال حاضر مروری بر سیستم های نانو کامپوزیت و نحوه فرایند تولید و خصوصیات و کاربردهای آنها دارد.

2-2- تاریخچه تولید کامپوزیت های زمینه فلزی

تولید MMCsبه سال1940 میلادی حین بهبود سرمت باز می گردد .در گذشته اجزای غیر فلزی (سرامیکی) داخل فلزات یا آلیاژها را به عنوان عواملی که باعث تخریب خواص مکانیکی از جمله استحکام و انعطاف پذیری می شود ، می دانستند . در اواسط دهه ی 60 نیکل پوشش داده شده توسط پودر گرافیت را به وسیله جریان گاز آرگون در مذابی از آلیاژ آلومینیوم وارد کردند. این سرآغاز تولید و بررسی کامپوزیت های زمینه فلزی بود و تحت نام MMPC معرفی شد . در سال 1968 در انجمن تکنولوژی هندوستان در کنپور ، شخصی به وسیله ی روش به هم زدن موجبات اتصال ذرات آلومین به آلومینیوم را فراهم نمود و باعث بوجود آمدن کامپوزیت های آلومینیوم – آلومین گردید . این اختراع تحت نام روش ریخته گری به هم زدنی نامیده شد[1].

 

در اوایل دهه ی هفتاد انجمن تکنولوژی ماساچوست روشی را به ثبت رساند که در آن اجزای غیر فلزی را در آلیاژهای شبه جامد در درجه حرارتی بین شالیدوس ولیکوئیدوس برای همان آلیاژ در مخلوط قرار می داد و تولیدکامپوزیت می کرد . در این پروسه تاخیر در تر شدن و دیر تر شدن ذرات باعث افزایش ویسکوزیته آلیاژ شبه جامد می شد . در دانشگاه رودکی یک ترتیب و نظمی برای فرو بردن ناخالصیها (ذرات) معرفی شد . این ترتیب و نظم به این شکل بود که ابتدا به وسیله به هم زدن ، مذاب و پارتکیل ها را به صورت دوغاب در آمده و نیازی به هم زدن تا انتهای کار نباشد. در روشهای پراکنده سازی ذرات و روش آلیاژهای شبه جامد می توان متد های گوناگونی را بکار برد اما مقدار ذرات مصرفی محدود می باشد چرا که دوغاب مذاب حاوی ذرات برای ریخته گری یک حداقل سیالیت را لازم دارد. بقیه ی روشهای تولید کامپوزیت زمینه فلزی را در این بخش به طور مختصر، و در فصل روش های تلفیق به طور کامل توضیح داده می شود. مهمترین حسن این گروه حفظ خواص در دمای بالا می باشد. از دیگر مزایا می توان به استحکام کششی نهایی بالا، مقاومت به ضربه بالا، توانایی آزاد سازی تنش (بدلیل قابلیت تغییر شکل پلاستیک) و مقاومت به خوردگی بالا اشاره کرد [1].

در تولید MMCs باید پارامترهای زیادی مد نظر قرار گیرند که مهمترین آن ها عبارتند از :

• در انتخاب مواد باید دقت شود . با توجه به اینکه اغلب ، فاز دوم دارای جنس سرامیک می باشند و بیشتر سرامیک ها با فلزات واکنش می دهند و تولید ترکیبات بین فلزی[4] این مواد بسیار ترد و شکننده هستند و خواص را کاهش می دهند (البته باید در نظر داشت که واکنش باید انجام گیرد ).
• چون هدف بدست آوردن یک ماده سبک است پس بیشترین کاربرد راMg ،Al تا حدودی و در بعضی موارد خواهند داشت[1] .

خیس شوندگی ذرات باید در نظر گرفته شود . زمینه باید قابلیت تر شوندگی سرامیک را داشته باشد

3-2- روش های تولید MMCs

1-3-2- روش ذوبی در تولید MMCs  

در روش های ذوبی فلز زمینه ذوب شده با فلز دوم ادغام می شود و کامپوزیت  تولید می گردد . مانند روش های گردابی ، نیمه جامد – نیمه مایع ، ریخته گری کوبشی ، پاشش همزمان ، درجا و...[1] .

 

1-1-3-2- روش گردابی یاVortex

در این روش یک همزن در داخل مذاب وجود دارد که عمل هم زدن را انجام می دهد . در  حین هم زدن فاز دوم (سرامیک ) از بالا وارد می شوند و مخلوطی از مذاب و سرامیک ایجاد می شود این مخلوط دوغاب کامپوزیتی نیز نامیده می شود . سپس از روش های مختلف ریخته گری می توان قطعات کامپوزیتی تولید کرد[1].

محاسن :

• از نظر اقتصادی مقرون به صرفه است چون به تجهیزات پیچیده ای نیاز نمی باشد .
• محدودیت در شکل و اندازه قطعات وجود ندارد.
• اگر تخلیل در حد قابل قبول باشد نیاز به فرآیند ثانویه نمی باشد.
• قابلیت بازیابی مجدد وجود دارد .

مشخصات روش گردابی :

• انتخاب مواد اولیه: همه موارد انتخاب باید مد نظر قرار گیرد . همچنین چون زمان تماس مذاب با سرامیک نسبتاً طولانی است (درحین هم زدن و ریخته گری ) امکان تخریب سرامیک بدلیل واکنش مخرب وجود دارد ، پس باید در انتخاب مواد دقت کرد.
• اختلاف(ضریب انبساط حرارتی ) زمینه و فاز دوم : چون از دمای بالا تولید می شوند این اختلاف سبب تشکیل دانسیته نابجایی در اطراف ذرات می شوند. در نتیجه ذره تحت فشار و زمینه تحت کشش می باشد . به این مسئله تطابق فیزیکی گویند این مسئله از لحاظ پیر سختی مفید است .
• خیس شوندگی : باید مد نظر قرار گیرد . عدم خیس شوندگی عدم اختلاط را به همراه دارد. گاهی اوقات برای تکامل خیس شوندگی ذرات پیش گرم شوند . مانند SiCکه در 9000cبه مدت 1تا 3 ساعت حرارت می دهند . بدلیل :
• از بین رفتن رطوبت و ناخالصی های سطحی که باعث می شود کلوخه ای شدن اتفاق نیفتد.
• شیمی سطح تعویض می شود. با حرارت SiC2 تشکیل شده که باعث بهبود تر شوندگی می گردد[1].

 2-1-3-2- مخلوط سازی فاز دوم با مذاب

اولین مرحله جهت تولید کامپوزیت خوب توزیع ذرات فاز دوم در دوغاب است . در این مورد اکسیدهای سطحی را باید در نظر گرفت زیرا ایجاد مزاحمت می کنند . هم چنین برخورد بین ذرات نیز باید در نظر گرفته شود . مهمترین مسئله جهت توزیع ذوب هم زدن می باشد. جهت دستیابی به توزیع خوب در هم زدن ، همزن باید شرایط خاصی داشته باشد . همزن هم می تواند جریان شعاعی و هم می تواند جریان محوری ایجاد کند وجود هردو جریان با هم بهترین حالت خواهد بود[1] .

 جهت انجام بهینه هم زدن به پارامترهای زیر باید توجه کرد .

• شکل و تعداد همزن .
• سرعت چرخش همزن
• اندازه همزن .
• فاصله همزن از کف بوته.

3-1-3-2- ریخته گری کوبشی Squeeze Casting

آهنگری در حال مذاب هم نامیده می شود . این روش دو تفاوت اساسی با ریخته گری تحت فشار دارد که عبارتند از :

• فشار در ریخته گری کوبش در دامنهMPa 55 تاMPa 200 می باشد ولی در ریخته گری تحت فشار حداکثرMPa 15 می باشد .
• در روش کوبشی فشار با پایان انجماد ادامه دارد ولی در تحت فشار وقتی قالب پر می شود فشار قطع می شود .

به هر حال این روش در مقایسه با روش سنتی مزیت هایی دارد که عبارتند از :

• به خاطر فشار زیاد می توان قطعات را نزدیک به شکل نهایی تولید کرد.
• سرعت تولید بالاست .
• قطعات تولیدی با این روش فاقد تخلخل گازی و انقباضی هستند زیرا :
• به دلیل فشار زیاد نیازی به فوق گداز جهت سیالیست کافی نخواهیم داشت ، لذا جذب گاز کاهش می یابد.
• چون تا پایان انجمادفشار ادامه دارد حفرات انقباضی کاهش می یابد.
• بدلیل انتقال حرارت سریع فلز زود منجمد می شود و فرصتی برای جدایش ندارد .

 معایب ریخته گری کوبشی در کامپوزیت ها

• فشار زیاد سبب تغییر شکل اولیه کامپوزیت می شوند. (شکلی از فاز دوم که آماده می شود ، درون قالب قرار می گیرد وسپس مذاب به داخل آن نفوذ داده می شود ) .
• با توجه به اینکه باید موادی با انجماد پوسته ای انتخاب کنیم در محدوده انتخاب آلیاژ محدودیت داریم .
• نیاز به تجهیزات پیچیده جهت اعمال فشار زیاد می باشد[1] .

4-1-3-2- کامپوزیت های درجا In-Situ Composites

به طور کلی کامپوزیت درجا به کامپوزیت هایی اطلاق می شود که فاز دوم در اثر واکنش هایی درون مذاب تشکیل می شود .

• فاز دوم در اثر واکنش بین زمینه و یک عامل خارجی مثل گاز ، مایع و جامد صورت می گیرد
• فاز دوم در اثر واکنش یوتکتیک در مذاب صورت می گیرد.

به عنوان مثال برای نوع اول کامپوزیت های درجا ، با وارد کردن گاز اکسیژن باعث تشکیل اکسید در مذاب به عنوان فاز دوم می شود . محاسن نوع اول کامپوزیت های درجا عبارتند از :

• نیاز به فاز دوم به صورت الیاف یا ذرات نمی باشد .
• مشکلات عدم خیس شوندگی وجود ندارد .
• مسئله هم زدن نداریم .
• توزیع یکنواخت می باشد .

در مورد نوع دوم اگر شرایط انجماد توسط شیب حرارتی(G)سرعت(R) رشد کنترل شود آلیاژ به صورت یوتکتیک یا کامپوزیت لایه ای و یا میله ای خواهد شد . محاسن نوع دوم کامپوزیت های درجا عبارتند از :

• افزایش استحکام .
• چسبندگی بیشتر ذرات .
• عدم واکنش مخرب بین فاز دوم و زمینه .

و همچنین معایب کامپوزیت های درجا به شرح ذیل می باشد :

• در اشکال پیچیده نمی توان انجماد جهت دار یا با جبهه مسطح داشت . پس مخصوص اشکال ساده می باشد .
• باید آلیاژ کاملا خالص باشد . فاز خالص جلوی رشد مزدوج را می گیرد[1].

2-3-2- روشهای حالت جامد در تولید MMCs

در این روشها نیازی به ذوب کردن آلیاژ زمینه نمی باشد و در حالت جامد کامپوزیت سازی انجام
می شود.

1- روش اتصال دیفوزیونی : در این روش الیاف بین دو ورق زمینه تمیز کاری شده قرار می گیرد
( مانند ساندویچ ) سپس تحت فشار ، دما و زمان قرار می گیرد در نتیجه اتصال نفوذی بین لایه ها و فاز دوم بوجود می آید .

2- روش نورد

3- روش اکستروژن

4- روش متالورژی پودر : شبیه به متالوژی پودر سنتی می باشد با این تفاوت که به پودر فلز ، ذرات یا الیاف کوتاه سرامیکی اضافه می شود و محاسن متالورژی پودر به شرح ذیل است :

• پیوند ذرات و زمینه خوب است .
• توزیع خوب می باشد .
• محدودیت در کسر حجمی ذرات نداریم[1] .

به طور کلی محاسن روش های حالت جامد عبارتند از :

• نیاز به تجهیزات ذوب نمی باشد .
• جدایش اتفاق نمی افتد .

3-3-2- تخلخل در کامپوزیت

تخلخل در کامپوزیت های زمینه فلزی بیشتری از آلیاژهای فلزی است . با افزایش کسر حجمی ذرات مقدار تخلخل افزایش می یابد . دلایل این امر عبارتند از :

• در موقع هم زدن هوا و گازها وارد مذاب می شوند که به تخلخل تبدیل می شوند .
• ذرات به همراه خود لایه هوارا وارد مذاب می کنند.
• ذرات به عنوان مراکز جوانه زنی برای حلال های گازی عمل می کنند. هر چه زاویه تر شوندگی بین مذاب و ذره بیشتر باشد عمل جوانه زنی حباب هوا روی ذرات افزایش می یابد .
• چون اغلب ویسکوزیته مذاب کامپوزیت بیشتر از ویسکوزیته آلیاژ می باشد عمل خروج گاز قبل از انجماد به کندی انجام می شود[1] .

4-2- خوردگی کامپوزیت ها

نسبت به مواد مونولیتیک ضعیف هستند. خوردگی را به دو دسته تقسیم می کنیم که عبارتند از :

• حفره ای[5]
• گالوانیک[6]

عامل اصلی برای خوردگی کامپوزیت ها خوردگی گالوانیک می باشد . به دلیل حضور دو فاز متجانس در کنار هم پیل تشکیل می شود . جهت خوردگی ابتدا حفره ای شدن اتفاق می افتد که باعث می شود ماده خورنده به فصل مشترک برسد در نتیجه پیل تشکیل می شود. حال اگر جلوی حفره ای شدن را بگیریم مانع از خوردگی کامپوزیت خواهیم شد . در صورتیکه در MMCs در دمای بالا کاربردی داشته باشند خوردگی ممکن است از نوع خوردگی داغ هم باشد که شامل اکسیداسیون و هم شامل گازهای خورنده می باشد . در خوردگی داغ ابتدا سطح قطعه خورده می شود و گازها خود را به فصل مشترک زمینه فاز دوم می رساند . به طور کلی دو عامل ممکن است اتفاق بیفتد :

• ورود به فصل مشترک و خورده شدن .
• ورود به فصل مشترک و تشکیل ترکیباتی که حجم بیشتری دارند که باعث ایجاد تنش می شود در نتیجه اتفاق می افتد .

*** متن کامل را می توانید بعد از پرداخت آنلاین ، آنی دانلود نمائید، چون فقط تکه هایی از متن به صورت نمونه در این صفحه درج شده است ***