10 نتیجه برای کامپوزیت
بهزاد صادقی، مرتضی شمعانیان، فخرالدین اشرفی زاده، پاسکواله کاوالیره،
دوره 4، شماره 2 - ( 11-1397 )
چکیده
اتصال حالت جامد نانوکامپوزیت های ساخته شده به روش متالورژی پودر و تف جوشی شده به روش پلاسمای قوس الکتریکی به روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی مطالعه شده است. نانوکامپوزیت به روش آسیابب کاری مکانیکی و سپس تف جوشی به روش پلاسمای قوس الکتریکی تولید شده اند. خواص مکانیکی، ریزساختاری اتصالات به عنوان تابعی از پارامترهای فرایندی مختلف مانند سرعت خطی و دورانی ابزار مورد بررسی قرار گرفت. نتایج به دست آمده نشان داد که جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی نانوکامپوزیت های ساخته شده به روش متالورژی پودر و با توزیع اندازه دوگانه از تقویت کننده Al2O3، دارای یک پنجره کاری است که متاثر از حرارت ورودی جوشکاری می باشد. ارزیابی اتصالات نشان داد که خواص ریزساختاری و مکانیکی آنها متاثر از میزان حرارت ورودی تولید شده طی فرایند جوشکاری است. مشخص شد که تبلورمجدد دینامیکی باعث کاهش اندازه دانه آلومینیوم در ناحیه اغتشاش می شود. ضمن اینکه مشخص شد که نانوذرات می توانند اثر قفل کنندگی برای جلوگیری از رشد دانه های متبلور شده ناشی از تبلورمجدد دینامیکی شوند.
حامد انهاری، امیرحسین میثمی، ایمان فخاری گلپایگانی،
دوره 5، شماره 1 - ( 6-1398 )
چکیده
در این مقاله جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی ورق¬های پلی¬پروپیلن1 با 40 درصد الیاف شیشه به روش تجربی، مورد مطالعه قرار گرفته است. همانند سایر روش¬های جوشکاری استحکام محل اتصال مهم ترین مشخصه در این فرآیند می¬باشد. پارامترهای زیادی از جمله هندسه ابزار، سرعت دورانی، سرعت خطی و زاویه کلگی به عنوان پارامترهای ورودی و با اهمیت در این نوع جوشکاری می¬باشد. بنابراین در تحقیق حاضر، تأثیر این پارامترها بر جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی ورق های پلی پروپیلن بررسی و استخراج گردیده است. آزمایشات بر اساس روش تاگوچی و آرایه متعامد که برای طرح های سه سطحی مناسب می¬باشد، طراحی شده است. مدل¬سازی و تحلیل آماری با استفاده از آنالیز واریانس و نسبت سیگنال به نویز انجام پذیرفته است. بر اساس نتایج به دست آمده ابزار با پین استوانه ای – مخروطی پیچی کیفیت ظاهری بهتر و استحکام بالاتری را از خود نشان می¬دهد. از میان پارامترهای مورد بررسی، سرعت دورانی بیشترین و معنادارترین تاثیر را بر استحکام کششی - برشی و شکل ظاهری جوش دارا می¬باشد. پارامترهای بهینه جوشکاری شامل سرعت دورانی 1000 دور بر دقیقه، سرعت خطی 20 میلیمتر بر دقیقه و زاویه کلگی 1 درجه به دست آمد.
سید عزت الله موسوی، مجتبی موحدی، محسن کاظمی نژاد،
دوره 8، شماره 1 - ( 5-1401 )
چکیده
در این پژوهش، پایداری حرارتی-مکانیکی آلومینیوم 1050 که در ابتدا تحت دو پاس فرایند پرس‌کاری در قالب شیاردار محدودشده قرار گرفت، نسبت به جوشکاری اصطکاکی-تلاطمی با بکارگیری پودر هیبریدی (%50 حجمی پودر میکرومتری گرافیت و %50 حجمی پودر نانومتری α-Al2O3) توسط بررسی تحولات ریزساختاری و خواص مکانیکی آن ارزیابی شد. به منظور دستیابی به بیشترین خواص مکانیکی نهایی قطعات جوشکاری شده، متغیرهای متفاوتی از فرایند FSW به کار گرفته شد. انجام فرایند FSW در یک و چند پاس و نیز در نسبت‌های متفاوت از سرعت دورانی (ω) به سرعت خطی (v)، متغیرهای جوشکاری در این پژوهش بودند. همچنین برای ارزیابی اثر پودرها بر خواص مکانیکی کامپوزیت هیبریدی زمینه فلزی، بعضی از ورقهای CGP شده بدون پودر جوشکاری شدند. در کنار مشاهدات میکروسکوپ نوری و میکروسکوپی الکترونی روبشی گسیل میدانی، آزمون میکروسختی ویکرز و آزمون کشش عرضی برای بررسی خواص مکانیکی مناطق جوش انجام شد. مشخص شد اثرگذاری پودر گرافیت به عنوان ذرات روان‌کننده در اتصالات به طور قابل توجهی از متغیرهای جوشکاری پیروی می‌کند. به طوری‌که استفاده از پودر گرافیت در فرایند جوشکاری بیشینه دمای فرایند را تا ℃ 224 کاهش داد، در حالی‌که در شرایط مشابه جوشکاری و بدون استفاده از پودر هیبریدی، بیشینه دمای فرایند℃ 489 گزارش شد. از این‌رو پایداری حرارتی-مکانیکی نمونه‌های تغییر شکل پلاستیک شدید افزایش پیدا کرد، و خواص مکانیکی این ورق‌ها بهبود قابل توجه‌ای یافت. با این وجود، این پودر به علت همین ویژگی ذاتی، و به عبارتی تضعیف سیلان ماده، منجر به تخریب خواص مکانیکی ماده نیز شد. علاوه بر این هر دو پودر استفاده شده باعث ایجاد مکانیزم‌های استحکام بخشی مانند پین کردن مرزدانه‌ها و جوانه‌زنی متاثر از ذرات شدند. با این حال این نتیجه حاصل شد که توزیع یکنواخت ذرات، که از طریق افزایش نسبت ω/v فراهم میشود، به طور قابل توجهی باعث بهبود اثر بخشی پودرها در ریزساختار شده و خواص مکانیکی نهایی را افزایش می‌دهد. همچنین مشاهده شد جوش سالم تنها با افزایش تعداد پاس جوشکاری، و به دلیل سیلان بهتر ماده و حذف حفرات ایجاد میشود، به طوری‌که با افزایش استحکام کششی تا MPa 101 بیشترین بازدهی (%80~) با جوشکاری در نسبت r/mm 70 ω/v = در سه پاس بدست آمد.
سجاد ازغندی راد، مجتبی موحدی، امیرحسین کوکبی، معین تمیزی،
دوره 8، شماره 1 - ( 5-1401 )
چکیده
با توسعه و پیشرفت صنایع الکترونیکی، اهمیت افزایش بهره‌وری مدارات الکترونیکی و همچنین حذف سرب از مدارات الکترونیکی بدلایل زیست محیطی، چالش بزرگی در زمینه طراحی و توسعه لحیم‌های نرم بدون سرب بر پایه قلع و با خواص فیزیکی و مکانیکی نزدیک به آلیاژهای قلع-سرب قدیمی ایجاد گردید. در همین راستا مجموعه آلیاژهای Sn-Ag-Cuبا ترکیب یوتکتیک و ترکیبات نزدیک به آن، به عنوان آلیاژهای پیشنهادی جهت جایگزینی لحیم‌های Pb-Snمطرح شده‌اند. به عنوان یک آلیاژ لحیم بدون سرب، نقطه ذوب پایین، قابلیت اطمینان بالای اتصالات و سازگاری با انواع فلاکس‌ها از جمله خواص این دسته از آلیاژهاست. به جهت بهبود خواص اتصال حاصل از لحیم‌کاری با این آلیاژها، از فرایند کامپوزیتی کردن با نانو ذرات مختلف استفاده میشود. در این پژوهش، از لحیم نرم با ترکیب Sn0.3Ag0.7Cu تقویت شده با نانوصفحات گرافن با درصد وزنی‌های مختلف (2/0،م1/0،م05/0و0)، استفاده شد. به جهت مشاهدات ریزساختاری از میکروسکوپ‌های نوری و الکترونی روبشی استفاده گردید. آزمون‌های فیزیکی از جمله اندازه‌گیری نقطه ذوب، ترشوندگی و مقاومت الکتریکی به جهت بررسی میزان اطمینان به آلیاژ لحیم، انجام شد. براساس نتایج بدست آمده با افزودن نانوصفحات گرافن زاویه ترشوندگی لحیم ابتدا کاهش و سپس افزایش می‌یابد. این پارامتر در مورد نمونه لحیم حاوی%1/0 نانوصفحات گرافن با %10 کاهش حد بهینه را نشان می‌دهد. نقطه ذوب آلیاژ لحیم نیز با افزایش درصد نانوصفحات گرافن تغییر قابل توجهی را نشان نداد. علاوه بر این، با افزودن نانوصفحات گرافن، ضخامت ترکیبات بین فلزی Cu6Sn5 موجود در فصل مشترک اتصال بین مس و لحیم، %30 کاهش را در مورد نمونه حاوی %1/0 گرافن نسبت به نمونه بدون گرافن نشان داد.
غلامرضا خلج، ابراهیم اسدیان،
دوره 8، شماره 2 - ( 11-1401 )
چکیده
در این مقاله ریزساختار و خواص مکانیکی فصل مشترک فولاد ساده کربنی - برنز جوشکاری انفجاری و نورد شده بررسی شد. اتصال انفجاری در دو فاصله توقف و با دو ضخامت ماده انفجاری مختلف انجام شد. نورد کامپوزیت جوش شده در دو دمای محیط و پیش گرم 300 درجه و با کاهش ضخامت ثابت 33.3% انجام گرفت. نتایج نشان داد فصل مشترک موجی اتصال فولاد- برنز، شامل بخشهای مختلفی است. با انجام نورد، فصل مشترک اتصال، کشیده و مسطح شده و مناطق گردابه ای به هم فشرده شده و در مواردی وارد زمینه فولادی شده است. ذرات فولاد جدا شده از زمینه در امتداد تاج موج و به صورت جزیره های مجزا در زمینه برنز باقی مانده است. از طرفی در مناطق مجاور گردابه ها، بخشی از فلز پرنده برنز در زیر موج گیرافتاده و به صورت جزیره های جدا شده از زمینه برنز در داخل فولاد مشاهده شد. مناطق متخلخل در اثر نورد به صورت لایه های خرد شده و فشرده شده درآمده است. نیرو و دمای نورد، موانع نفوذ را تاحدی برطرف کرده و پیوند فلزی بین برنز و فولاد تشکیل شده است. حفره ها و تخلخل های انقباضی در حین اتصال، دراثر نورد به هم فشرده شده و مرزهای مجزا به یکدیگر نزدیک شده است. اتصال انفجاری و نورد سرد موجب افزایش سختی در فصل مشترک شده و نورد گرم منجر به کاهش سختی در فصل مشترک گردیده است. در آزمایش سختی نمونه های جوشکاری به ترتیب بیشترین انرژی برخورد، مرتب می شوند. تاثیرات ناشی از پارامترهای جوشکاری، بعد از نورد سرد و گرم هم باقی می ماند و رتبه بندی سختی تغییر نمی کند.
محمدهادی نورمحمدی، مجتبی موحدی، امیرحسین کوکبی، معین تمیزی،
دوره 9، شماره 1 - ( 3-1402 )
چکیده
روند کوچک‌سازی و فشرده‌سازی تجهیزات الکترونیکی و حذف عنصر سرب از آلیاژهای لحیم‌کاری به دلیل ملاحظات زیست‌محیطی، چالش بزرگی را در زمینه طراحی و توسعه لحیم‌های جدید ایجاد کرده است. لذا اخیراً کامپوزیت‌سازی با بهره‌گیری از ذرات تقویت‌کننده به‌منظور بهبود کارآیی لحیم‌های بدون سرب مدنظر پژوهشگران قرارگرفته است. در این پژوهش آلیاژ لحیم SAC0307 (99 درصد وزنی قلع، 3/0 درصد وزنی نقره و 7/0 درصد وزنی مس) با درصدهای مختلف میکرو ذرات کبالت، به روش اتصال نورد انباشتی ساخته شد؛ سپس به بررسی تأثیر کامپورزیت‌سازی بر مشخصه‌های ترشوندگی، ریزساختاری و مکانیکی آلیاژ لحیم پرداخته شد. کمترین زاویه تماس در نمونه 2/0 درصد کبالت به مقدار 23 درجه به دست آمد. با اضافه کردن کبالت، اندازه ترکیبات بین فلزی Cu6Sn5 و Ag3Sn کاهش پیداکرد و درصد فازهای یوتکتیکی افزایش یافت. همچنین شکل ترکیبات بین‌فلزی فصل‌مشترکی با اضافه کردن کبالت از حالت حلزونی به لایه‌ای تغییر کرده و متوسط ضخامت آنها حدود 13 تا 71 درصد افزایش یافته است. استحکام‌برشی لحیم‌ها با افزایش میکرو ذرات کبالت تا %38 در آلیاژ حاوی 4/0 درصد کبالت افزایش یافت؛ درحالی که در لحیم کامپوزیتی حاوی 1 درصد کبالت، کاهش استحکام برشی به دلیل آگلومره شدن میکروذرات کبالت، مشاهده شد. سطوح شکست برشی نشان داد، ماهیت شکست با افزایش درصد میکرو ذرات کبالت در لحیم کامپوزیتی از شکست نرم به‌صورت حفرات کشیده شده به شکست ترد به‌صورت تورقی تبدیل‌شده است. نتایج نشان داد آلیاژ کامپوزیتی حاوی 2/0 تا 4/0 درصد کبالت بهترین خواص ترشوندگی و استحکام کشش برشی را دارند.
دکتر مجتبی موحدی، دکتر امیرحسین کوکبی، مهندس محمدهادی نورمحمدی،
دوره 9، شماره 2 - ( 6-1403 )
چکیده
لحیم کاری نرم از پرمصرف ترین فرایندهای اتصال دهی در صنعت الکترونیک است. بهبود خواص فیزیکی و مکانیکی و همچنین کنترل تشکیل و رشد ترکیبات بین فلزی، زمینه‌ساز گسترش تحقیقات در زمینه کامپوزیت سازی شده است. توزیع یکنواخت از ذرات سخت در زمینه لحیم، طوری‌که خواص فیزیکی و مکانیکی را بهبود بخشد میتواند معیاری موفقیت‌آمیز برای رسیدن به آلیاژهای لحیم کامپوزیتی باشد. در این پژوهش با بهره گیری از روش اتصال دهی نورد انباشتی (ARB)، کامپوزیت سازی آلیاژ لحیم نرم بدون سرب SAC0307 با استفاده از میکرو ذرات کبالت انجام شد. در ادامه جهت بررسی کارایی روش کامپوزیتی به کارگرفته شده، ورقهای لحیم تولید شده به این روش از نظر ریزساختاری، مکانیکی و فیزیکی مورد بررسی قرار گرفت. بررسی های ریزساختاری نشان دهنده توزیع مناسب ذرات تقویت کننده کبالت درزمینه لحیم بعد از3 پاس ARB بود. همچنین، با افزایش درصد کبالت اندازه ترکیبات بین فلزی Cu6Sn5 در آلیاژ لحیم غیرکامپوزیتی از µm9 به µm5 در آلیاژ لحیم کامپوزیتی با 1 درصد وزنی کبالت کاهش یافت. در ادامه با بررسی تغییرات شکل و اندازه دانه هایSn-β، وقوع و تسریع فرایندهای ترمیمی (بازیابی و تبلور مجدد) یا حضور ذرات تقویت کننده کبالت در زمینه لحیم نشان داده شد. بررسی های خواص مکانیکی ورقهای تولید شده، افت 20 درصدی استحکام مکانیکی بین لایه های ورق لحیم کامپوزتی را نشان داد. همچنین، نتایج آزمون کشش نشان دهنده افزایش 28 درصدی و کاهش 31 درصدی ازدیاد طول آلیاژ لحیم کامپوزیتی با 1 درصد وزنی کبالت است. از طرفی نتایج آزمون DSC، تغییر ناچیز دمای ذوب ورقهای آلیاژ لحیم کامپوزیتی را نشان داد.
آقای مجید رحیمی، دکتر مهدی امیدی، دکتر سعید جبارزارع، دکتر حمیدرضا بخششی راد، دکتر مسعود کثیری عسگرانی، دکتر حمید غیور،
دوره 9، شماره 2 - ( 6-1403 )
چکیده
در این پژوهش، کامپوزیت مس-نقره-کاربید سیلیسیم با استفاده از فرآیند اصطکاکی همزدنی ساخته شد. ذرات تقویت کننده SiCدر ابعاد نانو و میکرو استفاده شدند. به منظور ارزیابی خواص ریزساختاری از آنالیز پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی و میکروسکوپ نوری استفاده شد. ارزیابی خواص مکانیکی از طریق میکروسختی سنجی، آزمایش کشش و از آزمایش پین بر روی دیسک برای ارزیابی رفتار سایشی کامپوزیت استفاده شد. نتایج آنالیز اشعه ایکس حضور دو فاز زمینه محلول جامد CuAg به همراه ذرات SiC را آشکار کرد که نشان دهنده تشکیل کامپوزیت Cu-Ag-SiC بود. این موضوع حاکی از کاهش اندازه دانه زمینه CuAg بود. استفاده از فرایند اصطکاکی هم زدنی FSP در حضور ذرات تقویت کننده و بدون آن منجر به کاهش اندازه بلورک و میانگین اندازه دانه نسبت به نمونه بدون FSP شد. به طوری که اندازه دانه نمونه بدون FSP و نمونه FSP شده بدون ذرات تقویت کننده و با ذرات تقویت کننده نانو به ترتیب در حدود46.3، 19.2 و 3.6 میکرومتر بدست آمد. کاهش اندازه دانه، ریزتر شدن ذرات تقویت کننده کاربید سیلیسیم از میکرو به نانو و افزیش کسرحجمی ذرات تقویت کننده بیشترین تاثیرات را بر میزان سختی گذاشتند به نحوی که استفاده از ذرات میکرو در کسر حجمی بیشتر، سختی به بالاترین مقدار خود یعنی 123 ویکرز رسید. سایش در نمونه قبل از FSP به علت ماهیت نرم بودن آن از نوع سایش چسبان و بعد از FSP در نمونه بدون ذرات تقویت کننده سایش چسبان کاهش پیدا کرد و در اثر افزودن ذرات تقویت کننده میکرو و نانو متری کاربید سیلیسیم به طور کلی مکانیزم سایش به خراشان تغییر پیدا کرد. به عنوان یک نتیجه کلی می توان بیان نمود که استفاده از ذرات تقویت کننده نانومتری کاربید سیلیسیم بوسیله فرآینداصطکاکی هم زدنی منجر به تولید کامپوزیت Cu-Ag-SiC با خواص مکانیکی بالا میشود.
محمد بزرگمهر، علی حیدری، کامران امینی، محسن لوح موسوی، فرهاد غروی،
دوره 9، شماره 2 - ( 10-1402 )
چکیده
در مطالعه حاضر از فرایند اصطکاکی اغتشاشی(FSP) برای تولید کامپوزیت هیبریدی سطحی Al/ZrO2/ZrSiO4 در سرعت چرخش ثابت 1400 دور بر دقیقه و سرعت‌های پیشروی 20، 25، 5/31 و 40 میلیمتر بر دقیقه استفاده گردید. لذا هدف از مطالعه مذکور بررسی تاثیر سرعت پیشروی ابزار بر ریزساختار، سختی و رفتار سایشی کامپوزیت هیبریدی سطحی فوق الذکر و مقایسه آن با آلومینیوم 5052 خام است. بررسی‌ها نشان داد، در اثر عملیات FSP یک ساختار ریزدانه ایجاد می‌گردد که با حضور ذرات ZrO2 و ZrSiO4 سختی و مقاومت سایشی نمونه‌ها در مقایسه با نمونه خام بهبود می‌یابد. همچنین نتایج نشان داد، در بین نمونه‌های FSP شده، نمونه با سرعت پیشروی 20 میلیمتر بر دقیقه دارای بالاترین سختی و مقاومت سایشی است. دلیل این موضوع آنست که در این نمونه بدلیل سرعت پیشروی کمتر در مقایسه با سایر نمونه‌ها، گرمای بیشتری ایجاد شده که منجر به توزیع مناسب تر و ریزشدن بیشتر ذرات گردیده است. بنابراین در نمونه با سرعت پیشروی 20 میلیمتر بر دقیقه، سختی و مقاومت سایشی در مقایسه با نمونه خام به ترتیب %3/27 و %9/68 افرایش می‌یابد. همچنین بررسی سطوح سایش نمونه‌ها نشان داد مکانیزم سایش در نمونه خام سایش چسبان قوی است که در اثر عملیات FSP و کامپوزیت سازی سطوح بدلیل ریز شدن دانه‌ها و افزایش سختی، مکانیزم سایش به چسبان ضعیف تبدیل شده است، لذا مقاومت به سایش نمونه‌های FSP بهبود یافته است.
محمدهادی نورمحمدی، مجتبی موحدی، امیرحسین کوکبی،
دوره 10، شماره 1 - ( 4-1403 )
چکیده
امروزه با پیشرفت روز افزون تکنولوژی، تقاضا برای کوچک‌سازی وسایل الکترونیکی بیشتر از پیش مورد نیاز است. قرارگیری اتصالات الکترونیکی جدید در شرایط دمایی خزشی به دلیل نقطه ذوب پایین لحیم‌ها و همین‌طور دانسیته جریان بالا چالش‌هایی مانند مهاجرت الکترونی و حرارتی به وجود آورده است. لذا اخیراً آلیاژسازی و کامپوزیت‌سازی جهت بهبود مقاومت به مهاجرت الکترونی اتصالات الکترونیکی به کار گرفته شده است. در این پژوهش سعی بر آن شد با کامپوزیت سازی آلیاژ لحیم بدون سرب SAC0307 با استفاده از میکروذرات کبالت، مقاومت به مهاجرت الکترونی بهبود یابد. حضور کبالت در ترکیب بین فلزی فصل مشترکی باعث پایداری بیشتر ترکیب بین فلزی فصل مشترکی و جلوگیری از کاهش ضخامت ترکیب بین فلزی فصل مشترکی در طی زمان آزمون مهاجرت الکترونی میشود؛ درنتیجه پایداری و برقراری اتصال الکترونیکی نمونه لحیم‌کاری شده با آلیاژ لحیم کامپوزیتی بیشتر از آلیاژ لحیم غیرکامپوزیتی است. از طرفی دیگر، به دلیل ساختار ریزدانه و افزایش چگالی مرزدانه‌ها در آلیاژ لحیم کامپوزیتی، مکانیزم نفوذ شبکه ای در آلیاژ لحیم غیرکامپوزیتی به مکانیزم نفوذ مرزدانه تغییر یافته است؛ در نتیجه به دلیل مصرف اتم‌های مس شارش یافته از سمت کاتد به آند توسط ترکیبات بین فلزی موجود در مرزدانه‌ها، در آلیاژ لحیم کامپوزیتی طی زمان آزمون مهاجرت الکترونی غیریکنواختی ریزساختاری مشاهده شد.
