مقاله بررسی انجماد و خواص آلیاژهای آمورف آلومینیوم

مقاله دانلودی حاضر که سمینار درس فرایندهای انجماد پیشرفته می باشد با عنوان بررسی انجماد و خواص آلیاژهای آمورف آلومینیوم تهیه گردیده و دارای یک پاورپوینت 35 اسلایدی و pdf آن در 54 صفحه است.

بخشهایی از متن سمینار

در اوایل 1960، پال داوز در مؤسسه تکنولوژی کالیفرنیا، مذاب Au75Si25 را با سرعتی بیش از یک میلیون درجه کلوین در ثانیه سرد نمود که در این فرایند هم از شکل گیری یک ساختار کریستالی جلوگیری شد. برای اینکه چنین فرایندی شکل گیرد، باید حرارت سریعاً از مذاب در حال انجماد گرفته شود که این تنها هنگامی به دست خواهد آمد که ابعاد نمونه از یک بعد کمتر از 50 میکرومتر باشد.

سال 1981 و در آلیاژهای سه تایی Al-Fe-B و Al-Co-B می باشد. اما این آلیاژهای آمورف بسیار تردند و زیاد مورد توجه قرار نگرفتند.

با این حال در اوایل سال 1990 بود که این مواد به صورت تجاری و آکادمیک مورد توجه قرار گرفتند.

آلیاژهایی (آلیاژهای چند جزئی پایه زیرکونیم) کشف شدند که در نرخ سرد کردن 1 1-Ks هم می توان به ضخامت بحرانی چند سانتیمتر جهت رسیدن به ساختار آمورف دست یافت.

زمانی که یک ماده از حالت مذاب سرد می شود بسته به نرخ سرد کردن، انجماد به دو صورت ممکن است رخ دهد. این دو مسیر در شکل (موجود در پاورپوینت مقاله) نشان داده شده اند. در نرخ سردکردن آهسته، مسیر abc، انجماد با تشکیل یک جامد کریستالی همراه می باشد. در این حالت ماده در دمای ذوب (Tm) کاهش حجم ناگهانی و قابل ملاحظه ای می دهد.

اما چنانچه نرخ سرد کردن از یک مقدار بحرانی بیشتر باشد (مسیر abed)، جوانه زنی و یا رشد فاز جامد کریستالی انجام نمی شود و در عوض با عبور از دمای ذوب، یک مذاب فوق سرد به دست می آید. با کاهش بیشتر درجه حرارت ویسکوزیته مذاب افزایش می یابد تا اینکه در دمای Tg، ویسکوزیته مذاب آنقدر بالاست که مذاب مانند یک جامد رفتار می کند. در این حالت جامد به دست آمده ساختار آمورف یا شیشه ای دارد. در این مسیر ماده در دمای Tg تغیییر حجم تدریجی می دهد اما در هر حال حجم جامد در حالت آمورف بیشتر از حالت کریستالی است که نشان می دهد فاصله متوسط اتم ها در حالت آمورف بیشتر می باشد. درجه حرارت Tg را دمای تبدیل به حالت شیشه ای می نامند. در این درجه حرارت ویسکوزیته مذاب در حد pas 1013 می باشد.

سه شرط لازم برای دستیابی به ساختار آمورف

(1) آلیاژ باید توانایی تشکیل ساختار آمورف بالایی داشته باشد.

(2) نرخ سرد کردن بیشتر از نرخ بحرانی (Rc) منحنی کریستالیزاسیون باشد

(3) سرد کردن مذاب تا دماهای کمتر از Tg

لزوم این شرط بدان معنی است که در درجه حرارت های بالاتر از Tg اتم ها قدرت تحرک کافی برای تبدیل به حالت کریستالی را دارند. اما در درجه حرارتهای کمتر از Tg ویسکوزیته ماده بالا و قدرت تحرک اتمها آنقدر کم است که ماده از نظر کینتیکی قابلیت تبدیل به حالت کریستالی را ندارد. به این ترتیب در درجه حرارت های کمتر از Tg حالت آمورف را می توان برای همیشه حفظ کرد.

عناوین مطالب مقاله

مقدمه

انجماد سریع

شرایط لازم برای تشکیل ساختار آمورف در یک آلیاژ

فرایندهای ساخت آلیاژهای آمورف

آلیاژهای آلومینیوم آمورف

بررسی سیستم های آلیاژی آلومینیوم با قابلیت تشکیل ساختار آمورف

سیم های آلیاژهای آلومینیوم آمورف

آلیاژهای آلومینیوم آمورف بالک

خواص آلیاژهای آلومینیوم آمورف

کاربردهای آلیاژهای آمورف