مقالات مهندسي سطح و عمليات حرارتي

امروزه، استفا ده از پوشش هاي با ضخامت هاي بسيار كم و با خواص خوردگي و مكانيكي عالي اهميت فراواني پيدا كرده است رسوب گذاري الكتروفروتيك يكي از روش هاي پوشش دهي مي باشد، كه علاوه بر داشتن فاكتورهاي موردنظر، نسبت به ديگر روش هاي پوشش دهي ارزان نيز مي باشد. در اين روش با استفاده از ايجاد ميدان الكتريكي در يك محلول معلق پايدار، سطحي كاملا صاف و يكنواخت با خواصي قابل كنترل ايجاد مي شود. در اين تحقيق بوسيله باردار كردن تك كريستال هاي آلوميناي g در محلول معلق توسط ميدان الكتريكي، پوشش روي زير لايه اينكونل اعمال شد سپس با استفاده از عمليات معلق توسط ميدان الكتريكي، پوشش روي زير لايه اينكونل اعمال شد سپس با استفاده از عمليات pH محلول بر ضخامت لايه رسوبي تشكيل شده بررسي شد. بوسيله دستگاه SEM ضخامت و آناليز لايه پوششي بدست آمد با افزايش ولتاژ و جريان اعمالي، افزايش دماي زينترينگ، اعمال فرآيند بهينه زينتريگ و افزايش pH، ضخامت لايه رسوبي افزايش يافت هر كدام از عوامل ذكر شده تاثير متفاوتي بر خواص لايه پوشش داشتند. با توجه به عوامل موثر بر ضخامت لايه رسوبي شرايط بهينه اعمال پوشش حاصل شد.

در بسياري از آلياژهاي مقاوم حرارتي، اكسيداسيون در دماي بالا باعث تشكيل لايه محافظ Al₂O₃ مي شود. اين لايه در اثر سرمايش آلياژ ممكن است از روي آلياژ پوسته شود عوامل مختلفي بر رفتار اكسيداسيون و پوسته شدن اين نوع آلياژها تاثير مي گذراد كه مي توان به اين موارد اشاره كرد: تاثير ناخالصي ها و مخصوصا مقدار سولفور بر رفتار اكسيداسيون اين آلياژها؛ سرعت سرمايش؛ ضخامت فلز پايه؛ نقش ناخالصي هاي اكسيد ثانويه(PEGS) ؛ تنش هاي پسماند در اكسيد و آلياژ و ... در اين مقاله تاثير عوامل مذكور بر رفتار اكسيداسيون آلياژه اي مقاوم حرارتي بررسي شده و همچنين مدل هايي براي جوانه زني و رشد جدايش و عدم چسبندگي آورده شده است.

در سطوح ريل هاي راه آهن، اندركنش بين سايش و خستگي سبب ايجاد عيوبي تحت عنوان عيوب RCF مي شود. نياز به سرعت زياد، بار محوري بالا، دانسيته ترافيك و نيروي كشش بيشتر در حمل و نقل ريلي سبب شده است كه ارزيابي و كنترل اين عيوب به عنوان مهم ترين محدود كننده اين تقاضاها، از اهميت ويژه اي برخوردار باشد در اثر تركيبي از گرمايش موضعي سطح تماسي ريل و تنش هاي عمودي و مماسي بين چرخ و سطح ريل كه سبب جابجايي برشي شديد لايه سطحي ريل مي شود، لايه هاي ترد و نانو ساختاري از ميكروساختار پرليتي اوليه ريل ايجاد مي شود. جوانه زني و رشد ترك خستگي از اين لايه ها و خروج آنها از لايه سطحي شديدا تغيير فرم يافته، سبب قلوه كن شدن لايه هاي سطحي ريل و در نتيجه اعمال بارهاي ديناميكي شديد و افزايش احتمال خردشوندگي ريل مي شود. همچنين رشد اين ترك هاي سطحي مي تواند با تبديل به ترك هاي خستگي عرضي سبب شكست كامل ريل شود دراين مقاله ابتدا ميكروساختار لايه هاي سطحي ريل، نحوه تشكيل آنها و ارتباط آنها با ايجاد ترك و عيوب سطحي ريل بررسي شده است. سپس عوامل موثر در ايجاد و رشد اين عيوب از جمله اثر ناهمواري هاي سطحي، عيوب متالورژيكي سطحي ريل، روان كننده، پيچ و شيب ريل، آب و هوا و روش هاي از بين بردن اين عيوب بررسي شده است. در نهايت به وضعيت خطوط ريلي ايران از اين منظر و نحوه كنترل و پيشگيري هاي ممكن پرداخته شده است.

تكثير كننده هاي ميكرو كانالي، صفحاتي به شكل قرص هستند كه ميليونها كانال در آنها تعبيه شده است و هر كانال نقش تكثير كننده الكترون را ايفا مي كند. اين صفحات در فاصله كمي از يك فوتوكاتد قرار مي گيرند به طوري كه الكترون هاي گسيل شده از فوتوكاتد تحت تاثير يك اختلاف پتانسيل به درون كانال ها هدايت مي شوند و پس از برخورد هاي متوالي با سطح داخلي كانال ها، الكترون هاي ثانويه گسيل مي شوند. اين صفحات بايستي داراي دو ويژگي اساسي بهره بالا و يون فيدبك پايين باشند. در اين مقاله ضمن بررسي فرايند گسيل الكتروني از سطح داخلي ميكروكانال ها در صفحات ميكروكانالي، شكل هندسي خاصي را براي آنها پيشنهاد كرده ايم. در اين مدل به جاي ميكروكانالهاي مستقيم، از ميكروكانالهاي خميده استفاده شده است اين خميدگي اثرات فيزيكي جالبي در سطح داخلي ميكروكانالها ايجاد مي كند كه از جمله مي توان به افزايش بهره و كاهش يون هاي فيدبك اشاره نمود كاهش يون هاي فيدبك سبب مي شود نوفه دستگاه كمينه گردد همچنين با يك برنامه محاسباتي كامپيوتري، بهره گسيل ثانويه را محاسبه و نمودار حاصل را رسم نموده و نتيجه را با نتايج به دست آمده از پژوهش هاي ديگران مقايسه كرده ايم.

تنش لايه هاي فلزي Ag, Au, Zn, Cu, Al و Fe را كه با روش PVD و كندوپاش (sputtering) در تعداد بيشماري تهيه شده اند، اندازه گيري نموده ايم. براي اين منظور از زير لايه هاي مضاعف شيشه و ميكا به ابعاد 1×76×25 و 0.14×50×24 ميليمتر (140 ميكرون) متناسب با دستگاههاي تبخير استفاده شد. لايه ها در شرايط تقريبا يكسان با تغيير پارامترهاي تبخير و با ضخامت هاي مختلف رسوب د اده شدند عمل تبخير در خلا و در فشارهاي حدود 10^-5 تور در روش PVD و در فشار حدود 10^-3 تور در روش كندوپاش انجام گرفت و با اعمال شدت جرياني مناسب با فيلامنت به صورت فنر يا سبد براي فلزات با نقطه ذوب بالا و به صورت قايق از جنس موليبدن يا تنگستن براي فلزات با نقطه ذوب پايين لايه نشاني انجام گرديد. ماده لايه ها روي زير لايه ها به قطر 140 ميكرون كه از يك طرف روي زير لايه ديگري به قطر يك ميليمتر ثابت شده، رسوب داده شده اند. با اندازه گيري شعاع خمش زير لايه در اثر تنش ماده لايه و ضخامت لايه به روش اپتيكي تنش لايه ها تعيين شدند.
نتايج نشان داده اند كه هرقدر ضخامت لايه بيشتر باشد شعاع خمش زيادتر و در نتيجه تنش لايه تا حدي افزايش مي يابد در ضخامت هاي خيلي كم دقت اندازه گيري شعاع خمش و در نتيجه تنش كمتر است به علاوه دقت تعيين تنش لايه ها با نقطه ذوب پايين مانند Zn و Cd در ضخامت هاي زياد به علت كاهش چسبندگي در محدوده ضخامت معين امكان پذير است.