لعاب در بدنه های سرامیکی
ساعت ۱٠:۱٥ ‎ق.ظ روز ۱۳٩۱/٢/٢۳   کلمات کلیدی:


لعاب در بدنه های سرامیکی

1. تعریف لعاب

لعاب قشرنازک شیشه ای یا شیشه مانند است که (در فرآیند لعابکاری) بر سطوح بعضی اجسام سرامیکی پوشش داده می شود. ماده ی تشکیل دهنده ی لعاب را که پودر بسیار نرمی است به وسیله ای روی جسم مورد نظر لعابکاری می کنند و سپس می پزند. لعاب، تمام سطح جسم سرامیکی را کاملاً به صورت یک پوشش نازک می پوشاند. لعاب همیشه در دمای کمتری نسبت به بدنه های سرامیک،به حالت خمیری و مذاب در می آید،یعنی نقطه ی خمیری پایین تری دارد. 

1. 1.اهداف لعابکاری

به طورکلی بدنه های سرامیکی دارای تخلخل هستند. این بدنه ها در مقابل عوامل شیمیایی و تخریبی محیطی مقاومت کمتری دارند. و رفته رفته براساس وجود این عوامل تخریب می شوند از این رو وجود لعاب مناسب بر روی بدنه می تواند سرامیک را در مقابل عوامل شیمیایی و مکانیکی حفظ کرده و از خوردگی جلوگیری کند.
لعابکاری جسم سرامیک موجب تراکم،سختی، صیقلی شدن و رنگی شدن آن می شود. ضمناً با متراکم شدن بدنه، امکان نفوذ مایعات و گازها به داخل بافت بدنه کم می شود و بنابراین بدنه تخریب نمی گردد.

2. تقسیم بندی لعابها 

لعاب ها را براساس عوامل و ویژگی های متنوعی تقسیم بندی می کنند.که بنابر هدف انتخاب کننده نوع تقسیم بندی نیز می تواند متفاوت باشد. درحین انتخاب لعاب باید به این مسئله دقت کرد که بین ضریب انبساط بدنه و لعاب تناسب برقرار باشد. ضمناً ضریب انبساط بدنه از ضریب انبساط لعاب بیشتر باشد.

1. 2. تقسیم بندی لعاب ها براساس ترکیب شیمیایی 

1- لعاب های سربی

الف- لعاب بدون بور
الف. 1. لعاب سربی ساده 
الف. 1. لعاب سربی مخلوط 
ب) لعاب محتوی برات

2. لعاب های بدون سرب

الف) لعابهای براتی
ب) لعابهای بدون بور
ب. 1. لعاب با مقدار قلیایی بالا (لعابهای قلیایی)
ب. 2. لعاب با مقدار کمی قلیایی (لعابهای پرسلان)

2. 2. تقسیم بندی لعاب ها براساس مقاومت در برابر عوامل شیمیایی

الف) لعاب های ضداسید
الف. 1. لعاب ضداسید معمولی
الف.2. لعاب ضداسید متوسط
الف.3. لعاب ضداسید ویژه (این نوع لعاب برای بدنه های پرسلانی و بدنه های منیریتی کاربرد دارد)
ب) لعاب های ضد بازی
ج) لعاب های مقاوم در برابر ترکیب شدن (لعاب های ترکیب ناپذیر)

3. 2.تقسیم بندی لعاب ها براساس درجه حرارت 

در این تقسیم بندی دمای ذوب مورد توجه است که از این روی این تقسیم بندی لعاب ها را به گروه های زیر تقسیم کرده است:
الف) لعاب های معرق که دمای ذوبی در محدوده ی 780-880 درجه سانتیگراد دارند. 
ب) لعاب های ترانسپارنت با محدوده ی ذوبی 980-1100 درجه سانتیگراد
ج) لعاب های اپک با دمای ذوب بین 1050-1150 درجه سانتیگراد
د) لعابهای مات با دمای ذوب بین 1050 تا 1200 درجه سانتیگراد
ع) لعاب های پرسلانی با دمای ذوب 1150 تا 1250 درجه سانتیگراد 

4. 2. تقسیم بندی لعاب ها براساس شفافیت و صیقلی بودن 

1. 4. 2. خاصیت ترانسپارنتی

این خاصیت هنگامی به وجود می آید که نور به راحتی از جسم عبور کند. درمواد ترانسپارنت ضریب شکست خیلی پایین است. این خاصیت یکی از ویژگی های مهم و ذاتی مواد سرامیکی است. 
لعاب های ترانسپارنت لعاب هایی هستند که نور براحتی از آنها عبور می کند. این لعاب ها برای بدنه های 100 درصد سفید و بدون رنگ مفید است زیرا کلیه ی عیوب بدنه از روی سطح لعاب نمایان است. امروزه استفاده از لعاب های ترانسپارنت در کشورهای پیشرفته فراموش شده است. 

2. 4. 2. لعاب های اپک

لعاب هایی هستند که بر روی قطعات سرامیک زده می شوند. که این لعاب ها به خاطر کریستالیزه شدنشان، دارای پوشانندگی مناسب و ضریب شکست بالا هستند. 

3. 4. 2. لعاب های مات 

این گروه از لعاب ها دارای مقاوت بالایی در برابر عوامل شیمیایی هستند. سختی این لعاب ها نیز بالاست. در ترکیب این لعاب ها اکسید زیرکونیوم (zro2) و اکسید آلومینیوم استفاده می شود. البته اکسید روی نیز در حدود 1 تا 2 درصد به آنها اضافه می شود. 

4. 4. 2. لعاب های پرسلان 

لعاب های مورد استفاده در صنعت پرسلان (چینی آلات) به گونه ای طراحی می گردند که تحمل حرارتی بالایی نداشته باشند. این نوع لعاب ها بیشتر از ترکیبات اکسید آلومینیوم، سیلیکات زیرکونیوم، تالک و فلوسپات های پتاسیک ساخته شده اند البته در ساخت آنها از رس های دانه ریز کروی (مانند بال کلی) نیز استفاده می شود. این گونه لعاب ها به خاطر مقاومت به سایش بالا،مقاومت به ضربه بالا و استحکام بالای خود به لعاب های سالورسالت معروفند. 

5. 4. 2. لعاب های معرق

این نوع لعاب ها دارای سختی کم، نرمی زیاد و مقاومت به خوردگی و انحلال بالا دارند. 

6. 4. 2. لعاب های اِنگوب

این نوع لعاب ها بر روی بدنه هایی که رنگی هستند پوشانده شده که بعد از آن یک لعاب دیگر بر روی این لعاب اضافه می گردد. به این نوع لعاب ها، زیرلعاب (engube) نیز می گویند. این نوع لعاب حد وسطی میان بدنه و لعاب اصلی است و عیوب بدنه را اصلاح می کند. 

5. 2.تقسیم بندی لعاب ها براساس روش های تولید 

الف) لعاب های خام
ب) لعاب های فریتی 
ج) لعاب های تبخیری

1. 5. 2. لعاب های خام 

با توجه به اسم این لعاب ها مشخص می گردد که این گونه لعاب ها خام اعمال می گردند در واقع ترکیبات اصلی این لعاب ها که شامل مواد اصلی و فرعی می گردد با آب مخلوط شده و با اضافه کردن الکترولیت آسیاب می شوند. پس از معین نمودن و تنظیم نمودن عوامل مؤثر لعاب (مانند دانسیته، رئوپوکسی، دیلاتنسی، رسیت و...)، لعاب از آسیاب خارج شده و پس از 48 ساعت ماندگاری در حوضچه ها استفاده می شود. 
مهمترین الکترولیت های مورد استفاده در صنعت لعاب سازی عبارتند از:
الف) تری پلی فسفات سدیم (t.p.p.Na)
ب) متاسلولز کربوکسید (C.M.C)
ج) تروکالین
انتخاب نوع الکترولیت با توجه به وضعیت لعاب، قیمت الکترولیت و وضعیت بازار فروش الکترولیت صورت می گیرد 

2. 5. 2. لعاب های فریت شده (فریتی)

برای بهبود خواص لعاب ها آنها را پیش از اعمال بر بدنه فراوری می کنند به این لعاب فراوری شده لعاب فریتی یا فریت شده می گویند برای فریت کردن لعاب، مواد اولیه ی مناسب (با توجه به فرمول لعاب) خردایش می گردند و در کوره ای دوار ذوب و زنیتر می شوند مذاب حاصله از یکی از سمت های کوره ی دوار بداخل یک حوضچه ی آب ریخته می شود. این عمل باعث سدشدن سریع لعاب می گردد. لعاب حاصله خاصیت پلاستیسیته ی خود را از دست داده است و برای مهیا نمودن دوغاب لعاب از فریت اولیه باید فریت ها را با 8 تا 10 درصد کائولن و مقداری الکترولیت بداخل آسیاب بریزیم. و پس از خردایش مراحل شبیه به لعاب های خام می گردد. 

3. 5. 2. لعاب های تبخیری

روش تولید این لعاب به گونه ای است که لعاب در یک محفظه (کوره) تبخیر می گردد. و به خاطر رسیدن به حالت اشباع بر روی سطوح مورد نظر رسوب می کند. این نوع روش اعمال لعاب و همچنین فرمول بندی در صنعت تولید سرامیک رنگین با پخت فشرده (سفالی فشرده) مصرف دارد و گاهی نیز برای قطعات سرامیکی مورد مصرف در صنعت شیمی به عنوان ظروف نگهداری اسید و و قلیایی ها،لوله های کانال فاضلاب، ظروف نگهداری اسید، شراب و سایر مواد الکلی به کار گرفته می شود زیرا این لعاب ها در مقابل بسیاری از اسیدها و عوامل محیطی کاملاً مقاوم و پایدار هستند. صنعت کاربرد این نوع لعاب ها بسیار قدیمی و امروزه نیز دارای اهمیت هستند. همانگونه که گفته شد این لعاب ها مانند سایر انواع لعاب به صورت دوغاب اعمال نمی گردد بلکه قبل از پخت بر روی اجسام لایه نشانی می گردد.

3. روش های اعمال لعاب 

الف) روش اسپری کردن 
ب) روش دیسکی
ج) روش بل
د) روش واتر فال (آبشاری) 
ع) روش غوطه وری

1. 3. روش اسپری کردن 

دراین روش لعاب با استفاده از یک نازل بر روی قطعه اسپری می گردد. این روش بسیار حساس بوده و حتی یک فشار هوای محیط نیز می تواند پروسه ی اسپری کردن را مختل کند. عوامل مؤثر بر این روش عبارتند از: 
الف) خواص دوغاب (لعاب) مانند دانسیته، رسیت، ویسکوزیته و یکنواختی
ب) قطر نازل دستگاه اسپری
ج) فشاراعمالی بر دوغاب
ع) فاصله ی پیسولت با سطح قطعه 
برای جلوگیری از تأثیرات مخرب محیطی بر روی عمل اسپری دوغاب معمولاً بخش لعاب زنی از بخش های دیگر ایزوله می گردد. و عمل لعاب زنی در داخل کابین های مخصوصی انجام می شود. 

2. 3. روش دیسکی 

در روش دیسکی یک بخش متحرک دیسکی مانند وجود دارد که قطعه از زیر آن حرکت می کند لعاب از سوراخ های تعبیه شده بر روی دیسک به روی قطعه قرار می گیرد. 

3. 3. روش بل 

این روش بیشتر در بدنه های پرمساحت کاربرد دارد. لعاب های اعمالی به این روش معمولاً ویسکوزیته و دانسیته ی بالایی دارند. سطح لعاب تولیدی با این روش صیقلی است. 

4. 3.روش واترفال (آبشاری)

این روش در لعاب های با ویسکوزیته و دانسیته ی پایین کاربرد دارد. در این روش دوغاب از یک ظرف خارج شده و به صورت آبشاری بر روی قطعه می ریزد. این روش برای قطعات با مساحت کم و مسطح مناسب است. 

5. 3. روش غوطه وری

برای لعاب زنی قطعات پیچیده از این روش بهره می گیرند. بیسکویت تولیدی وارد حوضچه ای از دوغاب شده و لعاب را به خود جذب می کند. وان حمام و سرویس های بهداشتی به این روش لعاب زنی می شوند. 

شکل 3 نمونه ای از قطعه لعاب زده شده با این روش

4. عیوب بوجود آمده در لعاب ها 

عیوب لعاب،خود را یا فوراً پس از پخت یا ابتدا پس از گذشت مدت زمانی که از کوره خارج گردیده است ظاهر می کند. در حالت دوم،اغلب نقایصی هستند که بر اثرتغیییراتی مانند انبساط که توسط جذب آب بدنه به مرور زمان حاصل می شود، یا تغییراتی دیگر مانند تبدیلات ملکولی و شیشه زدایی و... که آنها هم همچنین به مدت زمان زیادی احتیاج دارند. 
یکی از مسائل مهم درلعاب،دمای تنش زدایی آن است. این دمایی است که در آن درجه شیشه ی تنش دار را با حرارت دادن مجدد (عملیات حرارتی) تنش زدایی و خنثی می کنند. در شیشه ها می توان تنش تشکیل شده را با حرارت دادن مجدد تنش زدایی کرد درحالی که این امکان برای مواد سرامیکی و لعاب ها وجود ندارد، ولی می توان طبق برنامه ای تنظیم شده از قبل درحین سرد کردن مواد سرامیکی این محدوده ی حرارت بحرانی را که لعاب منجمد و به بدنه متصل می شود تحت کنترل درآورد. در این محدوده حرارتی است که امکان به وجود آمدن تنش در لعاب و در نتیجه ترک می باشد. 
سازگاری ضریب انبساط حرارتی لعاب و بدنه نیز در پیدایش نقوص و ترک ها مؤثرند. در واقع ترک ها هنگامی بوجود می آیند که یا اختلاف ضریب انبساط ها زیاد باشد و یا ضریب انبساط لعاب بزرگتر از ضریب انبساط حرارتی بدنه باشد. بر مبنای مباحث گفته شده مسأله ی ضریب انبساط حرارتی بدنه و لعاب یکی از مسائل مهم در لعاب کاری است. 
یکی دیگر از مسائل مهم درجه ی نرمی ذرات لعاب است. در واقع کوارتز موجود در لعاب باید قبل از مخلوط شدن با سایر عناصرلعاب خوب سایش یابد و سپس با سایر عناصر لعاب نیز سائیده شود. در برخی موارد ترک هایی در لعاب پدید آمده که با سایش بیشترلعاب برطرف گشته است. 
بنابرمطالبی که دربالا گفتیم می فهمیم که در صورتی که سایش کوارتز بیشترشود،ترک خوردگی لعاب کمتر می شود. با افزایش دمای پخت لعاب،ترک خوردگی کمتر می شود. البته می توان با سایش بیشتر کوارتز موجود در بدنه به مدت 40 تا 50 ساعت،دمای پخت لعاب را کاهش داد. 
آسیاب نکردن مواد و یا کم بودن زمان آسیاب کردن مواد (چه در بدنه و چه در لعاب) موجب ایجاد عیوب در لعاب می گردد. ضمناً وجود مواد آلی در لعاب، وجود پیریت و سولفاتهای محلول موجب عیوب لعاب می گردد. 
درزیر برخی از عیوب بوجود آمده در لعاب بیان شده است:

1. 4. ایجاد سوراخ های سوزنی شکل 

این سوراخ ها،حفره های مدوری هستد که از داخل بدنه شروع شده و به طرف بالا حرکت می کنند. این سوراخ ها بسیار ریز هستند. این سوراخ های لعاب را نیز تحت تأثیر قرار داده و در سطح لعاب ظاهر می شوند. 
این عیب به خاطر وجود هوا در بدنه و یا دوغاب، وجود مواد آلی دربدنه و یا وجود مواد تولید کننده ی گاز مانند سولفاتها بوجود می آید. 

2. 4. شره کردن لعاب 

لعاب های رقیق و آنهایی که به آسانی ذوب می شوند معمولاً باعث بوجود آمدن عیب شره کردن می شوند. برای جلوگیری از عمل شره کردن باید خصوصیات لعاب را تغییر داد. یعنی ویژگی های دوغاب را بهبود دهیم تا این عیب برطرف گردد. 

3. 4.جدایش لعاب

اغلب مشاهده می شود که در لعاب های سفید لکه های کوچکی بوجود می آید که حالت تیره ای دارند و در میان لعاب خودنمایی می کنند. این عیب به خاطر تشکیل جدایش در دوغاب پدید آمده است. این عیب با افزوده مقداری الکترولیت به لعاب برطرف می شود.

4. 4.عدم یکنواختی لعاب 

به وجود آمدن عیوبی همچون جمع شدگی، پوسته شدن و لوله شدن لعاب می تواند دلایل مختلفی داشته باشند. لعابکاری بر روی بدنه های با پخت اولیه با لعابی که بیش از حد خاصیت پلاستیکی دارد و یا لعابی که زیاده از حد پودر شده باشد این نقوص را ایجاد می کند. 
سایش مناسب و یا افزایش درصد کمی بایندر به لعاب می تواند این عیب را برطرف کند. به طورکلی این عیب در اثر عدم چسبیدن مناسب لعاب و بدنه حاصل شده است که با اعمال تدابیربالا می توان این عیوب را بر طرف کرد.

5 .4 . ایجاد ترک و پریدگی 

ترک بوجود آمده در لعاب را می توان با افزودن 3 الی 15 درصد از موادی همچون کربنات کلسیم، ولاستونیت، کربنات منیزیم،دولومیت، اکسیدروی، کوارتز یا کائولن برطرف کرد. 

6. 4. تبخیر و ماتی لعاب

دلیل اصلی این عیوب اغلب تولید گازهای گوگرد دار است که به ویژه خیلی به آسانی و به صورت پوشش یا قشر نازکی از سولفات تشکیل می شود. و بر روی سطح لعاب می نشیند. از جمله دلایل دیگر ماتی لعاب تغییر ضخامت لعاب در مکان های مختلف است که به خاطر بدی لعاب کاری و یا پیچیدگی شکل قطعه بوجود می آید. 

5. مواد اولیه مورد استفاده در صنعت لعاب 

یکی ازمسائل مهم در زمینه ی ساخت و فرمول بندی لعاب، توجه به مواد اولیه ی مورد مصرف در این صنعت است. علاوه بر شناخت این مواد باید تأثیرات آنها برخواص دوغاب و لعاب حاصله سنجیده شود. شناخت تأثیرات متقابل اکسیدها و مواد اولیه نیزجزء لاینفک لعاب سازی است. افزایش درصد ناچیزی از یک اکسید می تواند ایجاد عیوب مختلفی در لعاب حاصله کند که این عیوب باعث افت کیفیت محصول تولید و کاهش ارزش افزوده ی محصول می گردد. مثلاً استفاده از اکسید سدیم و اکسید کلسیم در لعاب اگر چه باعث زود ذوب شدن لعاب می گردد ولی از سوی دیگر به خاطر ضریب انبساط حرارتی زیاد این اکسیدها موجب ایجاد تر و پریدگی در لعاب می شوند. دراین میان اکسید سدیم اثرات نامطلوب بیشتری نسبت به اکسید کلسیم ایجاد می کند. افزودن بیش از حد کلسیم کربنات نیز باعث افزایش میل تبلور لعاب شده که این امرموجب ماتی لعاب می شود مقدار مجاز کلسیم کربنات بین 0.3 تا 0.35 مول می باشد. از سوی دیگر اضافه نمودن برخی از اکسیدها موجب بهبود خواص و کاهش عیوب لعاب می گردد مثلاً اضافه کردن درصد کمی اکسید استرانسیوم به لعاب باعث کاهش تولید حفره های سوزنی شکل و حالت پوسته تخم مرغی می شود. برای ایجاد خواص منحصر به فرد در لعاب نیز می توان از مواد خاص و با درصد بالا استفاده کرد مثلاً افزودن تالک به لعاب باعث افزایش مقاومت آن نسبت به خوردگی می شود. و یا افزودن اکسید آلومینیوم موجب افزایش نقطه ذوب لعاب می گردد. الومین (اکسید آلومینیوم) در کائولن و یاخاک رس چرب وجود دارد. و علاوه بر افزایش نقطه ذوب سبب شناوری بهتر مواد موجود در دوغاب می شود. در زیر مهم ترین اکسیدهای مصرفی در صنعت لعاب سازی را معرفی می کنیم. 

1. 5. اکسید فسفر (p2 o5)

این اکسید، روان کننده ای شدید است و مقدار کم آن در لعاب گرانروی را کاهش می دهد. این ماده به همراه اکسیدهای قلیایی و اکسید آلومینیوم تولید شیشه می کند. و یک ماده ی شبکه ساز محسوب می شود. برای ایجاد حالت کدری در لعاب می توان از این اکسید استفاده کرد. 
یکی دیگر از ترکیبات فسفر که در صنعت لعاب کاربرد پیدا کرده است فسفات بور است. فرمول این ماده BPD4 می باشد و مصرف آن به طور روز افزون افزایش یافته است. 

2. 5. اکسید بور (B2 O3)

اکسید بور یک عامل شیشه ساز است. اکسید بور با تشکیل یک لایه ی میانی بین بدنه و لعاب، چسبندگی بدنه و لعاب را افزایش می دهد. این ماده به دلیل داشتن ضریب انبساط حرارتی پایین احتمال تشکیل ترک در لعاب را کاهش می دهد. همچنین استحکام مکانیکی و سختی را افزایش می دهد. مصرف اکسید بور (برات) تا مقدار 10 درصد (زیر 10 درصد) تنش های سطحی را کاهش می دهد. 
اکسید بور به شکل های مختلفی به لعاب اضافه می گردد. مثلاً کربنات برات (cao. B2 D3)، برات روی (zno. 2B2O3)، فریت بور (از ذوب کردن برات و اسید بروریک و کوارتز حاصل می شود)

3. 5. اکسید سیلیس (sio2) 

این اکسید یک شبکه ساز است. اکسید سیلیسم مصرفی در صنعت سرامیک (لعاب سازی) باید خلوصی بالا داشته باشد و دارای ناخالصی آهن نباشد زیرا وجود آهن وضعیت رنگ لعاب را تحت تأثیر قرار می دهد. این اکسید به همراه سایر مواد مانند ولاستونیت،تالک، کائولن، فلوسپار نیز وجود دارد. 

4. 5. اکسید منیزیم (MgD)

این اکسید نیتریک اکسید شبکه ساز است. اضافه نمودن درصد کمی از این اکسید به لعاب باعث افزایش درخشندگی لعاب می گردد. درصد اکسید منیزیم نباید از 0.1 مول بالاتر رود زیرا باعث می شود لعاب به کندی ذوب شود. در صورتی که در بدنه ی سرامیک آهن وجود داشته باشد نباید در لعاب اکسید منیزیم بریزیم زیرا موجب کدر و چرک شدن رنگ لعاب می گردد. 

5. 5. اکسید روی (zno)

این اکسید یک اکسید شبکه ساز و تا حدودی دگرگون ساز است. اکسید روی خواص کشسانی لعاب را افزایش داده و دارای ضریب انبساط حرارتی کمی است. از این اکسید غالباً به عنوان ماده ی مات کننده در لعاب استفاده می شود. 

6. 5. اکسید زیرکن (zr o2)

این اکسید یک اکسید شبکه ساز است. این اکسید مقاومت شیمیایی لعاب را افزایش می دهد. یعنی آن را در مقابل عوامل بازی و اسیدی پایدار می کند. اکسید زیرکونیوم اثر کدرکنندگی خوبی دارد ولی به سختی ذوب شده و عیب پوسته تخم مرغی ایجاد می کند. 

7. 5. اکسید تیتانیوم (Ti o2)

این اکسید یک اکسید دگرگون ساز است. این اکسید بدلیل ضریب شکست نور بسیار بالا، قادر است حالت تیره کنندگی خوبی ایجاد کند. این اکسید تقلیل دهنده ی ترک در لعاب است و همزمان با آن مقاومت شیمیایی را نیز بهبود می دهد.

8. 5. اکسید قلع (sn o2)

این ماده یک اکسید دگرگون ساز است. بهترین ماده ی کدرکننده ی لعاب،اکسید قلع است. این اکسید با لعاب با ترکیبات مناسب و همچنین با افزودن مواد دیگری، مانند اکسید تیتانیم و...، اثر کدرکنندگی مناسبتری نشان می دهد. اکسید قلع خاصیت الاستیکی لعاب را افزوده و مانع از تولید ترک های موئین می شود. 

9. 5. اکسید آلومینیوم 

این اکسید در مواقعی شبکه ساز و در مواقع دیگر دگرگون ساز است. این اکسید جزء مواد نسوز است. یک از عامل های مهم در لعاب، داشتن شیب ذوبی زیاد است که با افزودن این اکسید این شیب پدید می آید و گسترده تر می شود. 

10. 5. اکسید باریم (BaD)

در صورتی که پخت لعاب در یک محیط اکسیدی انجام شود، این ماده را می توان به جای اکسید سرب (pbo) به کار برد. مقادیر کم این اکسید موجب براقیت لعاب می شوند و آن را بهبود می دهند ولی اگر درصد این اکسید زیاد شد اثر مات کنندگی دارد. این اکسید ماده ای سمی است و لعابهای حاوی این اکسید نیز سمی اند. 
اگر چه این اکسید مشکلاتی برای لعاب در حین پخت ایجاد می کند ولی درهرصورت لعاب را سخت کرده و پایداری شیمیایی آن را تغییر می دهد. 

11. 5. اکسید استرانسیوم (sro) 

این ماده به صورت کربنات مصرف می شود. و به صورت پودری سفید رنگ است. اضافه کردن مقادیر کم این ماده نیز خاصیت زود ذوبی ایجاد می کند. این ماده لعاب را از خطر بوجود آمدن حفره های سوزنی شکل حفظ می کند ولی احتمال بوجود آمدن ترک در این نوع لعاب ها افزایش می یابد. 

12. 5. اکسید کلسیم 

انی ماده نیز اغلب به صورت کربنات مصرف می شود. این ماده مانند قلیایی ها اثر شبکه سازی دارد. و پایداری لعاب در برابر اسید را افزایش می دهد. افزودن این ماده باعث افزایش سختی لعاب نیز می گردد.

13. 5. اکسید لیتیم (li2 o) 

اکسید لیتیم به طور روزافزون در صنعت سرامیک مورد مصرف قرار داده شده است. درخشندگی لعاب های لیتیمی با افزایش مقدار آن نسبت به لعابهای بدون آن بیشتر است. علاوه بر کانی های طبیعی مانند لپیدولیت، پتالیت و اسپدومن تولید مصنوعی ترکیبات لیتیم دار نیز صورت می گیرد از جمله مهمترین ترکیبات لیتیم دار مورد مصرف در صنعت سرامیک که به صورت مصنوعی سنتز می شوند می توان به ترکیبات زیر اشاره کرد. 
آلومینات لیتیم (LiAlo2)، لیتیم فلئورید (LiF)، کربنات لیتیم (Li2 co3)، کوبالتیت لیتیم (LicoO)، سیلیکات لیتیم (Li2 Sio3)، تیتانات لیتیم (Li2 Tio3)، سیلیکات زیرکونیوم لیتیم (2Lio2. zro. sio2)

14. 5. اکسید سرب (pbo)

اکسید سرب از گروه اکسیدهای قلیایی است. این ماده به وفور در صنعت سرامیک مورد استفاده قرار می گیرد. این اکسید باعث حلالیت بهتر اکسیدهای رنگی می گردد. اما به خاطر اینکه اکثر اکسیدهای سرب سمی هستند سعی می شود حتی الامکان از اکسید سرب (pbo) استفاده نشود. و بیشتر از فریت شده ی آن استفاده می شود. ترکیبات سرب دار فریت شده سمی نبوده و یا سمیت آنها کمتر است. ولی همواره خطر تبخیرسرب موجود در لعاب وجود دارد. استفاده از ترکیبات سرب مانند اکسید سرب (pbo)، سرنج (pb3o4) و کربنات (pbco3) باعث بهبود خواص کشسانی لعاب شده و لعاب را نرم و انعطاف پذیر می کند. 
منبع: صنعت لعاب سازی رنگ های آن /میر محمد عباسیان

تعیین درصد مینرالهای موجود در ماده اولیه با استفاده از آنالیز شیمیایی
ساعت ۱٠:٠٧ ‎ق.ظ روز ۱۳٩۱/٢/٢۳   کلمات کلیدی:

تعیین درصد مینرالهای موجود در ماده اولیه با استفاده از آنالیز شیمیایی

اگرچه تنها از روی محاسبات نمی توان به طور مطلق نتایج حاصل از آنالیز شیمیایی مواد اولیه را به آنالیز تبدیل کرد اما تخمین نسبی آنالیز مینرالی از روی شیمیایی یکی از روشهایی است که مدتها در ارزیابی خاکهای مصرفی از آن استفاده می شده است . به یاد داشته باشید که به منظور تعیین کمی و کیفی مینرالهای موجود در یک خاک تنها روشهای دستگاهی و میکروسکوپی از دقت و اعتبار کافی برخوردارند متداولترین این روشها استفاده از پراش اشعه ایکس است .

علی رغم آنچه که گفته شد در این قسمت با روشهای محاسباتی آشنا می شویم که در گذشته با دقت قابل قبولی نیازهای استفاده کنندگان از آنها را در تبدیل آنالیز شیمیایی به مینرالی برطرف کرده است .

همانطور که می دانید معمولا آنالیز شیمیایی مواد را بر حسب درصد  وزنی اکسیدهای تشکیل دهنده آنها بیان می کنند . با توجه به اینکه در یک ماده رسی این اجزای اکسیدی به شکل منفرد وجود ندارند از این رو دانستن ترکیب مینوالوژیکی آن از اهمیت خاصی برخوردار است . مینرالهای اصلی تشکیل دهندهخاکهای رسی معمولا عبارتند از : مواد رسی ، فلدسپات ، میکا و کوارتز . با استفاده از یک سری محاسبات ساده و ...

با توجه به مقادیر آنالیز شیمیایی می توانیم آنالیز مینرالی تقریبی خاک مورد نظر خود را تعیین کنیم . حال به مراحل و چگونگی این روش می پردازیم . با توجه به اینکه در آنالیز شیمیایی این خاک اسید قلیایی وجود ندارد پس می توان تمامAL2O3 موجود را به حضور مینرال کائولینیت در خاک نسبت دهیم .

محاسبه آنالیز مینرالی خاک رس بر مبنای میکا : بعد از گذشت مدت طولانی از استفاده از روش محاسباتی بر مبنای فلدسپات ، مطالعات انجام شده با استفاده از روش پراش اشعه ایکس، این ایده را مطرح ساخت که قلیاییهای موجود معمولا ناشی از وجود میکا هستند . این ایده باعث شد که استفاده کنندگان روش محاسباتی تبدیل آنالیز شیمیایی به مینرالهای خاکهای رسی ، مبنای محاسبات خود را بر میکا استوار سازند . تمامی محاسبات انجام شده در این مورد مشابه روش ذکر شده در قسمت قبل است و تنها تفاوت ارتباط  دادن قلیاییها به میکا به جای فلدسپات است .

مثال : با در نظر گرفتن آنالیز شیمیایی موجود در جدول مینرالهای موجود در این خاک را محاسبه کنید .

نوع اکسید

SIO2

Al2o3

Fe2o3

Tio2

mgo

CaO

Na2o

K2o

افت حرارتی

درصد وزنی اکسید

 

3/61

 

2/20

 

4/3

 

20/0

 

24/0

 

1

 

05/1

 

35/2

 

9/10

 

حل : برای شروع محاسبات K2O موجود در آنالیز شیمیایی را ناشی از میکا پتاسیم و Na2o را ناشی از میکا سدیم در نظر می گیریم .

                         (میکا پتاسیم)

94                                                     796

35/2                                                   X

حال مقدار  موجود در 9/19 قسمت میکا پتاسیم را محاسبه می کنیم .

                  

  102*3)                               796

X1                                          9/19

(مقدار  موجود در 9/19 قسمت میکا پتاسیم)  

اکنون مقدار Sio2 موجود در 9/19 قسمت میکا پتاسیم را محاسبه می کنیم :

                 

(1/60*6)                             796

X2                                      9/19

(مقدار Sio2 موجود در 9/19 قسمت میکا پتاسیم )    

حال وقت آن رسیده است تا مقدار میکاسدیم را محاسبه کنیم .

             (میکا سدیم)

4/51                                         754

05/1                                           y

40/15 = y (مقدار میکا سدیم ناشی از 5/10 درصد (

اکنون به ترتیب مقادیر  و  موجود در 40/15 قسمت میکا سدیم را محاسبه می کنیم :

          

(102*3)                             754

Y1                                     40/15

( مقدار Al2O3 موجود در میکا سدیم )

در اینجا مجموع Al2O3 موجود در میکا پتاسیم و میکا سدیم را محاسبه می کنیم .

90/13 = 25/6 + 65/7

مقدار Al2O3 باقیمانده آنرا می توان به کائولینیت ارتباط داد برابر خواهد بود با : 30/6 = 90/13 (مجموع Al2O3  موجود در میکا سدیم و پتاسیم ) – 20/20 (Al2O3  کل) بنابراین مقدار کائولینیت موجود در خاک برابر خواهد بود با :

            

102                           258

30/6                           Z

 (مقدار کائولینیت موجود در خاک)

مقدار Sio2 موجود در 93/15 قسمت کائولینیت برابر خواهد بود با :

            

2/120                     258

Z1                          93/15

  (مقدار SIO2 موجود در کائولینیت)

حال مقدار SiO2 موجود در هر یک از مینرالهای میکا پتاسیم ، میکا سدیم و کائولینیت را با هم جمع می کنیم . با کم کردن عدد حاصله از SiO2 کل مقدار مینرال کوارتز حاصل خواهد شد :

51/37 (کوارتز) = (42/7+36/7+10/9) – 30/61 (SiO2 کل )

اکنون افت حرارتی حاصل از خروج آب ملکولی مینرالهای میکا پتاسیم ، میکا سدیم و کائولینیت موجود در خاک را محاسبه می کنیم .

                

(18*2)                        754

Y3                            40/15

(آب مولکولی موجود در 40/15 قسمت میکا سدیم)

             

(18*2)                     258

Z2                            93/15

   (آب ملکولی موجود در 93/15 قسمت کائولینیت)

85/3 = 22/2 + 73/0 +90/0 = افت حرارتی ناشی از خروج آب ملکولی سه مینرال

بنابراین افت حرارتی ناشی از وجود مواد آلی ، CO2 و غیره برابر خواهد بود با :

05/7 = (22/2 + 73/0 + 9/0)- 90/10 (کل مواد فرار در آنالیز شیمیایی )

در نتیجه آنالیز مینرالی محاسبه شده به صورت جدول خواهد بود .

در قسمت های قبل گفتیم که اگر مقدار Na2o موجود در ماده اولیه نسبت به K2O کوچک و قابل صرف نظر کردن باشد مجموع مقادیر Na2O ، K2O را به عنوان فلدسپات پتاسیم در نظر می گیریم . در صورتی که مقدار و نسبت این دو قلیایی به این صورت نباشد باید Na2O را جداگانه به فلدسپات سدیم تبدیل کنیم .

 

                      منبع:محاسبات سرامیک


درک مفهوم انبساط حرارتی در لعاب های سرامیکی (بخش 2)
ساعت ۸:٤٥ ‎ق.ظ روز ۱۳٩۱/٢/٢۳   کلمات کلیدی:

استفاده از محاسبات برای مناسب سازی لعاب

ممکن است منطقی به نظر برسد که ما انبساط حرارتی تمام موادی را که در در لعاب خود مورد استفاده قرار داده ایم را محاسبه و سپس جمع کرده و بسته به درصد استفاده آنها در لعاب، انبساط حرارتی لعاب محاسبه شود. اما این روش زیاد صحیح نیست. مشکل محاسبه انبساط لعاب از مواد اولیه، این است که در مورد اولیه، اعداد و ارقام موجود، مربوط به ساختار کریستالی و مینرالوژیکی ماده است (یا شاید بهتر است بنویسیم مربوط به ذرات ماده است) و مربوط به شیمی ماده نمی باشد. یک مثال کلاسیک در این مورد کربن است. گرافیت یک ماده نرم است که به عنوان روانساز به کار می رود و الماس سخت ترین ماده ای است که در جهان وجود دارد. هردور این مواد یک فرمول شیمایی دارند، اما ساختار مینرالوژیکی متفاوت دارند. در صنعت سرامیک مثال کلاسیک پودر سیلیس است. این ماده انبساط حرارتی بسیار زیادی دارد و می توان گفت بیشترین میزان انبساط حرارتی را دارد. سیلیکای فیوز شده (سیلیکایی که ذوب شده باشد و سریعاً قبل از اینکه کریستالیزه شده باشد، سرد شده باشد) میزان انبساط حرارتی بسیار کمی دارد و جزء مواد سرامیکی ای محسوب می شود که کمترین میزان انبساط حرارتی را دارد. [این درحالی است که هردو از SiO2 تشکیل شده اند].

چگونه چنین چیزی ممکن است؟

جواب این است که کوارتز شکل کریستالی دارد و این در حالی است که سیلیکای فیوز شده شیشه است و این درحالی است که ماهیت شیمیایی هردو کاملاً یکسان است. این موارد ذکر شده را می توان تقریباً برای تمام مواد کریستالی دیگر نیز تکرارپذیر دانست. حال به علت اینکه اغلب مواد، مخلوطی از مینرال های مختلف هستند و حتی ممکن است مخلوطی از انواع مختلفی از یک نوع مینرال باشند.

لعاب پخته شده در حقیقت ماهیت شیشه ای دارد و به صورت کریستالی نیست [مگر به صورت دلخواه و برای ایجاد افکت کریستالیزه شود]. بنابراین میزان انبساط آن به صورت تئوریک برابر است با مجموع انبساط اکسیدهایی که آن را تشکیل داده اند. هر ماده ای یک یا چند اکسید را به ترکیب قطعه مورد نظر وارد می کند و حتی ممکن است یک اکسید توسط چند ماده تامین شود [به عنوان مثال SiO2 می تواند توسط سیلیس، فلدسپار و یا ... اضافه شود]. بنابراین محاسبه انبساط لعاب از طریق درصد اکسیدها عملی است (البته می بایست در این مورد احتیاط کرد که بعداً توضیح داده خواهد شد). انبساط هرکدام از اکسیدها (میزان انبساط اکسیدهای سرامیکی، به خصوص انواع معروف آنها، کاملاً شناخته شده و مشخص است) و محاسبه انبساط لعاب از طریق فرمول آن ممکن است.

برای اینکه به نتایج موثرتر و قابل قبول تری برسیم می بایست محدودیت های این روش را بدانیم. نخست اینکه، نمی توان به طور دقیق و درست ضریب انبساط حرارتی را محاسبه نمود. تکنیک های ریاضی مختلفی ایجاد شده است که نتایج خوبی ارائه می کند ولی هنوز یک روش عمومی که در همه جا کاربرد داشته باشد وجود ندارد. به یاد داشته باشید که دیلاتومترها نیز مشکلات مخصوص به خود را دارند و لعاب بر روی یک قطعه ممکن است انبساط حرارتی مشابه برای نمونه آزمایشی را نشان ندهند (در هنگام تنوع نتایج).

 

روش افزودنی محاسبه انبساط، رایج بوده و کاملاً قابل انجام است. هم چنین تفاوت بین انبساط های اکسیدها آنقدر زیاد است که قطعآً محاسبات جهت دار خواهد بود. با این وجود به یاد داشته باشید که: محاسبات نسبی بوده و مقدار انبساط حرارتی به دست آمده قطعی نمی باشد. اما سئوالی در اینجا مطرح می گردد این است که آیا این نتایج همان اعدادی هستند که ما به آنها نیاز داریم؟ یعنی اگر لعابی دارای ترک بود، می بایست ضریب انبساط حرارتی آن را کاهش دهیم. آیا ما به اعداد قطعی نیاز داریم تا ضریب انبساط حرارتی لعاب و رس را نمایش دهیم؟ پاسخ این سئوال منفی است و به همین دلیل انبساط حرارتی محاسبه شده کاملاً موثر عمل می کند و اکسیدهایی که موجب کاهش و یا افزایش آن می شوند کاملاً شناخته شده اند. این حالت مشابه این موضوع است که شما با وسیله نقلیه ای رانندگی می کنید که کیلومتر شمار آن خراب است و شما سرعت خود را براساس رفت و آمدهای اطراف خود مورد سنجش قرار دهید. دختر بچه ها معمولاً زیر سرعت مجاز و پسرهای نوجوان تمایل به رانندگی بیشتر از سرعت مجاز دارند. راه های مختلف نیز نشابه بدنه های مختلف رسی است.

حالا یک سئوال دیگر: شما برای حل مشکل ترک می بایست انبساط را به چه میزان تعدیل کنید؟ اگر لعاب شما خیلی زود و بعد از اینکه از کوره پخت بیرون آمد ترک خورد، نشانگر وجود مشکلات بزرگ و نه سطحی در لعاب است. بنابراین اگر میزان انبساط لعاب ترک خورده در این شرایط 5/7 است باید سعی کنید که آن را به 7 برسانید. بعد از آزمایش تنش، حالا می توانید آن را کاهش و یا افزایش دهید.

 

اهداف انبساط محاسبه شده برای بدنه های رسی

افرادی که مدت زیادی با بدنه های رسی کار کرده باشند می توانند متوجه شوند که آیا بدنه و یا لعاب جدیدی که می خواهند مورد مصرف قرار دهند، ترک می خورد یا نه. به یاد داشته باشید که به هرحال محاسبات نسبی بوده و به شرایط سیستم بستگی دارد به طوری که لعاب مات دولومیتی ممکن است نیاز به محاسبه انبساط 7 برای مچ شدن بر روی بدنه داشته باشد و این در حالی است در این حالت بلور Zinc Lithia به مقدار زیاد ایجاد نمی شود.

 

یک مثال برای لعاب ابریشمی مات که در مخروط 10 پخت می شود برای درک بیشتر مفهوم آورده می شود:

ماده اولیه

مقدار

Cluster Feldspar

33.0

Dolomite

23.0

EPK Kaolin

22.0

Silica

22.0

 

آنالیز فرمولی و درصدی:

درصد

فرمول

اکسید

33/8

41/0

CaO

90/5

41/0

MgO

97/3

12/0

K2O

16/1

05/0

Na2O

23/0

0

Fe2O3

09/0

0

TiO2

05/0

0

P2O5

25/16

44/0

Al2O3

02/64

98/2

SiO2

Cost/Kg = 0.23 و Ratio= 6.70 و Expan=6.45

 

شرکتی که از این نوع لعاب استفاده می کند آن را برای استفاده در بدنه های قهوه ای رنگ حاوی آهن که در محیط احیایی و مخروط 10 مناسب ارزیابی کرده است. این لعاب نه تنها ترک نمی خورد بلکه می تواند استحکام بدنه را نیز افزایش دهد. این موضوع اهمیت دارد به دلیل اینکه این قبیل بدنه ها معمولاً از نظر استحکام ضعیف عمل می کنند. (مشخصه بدنه های حاوی آهن معمولاً رنگ های گرم آنهاست و معمولاً زجاجی شدن در این بدنه ها کم است). اگر لعاب بر روی بدنه مچ نباشد می تواند استحکام را کاهش دهد اما اگر لعاب بر روی بدنه بهخوبی جفت و جور شود می تواند استحکام را افزایش دهد. محصولات تولیدی این کارخانه نسبت به محصولات مشابه که از بدنه های رسی محکم تر استفاده می کردند ولی لعاب آن بدنه ها به خوبی بر روی بدنه جفت و جور نمی شد، بادوام تر است.

اگر لعابی خوب عمل نمود، انبساط محاسبه شده هر لعاب دیگری که در آن از همان مواد و یا مواد مشابه استفاده شده است می تواند مورد مقایسه قرار گرفته تا بتوان نتیجه گیری قابل قبولی در این مورد انجام شود.

اگرچه متخصصین کارخانجاتی که مجهز به دیلاتومتری هستند، می توانند بین آزمون های تنش حرارتی، استحکام برای هماهنگی و اتصال مناسب لعاب بر روی بدنه و انبساط اندازه گیری شده واقعی ارتباط برقرار کنند و اعداد محاسبه شده را به دست آورند. اما این روش با جود اینکه کاملاً دقیق نیست اما انعطاف پذیری بیشتری داشته و می توان پیش بینی نمود که محصولات بدون اینکه نیاز به پخت نمونه ها داشته باشد و اندازه گیری شوند، چه خصوصیاتی خواهند داشت.

 

انبساط چگونه محاسبه می شود؟

نشان داده شده است که انبساط حرارتی اغلب یک خصوصیت افزاینده است. این به این معنی است که دانستن میزان انبساط اکسیدهای تشکیل دهنده لعاب می تواند این امکان را فراهم سازد که بتوانیم انبساط لعاب را با یک محاسبه ساده تعیین نماییم. معادله انبساط لعاب های محاسبه شده (G) برابر است با:

G=Ea × Pa + Eb × Pb + Ec × Pc etc

که در این فرمول a، b و c اکسیدهای مورد استفاده در لعاب  E میزان انبساط اجزاء و P نیز درصد هر اکسید در لعاب است. به عنوان مثال اگر لعابی شامل 50 درصد اکسید  aبا انبساط 5 و 50 درصد اکسید b با انبساط 10 باشد میزان انبساط از رابطه زیر محاسبه می شود:

0.50 × 5) + (0.50 × 10) = 7.5)

به یاد داشته باشید که این روش، یک روش تقریبی برای محاسبه لعاب است به طوری که فاکتورهای دیگر به خصوص برهم کنش بین ترکیب های اکسیدهای مختلف نیز تاثیرگذار است. مشکلی که در اینجا وجود دارد این است که میزان انبساط حرارتی که از منابع مختلف برای مواد گزارش می شود نیز می تواند متفاوت باشد و یا ممکن است واحد آن متفاوت باشد، براساس فرمول مولی باشد و یا آنالیز درصدی. بنابراین تهیه میانگین از داده ها نیز ممکن است با مشکل مواجه شود. به طور نسبی می توان اینطور نتیجه گیری کرد که در حدود 90 درصد در لعاب ها Na2O و K2O موجب افزایش انبساط حرارتی، CaO متعادل کننده و MgO، Al2O3،  SiO2وB2O3 ضریب انبساط را کاهش می دهند. البته بی قاعدگی هایی نیز وجود دارند و می بایست شکل های انبساط محاسبه شده با  مقدار انبساط فیزیکی مورد مقایسه قرار بگیرد. معمولاً این بی قاعدگی ها به هنگام استفاده از فریت و مخصوصاً فریت های حاوی بور و لیتیم با میزان بالا اتفاق می افتد.

 

صنایع شیشه های هنری و سازندگان فریت

برای هنرمندان شیشه گر نیز موضوع انبساط حرارتی اهمیت زیادی دارد، زیرا آنها می خواهند قطعات خود را که معمولاً ضخیم نیز هستند را در مدت زمان چند دقیقه به جای سرد کردن در چند ساعت، سرد کنند. شیشه های مورد استفاده آنان معمولاً در چندین رنگ و هم چنین فرمول های شیمیایی متفاوت به یکدیگر متصل  می شوند. بنابراین می بایست هنگامی که سرد می شوند ضریب انبساط مناسب و هماهنگی داشته باشند تا ترک نخورد. به عنوان مثال در شیشه های سودا یا کربنات سدیم میزان انبساط 7-10×90 است. تنش ها معمولاً براثر سرد و گرم کردن نمونه ها بر روی قطعه ایجاد می شود و در نتیجه قطعه مورد نظر ترک می خورد.

معمولاً هنگامی که از شرکتی فریت خریداری می کنید می بایست اعداد مربوط به انبساط را نیز بگیرید. ممکن است این محاسبات به وسیله دیلاتومتر و یا محاسبه تهیه شده باشد. شرکت Ferro محاسبات خود را برحسب درجه سانتیگراد بیان می کند و به صورت  COE×10-6 نمایش می دهد. پس از اینکه انبساط حرارتی لعاب و یا فریت در آزمایشگاه محاسبه شد، انبساط حرارتی در دمای بین 0 تا 450 درجه سانتیگراد و با استفاده از سرعت گرمایش سه درجه سانتیگراد بر دقیقه مدنظر قرار می گیرد.


درک مفهوم انبساط حرارتی در لعاب های سرامیکی (بخش 1)
ساعت ۸:٤٤ ‎ق.ظ روز ۱۳٩۱/٢/٢۳   کلمات کلیدی:

اگر بخواهیم پدیده هایی هم چون ترک و خردشدن بدنه های سرامیکی را درک کنیم می بایست میزان انبساط حرارتی را بدانیم و اینکه این پارامترها چه رابطه ای با شیمی لعاب دارند و راه های محاسبه آن چیست. برای اینکه لعاب را بر روی بدنه اعمال نموده و آن را با بدنه هماهنگ کنیم راه های زیادی وجود دارد.

تقریباً تمامی بدنه های سرامیکی پخته شده هنگامی که حرارت می بینند منبسط می شوند و هم چنین به هنگام سردشدن منقبض می گردند. با توجه به اینکه بدنه های رایج و معمول از دو قسمت بدنه و لعاب که هرکدام خصوصیاتی جداگانه دارند تشکیل شده است بنابراین می بایست مشخصه های انبساطی آنها مورد بررسی قرار بگیرد. لعاب ها معمولاً بر روی بدنه اتصال داشته و در نتیجه باید خود را با تغییرات حرارتی بدنه وفق دهد. تنش هایی که به این طریق بر روی لعاب ایجاد می شود قسمتی از این موضوعی است که ما آن را "پیوند بین لعاب و بدنه" می خوانیم.

برای اینکه پیوند موفقی داشته باشیم باید دو نکته مهم را رعایت کنیم:

الف- مطابقت و سازگاری:

در پیوند بین لعاب و بدنه منحنی های انبساطی می بایست سازگاری داشته باشند. باید این نکته را در مورد بدنه های سرامیکی بدانیم که این بدنه ها در مقابل فشار مقاوم هستند اما در برابر کشش بسیار ضعیف عمل می نمایند. اگر لعاب در بدنه در هر زمان تحت کشش قرار بگیرد (به عنوان مثال در نتیجه سرد کردن ناگهانی سطح) تمایل به ایجاد شبکه ای از ترک دارد تا تنش های ایجاد شده را آزاد نماید. به همین علت اگر لعاب تحت مقدار کمی فشار باشد خوب است.

ب- اتصال مستحکم:

در اکثر موارد لایه واکنشی یا سطح مشترک یک اتصال بین بدنه و لعاب برقرار می کند. هنگامی که لایه لعاب ذوب می شود شروع به واکنش با بدنه کرده و در بدنه نفوذ می نماید و لایه ای باترکیب مابین لعاب و بدنه تشکیل می شود. دما، مدت زمان ماندن در دمای نهایی، سرعت سرد کردن، شیمی لعاب و بدنه و اندازه دانه ذرات، همه و همه بر روی ایجاد و توسعه منطقه واسط تاثیرگذارند. در بدنه های ارتن ور وجه مشترک زیاد نیست، اما در بدنه هایی که دمای پخت بالاتری دارند، همانند بدنه های پرسلانی، میزان سطح مشترک بیشتر است. لعاب های فریت شده با توجه به اینکه فعالیت بیشتری دارند، سطح مشترک بهتری ایجاد می نمایند.

ترک برداشتن سطحی (ایجاد شبکه ترک ها در سطح لعاب پخته شده) و خرد شدن (پوسته ای شدن در لبه ها و گوشه های لعاب پخته شده)  عمده ترین مشکلاتی هستند که کارشناسان خطوط تولید و آزمایشگاه معمولاً با آن مواجه می شوند. بسیاری از کارخانجات سرامیک و حتی سفالگران که به طور شخصی کار می کنند به همین دلایل بسیاری از محصولات خود را از دست می دهند و به دلایل بهداشتی و ... محصولاتشان غیرقابل عرضه می شود و متاسفانه هنوز عده ای این موضوع را باور نکرده اند.

اگر لعاب انبساط بیشتری نسبت به بدنه داشته باشد، این به این معنی است که انقباض بیشتری نیز در هنگام سرمایش خواهد داشت. این موضوع باعث می شود که لعاب تحت کشش قرار گرفته، کشیده شده و در نتیجه به هنگام سورت سایز کاشی تغییر می کند (لعاب با اندازه 6 تبدیل به سایز 5 می شود). [عموماً سرامیک ها مقاومت کششی کمی دارند] اگر تمایل دارید که لعاب هایی با ترک های ساختگی ایجاد نمایید، می توانید لایه نازکی از نفلین سیانت را که با آب مخلوط کرده اید بر روی کاشی اعمال کنید و پس از ‌آن در مخروط 10، بدنه را پخت کنید. کشش هم چنین می تواند براثر این موضوع  باشد که یک لعابِ خوب، به دلیل جذب رطوبت و انبساط بدنه تحت تاثیر کشش قرار بگیرد (پدیده انبساط رطوبتی). آب جذب شده با قلیایی ها و قلیایی های خاکی موجود در بدنه پخته شده که واکنش نکرده اند و در بدنه باقی مانده اند، واکنش می کند. فرض می شود که بدنه رسی زجاجی بوده و مواد اضافه شونده ای برای جلوگیری از این عیب به بدنه افزوده می شود.

پوسته ای شدن برعکس است (لعاب با اندازه 6 تبدیل به سایز 7 می شود) به طوری که مناطقی از لعاب نمی تواند بر روی بدنه باقی بماند و در نتیجه ورآمده و به صورت پوسته ای از سطح بدنه پخته شده جدا می شود. اگر می خواهید که طرح های زیبایی را از این طریق ایجاد نمایید، باید بدنه ای متشکل از بالکلی و سیلیکا با نسبت 50:50 تهیه نموده و لعابی با میزان فلدسپار کم بر روی آن اعمال کرده و در مخروط 10 پخت نمایید.

تصورات غلط زیادی برای حل مشکلات مربوط به ترک وجود دارد به طوری که عده ای سعی دارند به جای اینکه به دلایل واقعی یعنی عدم هماهنگی انبساط بپردازند به  موارد غیر اصولی توجه نمایند. خیلی مشکل نیست که اتصال لعاب - بدنه ای تهیه کنیم که در طی مرحله سردکردن در کوره انقباض کمی از خود نشان دهد. محدوده مناسب اتصال برای ما مقداری است که اطمینان بیابیم لعاب، به هنگام سرمایش و گرمایش و  در طول سال هایی که مورد استفاده قرار می گیرد تحت مقدار مناسبی از فشار قرار دارد. لعاب می بایست دارای سیستمی باشد که مقداری فشار بر لعاب وارد نماید که به همراه لایه های میانی توانایی نگهداری لعاب در طول مدت زمان زیاد مورد استفاده را داشته باشد. بنابراین تنش فشاری، عاملی کمک کننده برای پایداری پیوند بین لعاب و بدنه، هنگامی که در زمان مصرف تحت تاثیر حرارت قرار می گیرد، محسوب می شود.

 

روش های مناسب سازی لعاب ها (جهت اتصال مناسب لعاب و بدنه)

دیلاتومتری

اگر از ابزاری هم چون دیلاتومتر استفاده می نمایید، می توانید در مورد پدیده انبساط حرارتی دید وسیع تری داشته باشید. این ابزار، وسیله ای استاندارد برای اندازه گیری ضریب انبساط حرارتی نمونه های کوچک از دمای اتاق تا دمای مورد نظر برای لعاب و یا برای بدنه است. این وسیله متشکل از یک کوره کوچک است که در آن یک میله کوچک ساخته شده از بدنه و یا لعاب حرارت می بیند. میله در درون یک لوله دیرگداز به همراه یک میله حساس به مقدار حرکت قرار داده شده است. (نمونه دستگاه های جدید با نور لیزر کار می کند). تغییرات طول با توجه به میزان ثابت افزایش دما از دمای اتاق تا دمای نرم شوندگی لعاب ثبت شده و به شکل منحنی دیلاتومتری نشان داده می شود.

منحنی افزایش دمای دیلاتومتری را به صورت معکوس درنظر بگیرید: در سرمایش، شیشه ذوب شده در نقطه نرم شوندگی تبدیل به جامد می شود. از اینجاست که بدنه قابلیت انتقال تنش ها را به شیشه به دست می آورد. مجموع انبساط حرارتی براساس درصد افزایش طول میله در همین دما محاسبه می شود. به دلیل اینکه لعاب ها دماهای پخت متفاوتی دارند، استاندارد مفید و سودمندی تهیه شده است: مجموع انبساط را بر عدد درجه دماهایی که برای تولید محصول گرفته می شود تقسیم کنید (در هنگامی که منحنی اغلب به صورت خطی است این محدوده قابل قبول است). به این ترتیب می توان تغییرات طول را برحسب دما (درجه سانتیگراد) محاسبه نمود. برای نمونه های سرامیکی محدوده دسیمال (6-10) مورد استفاده قرار می گیرد. به این ترتیب انبساط 7 در حقیقت 6-10 × 7 (برحسب اینچ بر درجه سانتیگراد و یا سانتیمتر بر درجه سانتیگراد به صورت اختیاری).

همانگونه که توضیح دادیم، یک لعاب ایده آل می بایست ضریب انبساط، کمتری نسبت به بدنه داشته باشد تا لعاب مقداری تحت تنش فشاری قرار بگیرد و بنابراین متخصصین می بایست متغیرهای منحنی دیلاتومتری را طوری درنظر بگیرند که مسیر منحنی لعاب کمی پایین تر از بدنه باشد. اما سئوال این است که چه میزان پاین تر از بدنه؟ این مقدار بستگی به نوع لعاب لعاب و بدنه ای دارد که در شرکت های مختلف مورد مصرف قرار می گیرد تا لعاب مناسبی تولید شود.

نکته جالب توجه این است که اگرچه دیلاتومتری یک دید ترسیمی از تاریخچه انبساط حرارتی لعاب و بدنه ارائه می نماید، اما متخصصین هنوز به دنبال راه حلی برای درک بهتر رابطه بین منحنی بدنه و لعاب می گردند. اما این کار را چگونه انجام می دهند؟

 

روش های دیگر آزمایش

 آنها می بایست قطعات را تحت تنش های حرارتی زیاد و آزمایش های مکانیکی قرار دهند تا بتوانند به راه حلی برای کاهش ترک برسند. متخصصین به مرور زمان و براثر تجربه و ثبت نتایج آزمون های مختلف به دانشی در مورد نسبت بین لعاب و بدنه دست یافتند اما پس از اینکه دستگاه دیلاتومتری عرضه شد، به وسیله منحنی دیلاتومتری و بدون نیاز به انجام آزمون های دیگر این کار صورت می گرفت.

تست های صنعتی مربوط به مناسب سازی لعاب برای اعمال بر روی بدنه آنقدرها هم پیچیده نیست. آزمایش اسید [برای بررسی مقاومت شیمیایی] [و هم چنین اتوکلاو و شوک حرارتی] برای بررسی نقش تنش در پیوند بین لعاب و بدنه  تا چه حد معتبر است؟ به عنوان مثال، نمونه های چندتایی از بدنه های لعابدار به طور مکرر در معرض بخار در اتمسفر و فشارهای بالا، حرارت دیدن در هوا و یا آب جوش و سپس سرد کردن سریع در آب سرد قرار می گیرند. بنابراین لازم است که استانداردی برای این منظور درنظر گرفته شود به طوری که مطمئن شویم قطعات، به صورت کامل در هرسیکل حرارت دیده اند و سرد شده اند و نتایج به طور صحیح ثبت شده اند. متخصصین می بایست این قابلیت را داشته باشند که نتایج آزمون ها را به نتایج مورد نظر در سیستم مربوط سازند. در بدنه های با جذب آب [بالا]، بسیار مهم است که بدانیم انبساط بدنه همراه با جذب آب اتفاق می افتد. در آزمایش بالا فاکتور مهم قرار گرفتن به مدت زمان طولانی در معرض گرما و هم چنین سردشدن تمام و کمال قطعه است. (حتی عده ای قطعات را در فریزر و در زیر دمای یخ زدگی آب قرار می دهند). عده ای استاندارد را به صورت سیکل پنج دقیقه ای آب سرد – آب گرم  قرار داده اند.

آزمایش دوم اندازه گیری استحکام پخت است. برای این کار یک نمونه میله ای از نمونه لعاب زده و پخته شده و سپس در دستگاهی که نیروی شکسته شدن قطعه را محاسبه می کند شکسته می شود. سپس میانگین استحکام بدنه های لعابدار با بدنه های بدون لعاب مورد مقایسه قرار می گیرد. در این روش شما می توانید استحکام تغییر یافته براثر تغییر فرمولاسیون و تغییر انبساط لعاب را مقایسه نمایید. باید قطعه مورد نظر استحکام بالایی داشته باشد و لعاب نیز تحت تنش فشاری خیلی زیادی قرار نگیرد. در این حالت شما ممکن است در بیرون کوره به استحکام های بالایی دست پیدا نمایید، اما ممکن است پس از مدت زمان طولانی مصرف شرایط به کلی تغییر کند.


مقدمه ای بر استفاده از شیشه های بازیافتی در لعاب های سرامیکی
ساعت ۸:٤۳ ‎ق.ظ روز ۱۳٩۱/٢/٢۳   کلمات کلیدی:

مقدمه:

بسیاری از موادی که در شیشه های سودالایم مورد استفاده قرار می گیرند (شیشه مورد استفاده در زندگی روزمره)، همان موادی هستند که در فرمولاسیون لعاب ها، ولی البته با خصوصیات متفاوت اندکی، استفاده می شوند. در این مقاله به امکان سنجی استفاده از شیشه های بازیافتی در فرمولاسیون لعاب های مورد استفاده در صنایع سرامیک پرداخته شده است. در ابتدا دانستن اطلاعاتی مقدماتی در مورد شیمی لعاب، می تواند مفید واقع گردد:

 

لعاب و یا شیشه از چه موادی تهیه می شود؟

مواد موجود در شیشه های سودالایم متغیر است و همیشه مقادیری رنگدانه و مواد دیگر، در آن بسته به نوع [محصول تولیدی] کارخانه و [شدت رنگ مورد نیاز]، وجود دارد اما میانگین اکسیدهای اصلی موجود در شیشه ظروف را می توانید در جدول 1 مشاهده نمایید.

وزن مولکولی

درصد بر اساس وزن

نوع اکسید

60

3/73

SiO2

62

1/14

Na2O

1/56

4/9

CaO

3/40

9/1

MgO

9/101

3/1

Al2O3

 

جدول 1- اکسیدهای اصلی تشکیل دهنده شیشه ظروف

 

امروزه در صنعت سرامیک، روشی برای سنجش و آنالیز شیمیایی مواد به وجود آمده است که امکان یا عدم امکان استفاده از مواد مختلف را به عنوان ماده اولیه لعاب بررسی می نماید. در این روش که به اصطلاح "فرمولاسیون واحد"[1] نامیده می شود از وزن مولکولی اکسیدها و درصد وزنی آنها در ترکیب شیمیایی استفاده می کند تا برآن اساس به اعداد نسبی مولی هر اکسید که در ماده اولیه وجود دارد برسد. اکسیدها به صورت RnOm نشان داده می شوند که R بیانگیر عنصر مورد نظر، n تعداد اتم های عنصر R و m تعداد اتم های اکسیژن است.

"فرمولاسیون واحد" در حقیقت روش تجزیه ای محسوب می شود، زیرا [در این روش، نوشتن فرمول] شیمیایی اکسیدها را به صورت مولکولی RO ( و هم چنین R2O) و یا ستون مواد گدازآور می نویسند. در خصوصیات فیزیکی شیشه ها مشاهده می شود عناصری که اکسید آنها در ازای یک مولکول، دارای یک مولکول اکسیژن است به عنوان مواد گدازآور شناخته می شوند که در حقیقت نقش آنها کاهش دمای ذوب شیشه است (ستون سمت چپ در جدول 2 که شامل عناصر قلیایی و قلیایی خاکی است). موادی که در ستون وسط قرار دارند به صورت R2O3 نوشته می شوند که معمولاً  Al2O3 اصلی ترین ماده این گروه محسوب می شود. این گروه شیشه سازی را کاهش داده، لعاب را سخت تر کرده و مقاومت شیمیایی لعاب را افزایش می دهد. اصلی ترین ماده ای که عمدتاً در ستون سمت راست نوشته می شوند SiO2 است که به عنوان ماده شیشه ساز و ماده پایه لعاب شناخته می شود.

RO2

R2O3

RO

SiO2       2.762

Al2O3       0.029

Na2O    0.516

 

 

CaO      0.379

 

 

MgO       0.105

جدول 2 – فرمولاسیون اکسیدی نسبی

لعاب های مورد استفاده در صنعت سرامیک می بایست در دماهای بالای کوره به صورت شیشه ای درآیند. سپس بسته به شکل ظاهری و خصوصیات مربوطه، لعاب ممکن است به صورت شیشه ای پس از فرآیند سرد کردن باقی بماند [و در حقیقت کریستالیزه نشود] و یا اینکه در برخی موارد به صورت اختیاری به صورت لعاب های کریستالی درآید. در جدول شماره 2 فرمولاسیون اکسیدی نسبی در میانگین شیشه های سودالایم آورده شده است.

با توجه به این روش، وزن مولکولی شیشه های سودالایم 226 درنظر گرفته می شود. نسبت های موجود در مواد، تعیین کننده خصوصیات دمای پخت لعاب است. به عنوان مثال برای لعابی که در 900 درجه سانتیگراد پخت می شود، انتظار می رود که نسبت سیلیکای آن 1 تا 5/1 در فرمول واحد باشد و اگر دمای پخت بالاتر در نظرگرفته شود، نسبت سیلیکا بالاتر می رود. هم چنین انتظار می رود در لعاب های با میزان دمای پخت بالاتر، نسبت آلومینای بالاتری نیز مشاهده شود. بنابراین باید درنظر گرفت که میزان فلاکس و یا گدازآور و سایر موارد در لعاب متغیر بوده و وابسته به دمای پخت است و برای حصول به لعابی مناسب مواد دیگری نیز به لعاب اضافه گردد.

به علاوه ضریب انبساط حرارتی بدنه و لعاب نیز می بایست هماهنگ باشد تا بتوان از لعاب به عنوان پوشش بدنه استفاده نمود. در صورت استفاده از شیشه در صنعت لعاب، شیشه ها می بایست آنقدر ریز دانه و ساییده شوند تا در مخلوط لعاب، بتوانند به علت واکنش پذیری بالا، به خوبی ذوب شده و مورد استفاده قرار بگیرد.

نکته دیگری که استفاده از شیشه های بازیافتی برای ما به ارمغان می آورد این است که استفاده از شیشه های بازیافتی علاوه بر اینکه به پالایش محیط زیست و از بین بردن آلودگی کمک می نماید، نه تنها قیمت تمام شده لعاب را بالا نمی برد، بلکه آن را کاهش نیز می دهد. در نتیجه استفاده از این نوع شیشه ها در صنعت لعاب به عنوان یک ماده کمکی [و نه اصلی] می تواند مفید باشد.


زگر لعاب
ساعت ۸:۳٧ ‎ق.ظ روز ۱۳٩۱/٢/٢۳   کلمات کلیدی:


زگر لعاب
ساعت ۸:۳٧ ‎ق.ظ روز ۱۳٩۱/٢/٢۳   کلمات کلیدی:


 
ساعت ۸:٢٧ ‎ق.ظ روز ۱۳٩۱/٢/٢۳   کلمات کلیدی:


 
ساعت ۸:٠٧ ‎ق.ظ روز ۱۳٩۱/٢/٢۳   کلمات کلیدی:


 
ساعت ۸:٠٤ ‎ق.ظ روز ۱۳٩۱/٢/٢۳   کلمات کلیدی:


محاسبات لعاب
ساعت ۸:٠۱ ‎ق.ظ روز ۱۳٩۱/٢/٢۳   کلمات کلیدی:


لعاب
ساعت ۱:۳٧ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۱/٢/٢٠   کلمات کلیدی:


 
ساعت ۱:۳٤ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۱/٢/٢٠   کلمات کلیدی:


 
ساعت ۱:٢٠ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۱/٢/٢٠   کلمات کلیدی:


 
ساعت ۱٢:٠٩ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۱/٢/٢٠   کلمات کلیدی:


 
ساعت ۱٢:٠٧ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۱/٢/٢٠   کلمات کلیدی:


 
ساعت ۱٢:٠٠ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۱/٢/٢٠   کلمات کلیدی:


محاسبات لعاب
ساعت ۱۱:٥٩ ‎ق.ظ روز ۱۳٩۱/٢/٢٠   کلمات کلیدی:


 
ساعت ۱۱:٥۱ ‎ق.ظ روز ۱۳٩۱/٢/٢٠   کلمات کلیدی:


آلیاژی (ادامه)
ساعت ٥:٥۱ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۱/٢/۱٩   کلمات کلیدی:

آلیاژی (ادامه)

ترکیب، ساختار، و نمودار فاز 
پایان این بحث در نمودار فاز را به طور خلاصه در سه ترکیب مختلف از عناصر A و B، و چگونه میکروسکوپی خود را به دلیل مواضع خود را بر روی نمودار فاز متفاوت. اول یک آلیاژ یوتکتیک است که با آلیاژ در نقطه یوتکتیک حق ترکیب، در نظر گرفته خواهد شد. سپس ترکیب در هر دو طرف از نقطه یوتکتیک خواهد شد مورد بحث قرار گرفته است. آلیاژ با ترکیب نهفته است که به سمت چپ از نقطه یوتکتیک در نمودار فاز در آلیاژ hypoeutectic نامیده می شود، و آلیاژ با ترکیب نهفته است که به سمت راست از نقطه یوتکتیک نامیده می شود آلیاژ hypereutectic. در این نقطه، تنها به شرط خنک کننده با سیستم کند، که اجازه خواهد داد که آلیاژ به وضعیت تعادل آن را سفت، در نظر گرفته خواهد شد. ساختار را می توان با دستکاری در سرعت سرد کردن آلیاژ کنترل شده است، اما این خواهد بود در بخش عملیات حرارتی تحت پوشش است.

آلیاژهای یوتکتیک 
اول، در نظر گرفتن آلیاژ یوتکتیک از عناصر A و B در آن است که از درجه حرارت در محل (1) که به محل اقامت 4 در نمودار فاز سرد.در محل 1، که آلیاژ در درجه حرارت بالا به اندازه کافی به طور کامل مخلوط مایع است. دایره های زیر را نشان می دهد، یک نماینده از ریزساختار آلیاژ در هر یک از مکان های شماره ای بر روی نمودار فاز.

در محل 1 است، هیچ چیزی از علاقه وجود دارد به عنوان آلیاژ به طور کامل مایع است.به عنوان آلیاژ سرد کند، آن را به حالت مایع باقی می ماند تا زمانی که درجه حرارت یوتکتیک (محل 2) می رسد که در آن شروع به سفت در هر هسته مطلوب است. از ریزساختار تصویر 2، می توان آن را که به عنوان آلیاژ جامد آن را به لایه های متناوب از فاز آلفا و بتا را تشکیل می دهد. این ساختار لایه لایه است که به عنوان ساختار لاملار شناخته شده و لایه ها اغلب تنها از نظم، از مجموع 1 میکرون در سراسر. همین دلیل است که آلیاژ یوتکتیک تشکیل می دهد، در این راه با زمان انتشار مورد نیاز را به شکل جامد است.

دانه با افزودن آلفا به آلفا و بتا بتا تا یکی دیگر از دانه آنها روبرو می شوند (محل 3) رشد می کنند. سایت های هسته بیشتر نیز خواهد شد به درون مایع مخلوط را تشکیل می دهند، ادامه خواهد داد. این انجماد بسیار سریع اتفاق می افتد به عنوان هر حجمی از مایع داده شده در مذاب می رسد دمای یوتکتیک. به یاد داشته باشید که ترکیب یوتکتیک جامد در دمای تنها مانند یک عنصر خالص و نه بیش از یک مقدار درجه حرارت است.

به عنوان آلیاژ در حال حاضر فروخته سرد که به محل اقامت 4، ترکیبی از لایه های آلفا و بتا در ادامه به تغییر آن را به عنوان سرد. اتمهای A و B بین دو فاز پخش به تولید ترکیب تعادل فاز آلفا و بتا در دمای داده شده است. با رسم خطوط کراوات در دماهای مختلف و نقطه یوتکتیک در نمودار فاز، دیده می شود که حلالیت در فاز بتا و B در فاز آلفا کاهش دما کاهش می یابد. از آنجا که تغییر ترکیب این مرحله با توجه به انتشار است که نسبتا یک فرایند آهسته) است، مهم آن است که آلیاژهای یوتکتیک اجازه داده شود تا به آرامی سرد برای تولید ساختار صحیح است.

آلیاژ Hypoeutectic 
بعد، در نظر گرفتن آلیاژ A و B که دارای ترکیب کلی است که آن را به سمت چپ از نقطه یوتکتیک. وقتی که آلیاژ می افتد به سمت چپ از نقطه یوتکتیک نامیده می شود آلیاژ hypoeutectic. در محل 1، که آلیاژ در دمای به اندازه کافی بالا است که آن را در یک مرحله به طور کامل مایع قرار داده است.

وقتی که آلیاژ سرد می شود، آن را در حالت مایع باقی می ماند تا زمانی که دما می رسد که در آن خط عبور liquidus (محل 2). در این دما، فاز آلفا شروع به سفت در هر هسته مطلوب است. آلفا جامد به عنوان دندریت ها که رشد برای تبدیل شدن به دانه آلفا است. اولین فاز جامد به شکل فاز اولیه نامیده می شود، در این مورد، آلفا اولیه تشکیل می شود.

به عنوان آلیاژ برای خنک کردن (محل 3) سایت های هسته موجود را به عنوان رشد دندریت ها و سایت های هسته بیشتر خواهد شد در ظرف مایع مخلوط را تشکیل می دهد. ذوب خواهد شد که ثبات احساساتی از تکه های در مایع در حالی که آن را در "آلفا + مایع" منطقه از نمودار فاز داشته باشند. از آنجا که فاز آلفا است عمدتا عنصر A (با مقدار کمی از اتم B در محلول جامد)، مایع باقی مانده کمی غنی تر در B به عنوان مایع سرد می شود، که توسط خط liquidus نشان داده می شود. ترکیب از آلفا فاز جامد نیز می شود اندکی غنی تر در اتم B به عنوان خط محلول جامد را نشان می دهد.

این اولیه رشد فاز آلفا و شیفت فاز همراه با ترکیب به اندازه کافی تا اتم ها حذف شده اند به طوری که مایع باقی مانده است از ترکیب یوتکتیک. این ترکیب در نقطه ای که در آن درجه حرارت عبور خط یوتکتیک (محل 4) به دست آورد. در این مرحله، فاز آلفا اولیه تشکیل متوقف می شود. مایع باقی مانده شروع به لاملار (لایه های متناوب از فازهای آلفا و بتا) ساختار از ترکیب یوتکتیک را سفت. ساختار یوتکتیک رشد خواهد کرد، اضافه کردن آلفا به لایه های آلفا و بتا به لایه های بتا در مناطق خوش گدازه ها و سایت های انجماد جدید ادامه خواهد داد را تشکیل می دهند. به یاد داشته باشید که انجماد به سرعت و بدون نیاز به کاهش بیشتر دما در یک بار مایع می رسد خط یوتکتیک رخ می دهد. در این مرحله، کل آلیاژ به مخلوط متشکل از دانه های آلفا و غلات مخلوط یوتکتیک (آلفا و بتا) حالت جامد در میآید. ریزساختار از این نقطه در خط یوتکتیک در پایین به دمای محیط، چیزی که نشان داده شده در میکرو 5 نگاه کنید.

انتشار رخ می دهد به عنوان آلیاژ سرد از مقدار عنصر B در فاز آلفا با دما. این دقیقا مانند آن را برای آلیاژ یوتکتیک رخ می دهد. انتشار نیز باید در دانه آلفا خالص رخ می دهد، ترکیب فاز آلفا نیز با تغییرات دما است.

Hypereutectic 
در نهایت، در نظر گرفتن آلیاژ A و B که دارای ترکیب کلی است که آن را به سمت راست از نقطه یوتکتیک. وقتی که آلیاژ می افتد به سمت راست از نقطه یوتکتیک نامیده می شود آلیاژ hypereutectic. این آلیاژ سفت مانند از آلیاژ hypoeutectic جز آن را از طریق "بتا + مایع منطقه از نمودار فاز به جای" آلفا + مایع "منطقه منتقل می کند. با این کار در یک ساختار متشکل از دانه های بتا و دانه مخلوط یوتکتیک (آلفا و بتا) به جای دانه های آلفا و دانه ها از مخلوط (آلفا و بتا) یوتکتیک آلیاژ hypoeutectic شده منجر شود.

در محل 1، که آلیاژ در دمای به اندازه کافی بالا است که آن را در یک مرحله به طور کامل مایع قرار داده است. وقتی که آلیاژ سرد می شود، آن را در حالت مایع باقی می ماند تا زمانی که دما می رسد که در آن خط عبور liquidus (محل 2). در این دما، مرحله بتا شروع به سفت در هر هسته مطلوب است. بتا جامد به عنوان دندریت ها که رشد برای تبدیل شدن به دانه بتا می باشد. اولین فاز جامد به شکل فاز اولیه نامیده می شود، در این مورد، بتا اولیه تشکیل می شود.

به عنوان آلیاژ برای خنک کردن (محل 3) سایت های هسته موجود را به عنوان رشد دندریت ها و سایت های هسته بیشتر خواهد شد در ظرف مایع مخلوط را تشکیل می دهد. از آنجا که مرحله بتا است که عمدتا عنصر B (با مقدار کمی از اتم ها در محلول جامد)، مایع باقی مانده می شود ثروتمند در به عنوان مایع سرد می شود، که توسط خط liquidus نشان داده شده است. ترکیب فاز بتا جامد نیز می شود کمی غنی تر در اتم به عنوان راه حل را نشان می دهد خط جامد است.

این بتا اولیه رشد فاز و انتقال فاز به همراه ترکیب همچنان تا به اندازه کافی از اتم B حذف شده اند به طوری که مایع باقی مانده است از ترکیب یوتکتیک. این ترکیب در نقطه ای که در آن درجه حرارت عبور خط یوتکتیک (محل 4) به دست آورد. در این مرحله تشکیل فاز بتا اولیه متوقف می شود. مایع باقی مانده شروع به لاملار (لایه های متناوب از فازهای آلفا و بتا) ساختار از ترکیب یوتکتیک را سفت. ساختار یوتکتیک رشد خواهد کرد، اضافه کردن آلفا به لایه های آلفا و بتا به لایه های بتا در مناطق خوش گدازه ها و سایت های انجماد جدید ادامه خواهد داد را تشکیل می دهند. در این مرحله، کل آلیاژ به سرعت به مخلوطی از دانه های بتا و خوش گدازه مخلوط (آلفا و بتا) دانه های جامد. ریزساختار از این نقطه در خط یوتکتیک در پایین به دمای محیط، چیزی که نشان داده شده در میکرو 5 نگاه کنید.

انتشار رخ می دهد به عنوان آلیاژ سرد از مقدار عنصر B در فاز آلفا با دما. این دقیقا مانند آن را برای آلیاژ یوتکتیک رخ می دهد. انتشار نیز باید در دانه آلفا خالص رخ می دهد، ترکیب فاز آلفا نیز با تغییرات دما است.


آلیاژی (ادامه
ساعت ٥:٥٠ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۱/٢/۱٩   کلمات کلیدی:

آلیاژی (ادامه)

کراوات و قوانین اهرم 
به سادگی با نگاه کردن به نمودار فاز ممکن است بگویید چه مرحله یا فاز آلیاژ در درجه حرارت داده شده است. اما، این امکان وجود دارد برای بدست آوردن اطلاعات کمی از نمودار است. آلیاژ در درجه حرارت نشان داده شده در نمودار فاز را در نظر بگیرید. آسان است برای دیدن که در این دما، آن است که مخلوطی از فازهای آلفا و مایع است. با استفاده از یک خط ارتباطی آن را نیز ممکن است برای تعیین ترکیب فاز در این دما است. کراوات یک خط یک خط ایزوترمال (دمای ثابت) که از طریق موقعیت آلیاژ در نمودار فاز زمانی که آن را در دو فاز میدان کشیده است. نقطه ای که در آن به پایان می رسد از خط ارتباطی تقاطع دو منحنی حلالیت مجاور نشان می دهد ترکیب از دو فاز است که در تعادل در این دما وجود داشته باشد. در این مثال، خط ارتباطی نشان می دهد که فاز آلفا 5.2٪ B و فاز مذاب 34.5٪ B در این دما است. این مهم است که در ذهن داشته باشیم که حکومت کراوات آدرس تعیین ترکیب فازهای تشکیل دهنده در داخل نمونه و چه در ترکیب شیمیایی کلی نمونه بدون تغییر باقی می ماند آدرس نیست.

همچنین ممکن است برای تعیین چه مقدار از هر فاز در دمای داده شده با استفاده از قانون اهرم وجود دارد. مهم است بدانید که مقدار هر حال حاضر فاز به دلیل خواص آلیاژ بر مقدار موجود هر مرحله بستگی دارد. قانون اهرم با استفاده از خط ارتباطی و اصل علمی اساسی حفاظت از جرم برای تعیین نسبت این دو فاز در حال حاضر است. کراوات خط می دهد ترکیب شیمیایی هر یک از این دو فاز، و مقدار ترکیبی از این دو ترکیب، اضافه کردن به ترکیب کلی آلیاژ (C O)، که شناخته شده است. به عبارت دیگر، درجه C را باید از مقدار مناسب از α α در ترکیب C و مایع در liq C تشکیل شده است. بنابراین اساسا، نسبت در حال حاضر مراحل توسط نسبت دو بخش خط ارتباطی داده شده است.

کسری از حال حاضر فاز آلفا است. داده شده توسط نسبت از درجه C تا C بخشی از خط ارتباطی liq و طول کل خط ارتباطی (liq C C α) ریاضی روابط می تواند به عنوان نوشته شده است F α << (C liq - C درجه) / (C liq - C α). کسری از حال حاضر فاز مایع به نسبت از درجهC C α بخشی از خط ارتباطی و کل طول خط ارتباطی (liq C C α) داده شده است. ریاضی این روابط می تواند به عنوان F liq << نوشته شده است (C O - C α) / (C liq - C α). البته، این دو مقدار باید به 1 برابر شده است.

توجه داشته باشید که در سمت راست خط ارتباطی می دهد نسبت به مرحله در سمت چپ (فاز α در این مثال) و سمت چپ خط ارتباطی می دهد نسبت فاز به سمت راست (فاز مایع در این مثال). از آن آسان است برای حفظ این رابطه مستقیما به سادگی با توجه به آنچه نسبت به نزدیکی یکی از خط ارتباطی تقاطع نقاط. برای مثال، اگر C درجه نزدیکی خط liquidus، نسبت به بخش مایع از خط به طول کل خط خواهد بود نزدیک به یک است. 


لیاژی (ادامه)
ساعت ٥:٤٩ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۱/٢/۱٩   کلمات کلیدی:

لیاژی (ادامه)

نمودارهای فاز 
همانطور که قبلا ذکر شده، نمودار فاز است که به سادگی یک نقشه نشان دادن ساختار مراحل در حال حاضر به عنوان درجه حرارت و به طور کلی ترکیب آلیاژ متفاوت هستند. این یک ابزار بسیار مفید برای درک و کنترل ساختار مواد چند فازه است. نمودار فاز دوتایی فاز تشکیل شده در مخلوط های مختلف از دو عنصر در طیف وسیعی از درجه حرارت را نشان می دهد. وقتی که آلیاژ نمایشگاه بیش از دو فاز، یک نوع متفاوت از نمودار فاز استفاده می شود، باید مانند نمودار سه تایی برای آلیاژهای سه فاز. این بحث بر روی نمودار فاز دوتایی تمرکز می کنند.

در نمودار فاز دوتایی، ترکیب را از 100٪ عنصر اجرای یک در سمت چپ، از طریق تمام مخلوطهای ممکن به عنصر 100٪ B در سمت راست است. *٪ ب - ترکیب آلیاژ در فرم داده شده به عنوان مثال، مس - آل 20٪ 80٪ مس و 20 درصد آلومینیوم است.درصد وزن اغلب مورد استفاده برای تعیین نسبت عناصر آلیاژی، اما درصد اتم ها هستند که به آن گاهی استفاده می شود. درصد وزن خواهد شد در سراسر این متن استفاده می شود.

آلیاژ به طور کلی نقطه ذوب ندارد، اما به جای ذوب شدن (یا به طور متناوب سفت) بیش از یک طیف وسیعی از درجه حرارت است. در انتهای هر نمودار فازی فقط یکی از عناصر (100٪ یا 100٪ B) در نتیجه یک نقطه ذوب خاص می کند وجود دارد. علاوه بر این، گاهی اوقات ترکیبی از عناصر تشکیل دهنده که به تولید ذوب شدن در دمای تنها مانند یک عنصر خالص وجود دارد.این نقطه یوتکتیک نامیده می شود.

در ترکیب دیگر از خالص، خالص B و نقطه یوتکتیک، وقتی که آلیاژ از دمای بالا سرد آن را در یک دمای خاص شروع به سفت باقی می ماند در شرایط احساساتی (مایع به علاوه جامد) بیش از یک طیف وسیعی از درجه حرارت. اگر آزمایش های بیش از یک طیف وسیعی از ترکیبات به منظور تعیین درجه حرارت که در آن آلیاژ ها شروع به سفت انجام شده، این اطلاعات می تواند گلدانی بر روی نمودار فاز یک منحنی برای تولید. این "شروع منحنی انجماد" سه نقطه انجماد تک و پیوستن به، خط liquidus نامیده می شود.

تا چند درصد از ترکیب، ممکن است برای یک عنصر به انحلال در دیگری در حالی که هر دو در حالت جامد باقی می ماند. نامیده می شود و حلالیت جامد حد حلالیت معمولا با تغییر دما. وسعت منطقه حلالیت جامد را می توان بر روی نمودار فاز را رسم می شود. در این مثال، فاز آلفا منطقه از محلول جامد که در آن برخی از اتم B در یک ماتریس از اتم حل شده است. فاز بتا منطقه است که در آن درصد کمی از اتمهای حل شده در یک ماتریس از اتم B است. این مهم است که توجه داشته باشید که برخی از عناصر صفر حلالیت جامد در عناصر دیگر است. به عنوان مثال آلیاژ آلومینیوم / سیلیکون است، که در آن آلومینیوم صفر است حلالیت جامد در سیلیکون است.

اگر ترکیب آلیاژ آن را درون آلفا یا بتا مناطق محلول جامد قرار می دهد، آلیاژ تبدیل خواهد شد به طور کامل جامد در دمای یوتکتیک. خط یوتکتیک در نمودار فاز نشان می دهد که این دگرگونی در طیف وسیعی از ترکیبات رخ می دهد. در ترکیب آلیاژ و درجه حرارت بین دمای liquidus و دمای یوتکتیک، مخلوط احساساتی فاز یا آلفا یا بتا به عنوان توده جامد در درون مخلوطی مایع از A و ب وجود داشته باشد آلفا به همراه مایع و بتا به همراه مایع در مناطق نمودار فاز. این منطقه زیر خط یوتکتیک و خارج از منطقه محلول جامد، مخلوطی جامد از آلفا و بتا خواهد بود. 


آلیاژی
ساعت ٥:٤۸ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۱/٢/۱٩   کلمات کلیدی:

 

آلیاژی

تنها تعداد کمی از عناصر را در شکل خالص خود را به طور گسترده ای تجاری استفاده می شود. به طور کلی، عناصر دیگر در حال حاضر برای تولید قدرت بیشتر، به منظور بهبود مقاومت در برابر خوردگی، و یا به سادگی به عنوان ناخالصی های بیش از فرایند های تصفیه باقی مانده است. علاوه بر عناصر دیگر را به یک فلز آلیاژی و فلز منجر آلیاژ نامیده می شود. حتی اگر افزوده شدن عناصر هستند گازهای نجیب، آلیاژهای هنوز هم ممکن است خواص فلزی داشته باشد.

آلیاژهای مس بسیار در اوایل تاریخ ما تولید شد. برنز، آلیاژ مس و قلع، آلیاژ اول شناخته شده بود. از آن آسان بود به سادگی با افزودن قلع به مس مذاب تولید می کند. ابزارها و سلاح های ساخته شده از این آلیاژ، قوی تر از آنهایی که از مس خالص بودند. عناصر آلیاژی معمولی در برخی از فلزات معمولی در جدول زیر ارائه شده است.

آلیاژ
ترکیب
برنج
روی، مس،
برنزی
مس، روی، قلع
ترکیب قلع و سرب
قلع، مس، بیسموت، آنتیموان
چدنی
آهن، کربن، منگنز، سیلیکون
فولاد
آهن، کربن (به همراه مقدار کمی از دیگر عناصر)
فولاد ضد زنگ
آهن، کروم، نیکل

خواص از آلیاژ را می توان با تغییر ترکیب دستکاری شده است. به عنوان مثال فولاد از آهن و کربن تشکیل شده قابل ملاحظه ای می تواند متفاوت باشد در سختی با توجه به مقدار کربن افزوده شده و راه را که در آن پردازش شد.

هنگامی که یک عنصر دوم اضافه شده است، تغییرات ساختاری دو اساسا متفاوت امکان پذیر است:

  1. تقویت محلول جامد اتفاق می افتد هنگامی که اتم های عنصر جدید محلول جامد با عنصر اصلی را تشکیل می دهند، اما هنوز فقط یک مرحله وجود دارد. به یاد بیاورید که مدت فاز اشاره به آن منطقه از فضای اشغال شده توسط یک ماده از نظر جسمی همگن.
  2. اتم عناصر جدید فاز دوم را تشکیل می دهند. ممکن است کل ساختار را به این مرحله جدید را تغییر دهید و یا دو مرحله ممکن است وجود داشته باشد.

تقویت راه حل جامد 
تقویت محلول جامد شامل علاوه بر این از دیگر عناصر فلزی است که در شبکه حل شده و پدر و مادر باعث تحریف به دلیل تفاوت در اندازه اتم بین فلز پدر و مادر و فلز غلظت املاح است. به یاد بیاورید از بخش مربوط به نقص نقطه بلوری که ممکن است به اتم های ناخالصی substitutional، و اتم های ناخالصی بینابینی. substitutional اتم ناخالصی یک اتم از یک نوع مختلف از اتم های فله، است که به جای یکی از اتم های فله در شبکه است.اتمهای ناخالصی Substitutional معمولا در اندازه بسته (در حدود 15٪) به اتم به صورت فله.اتمهای ناخالصی بینابینی بسیار کوچکتر از اتم ها در ماتریس فله. اتم ناخالصی بینابینی را در فضای باز بین اتم بخش عمده ای از ساختار شبکه مناسب.

از آنجا که اتم های ناخالصی کوچکتر یا بزرگتر از اتم های اطراف سوش کششی یا فشاری شبکه معرفی آنها است. آرایش به طور منظم از یونهای مختل می کنند و آن را مشکل تر لایه ها را به بیش از هر اسلاید. این باعث می شود آلیاژ قوی تر و کمتر انعطاف پذیر نسبت به شکل خالص این فلز است. به عنوان مثال، یک آلیاژ نیکل 30٪ بازیگران قدرت کششی مس از 25،000 نفر PSI تا 55،000 PSI را افزایش می دهد.

فلزات چند 
هنوز هم یکی دیگر از روش تقویت این فلز در حال اضافه کردن عناصری که دارای حلالیت نه یا قسمتی در فلز پدر و مادر است. با این کار در ظاهر از فاز دوم توزیع در سراسر بلور یا بین کریستال منجر شود. این فاز ثانویه می تواند افزایش یا کاهش قدرت آلیاژ. به عنوان مثال، علاوه بر قلع، روی، یا آلومینیوم به مس در یک آلیاژ با قدرت افزایش یافته، اما آلیاژی با سرب یا بیسموت در نتیجه یک آلیاژ استحکام پایین تر است. ویژگی های چند فازه (دو فاز) مواد در طبیعت بستگی دارد، مقدار، اندازه، شکل، توزیع، و جهت گیری از مراحل است.حروف یونانی معمولا مورد استفاده برای تشخیص مراحل مختلف جامد در یک آلیاژ داده شده است. 

فاز را می توان در یک مقیاس میکروسکوپی با میکروسکوپ نوری دیده می شود پس از سطح شده است به درستی جلا و اچ. در زیر یک میکروگراف را در 125x از آلیاژ سرب و قلع که از دو فاز تشکیل شده است. مناطق نور رنگی به فاز غنی از قلع و مناطق تیره رنگی به فاز غنی از سرب است. 

 
   



مکانیزم های تقویت / سخت شدن
ساعت ٥:٤٧ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۱/٢/۱٩   کلمات کلیدی:

مکانیزم های تقویت / سخت شدن

همانطور که در بخش قبل مورد بحث، توانایی یک ماده کریستالی به plastically کج و معوج تا حد زیادی بر توانایی جابجایی به درون ماده حرکت می کند بستگی دارد. بنابراین، مانع از حرکت از جابه جایی ها در تقویت مواد، منجر شود. تعداد راه هایی برای ایجاد مانع در برابر جنبش دررفتگی، که شامل وجود دارد:

  • کنترل اندازه دانه (کاهش تداوم هواپیما اتمی)
  • فشار سخت شدن (ایجاد و tangling دررفتگی)
  • آلیاژی (معرفی نقص نقطه و بیشتر دانه ها به پین ​​جابجایی)

کنترل اندازه دانه 
اندازه دانه ها در داخل یک ماده همچنین دارای اثر در قدرت و صلابت از مواد است. مرز بین دانه به عنوان یک مانع به حرکت جابجایی و لغزش به دست آمده عمل می کند زیرا دانه های مجاور جهت گیری های مختلف دارند. از آنجا که تراز دلخواه برای اتم متفاوت است و هواپیماهای لغزش بین دانه ناپیوسته هستند. کوچکتر غلات، باعث کم تر شدن اتم ها از راه دور می تواند همراه هواپیما لغزش خاص حرکت می کند. بنابراین، دانه ها کوچکتر، بهبود قدرت از یک ماده است. اندازه و تعداد دانه در داخل یک ماده است که توسط نرخ انجماد را از فاز مایع کنترل می شود.

نژادها سخت شدن 
نژادها سخت شدن (نیز نامیده می شود کار سخت شدن و یا سرد کار) فرایند ساخت یک فلز سخت تر و قوی تر از طریق تغییر شکل پلاستیک است. وقتی که یک فلز plastically تغییر شکل، جابه جایی حرکت و جابه جایی های اضافی تولید می شوند. دررفتگی های بیشتری را در یک ماده، بیشتر آنها را در تعامل و تبدیل شدن به مسابقات یا درهم. با این کار در کاهش تحرک از جابه جایی ها و تقویت از مواد منجر شود. این نوع تقویت به طور معمول گفته می شود کار سرد است. سرد نامیده می شود کار به دلیل تغییر شکل های پلاستیکی باید در دمای پایین به اندازه کافی است که اتم ها می توانند خود را تنظیم مجدد رخ می دهد. وقتی که یک فلز در دماهای بالاتر کار کرده (کار گرم) جابه جایی می تواند به تنظیم مجدد و تقویت کمی به دست می آید.

نژادها سخت شدن می تواند به راحتی با قطعه ای از سیم و یا یک گیره کاغذ نشان داده شده است. بخش راست عقب و جلو خم چندین بار. توجه کنید که آن را سخت تر است به خم شدن فلز در همان محل است. در فشار سخت دررفتگی منطقه تشکیل داده اند و تبدیل به درهم، افزایش قدرت و صلابت از مواد است. ادامه خم خواهد شد در نهایت سیم به شکستن در خم به دلیل ترک خوردگی خستگی شود. (بعد از یک تعداد زیادی از چرخه خمش، جابه جایی ساختارهای شکل به نام باند لغزش مداوم (PSB). PSBs مناطق اساسا کوچک که در آن جابه جایی انباشته تا نقل مکان کرد و سطح مواد را ترک مراحل در سطح که عمل به عنوان risers استرس و یا نرم افزار شروع نقطه است.) 

باید می دانستند، با این حال، که افزایش قدرت سرد کار نیز در نتیجه کاهش در تورق. نمودار به سمت راست نشان می دهد قدرت عملکرد و درصد ازدیاد طول به عنوان یک تابع برای مواد به عنوان مثال چند درصد کار سرد است. توجه کنید که برای هر ماده، مقدار کمی از کار سرد منجر به کاهش قابل توجهی در تورق.

 

اثر درجه حرارت بالا در مواد کرنش سخت 
هنگامی که فشار به مواد سخت در معرض دماهای بالا قرار گرفته، تقویت است که ناشی از تغییر شکل پلاستیکی را می توان از دست داده است. این می تواند یک چیز بد است اگر تقویت مورد نیاز است برای حمایت از یک بار. با این حال، تقویت به علت فشار سخت شدن همیشه مطلوب است، به خصوص اگر این مواد به شدت از تورق تشکیل خواهد شد را کاهش داده است.

عملیات حرارتی را می توان مورد استفاده قرار گیرد به حذف اثر فشار سخت شدن. سه چیز می تواند در حین عملیات حرارتی رخ می دهد:

  1. بهبود
  2. تبلور مجدد
  3. رشد دانه

بهبود 
هنگامی که یک ماده لکه سخت در درجه حرارت بالا برگزار شد افزایش نفوذ اتمی رخ می دهد که برخی از انرژی فشار داخلی را تسکین می دهد.به یاد داشته باشید که اتم ها در موقعیت ثابت، اما می تواند حرکت کند زمانی که انرژی کافی برای شکستن پیوندهای خود.انتشار را افزایش می دهد به سرعت با افزایش درجه حرارت است و این اجازه می دهد تا اتم ها در مناطق به شدت تیره و تار به به مواضع unstrained حرکت است. به عبارت دیگر، اتم های آزاد به حرکت در اطراف و بازیابی موقعیت طبیعی در ساختار شبکه است. این است که به عنوان فاز بهبودی شناخته شده و آن را در تنظیم فشار در مقیاس میکروسکوپی است. تنش های داخلی باقی مانده باشد نیز کاهش به دلیل کاهش در چگالی جابجایی و جنبش دررفتگی به انرژی کمتر موقعیت است. دولایه از دررفتگی به تیز دو بعدی مرزها و از تراکم دررفتگی در این کاهش مناطق متراکم شود. این مناطق نام subgrains شده. بدون کاهش قابل ملاحظه در مقاومت و سختی از مواد وجود دارد، اما مقاومت در برابر خوردگی، اغلب بهبود می بخشد. 

تبلور مجدد 
در بالاتر، درجه حرارت، جدید، کرنش هسته دانه و رشد داخل دانه های تحریف شده است و در مرز دانه. این دانه ها رشد می کنند به جای دانه های تغییر شکل یافته تولید شده توسط سخت شدن کرنش. با تبلور مجدد، خواص مکانیکی اصلی خود دولت های ضعیف تر و انعطاف پذیر تر را باز می گرداند. تبلور مجدد بستگی به درجه حرارت، مقدار زمانی که در این دما و همچنین میزان فشار سخت شدن مواد را تجربه. فشار سخت شدن، درجه حرارت پایین تر خواهد شد که در آن تبلور مجدد رخ می دهد. همچنین، مقدار (معمولا 2-20٪) حداقل از کار سرد لازم است برای هر مقدار از تبلور مجدد رخ می دهد. اندازه دانه های جدید نیز تا حدی وابسته به مقدار فشار سخت شدن است. بیشتر سخت شدن لکه، هسته بیشتر برای دانه های جدید، و در نتیجه اندازه دانه کوچکتر خواهد شد (حداقل در آغاز). 

رشد دانه 
اگر نمونه در دمای بالا و فراتر از زمان لازم برای تبلور مجدد کامل باقی مانده است، دانه ها شروع به اندازه رشد کند. این اتفاق می افتد به دلیل نفوذ رخ می دهد در سراسر مرزهای دانه و دانه های بزرگتر دارای مرز دانه کمتر سطح در واحد حجم است. بنابراین، دانه های بزرگتر، از دست دادن اتم کمتر و رشد هزینه از دانه های کوچک تر. دانه های بزرگتر استحکام و چقرمگی از مواد را کاهش دهد.


انتشار
ساعت ٥:٤٦ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۱/٢/۱٩   کلمات کلیدی:

انتشار

انتشار مهاجرت اتم ها از منطقه غلظت بالا به یک منطقه کم غلظت است. در همگن بودن مواد، اتم ها به طور مداوم در حال حرکت در اطراف، اما جنبش تصادفی (یعنی همیشه وجود دارد تعداد مساوی از اتم های در حال حرکت در تمام جهات). تمام اتمها در یک ماده ناهمگن، در حال حرکت نزدیک به طور تصادفی، اما مهاجرت از اتم به مناطقی که در آن غلظت آنها کمتر وجود دارد. به عبارت دیگر، انتشار خالص وجود دارد.

انتشار اتم می تواند با حرکت میزبان یا substitutional اتم به جای خالی (نفوذ خالی)، و یا اتم های ناخالصی های بینابینی به موقعیت های مختلف میان بافتی (انتشار بینابینی) رخ می دهد. به منظور حرکت، یک اتم انرژی باند با توجه به اتم های اطراف را برطرف کند. این است که به راحتی در دمای بالا که اتم ها ارتعاش به شدت به دست آورد. Carburizing، که بعدا مورد بحث قرار خواهد شد، به عنوان مثال از انتشار است.


شروع دانلود خستگی
ساعت ٥:٤٦ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۱/٢/۱٩   کلمات کلیدی:

شروع دانلود خستگی

در حالی که در مورد این موضوع از دررفتگی، مناسب است به طور خلاصه مورد بحث خستگی است.خستگی یکی از دلایل اصلی برای این شکست از اجزای ساختاری است. زندگی ترک خستگی دارای دو بخش است، شروع و انتشار است. جابه جایی نقش عمده ای در مرحله نرم افزار شروع خستگی. شده است در تست آزمایشگاهی است که بعد از تعداد زیادی از چرخه های بارگذاری دررفتگی شمع و سازه های فرم به نام باند لغزش مداوم (PSB) مشاهده شده است.نمونه ای از PSB به میکروگراف در تصویر به سمت راست نشان داده شده است.

PSBs مناطق هستند که فراتر از (اکستروژن) و یا کمتر (نفوذ) در سطح جزء با توجه به حرکت مواد در امتداد هواپیما لغزش. این برگ گام های کوچک در سطح است که به عنوان risers استرس که در آن ترک خستگی می تواند آغاز خدمت می کنند. شکاف در لبه PSB در تصویر زیر گرفته شده با یک میکروسکوپ الکترون


تغییر شکل الاستیک / پلاستیک
ساعت ٥:٤٥ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۱/٢/۱٩   کلمات کلیدی:

تغییر شکل الاستیک / پلاستیک

هنگامی که یک بار کافی است به یک فلز و یا مواد دیگر ساختاری استفاده شود، آن را به مواد به تغییر شکل شود. این تغییر در شکل تغییر شکل نامیده می شود. تغییر شکل موقت است که خود را معکوس پس از نیرو برداشته شود، به طوری که جسم به شکل اولیه خود باز نامیده می شود، تغییر شکل الاستیک است. به عبارت دیگر، تغییر شکل الاستیک تغییر در شکل مواد در استرس کم است که پس از استرس بازیابی است. این نوع تغییر شکل شامل کشش از اوراق قرضه، اما اتم های گذشته هر لغزش است.

هنگامی که استرس کافی است به طور دائم تغییر شکل فلز، تغییر شکل پلاستیک نامیده می شود.همانطور که در بخش مربوط به نقص بلور مورد بحث، تغییر شکل پلاستیک شامل شکستن تعداد محدودی از پیوند های اتمی حرکت از جابه جایی است. به یاد بیاورید که نیروی مورد نیاز برای شکستن اوراق قرضه از تمام اتم ها در یک صفحه کریستال همه در یک بار بسیار بزرگ است. با این حال، حرکت دررفتگی اجازه می دهد تا اتم ها در هواپیما کریستال به گذشته در سطح استرس بسیار پایین تر لغزش. از آنجا که انرژی لازم برای حرکت دادن پایین ترین در امتداد پر چگال ترین هواپیما از اتم ها، دررفتگی ها جهت ارجح سفر در درون یک دانه از مواد،. این نتایج در لغزش رخ می دهد که در طول هواپیما موازی در درون دانه است. گروه هواپیماهای این لغزش موازی با یکدیگر برای تشکیل باند لغزش، که می تواند با یک میکروسکوپ نوری دیده می شود. باند لغزش به نظر می رسد به عنوان یک خط در زیر میکروسکوپ، اما آن را در واقع از نزدیک فاصله هواپیما لغزش موازی ساخته شده است همانطور که در تصویر نشان داده شده است.


نقص فله
ساعت ٥:٤٥ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۱/٢/۱٩   کلمات کلیدی:

نقص فله

نقص فله در یک مقیاس بسیار بزرگتر از بقیه از نقص بلور مورد بحث در این بخش رخ می دهد. با این حال، به خاطر کامل و از آنجایی که آنها بر جنبش از جابه جایی، یک چند از نقص فله رایج تر خواهد شد ذکر شده است. حفره هستند مناطقی که تعداد زیادی از اتم های گم شده از شبکه وجود دارد. تصویر به سمت راست یک جای خالی در یک قطعه فلز با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) حاصل شد. حفره می تواند برای تعدادی از دلایل رخ می دهد.هنگامی که حفره رخ می دهد با توجه به حباب های هوا به دام افتاده زمانی که مواد جامد شدن، آن است که معمولا به نام تخلخل است. هنگامی که از درجه اعتبار ساقط رخ می دهد به علت انقباض مواد آن را به عنوان جامد، کاویتاسیون نامیده می شود.

نوع دیگر از نقص های فله رخ می دهد هنگامی که اتمهای ناخالصی خوشه با هم به صورت مناطق کوچک از یک فاز متفاوت. مدت فاز اشاره به آن منطقه از فضای اشغال شده توسط یک ماده از نظر جسمی همگن است. این مناطق که اغلب به نام رسوب. فاز و رسوب خواهد شد در دومی با جزئیات بیشتری مورد بحث قرار گرفته است.


نقص مسطح
ساعت ٥:٤٤ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۱/٢/۱٩   کلمات کلیدی:

نقص مسطح

انباشته گسلها و مرزها دوقلو 
1) گسل انباشته و 2) یک منطقه دو: اختلال در توالی انباشته دوربرد می تواند دو نوع دیگر معمول از نقص بلور. تغییر در دنباله انباشته بیش از یک فاصله چند اتمی تولید یک گسل انباشته در حالی که تغییر بیش از فاصله های اتمی بسیاری از تولید منطقه ای دوقلو است. 

یک گسل انباشته وقفه یک یا دو لایه در دنباله انباشته از هواپیماهای اتم است. گسل انباشته در تعدادی از ساختارهای بلوری رخ می دهد، اما ساده ترین آن است که ببینید که چگونه آنها در ساختارهای نزدیک بسته بندی شده رخ می دهد. به عنوان مثال، آن را از بحث قبلی که چهره در مرکز مکعب (FCC) سازه از نزدیک شش ضلعی بسته بندی شده (شکل بلورین) ساختار تنها در جهت انباشته آنها متفاوت است. برای ساختار شکل بلورین fcc و، در دو مورد اول لایه های خود ترتیب عینا و گفت: به آرایش AB. اگر لایه سوم قرار می گیرد به طوری که اتم خود را به طور مستقیم در بالا کسانی که از اول (A) لایه، انباشته خواهد شد ABA است. این ساختار شکل بلورین است، و ادامه ABABABAB. با این حال ممکن است اتم های لایه سوم به ترتیب خود را به طوری که آنها در خط با لایه اول را به ترتیب ABC است که است که از ساختار FCC هستند. بنابراین، اگر ساختار شکل بلورین همراه به عنوان ABABAB و ناگهان به ABABABCABAB سوئیچ، در حال حاضر انباشته گسل وجود دارد.

همچنین، در ترتیب FCC الگوی ABCABCABC است. گسل انباشته در یک ساختار FCC به عنوان یکی از هواپیماهای C از دست رفته ظاهر می شود. به عبارت دیگر الگوی ABCABCAB_ABCABC است.

اگر یک گسل انباشته خود را تصحیح فوری ندارند اما همچنان در برخی از تعداد فاصله های اتمی، آن را به یک لحظه هم انباشته گسل است که دوگانه یکی از اولین تولید کند. به عنوان مثال در صورتی که الگوی انباشته ABABABAB اما سوئیچ به ABCABCABC برای یک دوره از زمان قبل از تعویض بازگشت به ABABABAB به یک جفت دوقلو گسل انباشته تولید می شود. منطقه قرمز در دنباله انباشته می رود که ABCABC ACBACB ABCABC هواپیما دوقلو است و مرزهای دوقلو هستند هواپیما در انتهای هر منطقه برجسته است.

مرز دانه در Polycrystals 
نوع دیگر از نقص برنامه ریزی، مرز دانه است. تا به این نقطه، بحث بر نقص بلورهای مجزا متمرکز شده است. با این حال، مواد جامد به طور کلی از تعداد از crystallites یا غلات تشکیل شده است. دانه ها می تواند در اندازه نانومتر به میلی متر در سراسر و جهت یابی آنها باشد، معمولا با توجه به دانه مجاور چرخش است. که در آن یک توقف دانه و دیگری آغاز می شود به عنوان یک مرز دانه. مرز دانه، طول و حرکت جابه جایی محدود است. بنابراین، داشتن دانه های کوچکتر (مرز دانه بیشتر سطح) تقویت یک ماده است. اندازه دانه ها را می توان با نرخ سرد که حرارت و یا مواد بازیگران، درمان کنترل می شود. به طور کلی، سرد کردن سریع دانه ها کوچکتر، در حالی که نتیجه آرام خنک کننده در دانه های بزرگتر است.برای اطلاعات بیشتر، به بحث و گفتگو در انجماد مراجعه کنید.


نقص خطی - دررفتگی
ساعت ٥:٤٤ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۱/٢/۱٩   کلمات کلیدی:

نقص خطی - دررفتگی

جابه جایی هستند نوع دیگری از نقص در بلورها است. جابه جایی هستند مناطق شدند و اتم ها از موقعیت در ساختار بلوری است. جابه جایی تولید می شوند و حرکت می کند زمانی که تنش اعمال می شود. حرکت از جابه جایی اجازه می دهد تا لغزش - تغییر شکل پلاستیک به رخ می دهند.

قبل از کشف از دررفتگی توسط تیلور، Orowan و Polyani را در سال 1934، هیچ کس نمی تواند خواص تغییر شکل پلاستیک از یک فلز می تواند تا حد زیادی توسط صرفا با تشکیل (بدون تغییر ترکیب شیمیایی) تغییر کرده است. این حتی بزرگتر رمز و راز شد زمانی که دانشمندان در اوایل دهه 1900 تخمین زده است که فلزات تحت تغییر شکل پلاستیکی در نیروهای بسیار کوچکتر از استحکام نظری از نیروهای که برگزاری اتم فلز با هم است.متالوژیست تردید بسیاری از تئوری جابجایی تا توسعه میکروسکوپ انتقال الکترونی در اواخر دهه 1950 باقی مانده است. TEM شواهد تجربی را جمع آوری می شود که نشان داد که استحکام و چکش خواری فلزات توسط جابه جایی کنترل می شوند. 

دو نوع اساسی از دررفتگی، لبه دررفتگی و جابجایی پیچ وجود دارد. در واقع، لبه پیچ جابه جایی و فقط اشکال افراطی از ساختارهای دررفتگی امکان وجود دارد که می تواند رخ دهد. بیشترین جابه جایی ها احتمالا ترکیبی از فرم لبه و پیچ، اما این بحث به این دو نوع محدود خواهد شد.

دررفتگی لبه 
نقص لبه می تواند به راحتی قابل مشاهده به عنوان نیمه اضافی هواپیما از اتم ها در یک شبکه. دررفتگی به نام نقص خط زیرا منبع معیوب در شبکه دروغ جابجایی در امتداد یک خط تولید. این خط در امتداد بالای اضافی نیمه هواپیما است. اوراق قرضه بین اتمی به میزان قابل توجهی تنها در مجاورت خط دررفتگی تحریف شده است.

درک حرکت جابجایی کلیدی است برای درک چرا دررفتگی اجازه می دهد تغییر شکل در استرس بسیار پایین تر از یک کریستال کامل رخ می دهد. حرکت دررفتگی به جنبش کاترپیلار مشابه است. کاترپیلار به یک نیروی بزرگ به اعمال تمام بدن خود را در یک بار حرکت می کند. در عوض آن حرکت می کند قسمت پشت بدن خود را به مقدار کمی به جلو و ایجاد برآمدگی است. قوز پس از آن حرکت می کند حرکت رو به جلو و در نهایت تمام بدن به جلو توسط یک مقدار کوچک است.

همانطور که در مجموعه ای از تصاویر بالا نشان داده شده است، جابجایی به سمت مشابه حرکت یک مقدار کوچک در یک زمان است. جابجایی در نیمه بالای کریستال لغزش یک هواپیما در یک زمان آن را به عنوان از موضع خود را در تصویر (A) به سمت راست حرکت می کند تا موقعیت خود را در تصویر (ب) و در نهایت تصویر (ج) است. در روند لغزش یک هواپیما در یک زمان، جابجایی منتشر در سراسر بلور. حرکت جابجایی در سراسر هواپیما در نهایت باعث می شود در نیمه بالای کریستال با توجه به نیمه پایین حرکت می کند. با این حال، تنها بخش کوچکی از این اوراق در هر زمان داده شده شکسته شده است. جنبش در این روش نیاز به یک نیروی بسیار کوچک تر از شکستن همه اوراق قرضه در سراسر هواپیما متوسط ​​به طور همزمان است.

دررفتگی پیچ 
یک نوع پایه دوم جابجایی، جابجایی پیچ نامیده می شود وجود دارد. جابجایی پیچ کمی مشکل تر به تجسم است. حرکت جابجایی پیچ نیز ناشی از تنش برشی است، اما نقص جنبش خط عمود بر جهت تنش و جابجایی اتم، به جای موازی است. جابجایی پیچ به تجسم، تصور کنید یک بلوک فلزی است که دارای یک تنش برشی اعمال شده به طوری که در سراسر یک پایان فلز شروع به پاره کردن.این است که در تصویر بالا سمت راست نشان داده شده است. تصویر پایین سمت راست را نشان می دهد هواپیما از اتم درست بالای RIP. اتم های ارائه شده توسط دایره آبی از جایگاه اصلی خود را هنوز منتقل شده است. اتم نشان داده شده با دایره قرمز رنگ به موقعیت جدید خود را در شبکه منتقل می شود و برقرار اوراق فلزی است. اتم های ارائه شده توسط محافل سبز در روند حرکت هستند. این دیده می شود که تنها بخشی از اوراق قرضه در هر زمان با توجه به شکست می شوند. همانطور که در مورد جابجایی لبه، حرکت در این روش نیاز به یک نیروی بسیار کوچک تر از شکستن همه اوراق قرضه در سراسر هواپیما متوسط ​​به طور همزمان است.

اگر نیروی برشی افزایش می یابد، اتم ها را به لغزش خود ادامه خواهد داد به سمت راست. یک ردیف از اتم های سبز وجود دارد و راهی برای بازگشت به یک نقطه مناسب در شبکه (و قرمز) و یک ردیف از اتم های آبی لغزش از موقعیت (و تبدیل به سبز). به این ترتیب، جابجایی پیچ به سمت بالا حرکت خواهد کرد که در این عکس، که به صورت عمود بر جهت تنش. به یاد بیاورید که در رفتگی لبه موازی حرکت می کند به جهت استرس.همانطور که در تصویر زیر نشان داده شده است، تغییر شکل پلاستیک خالص از هر دو لبه و پیچ جابه جایی همان است، با این حال.

 

جابه جایی در امتداد پر چگال ترین هواپیماهای اتم ها در یک ماده حرکت می کند، به دلیل استرس مورد نیاز برای حرکت را افزایش می دهد دررفتگی با فاصله بین هواپیماها است.فلزات FCC و BCC هواپیماهای بسیاری متراکم، پس از جابه جایی حرکت نسبتا آسان است و این مواد دارای چکش خواری بالا. فلزات و برای جابه جایی به حرکت آن را مشکل تر تقویت شود. این ممکن است شامل مقدمه ای از موانع، مانند اتم های بینابینی یا مرز دانه ها، به "پین" دررفتگی. همچنین، به عنوان یک ماده plastically تغییر شکل، جابه جایی بیشتری تولید می شوند و آنها را به هر راه دیگران را جلب کرده و مانع حرکت است. این است که چرا فشار یا کار سخت شدن رخ می دهد.

در باند مواد ionically، یون باید گذشته منطقه با اتهام، دافعه ایجاد حرکت می کند به منظور رسیدن به محل بعدی به همین اتهام است. بنابراین، لغزش دشوار است و مواد شکننده هستند. به همین ترتیب، چگالی پایین بسته بندی مواد کووالانسی آنها را به طور کلی بیشتر شکننده تر از فلزات است. 


نقص نقطه
ساعت ٥:٤۳ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۱/٢/۱٩   کلمات کلیدی:

نقص نقطه

نقص نقطه ای که در آن اتم از دست رفته است و یا در یک مکان نامنظم در ساختار شبکه است. نقص نقطه عبارتند از اتمهای خود میان بافتی، اتم ناخالصی میان بافتی، اتم substitutional و خالی است. یک اتم خود بینابینی اتم اضافی است که راه خود را از درجه اعتبار ساقط بینابینی در ساختار بلوری شلوغ است. خود اتم ها بینابینی رخ می دهد تنها در غلظت کم فلزات زیرا آنها را تحریف و به شدت تاکید محکم بسته بندی شده ساختار شبکه است.

substitutional اتم ناخالصی یک اتم از یک نوع مختلف از اتم های فله، است که به جای یکی از اتم های فله در شبکه است. اتمهای ناخالصی Substitutional معمولا در اندازه بسته (در حدود 15٪) به اتم به صورت فله. یک مثال اتم ناخالصی substitutional از اتم های روی در برنج است. در برنج، اتم های روی با شعاع 0.133 نانومتر را جایگزین برخی از اتم های مس، که دارای شعاع 0.128 نانومتر است. 

اتمهای ناخالصی بینابینی بسیار کوچکتر از اتم ها در ماتریس فله. اتم ناخالصی بینابینی را در فضای باز بین اتم بخش عمده ای از ساختار شبکه مناسب. نمونه ای از اتم های ناخالصی بینابینی، اتم های کربن هستند که به آهن برای تولید فولاد اضافه شده است.اتمهای کربن، با شعاع 0.071 نانومتر، جا بخوبی در فضای باز بین آهن اتم بزرگتر (0.124 نانومتر) است.

خالی فضاهای خالی که در آن یک اتم باید، اما از دست رفته است. آنها مشترک هستند، به خصوص در دمای بالا که اتم ها اغلب و به طور تصادفی تغییر مواضع خود را در پشت سر گذاشتن سایت های شبکه خالی است. در اغلب موارد، انتشار (حمل و نقل جرم توسط حرکتی اتمی) تنها می تواند به دلیل از جای خالی رخ می دهد.


نقص کریستال
ساعت ٥:٤٢ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۱/٢/۱٩   کلمات کلیدی:

نقص کریستال

یک کریستال، مناسب با هر اتم از نوع مشابه در موقعیت صحیح، وجود ندارد. همه بلورها برخی از نقص است. نقص کمک به خواص مکانیکی فلزات. در واقع، با استفاده از اصطلاح "نقص" مرتب کردن بر اساس اسم بی مسمی از این ویژگی معمولا عمدا مورد استفاده برای دستکاری خواص مکانیکی مواد است. اضافه کردن عناصر آلیاژی به یک فلز یکی از راه های معرفی یک نقص بلوری است. با این حال، اصطلاح "نقص" استفاده خواهد شد، فقط در ذهن داشته باشیم که نقص های کریستالی همیشه بد نیست. کلاس اساسی نقایص بلوری وجود دارد:

  • نقص نقطه، که مکان هایی که یک اتم در حال گم شده و یا نامنظم در ساختار شبکه قرار می گیرد. نقص نقطه شامل شبکه های خالی، بینابینی اتم خود، جایگزینی اتم ناخالصی، و اتم های ناخالصی بینابینی
  • نقص های خطی، که گروهی از اتم ها در موقعیت های نامنظم. نقص خطی معمولا به نام جابه جایی است.
  • نقص های مسطح، که رابط بین مناطق همگن از مواد. نقص های مسطح شامل مرز دانه ها، گسل انباشته و سطوح خارجی.

این مهم است که در این مرحله توجه داشته باشید که تغییر شکل پلاستیک در مواد رخ می دهد با توجه به حرکت جابه جایی (نواقص خطی). میلیون ها نفر از جابه جایی برای انجام عملیات های پلاستیکی تشکیل دهنده مانند نورد و اکسترودر منجر شود. همچنین مهم است توجه داشته باشید که هرگونه نقص در ساختار شبکه به طور منظم باعث حرکت جابجایی، که باعث لغزش و یا تغییر شکل پلاستیک را مشکل تر است. این نقص فقط شامل نقطه و نقص برنامه ریزی ذکر شده در بالا، و همچنین جابه جایی دیگر. جنبش دررفتگی دررفتگی های اضافی، و هنگامی که جابه جایی ها را به یکدیگر آن را اجرا کند، اغلب مانع حرکت جابه جایی است. این درایو تا نیروی مورد نیاز برای حرکت، جابجایی و یا به عبارت دیگر، تقویت مواد. هر یک از نقص بلور خواهد شد جزئیات بیشتر در صفحات زیر مورد بحث قرار گرفته است.


ناهمسانگردی و همسانی
ساعت ٥:٤٢ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۱/٢/۱٩   کلمات کلیدی:

ناهمسانگردی و همسانی

در یک تک کریستال خواص فیزیکی و مکانیکی اغلب با جهت گیری متفاوت است. می توان آن را در مدل ما از ساختار بلوری که اتم باید قادر باشد که به بیش از یک لغزش و یا تحریف در ارتباط با یکدیگر ساده تر در برخی از جهات از دیگران دیده می شود. هنگامی که خواص یک ماده را با جهت کریستالوگرافی مختلف متفاوت است، گفته می شود مواد ناهمسانگرد.

همچنین، زمانی که خواص مواد در تمام جهات یکسان هستند، که مواد گفته می شودایزوتروپیک است. برای بسیاری از مواد چندبلوری جهت دانه تصادفی قبل از هر کار (تغییر شکل) از مواد انجام می شود. بنابراین، حتی اگر تک تک دانه های ناهمسانگرد هستند، تفاوت املاک تمایل دارند به طور متوسط ​​و به طور کلی، مواد ایزوتروپیک است. هنگامی که یک ماده تشکیل می شود، دانه ها معمولا تحریف و دراز، در یک یا چند جهت است که باعث می شود مواد ناهمسانگرد است. مواد تشکیل دهنده بعد بحث خواهد شد اما اجازه دهید ادامه بحث در مورد ساختار کریستالی در سطح اتمی. 


ناهمسانگردی و همسانی
ساعت ٥:٤٢ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۱/٢/۱٩   کلمات کلیدی:

ناهمسانگردی و همسانی

در یک تک کریستال خواص فیزیکی و مکانیکی اغلب با جهت گیری متفاوت است. می توان آن را در مدل ما از ساختار بلوری که اتم باید قادر باشد که به بیش از یک لغزش و یا تحریف در ارتباط با یکدیگر ساده تر در برخی از جهات از دیگران دیده می شود. هنگامی که خواص یک ماده را با جهت کریستالوگرافی مختلف متفاوت است، گفته می شود مواد ناهمسانگرد.

همچنین، زمانی که خواص مواد در تمام جهات یکسان هستند، که مواد گفته می شودایزوتروپیک است. برای بسیاری از مواد چندبلوری جهت دانه تصادفی قبل از هر کار (تغییر شکل) از مواد انجام می شود. بنابراین، حتی اگر تک تک دانه های ناهمسانگرد هستند، تفاوت املاک تمایل دارند به طور متوسط ​​و به طور کلی، مواد ایزوتروپیک است. هنگامی که یک ماده تشکیل می شود، دانه ها معمولا تحریف و دراز، در یک یا چند جهت است که باعث می شود مواد ناهمسانگرد است. مواد تشکیل دهنده بعد بحث خواهد شد اما اجازه دهید ادامه بحث در مورد ساختار کریستالی در سطح اتمی. 


استحکام
ساعت ٥:٤۱ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۱/٢/۱٩   کلمات کلیدی:

استحکام

تبلور یک مقدار زیادی از مواد را از یک نقطه از یک هسته در یک تک بلور است. در مهندسی مواد، بلورهای مجزا تنها در شرایط به دقت کنترل شده تولید می شود. هزینه تولید مواد تک بلور می شود تنها برای کاربردهای خاص مانند تیغه های توربین موتور، سلولهای خورشیدی، و مواد پیزوالکتریک توجیه شده است. به طور معمول هنگامی که مواد شروع به سفت، کریستال های متعدد شروع به رشد در مایع و چندبلوری (بیش از یک کریستال) صورت جامد است.

لحظه ای یک کریستال شروع به رشد است به عنوان هسته و نقطه که در آن رخ می دهد نقطه ای می دانم. در دمای انجماد، اتم های مایع، مانند فلز مذاب، پیوند شروع با هم در نقاط هسته و شروع به شکل کریستال است. اندازه نهایی از کریستال فردی در تعدادی از نقاط هسته بستگی دارد. این کریستالها را افزایش دهد در اندازه علاوه بر مترقی از اتم و رشد تا زمانی که بر مجاور کریستال رشد تخطی کردن.

الف) هسته بلور، ب) رشد کریستال، ج) نامنظم شکل دانه ها به عنوان بلورهای رشد با هم، د) مرزهای دانه به عنوان یک میکروسکوپ دیده می شود.

در مهندسی مواد، کریستال معمولا به عنوان یک دانه نامیده می شود. دانه ها صرفا یک کریستال بدون چهره صاف به دلیل رشد خود را با تماس با یکی دیگر از دانه یا مرز یک سطح مانع شد. رابط تشکیل شده بین دانه، مرز دانه نامیده می شود. اتم بین دانه ها (مرز دانه) ساختار کریستالی و گفته می شود بی نظم است.

دانه ها گاهی اوقات به اندازه کافی بزرگ در زیر یک میکروسکوپ نوری معمولی و یا حتی با چشم غیر مسلح قابل دیدن خواهد بود. spangles که به تازگی بر روی فلزات گالوانیزه دیده می شود دانه ها هستند. سرد کردن سریع را به طور کلی در بیشتر نقاط هسته و دانه های کوچکتر (ساختار دانه ریز) نتیجه می شود. خنک کننده آهسته به طور کلی در دانه های بزرگتر که قدرت پایین، استحکام و چکش خواری است.

دندریت ها 
در فلزات، کریستال که در مایع در طول انجماد را تشکیل می دهند به طور کلی یک الگوی مرکب از یک شاخه اصلی را با زائده های بسیاری را دنبال کنید. کریستال با این مورفولوژی کمی شبیه به یک درخت کاج است و به نام دندریت می شود که به به معنی شاخه است. تشکیل از دندریت ها رخ می دهد به دلیل کریستال در هواپیماهای تعریف شده با توجه به شبکه بلوری آنها ایجاد رشد می کنند.شکل سمت راست نشان می دهد که چگونه یک بلوری مکعبی می تواند در مذاب را در سه بعد، که مربوط به شش وجه مکعب رشد کند. برای وضوح تصویر، اضافه کردن سلول واحد با انجماد مداوم از شش وجه است که به سادگی به عنوان خطوط نشان داده شده است. دندریت ثانویه شاخه سلاح کردن بازو اولیه، و بازوها عالی کردن سلاح های ثانویه و غیره.

در طی انجماد از مواد چندبلوری، بسیاری از کریستال های دندریتیک تشکیل و رشد تا زمانی که در نهایت تبدیل شدن به اندازه کافی بزرگ برای تخطی کردن بر یکدیگر است. در نهایت، interdendriticspaces بین بازوها دندریت متبلور به عملکرد یک بلور منظم تر است. الگوی اصلی دندریتیک ممکن است دیده نشوند در هنگام بررسی ساختار مواد است. با این حال، دندریت ها اغلب می تواند در حفره های انجماد که گاهی اوقات در ریخته گری یا جوش رخ می دهد دیده می شود، در سمت راست نشان داده شده است ..

انقباض 
اکثر مواد قرارداد و یا کوچک در طی انجماد و خنک کننده. انقباض در نتیجه:

  • انقباض مایع آن را به عنوان قبل از انجماد آن سرد
  • انقباض در تغییر فاز از مایع به جامد
  • انقباض جامد برای خنک کردن به دمای محیط است.

انقباض گاهی اوقات می تواند با شکستن در جزء رخ می دهد آن را به عنوان جامد شود. از آنجا که جالبترین مساحت حجم مایع است که آن را تماس با ما قالب و یا می میرند، انجماد معمولا شروع اولین بار در این سطح است. به عنوان بلورهای رشد به سمت داخل، مواد به کوچک شدن خود ادامه میدهد. اگر سطح جامد است بیش از حد سفت و سخت خواهد شد و نه تغییر شکل داخلی به جای انقباض، تنش ها می تواند به اندازه کافی بالا به بیش از استحکام کششی مواد و ایجاد یک نرم افزار را تشکیل می دهند. حفره انقباض گاهی اوقات اتفاق می افتد زیرا به عنوان یک ماده جامد به درون، انقباض رخ داده به حدی است که اتمها به اندازه کافی در حال حاضر برای پر کردن فضای در دسترس و از درجه اعتبار ساقط شده است به سمت چپ وجود ندارد. 


شباهت ها و تفاوت B etween ساختار FCC و عبور
ساعت ٥:٤٠ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۱/٢/۱٩   کلمات کلیدی:

شباهت ها و تفاوت B etween 
ساختار FCC و عبور

چهره در مرکز مکعب و شش ضلعی نزدیک بسته بندی شده ساختار هر دو عامل بسته بندی 0.74، هواپیما نزدیک بسته بندی شده از اتم ها تشکیل شده، و شماره 12 هماهنگی. تفاوت بین FCC و شکل بلورین دنباله انباشته است. چرخه شکل بلورین لایه های میان این دو موضع معادل منتقل شده در حالی چرخه FCC لایه بین سه موضع.همانطور که می توان در تصویر دیده می شود، ساختار شکل بلورین حاوی تنها دو نوع از هواپیماهای با آرایش متناوب ABAB. توجه داشته باشید که چگونه اتم سومین هواپیما دقیقا در همین موقعیت را به عنوان اتم در صفحه اول هستند. با این حال، ساختار FCC شامل سه نوع از هواپیماهای با تنظیم ABCABC. توجه کنید که چگونه اتم ها در ردیف های A و C دیگر در تراز وسط قرار دارد. به یاد داشته باشید که ساختار شبکه مکعب اجازه می دهد لغزش به رخ می دهد به راحتی از دیوارها غیر مکعب، که شکل بلورین فلزات به عنوان فلزات FCC انعطاف پذیر نیستند.

جدول زیر نشان می دهد در دمای اتاق پایدار ساختار بلور فلزات چند عنصری است.

فلز
ساختار کریستالی
شعاع اتمی (نانومتر)
آلومینیوم
FCC

.1431

کادمیوم
عبور
.1490
کروم
BCC
.1249
کبالت
عبور
.1253
مس
FCC
.1278
طلا
FCC
.1442
آهن (آلفا)
BCC
.1241
رهبری
FCC
.1750
منیزیم
عبور
.1599
مولیبدنوم
BCC
.1363
نیکل
FCC
.1246
پلاتین
FCC
.1387
نقره
FCC
.1445
تانتالم
BCC
.1430
تیتانیوم (آلفا)
عبور
.1445
تنگستن
BCC
.1371
روی
عبور
.1332

نانومتری برابر با 10 -9 متر و یا 10 واحد آنگستروم است.


اولیه سازه های فلزی بلورین (BCC، FCC، عبور)
ساعت ٥:۳٩ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۱/٢/۱٩   کلمات کلیدی:

اولیه سازه های فلزی بلورین 
(BCC، FCC، عبور)

همانطور که در صفحه های قبلی اشاره کرد، در 14 نوع مختلف از ساختار سلول واحد بلور یا دیوارها در طبیعت یافت وجود دارد. با این حال مواد جامد دیگر اکثر فلزات و بسیاری از ساختارهای سلولی در واحد شرح داده شده به عنوان بدن مرکز مکعب (BCC)، صورت متمرکز بسته بندی مکعب (FCC) و یا بستن شش ضلعی (شکل بلورین). از آنجا که این ساختارها هستند، آنها را در جزئیات بیشتری مورد بحث قرار گرفته است.

مکعبی body-centered (BCC) ساختار 
سلول واحد مکعبی body-centered است اتم در هر یک از هشت گوشه یک مکعب (مانند سلول واحد مکعبی) به علاوه یک اتم در مرکز مکعب (سمت چپ در زیر). هر یک از اتم گوشه ای به گوشه ای از یکی دیگر از مکعب بنابراین اتم گوشه ای در میان هشت سلول واحد به اشتراک گذاشته است. گفته شده است که تعداد هماهنگی از 8. سلول واحد BCC متشکل از تعداد خالص از دو اتم در مرکز و هشت هشتم از گوشه و کنار اتم همانطور که در وسط تصویر زیر (تصویر وسط زیر) نشان داده شده است. تصویر زیر بیانگر یک سلول واحد در بخش بزرگتری از شبکه است.

ترتیب BCC اجازه نمی دهد که در آن اتمها با هم بسته به عنوان نزدیک ترین FCC یا ترتیبات شکل بلورین است. ساختار BCC است، اغلب به شکل دمای بالا فلزات هستند که نزدیک به بسته بندی شده در دمای پایین تر است. حجم اتم در یک سلول در حجم کل یک سلول نامیده می شود عامل بسته بندی است. سلول واحد BCC عامل بسته بندی از 0.68 است.

برخی از موادی که دارای ساختار BCC شامل لیتیم، سدیم، پتاسیم، کروم، باریم، وانادیم، آلفا آهن و تنگستن. فلزات که دارای ساختار BCC معمولا سخت تر و کمتر از نزدیک بسته بندی شده است فلزات مانند طلا چکش خوار است. هنگامی که فلز تغییر شکل، هواپیما از اتم ها باید بیش از هر لغزش، و این مشکل در ساختار BCC است. لازم به ذکر است که سایر ساز و کارهای مهم برای مواد سخت شدن، از جمله معرفی ناخالصی یا نقص است که لغزش را مشکل تر وجود دارد. این مکانیسم سخت شدن بحث خواهد شد دومی.

صورت وسط مکعب (FCC) ساختار 
صورت متمرکز ساختار مکعب است اتم های واقع در هر یک از گوشه ها و مراکز از همه چهره مکعب (سمت چپ در زیر). هر یک از اتم گوشه ای به گوشه ای از یکی دیگر از مکعب بنابراین اتم گوشه ای در میان هشت سلول واحد به اشتراک گذاشته است. علاوه بر این، هر یک از اتم ها صورت شش محور با اتم مجاور به اشتراک گذاشته شده است. از سال 12 از اتم خود را به اشتراک گذاشته می شوند، گفته می شود که از تعداد 12 هماهنگی. سلول واحد FCC متشکل از مجموع خالص چهار اتمی های چهار، هشت هشتم از گوشه و کنار اتم و شش نیمه از اتمها صورت همانطور که در تصویر وسط در بالا نشان داده شده است. تصویر زیر بیانگر یک سلول واحد در بخش بزرگتری از شبکه است.


در ساختار FCC (و ساختار شکل بلورین) اتم ها می توانند بسته به هم نزدیک از آنها می توانند در ساختار BCC است. اتم از یک لایه لانه خود را در فضای خالی بین اتم ها از لایه مجاور. ترتیب بسته بندی به تصویر، تصور کنید یک جعبه پر با لایه ای از توپ که در ستون ها و ردیف ها در تراز وسط قرار دارد. هنگامی که یک توپ چند اضافی در جعبه انداختند، آنها نمی تعادل به طور مستقیم در بالای توپ در لایه اول، اما به جای آن خواهد آمد به استراحت در جیب ایجاد شده بین چهار توپ از لایه پایین. همانطور که بیشتر از توپ ها اضافه می شوند آنها را با یکدیگر را پر کنید تا تمام جیب ها بسته است. عامل بسته بندی (حجم اتم در یک سلول در حجم کل یک سلول) 0.74 برای کریستال FCC است. برخی از فلزات که دارای ساختار FCC عبارتند از آلومینیوم، مس، طلا، ایریدیوم، سرب، نیکل، پلاتین و نقره شده است.

بستن شش ضلعی بسته بندی (HPC) ساختار 
یکی دیگر از شایع نزدیک بسته بندی شده ساختار بسته شش ضلعی نزدیک است. ساختار شش ضلعی از لایه های متناوب منتقل می شود تا اتم های آن به شکاف ها از لایه قبلی در تراز وسط قرار دارد. اتم ها فقط از یک لایه لانه خود را در فضای خالی بین اتم ها از لایه مجاور در ساختار FCC دوست دارم. با این حال، به جای این که یک ساختار مکعب، الگوی شش ضلعی است. (نگاه کنید به تصویر زیر وارد نمایید.) تفاوت بین HPC و ساختار FCC است که بعدا در این بخش مورد بحث است.

ساختار شکل بلورین دارای سه لایه از اتم است. در هر یک از لایه بالا و پایین، که خود را به ترتیب در شکل شش گوش و یک اتم هفتم است که نشسته در وسط شش گوش، شش اتم وجود دارد. لایه میانی دارای سه اتم نستله در مثلثی "شیار" از هواپیما بالا و پایین. توجه داشته باشید که شش تن از این "شیار" در اطراف هر اتم در سطح شش ضلعی وجود دارد، اما تنها سه تن از آنها می تواند توسط اتم پر شده است.

همانطور که در تصویر میانی بالا نشان داده شده است، شش اتم در سلول واحد شکل بلورین وجود دارد. هر یک از 12 اتم در گوشه و کنار از لایه های بالا و پایین کمک اتم 1/6، سلول واحد، دو اتم در مرکز شش گوش از هر دو بالا و پایین لایه های هر یک از همکاری با ½ اتم و هر یک از سه اتم در لایه میانی کمک 1 اتم. تصویر در سمت راست بالاتر از تلاش برای نشان دادن سلول های شکل بلورین چند واحد در یک شبکه بزرگ است.

تعداد هماهنگی از اتم ها در این ساختار 12 می باشد. 6 نزدیکترین همسایه در همان لایه نزدیک بسته بندی شده، سه لایه بالا و سه در زیر لایه وجود دارد. عامل بسته بندی، 0.74 است، که همان سلول واحد FCC است. ساختار شکل بلورین بسیار معمول است برای فلزات عنصری و برخی از نمونه ها عبارتند از بریلیوم، کادمیوم، منیزیم، تیتانیوم، روی و زیرکونیوم. 


ساختار حالت جامد
ساعت ٥:۳۸ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۱/٢/۱٩   کلمات کلیدی:

ساختار حالت جامد

در صفحات قبلی، بعضی از مکانیسم های که پیوند با هم بسیاری از اتمها یا مولکول از یک ماده جامد، مورد بحث قرار گرفت. این نیروها ممکن است پیوندهای شیمیایی اولیه، مانند فلزات و مواد جامد یونی، یا آنها ممکن است نیروهای ثانویه ون Waals گردد 'جامدات، از جمله در یخ، موم پارافین و بسیاری از پلیمرهای. در جامدات، راه اتم ها یا مولکول ها ترتیب خود را به ظاهر و خواص مواد.

اتم ها با یکدیگر می تواند به عنوان یک مجموع را از طریق تعدادی از فرآیندهای مختلف، از جمله تراکم، فشار، واکنش شیمیایی، electrodeposition و ذوب به جمع آوری شده است.این فرایند معمولا تعیین، حداقل در ابتدا، چه مجموعه ای از اتم ها را به گاز، مایع و یا جامد تشکیل می دهد. دولت معمولا تغییر دما یا فشار آن است. ذوب اغلب استفاده می شود به شکل دانه ها از اتم است. هنگامی که درجه حرارت از مذاب به یک نقطه خاص را کاهش داده، مایع یا جامد بلوری و جامد آمورف تشکیل می دهد.

جامد آمورف 
ماده جامد با اتم های آن از هم جدا در فاصله تعادل برگزار شد، اما با هیچ دوره تناوب طولانی برد در محل اتم ها در ساختار آن، یک جامد آمورف است. نمونه هایی از مواد جامد غیر متبلور (آمورف) شیشه ای و برخی از انواع پلاستیک است. آنها گاهی اوقات به عنوان مایعات فوق شرح داده شده است زیرا مولکول های آنها به صورت تصادفی مرتب در حالت مایع به عنوان مثال، شیشه ای است که معمولا از دی اکسید سیلیکون و یا شن و ماسه کوارتز، که دارای یک ساختار کریستالی ساخته شده است. هنگامی که شن و ماسه ذوب شود و مایع سرد می شود به سرعت به اندازه کافی برای جلوگیری از تبلور، یک جامد آمورف به نام شیشه ای تشکیل می شود. جامد آمورف تغییر فاز تیز از جامد به مایع در نقطه ذوب قطعی نشان می دهد نیست، بلکه به تدریج نرم و نه زمانی که آنها گرم می شود. خواص فیزیکی مواد جامد آمورف هستند یکسان در تمام جهات در امتداد هر محور به طوری که آنها اعلام کرده اند که خواص ایزوتروپیک بود، خواهد شد که جزئیات بیشتر را بعدا مورد بحث قرار

است. 

جامدات بلورین 
بیش از 90٪ طبیعی و مصنوعی تهیه مواد جامد کریستالی هستند. مواد معدنی، شن و ماسه، خاک رس، سنگ آهک، فلزات، کربن (الماس و گرافیت)، نمک (کلرید سدیم، KCl با و غیره)، همه دارای ساختار بلوری می باشد. کریستال به طور منظم، و ترتیب تکرار از اتم ها یا مولکول ها است. اکثر مواد جامد، از جمله تمام فلزات، اتخاذ یک آرایش بلورین چون مقدار ثبات به دست آمده توسط نگه دارنده فعل و انفعالات بین ذرات مجاور، در معرض بیشترین زمانی که ذرات اتخاذ ترتیبات به طور منظم (به جای به صورت تصادفی). در آرایش بلوری، این ذرات بسته به طور موثر با هم برای به حداقل رساندن انرژی بین مولکولی در کل.

الگوی تکرار منظم است که اتم ها در ترتیبی نامیده می شود شبکه کریستالی است.اسکن میکروسکوپ تونل زنی (STM) امکان تصویر ابر الکترونی اتمها در سطح ماده در ارتباط است. زیر تصویر STM سطح پلاتین که تراز دلخواه به طور منظم از اتمها را نشان می باشد.


از حسن نیت ارائه میدهد: تحقیقات آی بی ام، Almaden مرکز تحقیقات.

ساختار کریستالی 
ساختار کریستال ممکن است به راحتی با توصیف ترتیب درون جامد از یک گروه نماینده کوچکی از اتم ها یا مولکول ها، به نام مشخص "سلول واحد" با ضرب سلول های واحد مشابه در سه جهت، مکان تمام ذرات در بلور تعیین می شود. در طبیعت، 14 نوع مختلف ساختارهای بلوری و یا شبکه را دارند. ساده ترین سلول واحد کریستالی شکل مکعب، که در آن اتم ها در یک مربع، شبکه 3D به انتظارنشسته بودند. سلول واحد است که به سادگی یک جعبه با یک اتم در هر گوشه. بلورهای ساده مکعب است نسبتا نادر است، عمدتا به دلیل تمایل به راحتی تحریف. با این حال، کریستال ساختار body-centered است مکعب (BCC) و یا چهره محور مکعب (FCC)، که با هر دو اتم اضافی در مرکز مکعب و یا متمرکز در هر صورت مکعب مکعب را تشکیل می دهند. بسیاری از فلزات را تشکیل می دهند BCC، FCC یا ساختارهای بسته بندی بستن شش ضلعی (HPC)، با این حال، ساختار می توانید تغییر دهید بسته به درجه حرارت. این سه ساختار خواهد شد جزئیات بیشتر در مورد صفحه زیر را مورد بحث قرار گرفته است.

ساختار بلورین بسیار مهم است، زیرا به خواص مواد است. به عنوان مثال، آن را آسان تر است برای هواپیماها از اتم ها به یکدیگر اسلاید اگر این هواپیماها از نزدیک بسته بندی شده است. بنابراین، ساختار شبکه با هواپیما نزدیک بسته بندی شده، اجازه می دهد تغییر شکل پلاستیکی نسبت به کسانی که از نزدیک بسته بندی شده است. علاوه بر این، سازه های شبکه مکعب اجازه می دهد لغزش به رخ می دهد به راحتی از دیوارها غیر مکعب. این است زیرا تقارن خود را فراهم می کند هواپیما نزدیک بسته بندی شده را در جهات مختلف است. چهره محور ساختار بلوری مکعبی به چکش خواری (کج و معوج به آسانی زیر بار قبل از شکستن) از ساختار مکعبی body-centered دهند. شبکه BCC، هر چند مکعب است که از نزدیک نمی بسته بندی شده و فلزات قوی را تشکیل می دهد. آلفا آهن و تنگستن به صورت BCC است. شبکه FCC است که هر دو مکعب و از نزدیک بسته بندی شده و مواد بیشتر انعطاف پذیر را تشکیل می دهد. آهن گاما آهن، نقره، طلا، سرب و دارای ساختار FCC است. در نهایت، دیوارها عبور از نزدیک بسته بندی شده، اما مکعب نیست. فلزات عبور مانند کبالت و روی به عنوان انعطاف پذیر به عنوان فلزات FCC نیست. 


پیوند فلزی
ساعت ٥:۳٧ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۱/٢/۱٩   کلمات کلیدی:

پیوند فلزی

ویژگی مشترک از عناصر فلزی است که آنها شامل تنها یک تا سه الکترون در پوسته بیرونی می باشد. هنگامی که یک عنصر دارای تنها یک، دو یا سه الکترونهای ظرفیتی (یعنی الکترون در پوسته بیرونی)، پیوند میان این الکترون ها و هسته نسبتا ضعیف است.بنابراین، برای مثال، هنگامی که اتم های آلومینیوم در کنار هم در یک بلوک فلزی است که گروه بندی، الکترونهای بیرونی را ترک اتمها را به تبدیل شدن به بخشی از مشترک "ابر الکترونی". به این ترتیب، الکترونهای ظرفیتی، تحرک قابل توجهی دارند و قادر به انجام گرما و برق به راحتی. همچنین، ماهیت delocalized از اوراق قرضه، این امکان را برای اتم گذشته یکدیگر اسلاید وقتی که این فلز به جای شکستگی مانند شیشه یا سایر مواد شکننده تغییر شکل است.

از آنجا که اتم های آلومینیوم از دست دادن دو الکترون، آنها در نهایت داشتن بار مثبت می شوند و تعیین شده در 3 + یون (کاتیونهای). این یون های دفع یکدیگر است، اما با هم در بلوک برگزار زیرا الکترون های منفی به یون های با بار مثبت را به خود جلب شده است. در نتیجه به اشتراک گذاشتن الکترون، کاتیونهای خود را در یک الگوی منظم ترتیب. این الگو به طور منظم از اتم، ساختار بلوری فلزات است. در شبکه بلور، اتم ها در بسته بندی شده از نزدیک با یکدیگر به حداکثر رساندن قدرت اوراق قرضه است. قطعه ای واقعی از فلز تشکیل شده از کریستال های کوچک بسیاری به نام دانه که در مرز دانه ها تماس است.

برخی از ویژگی های مشترک مواد با باندهای فلزی:

  • خوب هادی الکتریکی و حرارتی به دلیل می الکترونهای ظرفیتی بودند،
  • مات
  • نسبتا انعطاف پذیر 

پیوند کووالانسی
ساعت ٥:۳٦ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۱/٢/۱٩   کلمات کلیدی:

پیوند کووالانسی

که در آن یک ترکیب فقط شامل اتم نافلز، یک پیوند کووالانسی با اتم های به اشتراک گذاری، دو یا چند الکترون تشکیل شده است. گازهای نجیب دارای 4 یا بیشتر الکترون در پوسته بیرونی خود را (به جز بور) هستند. با استفاده از این الکترون های بسیاری در پوسته بیرونی، این امر نیاز به انرژی بیشتر به الکترون نسبت به اوراق قرضه جدید به دست آورده است. بنابراین، هر دو اتم درگیر اشتراک گذاشتن یک جفت الکترون است. هر اتم به یکی از الکترون های بیرونی آن به جفت الکترون، که پس از آن صرف زمان با هر اتم است. در نتیجه، هر دو اتم نزدیک به یکدیگر برگزار شد از هر دو اتم دارند سهم را در الکترون است.

بیش از یک جفت الکترون را می توان با نیمی از الکترونها از یک اتم به اتم و بقیه از اتم دیگر تشکیل شده است. از ویژگی های مهم این پیوند است که الکترون ها را محکم برگزار شد و به همان اندازه به اشتراک گذاشته شده توسط اتم های شرکت کننده است. اتم ها می توانند از همان عنصر یا عناصر مختلف باشد. در هر مولکول، پیوندهای بین اتم ها قوی هستند، اما در اوراق قرضه بین مولکول ها معمولا ضعیف است. این باعث می شود بسیاری از مواد جامد را با پیوندهای کووالانسی تمایل شکننده است. بسیاری از مواد سرامیک پیوندهای کووالانسی تمایل دارد.

ترکیبات با پیوندهای کووالانسی تمایل دارد ممکن است جامد، مایع یا گاز در دمای اتاق در بسته بر روی تعدادی از اتم ها در ترکیب است. این اتمها که در هر مولکول، دمای بالاتر ذوب یک ترکیب و جوش خواهد بود. از آنجا که اکثر کووالانسی ترکیبات حاوی تنها چند اتم ها و نیروهای بین مولکول ها ضعیف ترین ترکیبات کووالانسی ذوب پایین و نقطه جوش. با این حال، برخی، مانند ترکیبات کربن، می تواند بسیار بزرگ باشد. به عنوان مثال الماس که در آن اتمهای کربن هر چهار سهم الکترون برای تشکیل شبکه های غول پیکر است.

برخی از ویژگی های مشترک مواد با پیوندهای کووالانسی:

  • سخت
  • عایق های خوب
  • شفاف
  • ترد یا تقسیم شدن به جای کج و معوج

پیوند یونی
ساعت ٥:۳٥ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۱/٢/۱٩   کلمات کلیدی:

پیوند یونی

پیوند یونی بین ذرات باردار رخ می دهد. این ممکن است به اتم ها و یا گروه ها از اتم، اما این بحث در اتم انجام خواهد شد. پیوند یونی بین اتمهای فلز و نافلز اتم رخ می دهد. فلزات معمولا 1، 2، یا 3 الکترونهایی که در خارجیترین لایه اتمی خود است. گازهای نجیب دارای 5، 6، یا 7 الکترون در پوسته خارجی خود است. اتمهای با پوسته بیرونی هستند که تنها بخشی از پر ناپایدار است. برای پایدار تبدیل شده است، اتم فلزی می خواهد برای خلاص شدن از یک یا چند الکترون در پوسته بیرونی آن است. از دست دادن الکترون ها یا در پوسته ی خالی را بیرونی و یا آن را به داشتن یک پوسته ی خالی را بیرونی نزدیک تر است.می خواهم به یک پوسته ی خالی را بیرونی چون آینده انرژی پایین تر پوسته پوسته پایدار با هشت الکترون است.

از آنجا که الکترونها دارای بار منفی، اتمی که الکترون به دست می شود، یون های شارژ شده منفی، (آنیون مستعار)، زیرا در حال حاضر دارای الکترون ها بیشتر از پروتون است.همچنین، اتمی که الکترونها را از دست می دهد، یون با بار مثبت (کاتیون های مستعار) می شود. ذرات در یک ترکیب یونی با یکدیگر برگزار می شود، زیرا مخالف متهم ذرات که به سوی همدیگر جذب وجود دارد.

تصاویر فوق schematically فرایند طول می کشد که در تشکیل پیوند یونی بین سدیم و اتم کلر را نشان می دهد. توجه داشته باشید که سدیم یک الکترون ظرفیتی است که می خواهم آن را به طوری که آن را تبدیل به با ثبات با یک پوسته بیرونی کامل هشت. که کلر دارای هفت الکترونهای ظرفیتی و یک الکترون می خواهم آن را به به منظور داشتن یک پوسته کامل هشت به دست آورید توجه داشته باشید. انتقال الکترون باعث می شود که قبلا خنثی اتم سدیم برای تبدیل شدن به یون با بار مثبت (کاتیون)، و قبلا خنثی اتم کلر برای تبدیل شدن به یون های شارژ شده منفی (آنیون). جذب کاتیون و آنیون نامیده می شود، پیوند یونی میگردد.

به طور کلی، مواد جامد با اوراق قرضه یونی:

  • سخت هستند زیرا ذرات به راحتی گذشته نمی تواند اسلاید.
  • نارسانا های خوبی هستند، زیرا هیچ الکترونهای آزاد یا یون (مگر اینکه حل یا ذوب شده) وجود دارد.
  • شفاف، زیرا الکترون های خود را از یک اتم به اتم دیگر حرکت نمی کند و کمتر احتمال دارد به تعامل با فوتون های نور است.
  • شکننده هستند و تمایل به تقسیم شدن به جای کج و معوج چون اوراق قرضه قوی هستند.
  • نقطه ذوب بالا به دلیل پیوندهای یونی هستند نسبتا قوی است.

پیوند اتمی (فلزی یونی، کووالانسی، و ون der اوراق قرضه Waals)
ساعت ٥:۳٤ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۱/٢/۱٩   کلمات کلیدی:

پیوند اتمی 
(فلزی یونی، کووالانسی، و ون der اوراق قرضه Waals)

از شیمی ابتدایی آن شناخته شده است که ساختار اتمی آن از هر عنصری از یک هسته با بار مثبت احاطه شده توسط گردان الکترون ها در اطراف آن ساخته شده است. عدد اتمی عنصر نشان می دهد تعدادی از پروتون با بار مثبت در هسته است.وزن اتمی یک اتم نشان می دهد که چگونه بسیاری از پروتون ها و نوترون ها در هسته است. برای تعیین تعداد نوترون ها در یک اتم، عدد اتمی آن شده است به سادگی از نظر وزن اتمی کم می شود.

اتم ها می خواهم به یک شارژ الکتریکی متعادل است. بنابراین، آنها معمولا دارای بار منفی الکترون ها در اطراف هسته در تعداد برابر با تعداد پروتونهای. نیز شناخته شده است که الکترون با انرژی های مختلف و مناسب است برای در نظر گرفتن این الکترونها در اطراف هسته در انرژی "پوسته" به عنوان مثال، منیزیم با عدد اتمی آن از 12، دارای دو الکترون در پوسته داخلی، هشت مورد در پوسته دوم و دو در پوسته بیرونی.

همه پیوندهای شیمیایی شامل الکترونهای آن میباشد. اتم ها به هم نزدیک خواهد ماند اگر آنها دارای منافع مشترک در یک یا چند الکترون است. اتم در خود پایدار ترین آنها پر شده هیچ بخشی از پوسته الکترونی. اگر یک اتم دارای چند الکترون در پوسته است، آن را تمایل به از دست دادن پوسته برای خالی کردن. این عناصر فلزات هستند. هنگامی که فلز پیوند اتم، یک پیوند فلزی رخ می دهد. وقتی یک اتم تقریبا کامل پوسته الکترون، سعی خواهد کرد برای پیدا کردن الکترون از یک اتم دیگر به طوری که می توان آن را به پوسته خارجی آن را پر کنید. این عناصر معمولا به عنوان غیر توصیف شده است. پیوند بین دو اتم نافلز است که معمولا یک پیوند کووالانسی است. از کجا اتم های فلزی و غیر فلزی گرد هم می آیند پیوند یونی رخ می دهد. انواع دیگر کمتر شایع، از اوراق قرضه نیز وجود دارد اما جزئیات فراتر از محدوده این مواد هستند. در چند صفحات بعدی، فلزی، اوراق قرضه کووالانسی و یونی خواهد شد جزئیات بیشتر پوشانده شده است. 


ساختار مواد
ساعت ٥:۳٤ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۱/٢/۱٩   کلمات کلیدی:

ساختار مواد

باید روشن شود که تمام مواد از اتم ساخته شده است. از جدول تناوبی، دیده می شود که فقط حدود 100 نوع مختلف از اتم ها در کل جهان وجود دارد. این 100 همان اتم را تشکیل می دهند هزاران نفر از مواد مختلف اعم از هوا به فلز مورد استفاده برای حمایت از ساختمان های بلند نفس کشیدن است. فلزات رفتار متفاوت از سرامیک و سرامیک رفتار متفاوت از پلیمرهای. خواص ماده بستگی دارد که اتم ها استفاده می شود و چگونه آنها را متصل به هم است.

ساختار مواد را می توان توسط اندازه کلی از ویژگی های مختلف در نظر گرفته طبقه بندی شده است. شایع ترین این سه طبقه بندی عمده ساختاری، به طور کلی افزایش در اندازه ذکر شده است، عبارتند از:

ساختار اتمی، که شامل ویژگی های است که می تواند دیده نمی شود، مانند نوع پیوند بین اتمها و روشی که اتم هستند مرتب است. 
ریزساختار، که شامل ویژگی های است که می تواند با استفاده از یک میکروسکوپ دیده می شود، اما به ندرت با چشم غیر مسلح. 
Macrostructure، که شامل ویژگی های است که می تواند با چشم غیر مسلح دیده می شود)

ساختار اتمی در درجه اول مواد شیمیایی، فیزیکی، حرارتی، الکتریکی، مغناطیسی، و خواص نوری تاثیر می گذارد. ساختار و macrostructure همچنین می توانید این خصوصیات را تحت تاثیر قرار آنها به طور کلی یک اثر بزرگتر بر روی خواص مکانیکی و سرعت واکنش شیمیایی است. خواص یک ماده را ارائه می سرنخ را به عنوان ساختار مواد است. قدرت و صلابت فلزات نشان می دهد که این اتم ها با یکدیگر با پیوندهای قوی برگزار شد. با این حال، این اوراق قرضه نیز باید اجازه می دهد تا اتم ها برای حرکت از فلزات نیز معمولا formable است. برای درک ساختار ماده، نوع اتم در حال حاضر، و چگونه اتم ها چیده شده و متصل باید شناخته شده است. بگذارید در نگاه اول پیوند اتمی.


مرکب
ساعت ٥:۳۳ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۱/٢/۱٩   کلمات کلیدی:

مرکب

مرکب است که معمولا به عنوان ترکیبی از دو یا بیشتر از مواد متمایز، که هر یک از آنها را حفظ ویژگیهای ممتاز خود را، برای ایجاد مواد جدید با خواص است که می تواند توسط هر یک از اجزای عمل به تنهایی نمی توان به دست آورد تعریف شده است. با استفاده از این تعریف، می توان آن را تشخیص داده شود که طیف گسترده ای از مهندسی مواد در این دسته قرار می گیرند. به عنوان مثال، بتن کامپوزیت به دلیل آن است که مخلوطی از سیمان پرتلند و مجموع. ورق فایبر گلاس کامپوزیتی از آن است که از الیاف شیشه ای گنجانده شده است در یک پلیمر ساخته شده است.

مواد کامپوزیت گفت: به دو مرحله است. فاز تقویت کننده الیاف، ورق، یا ذرات است که در فاز ماتریس تعبیه شده است. مواد تقویت کننده و مواد ماتریس می تواند فلز، سرامیک، و پلیمر. به طور معمول، مواد تقویت کننده قوی با چگالی پایین در حالی که ماتریس است که معمولا انعطاف پذیر یا سخت، مواد.

برخی از طبقه بندی های رایج از مواد مرکب عبارتند از:

  • پلاستیک های تقویت شده
  • کامپوزیت های فلز
  • ماتریس کامپوزیت سرامیک،
  • سازه های ساندویچ
  • بتون

مواد کامپوزیت می تواند شکل های گوناگونی دارد اما می توان آنها را به سه دسته بر اساس مکانیسم تقویت از هم جدا شده است. این دسته ها عبارتند از پراکندگی تقویت ذرات تقویت شده و فیبر تقویت شده است. پراکندگی تقویت کامپوزیت های توزیع خوب از ذرات ثانویه را در ماتریس از مواد است. این ذرات مانع از مکانیسمهایی است که اجازه می دهد مواد به کج و معوج. (این مکانیسم ها شامل جنبش جابجایی و لغزش، که بعدا بحث خواهد شد). بسیاری از کامپوزیت های فلز را به پراکندگی سقوط دسته کامپوزیت تقویت شده است. کامپوزیت تقویت شده اند ذرات کسر حجمی زیادی از ذرات پراکنده در ماتریس و بار ذرات و ماتریس به اشتراک گذاشته شده است. سرامیک های تجاری و بسیاری از پلیمرهای پر کامپوزیت تقویت شده با ذرات است. در کامپوزیت های تقویت شده با فیبر، فیبر اولیه تحمل بار جزء است. فایبر گلاس و کامپوزیت فیبر کربن هستند، نمونه هایی از کامپوزیت تقویت شده با فیبر.

اگر کامپوزیت طراحی شده است و به درستی ساخته شده، آن را ترکیبی از قدرت تقویت با سختی از ماتریس برای رسیدن به ترکیبی از خواص مطلوب در هر ماده تنها مرسوم در دسترس نیست. بعضی از مواد مرکب نیز ارائه مزیت بودن tailorable به طوری که خواص، مانند استحکام و سفتی، به راحتی می توان با تغییر مقدار یا جهت گیری از مواد تقویت، تغییر است. حرکت نزولی است که کامپوزیت ها اغلب گران تر از مواد معمولی می باشد.


پلیمرها
ساعت ٥:۳٢ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۱/٢/۱٩   کلمات کلیدی:

پلیمرها

جامد پلیمری را می توان به عنوان ماده ای که حاوی شیمیایی متصل قطعات یا واحد که خود را متصل به هم به شکل یک ماده جامد. پلیمر کلمه به معنای واقعی کلمه به معنی "بسیاری از نقاط." دو صنعت مهم از مواد پلیمری، پلاستیک و الاستومرها. پلاستیک یک گروه بزرگ و متنوع از مواد مصنوعی که با شکل گیری و قالب گیری به شکل پردازش شده است. همانطور که انواع بسیاری از فلزات از جمله آلومینیوم و مس وجود دارد، بسیاری از انواع پلاستیک ها، به عنوان پلی اتیلن و نایلون وجود دارد. الاستومرها و یا لاستیک می توان به تغییر شکل الاستیک مقدار زیادی زمانی که نیرو به آنها اعمال می شود و می تواند بازگشت به شکل اولیه خود را (یا تقریبا) زمانی که نیروی آزاد می شود. 

پلیمرها دارای خواص بسیاری است که آنها را جذاب که در شرایط خاصی استفاده کنید.بسیاری از پلیمرها:

  • کمتر چگالتر از فلزات و یا سرامیک،
  • مقاومت در برابر جوی و سایر اشکال خوردگی،
  • ارائه سازگاری خوب با بافتهای بدن انسان، و یا
  • مقاومت عالی به هدایت جریان الکتریکی. 

پلاستیک پلیمر را می توان به دو طبقه، گرمانرمها و پلاستیک های ترموست، بسته به نوع آنها ساختار و پیوند شیمیایی تقسیم شده است. پلیمرهای ترموپلاستیک شامل چهار کالا مهم ترین مواد - پلی اتیلن، پلی پروپیلن، پلی استایرن و پلی وینیل کلرید است. همچنین تعدادی از پلیمرهای مهندسی تخصصی. گرمانرم مدت نشان می دهد که این مواد را روی حرارت ذوب شدن است و ممکن است انواع و تکنیک های قالب گیری اکستروژن پردازش. همچنین، پلیمرها، ترموست 'می تواند نمی شود یا ذوب شدن مجدد ذوب شده است. ترموست پلیمرها عبارتند از رزین های alkyds، آمینه و فنل، اپوکسی، پلی یورتان و پلی استرها غیر اشباع است.

لاستیک پلیمر اتفاق نه افتاده است طبیعی است. با این حال، بسیاری از پلیمرهای مهندسی ترکیبی از هیدروژن و اتم های کربن و ترتیب از زنجیره های آنها را تشکیل می دهند ایجاد شده است. این مولکول پلیمری زنجیره ای طولانی از اتم کووالانسی پیوند و اوراق بهادار ثانویه پس از آن نگه گروه از زنجیره های پلیمری با هم به شکل مواد پلیمری می باشد. پلیمرها عمدتا از نفت یا گاز طبیعی خام تولید می شود اما استفاده از مواد آلی در حال رشد است. این مواد فوق العاده شناخته شده به عنوان کولار پلیمر ساخته انسان است. کولار در جلیقه های ضد گلوله، فریم، قوی / سبک وزن و کابل های زیر آب که 20 برابر قوی تر از فولاد استفاده می شود. 


سرامیک
ساعت ٥:۳۱ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۱/٢/۱٩   کلمات کلیدی:

سرامیک

سرامیک به طور سنتی به عنوان تعریف "جامد معدنی، غیر فلزی است که از مواد پودر آماده شده است، به محصولات از طریق استفاده از گرما ساخته شده، و نمایش می دهد خواص مشخصه به عنوان سختی، مقاومت، هدایت الکتریکی پایین، و شکنندگی است." سرامیک می آید از کلمه یونانی "keramikos"، که به معنی سفال است. "آنها معمولا بلورین در طبیعت و تشکیل ترکیبات بین عناصر فلزی و غیر فلزی مانند آلومینیوم و اکسیژن (آلومینا-AL 2 O 3)، کلسیم و اکسیژن (calcia - کائو) و نیتروژن و سیلیکون (سیلیکون نیترید-SI 3 N 4).

بسته به نوع روش خود را از تشکیل، سرامیک می تواند متراکم یا بسیار سبک وزن است. به طور معمول، آنها خواص استحکام عالی و سختی نشان می دهد. با این حال، آنها اغلب شکننده در طبیعت است. سرامیک نیز می تواند به عنوان مواد رسانا و یا مواد عایق تشکیل می شود. برخی از سرامیک، مانند ابررساناها نیز خواص مغناطیسی را نشان.آنها نیز مقاوم در برابر درجه حرارت بالا و محیط های خشن تر از فلزات و پلیمر است. با توجه به مواد سرامیکی طیف وسیعی از خواص آنها برای بسیاری از برنامه های کاربردی استفاده می شود. 

مقوله های وسیع و یا بخشهای که صنعت سرامیک را تشکیل می دهند می تواند به عنوان طبقه بندی شده:

  • محصولات سازه رس (آجر، لوله های فاضلاب، سقف و دیوار، کاشی، لنت دودکش ها، و غیره.)
  • Whitewares (ظروف غذاخوری، کف و دیوار، کاشی، چینی الکتریکی، و غیره)
  • فرآورده های نسوز (آجر و یکپارچه از محصولات مورد استفاده در فلز، شیشه، سیمان، سرامیک، تبدیل انرژی، نفت، و مواد شیمیایی صنایع)
  • شیشه (شیشه مسطح (پنجره ها)، ظروف شیشه ای (بطری)، فشرده و شیشه دمیده (غذاخوری)، الیاف شیشه (عایق خانه) و پیشرفته / شیشه ای تخصص (فیبر نوری))
  • مواد ساینده (طبیعی (گارنت، الماس، و غیره) و مصنوعی (کاربید سیلیکون، الماس، آلومینیوم ذوب شده، و غیره) مواد ساینده برای سنگ زنی، برش، پرداخت، دامن، انفجار و یا فشار از مواد استفاده می شود)
  • سیمان (برای جاده ها، پل ها، ساختمان ها، سدها، و غیره)
  • سرامیک های پیشرفته
    • سازه (قطعات و فرسایش، bioceramics، ابزار برش، قطعات موتور)
    • برق (خازن، مقره ها، لایه های بسته مدار مجتمع، piezoelectrics، آهن ربا و ابررساناها)
    • پوشش (قطعات موتور، ابزار برش و سایش قطعات صنعتی)
    • شیمی و محیط زیست (فیلترها، غشاها، کاتالیزور، و پشتیبانی از کاتالیزور)

اتم ها در مواد سرامیکی با هم پیوند شیمیایی که بحث قرار خواهد گرفت و کمی بعد برگزار می شود. به طور خلاصه هر چند، دو تا از رایج ترین پیوندهای شیمیایی برای مواد سرامیکی کووالانسی و یونی است. اوراق قرضه کووالانسی و یونی بسیار قوی تر از اوراق قرضه فلزی و به طور کلی، این است که چرا سرامیک شکننده و فلزات انعطاف پذیر است


فلزات
ساعت ٥:۳۱ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۱/٢/۱٩   کلمات کلیدی:

فلزات

فلزات در حدود دو سوم از تمام عناصر و حدود 24 درصد از جرم سیاره تشکیل می دهند.فلزات دارای خواص مفید از جمله استحکام، چکش خواری، نقاط ذوب بالا، رسانایی حرارتی و الکتریکی و سختی است. از جدول تناوبی، می توان آن را مشاهده کرد که تعداد زیادی از عناصر به عنوان یک فلز طبقه بندی شده است. تعداد کمی از فلزات معمولی و کاربردهای معمول خود را در زیر ارائه شده است.

مواد معمول فلزی

  • - آلیاژهای فولاد برای برنامه های کاربردی قدرت حیاتی استفاده می شود آهن / فولاد
  • آلومینیوم - آلومینیوم و آلیاژهای آن استفاده می شود زیرا آنها بسیار آسان است را تشکیل می دهند، به راحتی در دسترس، ارزان و قابل بازیافت.
  • آلیاژ مس - مس و دارای تعدادی از خواص است که آنها را مفید، از جمله هدایت الکتریکی و حرارتی بالا، چکش خواری بالا و مقاومت به خوردگی خوب است.
  • تیتانیوم - آلیاژهای تیتانیوم را برای مقاومت در درجه حرارت بالاتر استفاده می شود (1000 ° F) برنامه های کاربردی، زمانی که وزن جزء نگرانی است، یا وقتی که مقاومت به خوردگی خوب مورد نیاز است
  • نیکل - آلیاژهای نیکل برای دمای بیشتری (~ 1500-2000 ° F) برنامه های کاربردی و یا زمانی که مقاومت به خوردگی خوب مورد نیاز است استفاده می شود.
  • مواد نسوز برای بالاترین دما (> 2000 درجه F) برنامه های کاربردی استفاده می شود.

ویژگی های کلیدی این است که تمایز فلزات و غیر فلزات پیوند خود را. مواد فلزی دارای الکترونهای آزاد هستند که به آسانی از یک اتم به اتم بعدی می باشد. وجود این الکترون های آزاد دارای تعدادی از پیامدهای عمیقی برای خواص مواد فلزی است. به عنوان مثال، مواد فلزی تمایل به هادی الکتریکی خوب باشد زیرا الکترون های آزاد می توانند به اطراف حرکت در داخل فلز آزادانه. اطلاعات بیشتر بر روی ساختار فلزات بعدا مورد بحث قرار خواهد شد. 


طبقه بندی مواد عمومی
ساعت ٥:۳٠ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۱/٢/۱٩   کلمات کلیدی:

طبقه بندی مواد عمومی

هزاران مواد برای استفاده در کاربردهای مهندسی در دسترس وجود دارد. بسیاری از مواد را به یکی از سه کلاس که بر روی نیروهای پیوند اتمی یک ماده خاص قرار می گیرند. این سه طبقه بندی فلزی، سرامیکی و پلیمری هستند. علاوه بر این، مواد مختلف را می توان در ترکیب برای ایجاد مواد کامپوزیت. در هر یک از این طبقه بندی ها، مواد اغلب بیشتر به دو گروه بر اساس ترکیب شیمیایی آنها و یا برخی از خواص فیزیکی یا مکانیکی سازمان یافته است. مواد کامپوزیت معمولا توسط انواع مواد ترکیب شده و یا مواد مرتب با هم گروه بندی می شوند. در زیر لیستی از برخی از طبقه بندی معمولا از مواد در داخل این گروه به طور کلی چهار مواد است.

فلزات

  • فلزات آهنی و آلیاژهای (آهن، فولاد کربن، آلیاژ فولاد، فولاد ضد زنگ، ابزار و فولاد جان)
  • فلزات و آلیاژهای غیر آهنی (آلومینیوم، مس، منیزیم، نیکل، تیتانیوم، فلزات گرانبها، فلزات مقاوم به درمان، آلیاژهای دیرگداز)

پلیمری

  • گرمانرمها پلاستیک
  • پلاستیک های ترموست
  • الاستومرها






سرامیک

  • عینک
  • سرامیک شیشه ای
  • گرافیت
  • الماس 

مرکب

  • پلاستیک های تقویت شده
  • کامپوزیت های فلز
  • ماتریس کامپوزیت سرامیک،
  • سازه های ساندویچ
  • بتون

هر یک از این گروه کاربری عمومی خواهد شد جزئیات بیشتر در صفحات زیر مورد بحث قرار گرفته است.


معرفی به مواد
ساعت ٥:٢٩ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۱/٢/۱٩   کلمات کلیدی:

معرفی به مواد

در این بخش معرفی اولیه به مواد و پردازش ساخت مواد ارائه دهد. این مهم است که پرسنل NDT برخی از زمینه در علم مواد برای یک زن و شوهر از دلایل است. اول، تست غیر مخرب تقریبا همیشه شامل تعامل انرژی برخی از انواع (مکانیک، صوت، الکتریسیته، مغناطیس و یا تابش) با یک ماده است. برای درک چگونگی تعامل انرژی با مواد، لازم است به دانستن کمی در مورد مواد. ثانیا، NDT اغلب شامل تشخیص نقص ساخت و آسیب های ناشی از خدمات و در نتیجه، لازم است برای درک اینکه چگونه نقص و آسیب رخ می دهد.

در این بخش با یک مقدمه به چهار نوع رایج از مواد مهندسی آغاز خواهد شد. ساختار مواد در سطح اتمی خواهد شد و سپس، همراه با برخی از ویژگی های سطح اتمی است که به مواد خواص مشخصه خود را در نظر گرفته شده است. برخی از خواص است که مهم هستند برای عملکرد ساختاری مواد و روش ها برای اصلاح این خواص نیز پوشش داده شود.

در نیمه دوم این متن، روش های مورد استفاده به شکل مواد را به شکل مفید خواهد شد مورد بحث قرار گرفته است. برخی از نقص است که می تواند در طول فرایند تولید رخ می دهد، و همچنین به عنوان خسارت ناشی از خدمات مشخص خواهد شد. در این بخش خلاصه ای از نقش NDT نقش در حصول اطمینان از یکپارچگی ساختاری جزء نتیجه گیری.



خستگی کرک خواص نرخ رشد
ساعت ٥:٢۸ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۱/٢/۱٩   کلمات کلیدی:

خستگی کرک خواص نرخ رشد

برای برخی از اجزاء عمر انتشار نرم افزار در طراحی نادیده گرفته چرا که سطح استرس بالا، و / یا اندازه نقص بحرانی کوچک است. برای دیگر اجزای نرم افزار زندگی رشد ممکن است بخش قابل توجهی از عمر کل مجمع است. علاوه بر این، نقص های موجود و یا ویژگی های تیز طراحی به طور قابل توجهی ممکن است یا کاهش نزدیک به از بین بردن نرم افزار بخش شروع زندگی خستگی جزء. عمر مفید از این مولفه ها ممکن است به سرعت انتشار ترک subcritical اداره می شود.

ساختار بدنه هواپیما، مثال خوبی از ساختار است که عمدتا بر اساس نرم افزار طراحی کند نرخ رشد است. سالها پیش، نیروی هوایی ایالات متحده، تعداد زیادی از گزارش نقص از انواع هواپیما مورد بررسی است. گزارش نشان داد که مزیت از شکست ساختاری از 1) ساخته شده است در تنش پیش بارگذاری، 2) نقص ماده و 3) نقص ناشی از استفاده از خدمات رخ داده است. این واقعیت ها منجر به یک روش طراحی که نیاز به تجزیه و تحلیل تحمل به خسارت فرض نقص مواد موجود در بدترین جهت گیری و در نامطلوب ترین محل است. تجزیه و تحلیل کمک می کند تا اطمینان حاصل شود که سازه ها طراحی شده است که رشد آهسته و پایدار ترک تا شکاف به طول که در آن می تواند قابل اعتماد تشخیص داده شود با استفاده از روش های NDT.

سرعت انتشار ترک خستگی در معرض نمونه خستگی، ترک خورده، مانند نمونه های جمع و جور مورد استفاده در آزمایش شکست سختی، به بارگذاری چرخه ای ثابت، دامنه تعیین شده است. افزایش تدریجی در طول ترک به همراه عدد مربوطه را از چرخه بار سپری ثبت شدت تنش (K)، طول ترک ()، و چرخه تعداد (N) داده ها در طول آزمون به دست آوردن.داده ها در منحنی "N در مقابل" همانطور که در تصویر به سمت راست نشان داده شده است. N در مقابل منحنی های مختلف را می توان با تغییر بزرگی از بارگذاری چرخه ای و / یا اندازه اولیه از نرم افزار تولید شده است.

داده ها می تواند با ارائه داده ها در نرخ رشد نرم افزار در هر چرخه بارگذاری (D / D N و یا دا / DN) در مقابل نوسانات با شدت تنش در نوک ترک (به یک منحنی واحد کاهش می یابد D K I) D K نماینده از نیروی محرکه مکانیکی است، و آن را دارای اثر طول ترک در حال تغییر و بزرگی بارگذاری چرخهای است. (نگاه کنید به صفحه بر چقرمگی شکست برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد تنش شدت.) شایع ترین شکل از ارائه اطلاعات رشد ترک خستگی توطئه ورود به سیستم ورود به سیستم / DN در مقابل D K من دا.

ترک خستگی در رفتار انتشار بسیاری از مواد را می توان به سه منطقه تقسیم همانطور که در تصویر نشان داده شده است. منطقه منطقه آستانه خستگی که در آن K D بیش از حد پایین برای انتشار نرم افزار است. منطقه دوم شامل داده که در آن نرخ رشد ترک تغییر تقریبا خطی با تغییر در شدت تنش نوسان است. در منطقه III، افزایش کوچک در دامنه شدت استرس، افزایش نسبتا بزرگ در نرخ رشد نرم افزار از آنجایی که مواد در حال نزدیک شدن به نقطه شکستگی ناپایدار است.


خواص SN خستگی
ساعت ٥:٢۸ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۱/٢/۱٩   کلمات کلیدی:

خواص SN خستگی

دو نوع کلی از آزمونهای خستگی انجام وجود دارد. یک تست تمرکز بر استرس اسمی است که به علت شکست خستگی در برخی از تعداد سیکل مورد نیاز است. نتایج این آزمایش در داده های ارائه شده به عنوان یک طرح تنش (S) را در برابر تعداد سیکل به شکست (N)، که به عنوان یک منحنی SN شناخته شده است.مقیاس ورود به سیستم است که تقریبا همیشه برای N. استفاده می شود

داده ها با دوچرخه سواری و یا نمونه های صاف بریده، تا هنگام شکست به دست آمده است. روش معمول این است که آزمون نمونه اول در اوج استرس بالا که در آن شکست در تعداد نسبتا کوتاه از چرخه انتظار می رود. تست استرس برای هر نمونه موفق کاهش یافته تا زمانی که یک یا دو نمونه در شماره های مشخص شده از چرخه است که معمولا حداقل 10 7 چرخه شکست نیست. بالاترین استرس که در آن runout (بدون شکست) رخ می دهد به عنوان آستانه خستگی گرفته شده است. همه مواد را داشته باشند، آستانه خستگی (اغلب آلیاژهای فلزی غیر آهنی کار را انجام ندهید) و این مواد تست معمولا پس از حدود 10 8 و یا 5x10 8 چرخه فسخ شده است.

از آنجا که دامنه از بارگذاری چرخه ای دارای یک اثر عمده ای بر عملکرد خستگی، رابطه SN برای یک دامنه بارگیری خاص تعیین می شود. دامنه اکسپرس به عنوان ارزش نسبت R، است که تنش به اوج حداقل تقسیم بر تنش بیشینه است. (R = σ دقیقه / σ حداکثر). رایج ترین این است که در نسبت از 0.1 اما خانواده های از منحنی R در آزمون، با هر یک از منحنی در R نسبت های مختلف، اغلب توسعه یافته است.

تنوع به تنش حلقوی کنترل تست خستگی، تست کنترل فشار حلقوی است. در این آزمایش، دامنه کرنش ثابت در طی دوچرخه سواری برگزار می شود. نظر فشار بارگذاری چرخه ای کنترل شده است بیشتر نماینده بارگذاری موجود در دوچرخه سواری حرارتی، که در آن یک جزء منبسط و منقبض در پاسخ به نوسانات در درجه حرارت عامل است.

لازم به ذکر است که چند کوتاه مدت از اطلاعات SN خستگی وجود دارد. اول، شرایط نمونه آزمون همیشه نشان دادن شرایط خدمات واقعی است. به عنوان مثال، قطعات با شرایط سطح، مانند سوراخ سوراخ شدن از خوردگی، که متفاوت از شرایط نمونه تست عملکرد خستگی به طور قابل توجهی متفاوت داشته باشد. علاوه بر این، اغلب مقدار قابل توجهی از پراکندگی در داده های خستگی حتی زمانی که نمونه های استاندارد را با دقت از بسیاری از مواد ماشین استفاده می شود. از آنجا که پراکندگی قابل توجهی در داده ها وجود دارد، یک عامل کاهش است که اغلب به منحنی SN اعمال شده به ارائه ارزش های محافظه کار را برای طراحی قطعات.


خواص خستگی
ساعت ٥:٢٧ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۱/٢/۱٩   کلمات کلیدی:

خواص خستگی

ترک خوردگی خستگی یکی از مکانیسم های آسیب اولیه اجزای ساختاری است. نتایج ترک خوردگی خستگی از تنش چرخه ای که در زیر تنش کششی نهایی، و یا حتی استرس عملکرد مواد هستند. نام "خستگی" در مفهوم که یک ماده می شود "خسته" و نتواند در سطح استرس پایین تر از قدرت اسمی از مواد است. حقایق که نقاط قوت های فله اصلی طراحی بیش از حد نیست و تنها علامت هشدار دهنده از شکست قریب الوقوع است اغلب سخت به نرم افزار، باعث آسیب خستگی به خصوص خطرناک است.

عمر خستگی از کامپوننت را می توان به عنوان تعداد چرخه های بارگذاری مورد نیاز برای شروع یک ترک خستگی و برای انتشار نرم افزار به اندازه بحرانی بیان شده است. بنابراین، می توان گفت که شکست خستگی در سه مرحله رخ می دهد - شروع ترک کند، رشد و پایدار ترک و شکستگی سریع.

همانطور که قبلا بحث، جابه جایی نقش عمده ای در مرحله نرم افزار شروع خستگی. در مرحله اول، دررفتگی تجمع غلظت در نزدیکی سطح تنش و شکل ساختار باند لغزش مداوم (PSB) پس از تعداد زیادی از سیکل بارگذاری نامیده می شود. PSBs مناطق هستند که فراتر از (اکستروژن) و یا کمتر (نفوذ) در سطح جزء با توجه به حرکت مواد در امتداد هواپیما لغزش. این برگ گام های کوچک در سطح است که به عنوان risers استرس که در آن ترک کوچک می تواند آغاز خدمت می کنند. این نرم افزار کوچک (نام microcracks) هسته در امتداد هواپیما تنش برشی بالا است که اغلب 45 درجه به جهت بارگذاری.

در مرحله دوم از خستگی، برخی از microcracks کوچک با هم و شروع به تبلیغ از طریق ماده در یک جهت است که عمود بر تنش کششی حداکثر. در نهایت، رشد از یک یا چند شکاف از شکاف بزرگتر تسلط بیش از بقیه از ترک. با بارگذاری چرخهای ادامه، رشد ترک تسلط یا ترک خود ادامه خواهد داد تا بخش uncracked باقی مانده از مولفه های دیگر می تواند حمایت از بار. در این نقطه، چقرمگی شکست تجاوز کرده و باقی مانده بخش از مواد را تجربه شکست سریع. این شکستگی بیش از حد سریع، مرحله سوم از شکست خستگی است.

عوامل مؤثر بر عمر خستگی 
به منظور ترک خستگی را به آغاز، سه عامل اساسی لازم است. اول، الگوی بارگذاری باید مقادیر حداقل و حداکثر اوج با تنوع به اندازه کافی بزرگ و یا نوسان داشته باشد. اوج ارزش ها ممکن است در کشش و یا فشرده سازی و ممکن است در طول زمان تغییر اما چرخه بارگیری معکوس باید به اندازه کافی بزرگ برای شروع ترک خستگی. ثانیا، سطح استرس اوج باید از ارزش به اندازه کافی بالا باشد. اگر تنش به اوج خود بیش از حد کم، بدون شروع نرم افزار رخ خواهد داد. ثالثا، مواد باید به اندازه کافی بزرگ تعداد سیکل های تنش اعمال شده را تجربه کنند. تعداد سیکل مورد نیاز برای شروع و رشد ترک تا حد زیادی وابسته به عوامل.

علاوه بر این سه عامل اساسی هستند، یک میزبان از متغیرهای دیگر مانند، تمرکز تنش، خوردگی، دما، اضافه بار، ساختار وابسته به فن استخراج و ذوب فلزات، و تنش های باقی مانده که می تواند تمایل برای خستگی تاثیر می گذارد وجود دارد. از آنجا که ترک خستگی در یک سطح آغاز، شرایط سطح جزء به حال بارگذاری شده بر عمر خستگی خود را داشته باشد. خشونت سطحی مهم است دلیل آن است که به طور مستقیم به سطح و تعداد میزان استرس در سطح مربوط است. غلظت بالاتر استرس بیشتر احتمال دارد یک نرم افزار است به هسته است. سطوح صاف افزایش زمان به هسته. شکاف ها، خراشیدگی ها، و سایر استرس risers کاهش عمر خستگی. تنش سطحی باقی مانده نیز اثر قابل توجهی بر عمر خستگی را داشته باشد. تنش فشاری باقی مانده از ماشینکاری، کار سرد، عملیات حرارتی، یک بار کششی و مخالفت در نتیجه پایین دامنه از بارگذاری چرخه ای

شکل انواع مختلفی از بارگیری است که می تواند آغاز یک ترک خستگی را نشان می دهد. رقم بالایی سمت چپ را نشان می دهد بارگذاری سینوسی رفتن را از یک تنش کششی به تنش فشاری. برای این نوع چرخه تنش، تنش حداکثر و حداقل مساوی هستند. تنش کششی مثبت در نظر گرفته شده است، و تنش فشاری منفی است. رقم در سمت راست بالا نشان می دهد بارگذاری سینوسی حداقل و حداکثر تنش در هر دو قلمرو کششی است. بارگذاری فشرده سازی چرخهای نیز می تواند سبب خستگی شود. این رقم پایین تر بارگذاری دامنه متغیر، که ممکن است با تجربه یک پل و یا بال هواپیما و یا هر جزء دیگری که تجربه تغییر الگوهای بارگذاری را نشان می دهد. در حال بارگذاری دامنه متغیر، فقط آن دسته از چرخه های بیش از حد آستانه اوج ترک خستگی کمک می کند.


چقرمگی شکست
ساعت ٥:٢٦ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۱/٢/۱٩   کلمات کلیدی:

چقرمگی شکست

چقرمگی شکست، نشانه ای از میزان استرس های مورد نیاز به انتشار یک نقص موجود است. این اموال مواد بسیار مهم است از زمان وقوع نقص در پردازش، ساخت، و یا خدمات از یک ماده / جزء به طور کامل قابل اجتناب است. نقص ممکن است به عنوان ترک، حفره، آخال های وابسته به فن استخراج و ذوب فلزات، نقص جوش، ناپیوستگی طراحی، و یا ترکیبی از آنها ظاهر می شود. از آنجا که مهندسین هرگز نمی تواند کاملا مطمئن است که مواد نقص رایگان، معمول این است که فرض کنیم که نقص برخی از اندازه انتخاب شده خواهد بود در حال حاضر برخی از تعداد قطعات و استفاده از مکانیک شکست خطی الاستیک (LEFM) روش برای طراحی قطعات بحرانی است. این روش با استفاده از اندازه و ویژگی های نقص، هندسه جزء، شرایط بارگذاری و اموال ماده ای به نام چقرمگی شکست به منظور بررسی توانایی یک جزء که شامل یک نقص برای مقاومت در برابر شکست می باشد.

پارامتر به نام فاکتور شدت تنش (K) برای تعیین تافنس شکست بسیاری از مواد استفاده می شود. زیر نویس بر اساس اعداد لاتین نشان می دهد، حالت شکستگی و سه حالت شکستگی در تصویر به سمت راست نشان داده شده است. حالت من شکست وضعیتی که در آن هواپیما ترک طبیعی است به جهت از بزرگترین بارگذاری کششی است. این شایع ترین حالت مواجه شده است و، بنابراین، برای باقی مانده از مواد K به نظر من

فاکتور شدت تنش، عملکرد بارگذاری می شوند، اندازه ترک، و هندسه ساختاری است. فاکتور شدت تنش ممکن است توسط معادله زیر نشان داده شده است:

در کجا: Kمن تافنس شکست بالا را در 
  ها تنش اعمال شده در مگاپاسکال یا PSI
    طول ترک در متر یا اینچ
  B
طول کراک و جزء هندسه عامل است که برای هر نمونه متفاوت است و بعد است.

نقش ضخامت مواد 
نمونه ها داشتن نسبت اندازه های مختلف استاندارد نیست، بلکه مطلق تولید مقادیر مختلف برای من K است. این نتایج به دلیل استرس می گوید مجاور به تغییرات نقص با ضخامت نمونه (ب) تا ضخامت بیش از برخی از ابعاد بحرانی است. هنگامی که ضخامت بیش از ابعاد بحرانی، مقدار K من نسبتا ثابت می شود و این مقدار، K IC، مالکیت مواد حقیقی است که هواپیما کرنش تافنس شکست نامیده می شود است. ارتباط بین شدت استرس،  و چقرمگی، K IC، مشابه به رابطه بین استرس و تنش کششی است. شدت استرس، K  نشان دهنده سطح «استرس» را در نوک ترک و چقرمگی شکست، K IC،بالاترین ارزش از شدت استرس این است که یک ماده تحت شرایط بسیار خاص (هواپیما کرنش) که یک ماده می تواند بدون شکست تحمل. به عنوان عامل شدت استرس می رسد K IC ارزش، شکستگی ناپایدار رخ می دهد. همانطور که با سایر خواص مکانیکی مواد، K IC به طور معمول در کتب مرجع و منابع دیگر گزارش شده است.

 

کرنش هواپیما - وضعیت بدن که در آن جابجایی از تمام نقاط در بدن هستند به موازات یک هواپیما داده شده، و ارزشهای پایان نامه جابجایی عمود بر فاصله بستگی ندارد به سطح

استرس هواپیما - وضعیت بدن که در آن حالت استرس به گونه ای است که دو تا از تنش های اصلی همیشه به موازات یک هواپیما داده شده و ثابت در جهت عادی.

هواپیما و هواپیما تنش کرنش 
هنگامی که مواد با نرم افزار در تناقض است بارگذاری می شود، این مواد دچار کرنش های پلاستیک به عنوان تنش در منطقه در نزدیکی نوک ترک بیش از حد. مواد در زمینه نرم افزار نوک استرس، در واقع نزدیک به یک سطح آزاد، جانبی می تواند تغییر شکل (در جهت z را از تصویر) به دلیل وجود داشته باشد هیچ تنش نرمال به سطح آزاد. حالت استرس تمایل به دومحوری و شکستگی مواد در صورت مشخصه انعطاف پذیر، با 45 درجه برش لب که در هر سطح آزاد تشکیل شده است. این بیماری به نام «استرس» هواپیما و آن را در بدن نسبتا نازک که استرس را از طریق ضخامت خیلی نمی تواند متفاوت باشد با توجه به بخش نازک اتفاق می افتد.

با این حال، مواد به دور از سطوح آزاد جزء نسبتا ضخیم به تغییر شکل جانبی آن است که توسط مواد اطراف آن محدود نیست. حالت استرس در این شرایط تمایل به سه محوری و فشار عمود بر صفر وجود دارد به هر دو محور تنش و جهت انتشار نرم افزار هنگامی که یک ماده در تنش لود شده است. این وضعیت به نام "هواپیما کرنش" و در ورق های ضخیم در بر داشت.تحت شرایط هواپیما کرنش، مواد اساسا رفتار الاستیک تا زمانی که تنش شکست رسیده است و پس از آن شکستگی سریع رخ می دهد. از آنجا که کم و یا هیچ تغییر شکل پلاستیکی است که اشاره شد، این شکستگی حالت نامیده می شود شکست ترد است.

هواپیما کرنش شکست سختی تست 
در هنگام انجام آزمون چقرمگی شکست، رایج ترین پیکربندی نمونه آزمون خم تنها بریدگی لبه (SENB یا خم سه نقطه)، و تنش جمع و جور (CT) نمونه. از بحث فوق، واضح است که تعیین دقیق از چقرمگی هواپیما کرنش نیاز به یک نمونه که ضخامت بیش از برخی از ضخامت بحرانی (B).آزمایش نشان داده است که شرایط هواپیما کرنش به طور کلی هنگامی شایع:

در کجا: B حداقل ضخامت است که تولید یک بیماری که در آن انرژی کرنش پلاستیک در نوک ترک در حداقل است
  KIC چقرمگی شکست ماده
  هاY استرس عملکرد مواد
 

هنگامی که یک ماده از چقرمگی شکست ناشناخته آزمایش، یک نمونه از ضخامت قسمت کامل تست شده است و یا نمونه است اندازه بر اساس پیش بینی سختی شکست. اگر مقدار تافنس شکست ناشی از آزمون نیاز به معادله بالا را برآورده نمی کند، تست باید تکرار شود با استفاده از نمونه ها ضخیم تر است. علاوه بر این محاسبه ضخامت، مشخصات آزمون، الزامات متعدد دیگری است که باید رعایت شود (مانند اندازه لب برشی) قبل از تست می توان گفت در مقدار K IC کرده اند منجر به

هنگامی که یک آزمایش با شکست مواجه ملاقات به ضخامت و تست های دیگر که در محل به بیمه هواپیما کرنش وضعیت هستند، مقادیر چقرمگی شکست تولید داده می شود تعیین K C است. گاهی اوقات ممکن است برای تولید یک نمونه است که مطابق با ضخامت مورد نیاز است. به عنوان مثال زمانی که یک محصول نسبتا نازک بشقاب با چقرمگی بالا در حال آزمایش است، ممکن است ممکن است یک نمونه ضخیم تر با شرایط ساده کرنش در نوک ترک برای تولید.

هواپیما و استرس و انتقالی و استرس در ایالات 
برای مواردی که در آن انرژی های پلاستیکی در نوک ترک قابل اغماض است، دیگر پارامترهای مکانیک شکست، مانند انتگرال J و یا R-منحنی، می تواند مورد استفاده قرار گیرد برای توصیف یک ماده است. سختی داده های تولید شده توسط این آزمون خواهد شد وابسته به ضخامت محصول آزمایش شده و اموال مواد درست نخواهد بود. با این حال، شرایط هواپیما کرنش در تمام تنظیمات ساختاری وجود ندارد و با استفاده از مقادیر K IC رادر طراحی از مناطق نسبتا نازک ممکن است در نتیجه محافظه کاری بیش از حد و وزن و یا مجازات هزینه. در موارد که در آن دولت استرس واقعی هواپیما استرس و یا به طور کلی، برخی از تنش متوسط ​​یا انتقالی دولت، آن است که بیشتر مناسب برای استفاده از انتگرال J و یا R-منحنی داده، که حساب کند، شکستگی پایدار (انعطاف پذیر پاره) به جای شکستگی سریع (ترد).

استفاده از چقرمگی هواپیما کرنش 
مقادیر K IC می شوند استفاده می شود برای تعیین طول ترک بحرانی هنگامی که استرس با توجه به جزء استفاده شود.

در کجا: ها ج اعمال تنش بحرانی است که شکست باعث خواهد شد
  IC هواپیما کرنش سختی شکست است
  Y ثابت مربوط به هندسه نمونه است
    طول شکاف برای ترک لبه است 
یا نصف طول شکاف برای نرم افزار داخلی

مقادیر K IC می شوند استفاده می شود نیز استفاده می شود برای محاسبه مقدار تنش بحرانی، هنگامی که یک شکاف به طول داده شده در یک جزء در بر داشت.

در کجا:   طول شکاف برای ترک لبه است 
یا نصف طول شکاف برای نرم افزار داخلی
  ها تنش اعمال شده به مواد
  IC هواپیما کرنش سختی شکست است
  Y ثابت مربوط به هندسه نمونه است

جهت 
تافنس شکست یک ماده به طور معمول با جهت دانه متفاوت است. بنابراین، آن مرسوم است برای تعیین جهت نمونه و دانلود نرم افزار توسط یک جفت مرتب از نمادهای جهت دانه است. حرف اول تعیین جهت دانه طبیعی به ترک هواپیما. نامه دوم تعیین دانه موازی جهت به هواپیما به شکست است. برای بخش های تخت از محصولات مختلف، به عنوان مثال، بشقاب، اکستروژن، فورج، و غیره، که در آن از سه جهت دانه (L) طولی (T) عرضی، و (S) کوتاه عرضی، جهت شکست 6 اصلی به مسیر LT، LS، TL، TS، SL و ST.

 
 

چقرمگی ضربه
ساعت ٥:٢٦ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۱/٢/۱٩   کلمات کلیدی:

چقرمگی ضربه

تاثیر چقرمگی (مقاومت به ضربه AKA) از یک ماده را می توان با Charpy یا Izod آزمون تعیین می شود. این آزمایشات پس از مخترعان خود را به نام و در اوایل 1900 توسعه داده شدند قبل از تئوری مکانیک شکست در دسترس بود. خواص ضربه ای در محاسبات مکانیک شکست نه به طور مستقیم استفاده می شود، اما آزمایشات تاثیر اقتصادی همچنان به عنوان یک روش کنترل کیفیت به منظور ارزیابی حساسیت به فاق و برای مقایسه سختی نسبی مواد مهندسی مورد استفاده قرار گیرد.

دو آزمون با استفاده از نمونه های مختلف و روش های برگزاری نمونه است، اما هر دو آزمون را با استفاده از دستگاه آونگ تست.برای هر دو آزمون، نمونه یک رویداد بیش از حد با توجه به تاثیر آونگ شکسته شده است. توقف اشاره گر مورد استفاده برای ضبط تا چه حد با رقص آونگ ساعت پس از شکستگی نمونه. چقرمگی تاثیر از یک فلز با اندازه گیری انرژی جذب شده در شکست نمونه تعیین می شود. این است که به سادگی با توجه به ارتفاع پاندول که در آن آزاد می شود و ارتفاع که با رقص آونگ ساعت پس از آن زده شده است نمونه به دست آمده است. ارتفاع بار لنگر وزن آونگ تولید انرژی پتانسیل و اختلاف در انرژی پتانسیل از آونگ در آغاز و پایان آزمون برابر است با انرژی جذب شده است.

از آنجا که سختی است دما به شدت تحت تاثیر قرار می گیرند، تست Charpy یا Izod است که اغلب چندین بار با هر نمونه آزمایش در درجه حرارت های مختلف تکرار شده است. این تولید نمودار سختی تاثیر مواد به عنوان تابعی از دما است. تاثیر سختی در مقابل گراف دما برای فولاد در تصویر نشان داده شده است. این دیده می شود که در دماهای پایین مواد شکننده و ضربه سختی کم است. در دماهای بالا از مواد انعطاف پذیر تر است و چقرمگی تاثیر بیشتر است. دمای انتقال مرز بین رفتار شکننده و انعطاف پذیر است و این دما اغلب توجه بسیار مهم در انتخاب مواد می باشد.


سختی
ساعت ٥:٢٥ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۱/٢/۱٩   کلمات کلیدی:

سختی

توانایی از فلز تغییر شکل plastically و برای جذب انرژی در این فرآیند قبل از شکستگی نامیده می شود سختی. تأکید این تعریف را باید در توانایی جذب انرژی قبل از شکستگی قرار می گیرد. به یاد بیاورید که برخوردار است، اندازه گیری چقدر چیزی تغییر شکل plastically قبل از شکستگی، اما فقط به خاطر اینکه مواد انعطاف پذیر است که باعث نمی شود آن سخت است. کلید را به سختی یک ترکیب خوبی از استحکام و چکش خواری است. مواد با استحکام بالا و چکش خواری بالا به سختی بیش از یک ماده با مقاومت کم و چکش خواری بالا داشته باشند. بنابراین، یک راه برای اندازه گیری سختی است، با محاسبه مساحت زیر منحنی تنش کرنش از تست کشش. این مقدار به سادگی به نام "چقرمگی ماده" و آن را تا واحد انرژی در هر دوره است. سختی مواد برابر آهسته جذب انرژی توسط مواد است.

متغیرهای متعددی است که تاثیر عمیقی بر چقرمگی از مواد وجود دارد. این متغیرها عبارتند از:

  • نرخ کرنش (میزان بارگذاری)
  • درجه حرارت
  • اثر درجه یک

یک فلز ممکن است به سختی رضایت بخش را تحت بارهای استاتیک را دارا هستند، اما تحت بارهای دینامیک و یا تاثیر ممکن است شکست بخورند. به عنوان چکش خواری حکومت و، در نتیجه، کاهش چقرمگی را به عنوان سرعت بارگذاری را افزایش می دهد.دما متغیر دوم به تأثیر عمده ای بر سختی آن است. همانطور که درجه حرارت را کاهش می دهند، چکش خواری و چقرمگی نیز کاهش می دهد. متغیر سوم نامیده می شود اثر درجه یک، به دلیل با توزیع استرس است. مواد ممکن است چقرمگی خوب زمانی که استرس اعمال شده تک محوره نمایش، اما هنگامی که یک دولت استرس چند محوری تولید می شود با توجه به وجود شکاف، این مواد ممکن است تغییر شکل الاستیک و پلاستیک به طور همزمان در جهت های مختلف تحمل نیست.

چندین نوع استاندارد از آزمون سختی که تولید داده ها برای شرایط بارگذاری خاص و / یا جزء روش های طراحی وجود دارد. سه نفر از خواص چقرمگی خواهد شد که در جزئیات بیشتری مورد بحث 1) چقرمگی ضربه، 2) سختی درجه یک و 3) چقرمگی شکست.


خزش و استرس خواص پارگی
ساعت ٥:٢٤ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۱/٢/۱٩   کلمات کلیدی:

خزش و استرس خواص پارگی

خواص خزش 
خزش تغییر شکل وابسته به زمان از یک ماده در حالی که زیر بار اعمال شده است که در زیر قدرت بازده آن است. این است که اغلب در دمای بالا رخ می دهد، اما برخی از مواد در دمای اتاق خزش. خزش پایان در پاره اگر مراحل را به توقف گرفته نمی شده است.

اطلاعات خزش برای استفاده از طرح کلی معمولا تحت شرایط ثابت بارگذاری تک محوره و دمای ثابت به دست آمده است. نتایج آزمایشات معمولا به عنوان فشار در مقابل زمان به پاره رسم شده است. همانطور که در تصویر نشان داده شده، خزش اغلب در سه مرحله صورت می گیرد. در مرحله اولیه، فشار در نرخ نسبتا سریع اتفاق می افتد اما این میزان به تدریج کاهش می یابد تا زمانی که در مرحله دوم می شود تقریبا ثابت است. این نرخ ثابت خزش نامیده می شود حداقل نرخ خزش و نرخ خزش حالت از آن است که کمترین میزان خزش در آزمون است. در مرحله سوم، میزان فشار را افزایش می دهد، تا هنگام شکست رخ می دهد.

خزش در سرویس معمولا با تغییر شرایط بارگذاری و درجه حرارت و تعداد ترکیبات ممکن است تنش دما در زمان بی نهایت است تحت تاثیر قرار می گیرد. در حالی که بسیاری از مواد به خزش، مکانیزم خزش است که اغلب بین فلزات، پلاستیک ها، لاستیک ها، و بتن.

خواص پارگی استرس 
تست استرس پارگی است شبیه به خزش تست به جز که تنش بالاتر از کسانی که مورد استفاده در تست خزش می باشد. تست پارگی استرس استفاده می شود برای تعیین زمان لازم برای تولید نارسایی تا تست استرس پارگی است، تا هنگام شکست انجام می شود. داده ها ورود به سیستم ورود به سیستم همانطور که در نمودار بالا رسم شده است. خط مستقیم یا بهترین منحنی برازش شده است و معمولا در هر درجه حرارت مورد نظر به دست آمده است. سپس این اطلاعات می تواند مورد استفاده قرار می شود از روی قرائن و امارات پیش بینی کردن زمان به شکست در زمان های طولانی تر است. مجموعه ای معمول از منحنی تنش پارگی در زیر نشان داده شده است.


سختی
ساعت ٥:٢۳ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۱/٢/۱٩   کلمات کلیدی:

سختی

سختی مقاومت مواد به تغییر شکل موضعی است. این اصطلاح می تواند به تغییر شکل از توگذاری (indentation) محدودیت اعمال می شود، خراش، برش و یا خم شدن. در فلزات، سرامیک و بسیاری از پلیمرها، تغییر شکل تغییر شکل پلاستیکی از سطح در نظر گرفته است. برای الاستومرها و برخی از پلیمرها، سختی در مقاومت در برابر تغییر شکل الاستیک سطح تعریف شده است. فقدان یک تعریف اساسی نشان می دهد که سختی است نمی شود یک خاصیت اساسی ماده نیست، بلکه یک کامپوزیت با کمک از قدرت عملکرد، کار سخت شدن، استحکام کششی درست، مدول، و دیگران عوامل است.اندازه گیری سختی به طور گسترده ای برای کنترل کیفیت مواد مورد استفاده قرار می گیرد، زیرا آنها سریع و در نظر گرفته می شود به تست های غیر مخرب زمانی که علائم و نشانه ها و یا دندانه های تولید شده توسط آزمون در مناطق تنش کم هستند.

انواع زیادی از روش های مورد استفاده برای تعیین سختی یک ماده وجود دارد. تعداد کمی از روش های شایع تر در زیر معرفی شده است.

موس تست ریز سختی سنج 
یکی از قدیمی ترین روش اندازه گیری سختی موس فریدریش آلمانی معدن شناس در سال 1812 طرح ریزی شده است. موس آزمون سختی شامل مشاهده اینکه آیا سطح مواد با یک ماده سختی شناخته شده یا به صورت خراشیده. برای دادن مقادیر عددی به این خاصیت فیزیکی، مواد معدنی همراه مقیاس موس، است که متشکل از 10 ماده معدنی شده اند که با توجه به ارزش سختی های خودسرانه قرار گرفت. موس تست ریز سختی سنج، در حالی که تا حد زیادی تسهیل شناسایی مواد معدنی در این زمینه، مناسب است برای دقت در اندازه گیری سختی از مواد صنعتی از قبیل فولاد یا سرامیک است.مهندسی مواد، از ابزار های مختلف در طول سال ها توسعه یافته برای اندازه گیری دقیق از سختی است. بسیاری از اعمال بار و اندازه گیری عمق و اندازه دندانه به دست آمده است. سختی می تواند بر روی ماکرو، میکرو و یا نانو در مقیاس اندازه گیری می شود.

Brinell تست ریز سختی سنج 
قدیمی ترین روش های آزمون سختی در استفاده مشترک بر روی مواد مهندسی امروز آزمون سختی Brinell است. دکتر JA Brinell آزمون Brinell در سوئد در سال 1900 اختراع شد. آزمون Brinell از یک کامپیوتر رومیزی استفاده می کند به اعمال مقدار بار مشخص شده برای حوزه سخت از قطر مشخص شده است. سختی Brinell تعداد، و یا به سادگی تعداد Brinell، با تقسیم بار استفاده می شود، به دست آمده در کیلوگرم، با سطح اندازه گیری شده از دندانه، در میلیمتر مربع، در سمت چپ سطح تست. آزمون Brinell اغلب استفاده می شود برای تعیین سختی فورج فلزی و ریخته گری که دارای ساختار دانه های بزرگ است. آزمون Brinell فراهم می کند اندازه گیری بیش از یک منطقه نسبتا بزرگ است که کمتر توسط دانه البته ساختار این مواد نسبت به تست راکول یا ویکرز تحت تاثیر قرار است.

طیف وسیعی از مواد را می توان با استفاده از آزمون Brinell به سادگی با تغییر بار تست و اندازه توپ indenter تست شده است. در ایالات متحده آمریکا، آزمایش Brinell است که به طور معمول بر روی آهن و فولاد ریخته گری با استفاده از یک نیروی آزمون 3000Kg و یک توپ به قطر 10mm و انجام می شود. 1500 کیلوگرم بار است که معمولا برای ریخته گری آلومینیوم استفاده می شود. مس، برنج و غالبا سهام نازک را آزمایش با استفاده از یک نیروی آزمون 500Kg و یک توپ 10 یا 5mm. تست Brinell در اروپا انجام شده است با استفاده از طیف بسیار گسترده تر از نیروها و اندازه توپ و آن است که مشترک برای انجام آزمون های Brinell در قطعات کوچک با استفاده از کاربید 1mm توپ و یک نیروی آزمون به عنوان کم به عنوان 1kg. این آزمایش های بار کم معمولا به عنوان تست Brinell کودک نامیده می شود. شرایط آزمون باید همراه با تعداد سختی Brinell گزارش شده است.ارزش به عنوان "60 HB 10/1500/30" این بدان معنی است که سختی Brinell از 60، با استفاده از یک توپ به قطر 10mm و با 1500 کیلوگرم بار اعمال شده به مدت 30 ثانیه به دست آمد.

راکول تست ریز سختی سنج 
آزمون سختی راکول نیز با استفاده از یک ماشین برای درخواست یک بار خاص و سپس اندازه گیری عمق این تصور به دست آمده است. indenter یا ممکن است یک توپ فولاد برخی از قطر مشخص شده و یا کروی نوک مخروط الماس 120 درجه زاویه و 0.2 میلی متر شعاع نوک، brale را به نام. یک بار جزئی از 10 کیلوگرم است برای اولین بار به کار روند، که باعث نفوذ کوچک اولیه به صندلی indenter و حذف اثرات هر گونه بی نظمی های سطحی است. سپس شماره گیری را به صفر است و بار اصلی اعمال می شود. پس از برداشتن بار عمده، خواندن عمق گرفته شده است در حالی که بار جزئی است که هنوز هم در.تعداد سختی ممکن است به طور مستقیم از مقیاس خوانده شده است. indenter و بار تست استفاده می شود، تعیین مقیاس سختی استفاده می شود که (A، B، C، و غیره).

برای مواد نرم مانند آلیاژهای مس، فولاد نرم، آلومینیوم و آلیاژهای 1/16 "توپ فولاد قطر با یک بار 100-کیلوگرم مورد استفاده قرار می گیرد و سختی است که در مقیاس" B "را خوانده است. در تست مواد سخت، چدن سخت و بسیاری از آلیاژهای فولاد، 120 درجه مخروط الماس با تا 150 کیلوگرم بار و سختی در مقیاس "C" خوانده است استفاده می شود. چندین مقیاس راکول دیگر از "B" و "C" مقیاس وجود دارد، (که نامیده می شوند مقیاس مشترک). به درستی گزارش ارزش راکول سختی به دنبال "HR" (سختی راکول) و نامه ای در مقیاس داشته باشد. به عنوان مثال، 50 HRB نشان می دهد که مواد خواندن سختی از 50 در مقیاس B است.

-کاربیدهای سیمانی، فولادی نازک و کم عمق مورد فولاد سخت 
B-آلیاژهای مس، فولادهای نرم، آلیاژهای آلومینیوم، آهن چکش خوار، و غیره 
C-فولاد، چدن سخت، pearlitic آهن چکش خوار، تیتانیوم، عمیق مورد سخت 
فولاد و مواد دیگر سخت تر از B 100 
D-فولاد نازک و سخت مورد متوسط ​​فولاد و آهن چکش خوار pearlitic 
E-چدن، آلومینیوم و آلیاژهای منیزیم، تحمل فلزات 
F-هادی آلیاژهای مس، فلزات ورق نرم و نازک 
G-فسفر برنز، مس بریلیوم، چکش خوار و چدن 
H-آلومینیوم، روی، سرب 
K، L، M، P، R، S، V-باربری فلزات و دیگر مواد بسیار نرم و نازک، 
از جمله پلاستیک.

آزمون سختی سطحی راکول 
تستر سختی سطحی راکول استفاده می شود، برای آزمایش مواد نازک و به آرامی سطوح فولاد گازهای کربن دار، و یا بخش هایی است که ممکن است خم شدن و یا تحت شرایط آزمون به طور منظم خرد. این تستر با استفاده از همان indenters به ​​عنوان دستگاه استاندارد راکول اما بار کاهش می یابد. بار جزئی از 3 کیلوگرم استفاده می شود و بار بزرگ است یا 15 یا 45 کیلوگرم بسته در indenter استفاده می شود. با استفاده از 1/16 "قطر، فولاد توپ indenter،" T "(به معنی آزمایش ورقه نازک) به تعیین سختی سطحی است. نمونه ای از سختی سطحی راکول 23 HR15T، که نشان می دهد که سختی سطحی را به عنوان 23، با یک بار از 15 کیلوگرم، با استفاده از توپ فولاد.

و سختی Knoop ویکرز و آزمون 
آزمایش سختی ویکرز و Knoop به به اصلاح از آزمون Brinell و برای اندازه گیری سختی پوشش های نازک و یا سختی سطح قطعات سخت مورد استفاده می شود. با این آزمایش، یک هرم الماس کوچک را در نمونه تحت بارهای هستند که بسیار کمتر از کسانی که مورد استفاده در آزمون Brinell فشرده شده است. تفاوت بین ویکرز و تست Knoop، به سادگی شکل الماس هرم indenter. آزمون ویکرز با استفاده از یک indenter هرمی مربع است که مستعد برای شکستن مواد شکننده است. در نتیجه، آزمون Knoop با استفاده از (مورب نسبت 7.114:1) indenter لوزی مبتنی بر هرمی که دندانه های دیگر اما کم عمق توسعه داده شد. برای همین بار، Knoop دندانه در مورد 2.8 برابر طولانی تر از دندانه ویکرز.

بار اعمال شده از 10G گرفته تا 1000 گرم استفاده می شود. این مقدار کم از بار ایجاد کوچک و دندانه دار کردن است که باید در زیر میکروسکوپ اندازه گیری می باشد. برای اندازه گیری پوشش های سخت مانند قلع باید در بزرگنمایی بسیار بالا (یعنی 1000X) گرفته شده است، چرا که فاصله آن قدر کوچک هستند. سطح معمولا نیاز به جلا. قطر از برداشت اندازه گیری می شوند، و این ارزشها برای به دست آوردن تعداد سختی (VHN)، معمولا از مراجعه به یک جدول یا نمودار استفاده می شود. آزمایش ویکرز می تواند مورد استفاده برای توصیف مواد بسیار سخت است اما سختی بیش از یک منطقه بسیار کوچک اندازه گیری است.

ارزش مانند 2500 HK25 (یا HV25) به معنی 2500 سختی Knoop بار در 25 گرم نیروی بیان شده است. Knoop و سختی ویکرز مقادیر کمی متفاوت است، اما پوشش سخت، ارزش ها نزدیک به اندازه کافی به درون خطای اندازه گیری می شود و می تواند مورد استفاده قرار گیرد قابل معاوضه است.

آزمایش سختی Scleroscope و ارتجاعی 
آزمون Scleroscope یک تست بسیار قدیمی است که شامل حذف الماس مخفیگاه آنان چکش، که در داخل یک لوله شیشه ای می افتد تحت نیروی وزن خود را از ارتفاع ثابت، بر روی نمونه تست است. ارتفاع از سفر دوباره بجای اول برگشتن از چکش در مقیاس فارغ التحصیل شده اندازه گیری می شود. مقیاس دوباره بجای اول برگشتن خودسرانه انتخاب شده و در ساحل واحد، تقسیم به 100 قسمت، که نشان دهنده واکنش به طور متوسط ​​از خالص سخت فولاد با کربن بالا تشکیل شده است. مقیاس بالاتر از 100 است، ادامه داد که شامل فلزات با سختی بیشتر است. Scleroscope لبه اندازه گیری سختی از نظر خاصیت ارتجاعی مواد و تعداد سختی بستگی دارد که پرتاب ریباند چکش، مواد سخت تر، بالاتر جهش ارتفاع.

روش آزمون سختی ارتجاعی پیشرفت های اخیر که ایجاد Scleroscope است. انواع وسایل الکترونیک در بازار است که اندازه گیری از دست دادن انرژی بدن تاثیر وجود دارد. این ابزار معمولا یک فنر برای سرعت بخشیدن به استفاده از کروی، کاربید تنگستن جرم نسبت به سطح جسم آزمون مخفیگاه آنان. هنگامی که تماس با ما جرم سطح آن دارای انرژی جنبشی خاص و تاثیر تولید دندانه (تغییر شکل پلاستیکی) بر روی سطح که طول می کشد برخی از این انرژی از بدن تاثیر است. بدن تاثیر انرژی بیشتر و از دست دادن سرعت واکنش فناوری کمتر دندانه بزرگتر است در مواد نرمتر خواهد بود. سرعت از بدن تاثیر قبل و بعد از تاثیر اندازه گیری شده و از دست دادن سرعت به Brinell، راکول، و یا دیگر ارزش سختی مشترک.

Durometer تست ریز سختی سنج 
Durometer ابزار است که معمولا برای اندازه گیری سختی دندانه لاستیک / الاستومرها و پلاستیک مانند پلی اولفین، fluoropolymer، و وینیل نرم استفاده می شود. Durometer به سادگی با استفاده از فصل بهار به اعمال فشار خاصی به پا indenter کالیبره شده است. پا indenter می تواند به صورت مخروطی یا به شکل کره است. دستگاه نشان می دهد اندازه گیری عمق دندانه است. Durometers در دسترس هستند در انواع مدل ها و تست های محبوب ترین مدل برای اندازه گیری مواد نرمتر و مدل D برای مواد سخت استفاده می شود.

Barcol تست ریز سختی سنج 
آزمون سختی Barcol را بدست می آوریم یک مقدار سختی با اندازه گیری نفوذ از یک نقطه نوک تیز فولادی تحت بار بهار. نمونه تحت indenter از تستر سختی Barcol را قرار داده و فشار یکنواخت اعمال می شود تا زمانی که نشانه شماره گیری حداکثر می رسد. Barcol روش آزمون سختی برای تعیین سختی پلاستیک های تقویت شده و تقویت شده با غیر سفت و سخت و به منظور تعیین درجه از درمان و از رزین و پلاستیک استفاده می شود.


خصوصیات استحکامی
ساعت ٥:٢٢ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۱/٢/۱٩   کلمات کلیدی:

خصوصیات استحکامی

خواص کششی نشان می دهد که چگونه ماده به نیروهای در تنش اعمال واکنش نشان می دهند. تست کششی یک آزمون اساسی مکانیکی که در آن یک نمونه به دقت آماده شده است به شیوه ای بسیار کنترل شده بارگذاری می شود در حالی که اندازه گیری بار اعمال می شود و ازدیاد طول نمونه بر سر برخی از راه دور است. تست های کششی استفاده می شود برای تعیین مدول الاستیسیته، حد الاستیک، طویل شدن، حد متناسب، کاهش در منطقه، استحکام کششی، نقطه عملکرد، قدرت عملکرد و سایر خصوصیات کششی است.

محصول اصلی از آزمون کششی یک بار در مقابل منحنی کشیدگی است که سپس به استرس در مقابل منحنی فشار تبدیل شده است. از آنجا که هر دو استرس مهندسی و کرنش مهندسی را با تقسیم بار و ازدیاد طول مقادیر ثابت (نمونه اطلاعات مربوط به هندسه) به دست آمده، منحنی بار ازدیاد طول همان شکل منحنی تنش کرنش مهندسی را داشته باشد. منحنی تنش کرنش مربوط تنش اعمال به فشار به دست آمده و هر یک از مواد منحنی تنش کرنش منحصر به فرد خود را دارد. مهندسی نمونه منحنی تنش کرنش در زیر نشان داده شده است. اگر استرس واقعی، بر اساس واقعی مساحت سطح مقطع نمونه، استفاده می شود، آن را یافت که منحنی تنش کرنش را افزایش می دهد به طور مداوم برای شکستگی است.

منطقه الاستیک خطی و ثابت های الاستیک 
همانطور که می تواند در شکل دیده می شود، تنش و کرنش در ابتدا با یک رابطه خطی را افزایش می دهد. این بخش الاستیک خطی از منحنی است و آن را نشان می دهد که هیچ تغییر شکل پلاستیک رخ داده است. در این منطقه از منحنی، زمانی که استرس کاهش می یابد، مواد را به شکل اولیه خود بازگردد. در این منطقه خطی، خط اطاعت رابطه تعریف شده به عنوان قانون هوک است که در آن نسبت تنش به کرنش ثابت است.

شیب خط در این منطقه که در آن استرس است متناسب با کرنش و مدول الاستیسیته و مدول یانگ نامیده می شود. مدول الاستیسیته (E) خواص مواد را تعریف می کند آن را به عنوان تحت تنش، تغییر شکل، و پس از آن به شکل اولیه خود باز می گرداند پس از استرس برداشته شود. این اندازه گیری سختی یک ماده داده شده است. برای محاسبه مدول الاستیک، به سادگی تنش کرنش در مواد تقسیم است. از آنجا که فشار unitless است، مدول همان واحد به عنوان استرس، مانند KPI یا مگاپاسکال داشته باشد. مدول الاستیسیته به طور خاص به این وضعیت از یک جزء که با یک نیروی کششی کشیده است. این مدول بسیار جالب توجه است زمانی که لازم است برای محاسبه چقدر امتداد میله یا سیم را تحت یک بار کششی.

چند نوع مختلف از مدول بسته در راه مواد در حال کشیده، خم شده، و یا در غیر این صورت تحریف وجود دارد. هنگامی که یک جزء را برش خالص، برای مثال، یک میله استوانه ای تحت پیچش، مدول برشی توصیف رابطه خطی تنش کرنش الاستیک.

فشار محوری است که توسط گونه های جانبی علامت مخالف در دو جهت متقابل عمود بر فشار محوری همراه است. (-) نژادها که ناشی از افزایش طول هستند به عنوان مثبت (+) و کسانی که در نتیجه در کاهش طول تعیین می شوند آن را منفی در تعیین شده است.نسبت پواسون است که به عنوان منفی نسبت کرنش جانبی به کرنش محوری تعریف شده برای حالت تنش تک محوره.

نسبت پواسون گاهی اوقات نیز به عنوان نسبت ارزش های مطلق را از کرنش جانبی و محوری تعریف شده است. این نسبت، مانند فشار، unitless از آنجا که هر دو سویه هستند unitless. برای تنش در محدوده الاستیک، این نسبت تقریبا ثابت است. برای یک ماده کاملا همسانگرد الاستیک، نسبت پواسون 0.25 است، اما برای بیشتر مواد ارزش نهفته در طیف وسیعی از 0،28 به 0،33. به طور کلی برای فولاد، نسبت پواسون به ارزش حدود 0.3 داشته باشد. این به این معنی که اگر یک اینچ در هر اینچ از تغییر شکل را در جهت اعمال می شود که استرس وجود دارد، وجود خواهد داشت 0.3 اینچ در هر اینچ عمود بر تغییر شکل به جهت که نیروی اعمال می شود.

فقط دو نفر از ثابتهای الاستیک مستقل هستند پس اگر دو عدد ثابت شناخته شده اند، یک سوم را می توان با استفاده از فرمول زیر محاسبه

E = 2 (1 + N) G.

در کجا: E = مدول الاستیسیته (مدول یانگ)
  نفر = نسبت پواسون
  G = مدول سختی (مدول برشی).

زن و شوهر از ثابت های الاستیک اضافی است که ممکن است مواجه شود عبارتند از: مدول فله (K)، و لنگ ثابت (M و L). مدول فله استفاده می شود توصیف وضعیت که در آن یک قطعه از مواد به افزایش فشار در تمام جهات است. ارتباط بین تغییر در فشار و فشار و در نتیجه تولید مدول انبوه است. ثابت لنگ را از مدول الاستیسیته و نسبت پواسون مشتق شده است.

نقطه تسلیم 
در مواد انعطاف پذیر، در چند نقطه، منحنی تنش کرنش انحراف از رابطه مستقیم و قانون دیگر اعمال می شود که فشار را افزایش می دهد سریع تر از استرس است. از این نقطه در تست کشش، برخی از تغییر شکل دائم رخ می دهد در نمونه و مواد گفته شده است که به plastically به هر گونه افزایش بیشتر در بار یا استرس واکنش نشان می دهند. مواد باز خواهد گشت به اصلی، شرایط خود را بدون کشش زمانی که بار برداشته می شود. در مواد شکننده، کمی و یا بدون تغییر شکل پلاستیک اتفاق می افتد و شکستگی مواد در نزدیکی پایان بخش الاستیک خطی از منحنی.

با بسیاری از مواد است انتقال تدریجی از الاستیک به رفتار های پلاستیکی وجود دارد، و نقطه دقیق که در آن تغییر شکل پلاستیکی شروع به رخ می دهند سخت است برای تعیین است. بنابراین، معیارهای مختلف برای شروع از بازده استفاده می شود بسته به نوع حساسیت اندازه گیری فشار و استفاده از داده ها در نظر گرفته شده است. (نگاه کنید به جدول) طراحی مهندسی و برنامه های کاربردی خصوصیات، قدرت عملکرد استفاده می شود. قدرت عملکرد به عنوان تنش مورد نیاز برای تولید کوچک، میزان تغییر شکل پلاستیک تعریف شده است. قدرت عملکرد افست استرس مربوط به تقاطع منحنی تنش کرنش و به موازات خط به بخش الاستیک از منحنی فشار مشخص شده (در ایالات متحده چاپ افست چاپ افست معمولا 0.2٪ فلزات و 2 درصد برای پلاستیک ).

در بریتانیا، قدرت عملکرد است که اغلب به عنوان استرس اثبات شده است. مقدار افست یا 0.1٪ یا 0.5٪ است

برای تعیین قدرت عملکرد با استفاده از این انحراف، نقطه فشار بر روی محور (محور x) از 0.002 در بر داشت، و سپس به موازات خط به خط تنش کرنش کشیده شده است. این خط خط تنش کرنش کمی پس از آن به منحنی شروع تقاطع، و آن تقاطع به عنوان قدرت عملکرد با افست 0.2 درصد تعریف شده است. یک راه خوب به دنبال قدرت عملکرد افست است، که پس از نمونه شده است 0.2 درصد قدرت عملکرد جبران آن بارگذاری شده و سپس تخلیه آن خواهد شد که 0.2 درصد بیش از قبل از آزمون.اگرچه قدرت عملکرد به معنای نشان دادن نقطه دقیق که در آن مواد می شود به طور دائم تغییر شکل، 0.2٪ افزایش طول در نظر گرفته شده است به مقدار قابل تحمل از خود گذشتگی برای سهولت آن را در تعریف قدرت عملکرد ایجاد.

برخی از مواد مانند چدن خاکستری و یا نمایشگاه مس نرم اساسا هیچ رفتار خطی الاستیک. برای این مواد عمل معمول است برای تعریف قدرت عملکرد به عنوان تنش مورد نیاز برای تولید برخی از مقدار کل فشار است.

  • حد الاستیک درست ارزش بسیار کم است و به حرکت چند صد دررفتگی شده است.اندازه گیری فشار های میکرو مورد نیاز برای تشخیص فشار در جهت * 10 -6 در 2 / در.
  • حد متناسب بالاترین استرس که استرس به طور مستقیم متناسب با فشار است. این است که با مشاهده انحراف از قسمت مستقیم خط منحنی تنش کرنش بدست آمده است.
  • حد الاستیک بزرگترین استرس مواد می تواند بدون هیچ گونه قابل اندازه گیری دائمی باقی مانده در آزادی کامل بار را تحمل می باشد. مصمم است با استفاده از خسته کننده افزایشی بارگیری و تخلیه روش آزمون. با حساسیت اندازه گیری فشار که معمولا در مطالعات مهندسی (10 -4in/in) به کار، حد الاستیک بزرگتر از حد متناسب است. با افزایش حساسیت اندازه گیری فشار، مقدار حد الاستیک کاهش می یابد تا سرانجام برابر حد واقعی های الاستیک مشخص از اندازه گیری فشار خرد است.
  • قدرت عملکرد تنش مورد نیاز برای تولید یک مقدار مشخص شده کوچک از تغییر شکل پلاستیکی است. قدرت و صلابت عملکرد به دست آمده توسط روش افست است که به طور معمول برای مقاصد مهندسی مورد استفاده قرار می گیرد، به دلیل جلوگیری از مشکلات عملی اندازه گیری حد الاستیک یا حد متناسب است.

استحکام کششی نهایی 
استحکام کششی نهایی (UTS) و یا ساده تر، استحکام کششی، مهندسی حداکثر سطح استرس در آزمون تنش رسیده است. قدرت و صلابت یک ماده توانایی خود را برای مقاومت در برابر نیروهای خارجی بدون شکستن است. در مواد شکننده، UTS در پایان از بخش الاستیک خطی منحنی تنش کرنش و یا با نزدیک به حد الاستیک. در مواد انعطاف پذیر، UTS خواهد بود در خارج از بخش الاستیک به بخش پلاستیک منحنی تنش کرنش.

در منحنی تنش کرنش، UTS بالاترین نقطه که در آن خط است لحظه ای تخت می باشد. از آنجا که UTS در استرس مهندسی بر اساس، آن است که اغلب به عنوان قدرت شکستن نیست. در مواد انعطاف پذیر فشار سخت شدن رخ می دهد و استرس به افزایش خود ادامه خواهد داد تا شکست اتفاق می افتد، اما ممکن است منحنی تنش کرنش مهندسی کاهش سطح استرس قبل از شکست رخ می دهد نشان می دهد. این نتیجه استرس مهندسی که در منطقه مقطع اصلی و بر اساس necking است که به طور معمول در نمونه آزمون رخ می دهد حسابداری است. ، UTS ممکن است به طور کامل نماینده از بالاترین سطح از استرس است که یک ماده می تواند از آن پشتیبانی داده، اما ارزش در طراحی از قطعات به هر حال به طور معمول استفاده نمی شود. برای فلزات انعطاف پذیر عمل طراحی فعلی این است که استفاده از قدرت عملکرد برای اندازه اجزای استاتیک. با این حال، از UTS آسان به تعیین و کاملا تجدید پذیر است، آن است که به منظور تعیین یک ماده و برای اهداف کنترل کیفیت مفید می باشد. از سوی دیگر، مواد شکننده طراحی یک جزء ممکن است بر اساس استحکام کششی مواد.

اقدامات تورق (افزایش طول و کاهش سطح) 
تورق از مواد اندازه گیری تا چه حد که یک ماده قبل از شکست تغییر شکل است. مقدار چکش خواری عامل مهم است که با توجه به عملیات شکل دهی از قبیل نورد و اکستروژن. آن را نیز فراهم می کند نشانه ای از آسیب بیش از حد قابل مشاهده به یک جزء ممکن است قبل از شکستگی جزء تبدیل شده است. برخوردار است نیز استفاده می شود اندازه گیری کنترل کیفیت به منظور سنجش سطح ناخالصی و پردازش مناسب از یک ماده است.

اقدامات متعارف از تورق کرنش مهندسی در شکستگی (که معمولا به نام ازدیاد طول) و کاهش در شکستگی های منطقه است. هر دو این خصوصیات هستند با اتصالات نمونه با هم بعد از شکست و اندازه گیری تغییر طول و سطح مقطع به دست آمده است.کشیدگی تغییر در طول محوری تقسیم بر طول اولیه نمونه یا بخشی از نمونه است. به صورت درصد بیان شده است. از آنجا که بخش قابل ملاحظه ای از تغییر شکل پلاستیکی در منطقه کلفت نمونه کششی متمرکز خواهد شد، مقدار کشیدگی در طول گیج که بیش از اندازه گرفته می شود بستگی دارد. طول کمتر گیج فشار موضعی بزرگ در منطقه کلفت بیشتر به محاسبه عاملی. بنابراین، در هنگام گزارش ارزش از کشیدگی، طول گیج باید داده می شود.

یک راه برای جلوگیری از عوارض necking است که به پایه اندازه گیری کشیدگی بر روی لباس فشار به نقطه که در آن necking آغاز می شود. این چاه ها در زمان کار می کند اما برخی از منحنی تنش کرنش مهندسی اغلب کاملا مسطح در مجاورت حداکثر بارگذاری و دشوار است به دقت ایجاد کرنش در زمانی که necking شروع به رخ می دهند.

کاهش مساحت تغییر در مساحت سطح مقطع تقسیم بر سطح مقطع اولیه است. این تغییر در منطقه پایین کلفت نمونه اندازه گیری می شود. مانند رشد مجدد، آن را معمولا به صورت درصد بیان شده است.

همانطور که قبلا بحث شد، تنش است تنها یکی از راه که یک ماده می تواند به لود شده است. راه های دیگر برای بارگیری مواد عبارتند از فشرده سازی، خمش، برش و چرخش و تعدادی از تست های استاندارد ایجاد شده است که برای توصیف یک ماده تحت این شرایط در حال بارگذاری دیگر انجام وجود دارد. مقدمه ای بسیار گذرا به برخی از این خواص مواد دیگر را در صفحه بعد ارائه خواهد شد.


تنش و کرنش
ساعت ٥:٢٢ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۱/٢/۱٩   کلمات کلیدی:

تنش و کرنش

فشار 
استرس مدت (ها) استفاده می شود به بیان بارگیری در شرایط نیروی اعمال شده به منطقه خاص در مقطعی از یک جسم است. از منظر بارگذاری، تنش، نیروی اعمال شده و یا سیستم از نیروهای که تمایل به تغییر شکل بدن می باشد. از منظر آنچه در حال وقوع است در داخل ماده، استرس توزیع نیروهای داخلی در بدن است که تعادل و واکنش نشان می دهند به بارهای اعمال شده به آن است. توزیع تنش ممکن است یا نه ممکن است، لباس، بسته به ماهیت شرایط بارگذاری است. به عنوان مثال، یک نوار لود شده در کشش خالص اساسا توزیع تنش کششی یکنواخت داشته باشد. با این حال، یک نوار های لود شده در خم یک توزیع تنش که با تغییر فاصله عمود به محور طبیعی است.

ساده مفروضات اغلب استفاده می شود برای نشان دادن استرس به عنوان یک کمیت برداری برای بسیاری از محاسبات مهندسی و تعیین مالکیت مواد است. کلمه "بردار" به طور معمول به یک مقدار است که "قدر" و "مسیر" اشاره دارد. به عنوان مثال، تنش در نوار محوری لود شده است که به سادگی برابر با نیروی اعمال شده تقسیم بر مساحت سطح مقطع نوار است.

برخی از اندازه گیری های شایع استرس عبارتند از: 
PSI = پوند / در 2 (پوند بر اینچ مربع) 
ksi یا kpsi = kilopounds / 2 (یک هزار و یا 10 3 پوند بر اینچ مربع) 
PA = N / M 2 (پاسکال یا نیوتون در متر مربع) 
کیلو پاسکال کنید = Kilopascals (یک هزار یا 10 3 نیوتون در متر مربع) 
معدل = Gigapascals ها (از یک میلیون یا 10 6 نیوتون در متر مربع) 
* هر پیشوند متریک را می توان در مقابل PSI یا PA اضافه شده به منظور نشان دادن عامل ضرب

لازم به ذکر است که تنش ها در اکثر مواد جامد 2-D یا 3-D در واقع پیچیده تر است و نیاز بیشتر با متد تعریف شود. نیروی درونی اقدام در یک منطقه کوچک از یک هواپیما را می توان به سه بخش حل و فصل یک طبیعی خود را به این هواپیما و دو به موازات این هواپیما است. مولفه ی نیروی طبیعی تقسیم منطقه است، تنش نرمال (ها)، و اجزای نیروی موازی تقسیم منطقه را به تنش برشی (T) می دهد. تنش تنش متوسط ​​به عنوان منطقه محدود است، اما زمانی که منطقه اجازه نزدیک شدن به صفر، تنش تنش در یک نقطه تبدیل شده است. از آنجا که تنش ها در رابطه به هواپیما است که از عبور از نقطه مورد نظر تعریف شده است، و تعداد از هواپیماهای بی نهایت است، به نظر می رسد مجموعه ای نامحدود از تنش در یک نقطه وجود دارد. خوشبختانه، می توان آن را ثابت کرده است که تنش بر روی هر هواپیما می تواند از تنش در سه پلن های متعامد عبور از نقطه محاسبه شده است. همانطور که هر هواپیما دارای سه تنش، تانسور تنش است نه اجزای استرس، که به طور کامل توصیف حالت استرس در یک نقطه است.

زور 
کرنش پاسخ از یک سیستم به تنش اعمال شده است. هنگامی که یک ماده با نیروی بارگذاری می شود، آن را به تولید استرس، که باعث می شود مواد به کج و معوج. کرنش مهندسی است که به عنوان مقدار تغییر شکل در جهت نیروی اعمال شده تقسیم بر طول اولیه ماده تعریف شده است. این نتایج در یک عدد unitless، هر چند آن است که اغلب در فرم، unsimplified به مانند اینچ در هر اینچ یا متر در هر متر باقی مانده. به عنوان مثال، فشار را در یک نوار است که در تنش کشیده مقدار ازدیاد طول یا تغییر در طول تقسیم بر طول اولیه آن است. همانطور که در مورد استرس، توزیع فشار ممکن است یا نه ممکن است یکسان در یک عنصر ساختاری پیچیده، بسته به ماهیت شرایط بارگذاری است.

اگر استرس کوچک است، از مواد ممکن است تنها یک مقدار کوچک است و فشار مواد را به اندازه اصلی خود بازگشت بعد از استرس آزاد می شود. این تغییر شکل الاستیک نامیده می شود، چرا که مانند الاستیک آن را به حالت بدون اضطراب خود را می گرداند. تغییر شکل الاستیک در مواد هنگامی که تنش ها کمتر از تنش بحرانی به نام قدرت عملکرد رخ می دهد. اگر مواد پر شده است، فراتر از آن حد الاستیک ماده را در وضعیت تغییر شکل باقی می ماند بعد از بار برداشته می شود. این تغییر شکل پلاستیک نامیده می شود.

مهندسی و واقعی تنش و کرنش 
بحث بالا را در تنش و کرنش مهندسی، که استفاده از ثابت، سطح مقطع undeformed شده در محاسبات متمرکز شده است. استرس واقعی و فشار حساب اقداماتی برای تغییر در مساحت سطح مقطع با استفاده از ارزش لحظه را برای این منطقه است. منحنی تنش کرنش مهندسی یک نشانه واقعی از ویژگی های تغییر شکل از یک فلز را نمی دهد به دلیل آن است که به طور کامل در ابعاد اصلی نمونه است، و این ابعاد تغییر به طور مداوم در طول آزمایش برای تولید داده ها مورد استفاده قرار می گیرد.

استرس مهندسی و داده ها فشار می باشد که معمولا مورد استفاده قرار می گیرد، به دلیل آن است که ساده تر برای تولید داده ها و خواص کششی مناسب برای محاسبات مهندسی. وقتی که با توجه به منحنی تنش کرنش در بخش بعدی، با این حال، آن را باید درک شود که فلزات و مواد دیگر همچنان به کرنش سخت شدن تا زمانی که شکستگی و تنش مورد نیاز برای تولید تغییر شکل بیشتر نیز افزایش می دهد.

تمرکز تنش 
وقتی که یک بار محوری به یک قطعه از مواد با سطح مقطع یکنواخت اعمال شود، استرس است هنجار خواهد شد یکنواخت بر سطح مقطع توزیع شده است. با این حال، اگر یک سوراخ در مواد حفر شده، توزیع تنش دیگر خواهد بود یکسان است. از آنجا که مواد اولیه ای که از سوراخ خارج شده است دیگر در دسترس نیست برای حمل بار، بار را باید بیش از مواد باقی مانده توزیع شده است.توزیع نه به طور مساوی بر کل مساحت سطح مقطع باقیمانده است اما به جای آن خواهد شد در یک الگوی نابرابر توزیع است که بالاترین در لبه سوراخ همانطور که در تصویر نشان داده شده است. این پدیده به عنوان غلظت استرس شناخته شده است.


خواص مکانیکی
ساعت ٥:٢۱ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۱/٢/۱٩   کلمات کلیدی:

خواص مکانیکی

خواص مکانیکی مواد، خواص کسانی هستند که شامل یک واکنش به بار اعمال شده است. خواص مکانیکی فلزات تعیین طیف وسیعی از سودمندی یک ماده و ایجاد زندگی است که می توان انتظار داشت. خواص مکانیکی نیز استفاده می شود برای کمک به طبقه بندی و شناسایی مواد. خواص شایع ترین مورد توجه قرار گرفته، استحکام، چکش خواری، سختی، مقاومت به ضربه و تافنس شکست بالا است.

ساختاری مواد ناهمسانگرد هستند، که بدان معنی است که خواص مواد خود را با جهت گیری متفاوت است. تنوع در خواص می تواند با توجه به صفحه کامل در ساختار (بافت) از تشکیل یا عملیات سرد کار می کند، که تراز دلخواه برای کنترل تقویت فیبر و انواع علل دیگر می باشد. خواص مکانیکی معمولا به صورت محصول مانند ورق، بشقاب، اکستروژن، ریخته گری، فورج، و غیره علاوه بر این، آن است که معمول است برای دیدن خواص مکانیکی شده جهت ساختار دانه از مواد است. در محصولات از جمله ورق و صفحه، جهت نورد جهت طولی نامیده می شود، عرض محصول نامیده می شود جهت عرضی و ضخامت جهت عرضی کوتاه نامیده می شود. جهت دانه در فرم های استاندارد به شکل دراورده شده محصولات فلزی در تصویر نشان داده شده است.

خواص مکانیکی مواد ثابت و اغلب به عنوان تابعی از درجه حرارت، سرعت بارگذاری می شوند، و شرایط دیگر. به عنوان مثال، درجه حرارت پایین تر از دمای اتاق به طور کلی افزایش در استحکام آلیاژهای فلزی شود، در حالی که تورق، چقرمگی و ازدیاد طول معمولا کاهش می دهد. دمای بالاتر از دمای اتاق معمولا باعث کاهش در خواص استحکام آلیاژهای فلزی.تورق ممکن است افزایش یابد و یا با افزایش دما کاهش می یابد با توجه به متغیرهای مشابه

همچنین لازم به ذکر است که اغلب تنوع قابل توجهی در ارزش به دست آمده در هنگام اندازه گیری خواص مکانیکی وجود دارد. به ظاهر مشابه نمونه تست از بسیاری از مواد، اغلب اوقات نتایج قابل توجهی متفاوت است. بنابراین، آزمایش های متعدد به طور معمول به منظور تعیین خواص مکانیکی و ارزش گزارش را می توان یک مقدار متوسط ​​یا محاسبه ارزش حداقل آماری. همچنین، طیف وسیعی از ارزش ها هستند که به آن گاهی به منظور نشان 


خوردگی
ساعت ٥:٢٠ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۱/٢/۱٩   کلمات کلیدی:

خوردگی

خوردگی شامل بدتر شدن مواد آن را با محیط زیست خود واکنش نشان می دهد. خوردگی ابزار اصلی که توسط آن فلزات رو به زوال است. خوردگی به معنای واقعی کلمه مصرف مواد کاهش توانایی حمل بار و ایجاد غلظت استرس. خوردگی است که اغلب یک بخش عمده ای از هزینه نگهداری و جلوگیری از خوردگی در طرح بسیار حیاتی است. خوردگی در از نظر ارزش طراحی اموال مانند خواص دیگر، بلکه در بیشتر لحاظ کیفی به عنوان یک ماده بیان ایمنی، مقاوم، حساس و یا بسیار حساس در برابر خوردگی است.

سری نیروی الکتروموتیو جزئی

پتانسیل استاندارد
واکنش الکترود 
(در دمای 25 درجه سانتیگراد)، V-SHE
طلا 3 + + 3E -> طلا
1.498
از Pd 2 + + 2E -> پالادیم
0.987
جیوه 2 + + 2E -> جیوه
0.854
نقره + + -> طلا
0.799
مس + + -> مس
0.521
مس 2 + + 2E -> مس
0.337
2H + + 2E -> H 2
0.000 ها (Ref.)
سرب 2 + + 2E -> سرب
-0.126
2 + + 2E -> قلع
-0.136
نیکل، 2 + + 2E -> نیکل
-0.250
شرکت 2 + 2E + -> CO
-0.277
CD 2 + + 2E -> سی دی
-0.403
آهن 2 + + 2E -> آهن
-0.440
کروم 3 + + 3E -> کروم
-0.744
کروم 2 + 2E + -> کروم
-0.910
روی 2 + + 2E -> ZN
-0.763
منگنز 2 + + 2E -> منگنز
-1.180
تیتانیم 2 + + 2E -> تیتانیوم
-1.630
آل 3 + + 3E -> آل
-1.662
2 + + 2E -> می باشد.
-1.850
Mg و 2 + 2E + -> مگاگرم
-2.363
لی + + -> لی
-3.050

فرآیند خوردگی معمولا الکتروشیمیایی در طبیعت، داشتن ویژگی های اساسی یک باتری است. خوردگی یک فرایند طبیعی است که معمولا به این دلیل رخ می دهد که مواد ناپایدار مانند فلزات تصفیه شده می خواهم برای بازگشت به ترکیب با ثبات تر است. به عنوان مثال، برخی از فلزات، مانند طلا و نقره، می توان در زمین در حالت طبیعی، و خود را فلزی یافت و آنها را کمی تمایل به زنگ زدن.آهن فلزی نسبتا فعال است و به آسانی در حضور آب خورده میشود. حالت طبیعی آهن اکسید آهن است و رایج ترین سنگ آهن هماتیت با ترکیب شیمیایی آهن 2 0 3. زنگ، شایع ترین محصول خوردگی آهن، همچنین دارای یک ترکیب شیمیایی آهن 2 O 3.

مشکل در از نظر انرژی مورد نیاز برای استخراج فلزات از سنگ معدن خود را به طور مستقیم مربوط به گرایش متعاقب آن به پوسیدن و انتشار این انرژی شده است.نیروی الکتروموتیو سری (نگاه کنید به جدول) رتبه بندی فلزات با توجه به واکنش ذاتی خود است. این فلز نجیب ترین در بالا و دارای بالاترین پتانسیل الکتروشیمیایی مثبت است.فعال ترین فلز است که در پایین و منفی ترین پتانسیل الکتروشیمیایی است.

توجه داشته باشید که آلومینیوم، به عنوان جایگاه خود را در این مجموعه نشان داده شده است، یک فلز واکنش در میان فلزات ساختمانی، بریلیم و منیزیم واکنش پذیر تر هستند. آلومینیوم مدیون مقاومت در برابر خوردگی عالی خود را به فیلم مانع اکسید که به شدت به سطح پیوند می خورند و اگر اصلاحات آسیب دیده بلافاصله در اکثر محیط های. در سطح تازه و به هوا ساییده در معرض، فیلم محافظ فقط 10 آنگستروم ضخامت دارد ولی بسیار موثر در حفاظت فلزات از خوردگی است.

خوردگی و حفاظت از خوردگی و شامل دو فرآیند های شیمیایی ... اکسایش و کاهش.اکسایش روند سلب الکترون از یک اتم، است و کاهش زمانی اتفاق می افتد که یک الکترون به یک اتم اضافه شده است. فرایند اکسیداسیون اتفاق می افتد در منطقه شناخته شده به عنوان آند. در آند، با بار مثبت اتم های سطح جامد را ترک و وارد الکترولیت به عنوان یون. یونهای شارژ منفی را باعث ترک مربوط به خود را در قالب الکترون در فلز که سفر به محل کاتد را از طریق یک مسیر رسانا است. در کاتد، کاهش واکنش مربوطه صورت می گیرد و مصرف الکترونهای آزاد است. تعادل الکتریکی مدار در کاتد ترمیم شده است زمانی که الکترون ها با خنثی کردن یون های مثبت از قبیل یونهای هیدروژن، در الکترولیت واکنش نشان می دهند. با این توضیح، می توان آن را مشاهده کرد که چهار عنصر اساسی وجود دارد که برای یک واکنش خوردگی به عنوان خوانده شده مورد نیاز است. این اجزاء عبارتند از آند، کاتد، یک الکترولیت را با گونه های اکسید کننده، و بعضی از اتصال مستقیم الکتریکی بین آند و کاتد است. اگر چه هوای اتمسفر است، شایع ترین الکترولیت محیط زیست، آبهای طبیعی، مانند آب دریا، باران، و همچنین راه حل های انسان ساخته، محیط اغلب با مشکلات خوردگی همراه است.

وضعیت معمولی ممکن است شامل قطعه ای فلزی است که دارای مناطق آندی و کاتدی را روی سطح یکسان باشد.اگر سطح مرطوب می شود، خوردگی ممکن است از طریق تبادل یونی در لایه سطحی آب بین آند و کاتد را. الکترونی ارز برگزار خواهد شد از طریق فلز فله.خوردگی در سایت آندی بر اساس واکنش مانند را ادامه دهید

M → M + + + 2E -

که در آن M یک اتم فلز است. کاتیونهای فلزی (M + +) در دسترس در سطح فلز برای تبدیل شدن به محصولات خوردگی مانند اکسیدها، هیدروکسیدها، و غیره سفر الکترون های آزاد از طریق فلز فله (یا یکی دیگر از اتصال به مقاومت الکتریکی کم) به کاتد، جایی که آنها هستند واکنش کاتدی مانند مصرف

2H + + 2E - → H 2

اصول اساسی خوردگی که فقط تحت پوشش قرار گرفتند، به طور کلی به تمام وضعیت خوردگی درخواست به جز انواع خاصی از خوردگی در دمای بالا. با این حال، روند خوردگی را می توان بسیار ساده است، اما اغلب با توجه به انواع مختلف متغیر است که می تواند به این روند کمک بسیار پیچیده است. چند از این متغیر ترکیب مواد اقدام در سلول خوردگی، درمان حرارت و حالت استرس مواد، ترکیب الکترولیت، فاصله بین آند و کاتد، درجه حرارت، اکسید و پوشش محافظ، و غیره است.

انواع خوردگی 
خوردگی است که معمولا بر اساس ظاهر از مواد خورده شده طبقه بندی شده است.طبقه بندی استفاده می شود کمی از ارجاع به مرجع متفاوت است اما معمولا وجود دارد در نظر گرفته می شود هشت اشکال مختلف خوردگی. تشکیل می دهد وجود دارد:

یکنواخت و یا به طور کلی - خوردگی توزیع شده است که بیشتر یا کمتر، یکنواخت بر روی یک سطح است.

محلیشده - خوردگی است که به منطقه کوچک محدود. محلیشده خوردگی اغلب رخ می دهد به علت یک سلول متمرکز شده است. یک سلول متمرکز شده یک سلول الکترولیتی است که در آن نیروی الکتروموتیو غلظت برخی از مولفه ها در الکترولیت ایجاد می شود می باشد. این تفاوت منجر به شکل گیری مناطق مشخص آند و کاتد می باشد.

  • ایجاد حفره - خوردگی است که محدود به مناطق کوچک و به صورت حفره در سطح.
  • شکاف - خوردگی رخ می دهد در مکان های که مانع از دسترسی آسان به محیط زیست فله، مانند سطوح جفتگیری از دو جزء.
  • نخ مانند - خوردگی رخ می دهد که برخی از پوشش ها در فرم از رشته نخ به صورت تصادفی توزیع شده است.

دانه ای تا دمای - خوردگی ترجیحی و یا در امتداد مرز دانه های یک فلز است.

  •  لایه برداری - فرم خاص از خوردگی است که سفر در امتداد مرز دانه ها به موازات سطح بخش باعث بلند کردن اجسام و پوسته پوسته شدن در سطح است. محصولات خوردگی گسترش بین لایه های uncorroded از فلز برای تولید یک نگاه است که شبیه به صفحات یک کتاب. خوردگی لایه برداری با ورق، ورق و محصولات اکسترود شده آغاز و معمولا در لبه unpainted یا unsealed یا سوراخ فلزات حساس.

گالوانیکی - خوردگی در ارتباط با اتصال الکتریکی از مواد با پتانسیل الکتروشیمیایی قابل توجهی متفاوت است.

ترک محیط زیست - شکست ترد ماده معمولا انعطاف پذیر رخ می دهد که تا حدی به علت اثر خورنده محیط است.

  • خوردگی خستگی - ترک خستگی است که در آن زمان شروع به نحو نامشخصی کوتاه و / یا نرخ رشد با توجه به آسیب خوردگی و یا ایجاد می کند از محصولات خوردگی مشخص شده است.
  • حمله هیدروژن با درجه حرارت بالا - از دست دادن استحکام و چکش خواری فولاد با توجه به واکنش در دمای بالا از هیدروژن جذب شده با کاربیدهای. نتیجه توجه واکنش decarburization و fissuring داخلی است.
  • شکنندگی هیدروژنی - از دست دادن تورق یک فلز ناشی از جذب هیدروژن.
  • فلز مایع شکستن - ترک خوردگی ناشی از تماس با یک فلز مایع است.
  • خوردگی تنشی - ترک در فلز به علت عمل ترکیبی از خوردگی و باقی مانده و یا اعمال تنش کششی.

فرسایش خوردگی - واکنش خوردگی شتاب حرکت نسبی یک مایع خورنده و سطح فلز است.

Fretting خوردگی - خسارت در رابط دو سطح تماس با تحت بار، اما قادر به برخی از حرکت نسبی. خسارت زده شده است شتاب حرکت در رابط مکانیکی ساییده سطح و در معرض مواد تازه به حمله خورنده است.

Dealloying - خوردگی انتخابی از یک یا چند اجزاء آلیاژی محلول جامد است.

  • Dezincification - خوردگی و در نتیجه در حذف روی از آلیاژ مس و روی

نفوذ پذیری مغناطیسی
ساعت ٥:۱٩ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۱/٢/۱٩   کلمات کلیدی:

نفوذ پذیری مغناطیسی

نفوذ پذیری مغناطیسی یا به سادگی نفوذپذیری سهولت که با آن مواد را می توان مغناطیسی است. این ثابت تناسب است که وجود دارد بین القای مغناطیسی و شدت میدان مغناطیسی است. این ثابت برابر است با حدود 1.257 10 -6 هنری در هر متر (H / M) در فضای آزاد (خلاء). در مواد دیگر می تواند بسیار متفاوت باشد، اغلب قابل ملاحظه ای بزرگتر از مقدار فضای آزاد است که نماد 0 μ.

مواد است که باعث خطوط شار حرکت به دورتر از هم جدا، و در نتیجه کاهش در چگالی شار مغناطیسی در مقایسه با خلاء، دیامغناطیس نامیده می شوند. مواد متمرکز است که شار مغناطیسی توسط یک عامل بیش از یک کمتر از یا برابر به ده پارامگنتیک نام موادی که تمرکز شار عامل بیش از ده فرومغناطیس نامیده می شوند. عوامل نفوذ از تغییر برخی از مواد با افزایش یا کاهش دما، یا با شدت میدان مغناطیسی اعمال شده است.

در کاربردهای مهندسی، نفوذ پذیری است که اغلب در نسبت، بیان شده و نه در مطلق، شرایط. اگر μ درجه نشان دهنده نفوذ پذیری از فضای آزاد (که شده است، 4 ص X10 -7 H / M و یا 1.257 * 10 -6 H / M) μ نشان دهنده نفوذپذیری ماده در مورد (همچنین در henrys در هر متر مشخص شده است)، نفوذ پذیری نسبی، R μ، برابر است با:

μ = r و μ / μ 0

برای فلزات غیر آهنی مانند مس، برنج، آلومینیوم و غیره، نفوذپذیری همان که "فضای آزاد" است، یعنی نفوذ پذیری نسبی است. برای فلزات آهنی با این حال مقدار R μ ممکن است چند صد. برخی از مواد فرومغناطیس، به ویژه پودر یا چند لایه آهن، فولاد، و یا آلیاژهای نیکل، μ R است که می تواند تا در مورد 1،000،000 محدوده. مواد دیامغناطیس R μ کمتر از یک دارند، اما هیچ ماده شناخته شده است، نفوذ پذیری نسبی بسیار کمتر از یک است.علاوه بر این، نفوذ پذیری را تا حد زیادی می تواند متفاوت باشد در بخش فلز به دلیل تنش موضعی، گرم اثر، و غیره

هنگامی که یک پارامگنتیک یا هسته فرومغناطیسی را به یک کویل در رحم خود قرار داده است، اندوکتانس μ R در مقایسه با اندوکتانس سیم پیچ با هسته هوا چندین برابر است.این اثر مفید در طراحی ترانسفورماتور و پروب های جریان مخالف در حال حاضر است.


رسانائی الکتریکی و مقاومت
ساعت ٥:۱۸ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۱/٢/۱٩   کلمات کلیدی:

رسانائی الکتریکی و مقاومت

آن را به خوبی شناخته شده است که یکی از ذرات زیر اتمی از یک اتم، الکترون است.الکترون حامل یک بار منفی الکترواستاتیک و تحت شرایط خاصی می تواند از یک اتم به اتم دیگر منتقل می کند. جهت حرکت بین اتم تصادفی است مگر اینکه یک نیروی باعث می شود که الکترون ها در یک جهت حرکت می کند. این جنبش از الکترون ها با توجه به نیروی الکتروموتیو جهت همان چیزی است که به عنوان الکتریسیته شناخته می شود.

هدایت الکتریکی 
رسانایی الکتریکی، اندازه گیری که چگونه به خوبی مواد تطبیق حرکت بار الکتریکی است.این نسبت چگالی جریان به قدرت میدان الکتریکی است. SI واحد آن مشتق شده زیمنس در هر متر است، اما ارزش ها هدایت می شوند اغلب به عنوان IACS درصد گزارش شده است. IACS مخفف بین المللی استاندارد از مفتول مسی نرم شده که توسط کمیسیون بین المللی سال 1913 الکتروشیمیایی است. تاسیس شد (اطلاعات بیشتر در مورد IACS)هدایت از مفتول مسی نرم شده (5.8001 * 10 7 S / M) تعریف می شود 100٪ IACS در 20 ° C. تمام ارزش های رسانایی دیگر مربوط به این هدایت از مفتول مسی نرم شده است.بنابراین، آهن با ارزش هدایت از 1.04 * 10 7 S / M است و خاصیت هدایت حدود 18 درصد از آن از مفتول مسی نرم شده و به عنوان IACS 18٪ گزارش شده است. یک نکته ی جانبی جالب این است که محصولات تجاری خالص مس در حال حاضر اغلب دارای ارزش IACS هدایت بیش از 100 IACS٪ به دلیل تکنیک های پردازش از زمان تصویب این استاندارد در سال 1913 بهبود یافته و بیشتر ناخالصی ها در حال حاضر می توان از فلز خارج است.

ارزش هدایت در زیمنس / متر را می توان با ضرب مقدار رسانایی 1.7241 x10 -6 به IACS٪ تبدیل می شود. هنگامی که ارزش های رسانایی در microSiemens / سانتی متر گزارش شده است، ارزش هدایت 172.41 ضرب به تبدیل به٪ ارزش IACS.

رسانایی الکتریکی یک ویژگی بسیار مفید می باشد از آنجا که ارزش چنین چیزهایی را به عنوان یک ترکیب شیمیایی مواد و حالت استرس ساختارهای کریستالی تحت تاثیر قرار است. بنابراین، اطلاعات در هدایت الکتریکی می توان برای اندازه گیری خلوص آب استفاده می شود، طبقه بندی مواد، چک کردن مناسب برای عملیات حرارتی فلزات و بازرسی برای آسیب گرما در برخی از مواد است.

مقاومت الکتریکی 
مقاومت الکتریکی متقابل از هدایت است. مخالفت بدن و یا ماده به جریان جریان الکتریکی از طریق آن، و در نتیجه تغییر انرژی الکتریکی را به گرما، نور، و یا اشکال دیگر انرژی است.مقدار مقاومت بستگی به نوع ماده است. مواد با مقاومت پایین هادی خوب برق و مواد با مقاومت بالا، نارسانا های خوبی هستند.

واحد SI برای مقاومت الکتریکی اهم متر است. مقادیر مقاومت معمولا در سانتی متر میکرو اهم واحد گزارش شده است. همانطور که در بالا مقادیر مقاومت ذکر شده به سادگی متقابل از هدایت پس از تبدیل بین این دو سر راست است. به عنوان مثال، مواد با دو سانتی متر میکرو اهم مقاومت خواهد microSiemens ½ / سانتی متر از هدایت داشته باشد. ارزش مقاومت در سانتیمتر microhm واحد می تواند به تبدیل به٪ ارزش IACS هدایت با استفاده از فرمول زیر:

172.41 / مقاومت =٪ IACS

ضریب حرارتی مقاومت 
همانطور که در بالا ذکر شد، ارزش هدایت الکتریکی (و ارزش های مقاومت) به طور معمول در 20 درجه سانتیگراد گزارش شده است این کار به دلیل رسانایی و مقاومت مواد وابسته به دما است. هدایت بسیاری از مواد با افزایش دما کاهش می یابد. همچنین، مقاومت بسیاری از مواد با افزایش دما افزایش می یابد. مقدار تغییر وابسته به مواد است، اما برای بسیاری از عناصر و مواد مهندسی تاسیس شده است.

به این دلیل که مقاومت با افزایش دما افزایش می یابد این است که تعدادی از نقص در ساختار شبکه اتمی با دما افزایش می یابد و این مانع حرکت الکترون است. این ناتمامی ها شامل دررفتگی، جای خالی، نقص های بینابینی و اتم ناخالصی است. علاوه بر این، بالاتر از صفر مطلق، حتی اتم های شبکه در تداخل جنبش الکترون جهت شرکت آنها در سایت های شبکه خود را ایده آل همیشه یافت نمی شود. انرژی گرمایی باعث می شود که اتم ها را به ارتعاش در مورد موقعیت تعادل خود است. در هر لحظه در زمان، بسیاری از اتم های شبکه فردی خواهد بود از سایت های شبکه خود را کامل و این تداخل با حرکت الکترون.

وقتی ضریب دما شناخته شده است، تعدیل مقدار مقاومت با استفاده از فرمول زیر قابل محاسبه می شود:

1 = R 2 * [1 + (T 1-T 2)]

که در آن: = R 1 مقدار مقاومت به T 1 تنظیم 
2 = ارزش مقاومت و یا در دمای T 2 شناخته شده و اندازه گیری 
= ضریب دما 
1 = دما در مقدار مقاومت باید شناخته شده 
2 = دما که در آن شناخته شده و یا اندازه گیری مقدار به دست آمد

به عنوان مثال، فرض کنید که اندازه گیری مقاومت یک قطعه داغ از جنس آلومینیوم ساخته شده بودند. به طور معمول به هنگام اندازه گیری مقاومت و هدایت، دستگاه کالیبره شده با استفاده از استاندارد که در همان دما به عنوان ماده اندازه گیری، و پس از آن بدون اصلاح درجه حرارت مورد نیاز خواهد بود. با این حال، اگر استاندارد کالیبراسیون و مواد آزمون در دماهای مختلف، اصلاح به مقدار اندازه گیری شده باید ساخته شود. فرض که این ساز در 20 درجه سانتیگراد (68 درجه F) کالیبره می شد، اما اندازه گیری در دمای 25 درجه سانتیگراد (77 درجه فارنهایت) و مقدار مقاومت به دست آمده در 2.706 * 10 -8 متر اهم بود ساخته شد. با استفاده از معادله بالا و مقدار ضریب دمای زیر، مقدار مقاومت اصلاح شده برای درجه حرارت می تواند محاسبه شود.

1 = R 2 * [1 + (T 1-T 2)]

که در آن: R 1 =؟ 
2 = 2.706 * 10 -8 اهم متر (مقاومت در دمای 25 درجه سانتیگراد اندازه گیری) 
C = 0.0043 / O 
1 = 20 درجه سانتی گراد 
2 = 25 درجه C

1 = 2.706 × 10 -8 اهم متر * [1 + 0.0043 / O * C (20 درجه - 25 درجه سانتیگراد)]

1 = 2.648 * 10 -8 اهم متر

توجه داشته باشید که مقدار مقاومت رو به پایین از این مثال شامل محاسبه مقاومت به درجه حرارت پایین تر تنظیم شده بود.

از آنجا که رسانایی است به سادگی معکوس از مقاومت، ضریب دما برای هدایت است و این معادله نیاز به تغییر فقط کمی. معادله می شود:

1 = 2/1 + (T 1-T 2)

که در آن: S 1 = ارزش هدایت به T 1 تنظیم 
2 = ارزش هدایت و یا در دمای T 2 شناخته شده و اندازه گیری 
= ضریب دما 
1 = دما که در آن ارزش هدایت نیاز به شناخته می شوند 
2 = دما که در آن شناخته شده و یا اندازه گیری مقدار به دست آمد

در این مثال بیایید در نظر گرفتن آلیاژ آلومینیوم با ضریب دما از 0.0043 در هر درجه سانتی گراد و هدایت IACS 63.6٪ در 25 درجه سانتیگراد چه خواهد هدایت می شود که تا 20 درجه سانتی گراد تنظیم کرده؟

ها 1 = 63.6٪ IACS / 1 + 0.0043 * (20 درجه - 25 درجه سانتی گراد)]

1 = 65.0٪ IASC

ضریب دما برای تعداد کمی از عناصر فلزی در زیر نشان داده شده است.

ماده
ضریب حرارتی (/ درجه سانتی گراد)
نیکل
.0059
اهن
.0060
مولیبدنوم
.0046
تنگستن
.0044
آلومینیوم
.0043
مس
.0040
نقره
.0038
پلاتین
.0038
طلا
.0037
روی
.0038

 

 
 

وزن مخصوص
ساعت ٥:۱٧ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۱/٢/۱٩   کلمات کلیدی:

وزن مخصوص

وزن مخصوص نسبت در مقایسه با چگالی یک ماده به چگالی آب شیرین در 4 ° C (39 ° F).در این دما چگالی آب است که در بزرگترین و ارزش خود را برابر 1 گرم / میلی لیتر است. از آنجا که وزن مخصوص است، بنابراین نسبت آن را بدون واحد است. جسم در آب شناور چگالی آن کمتر از چگالی آب است و غرق در صورتی که چگالی آن بیشتر است که از آب.به طور مشابه، یک شی با وزن مخصوص کمتر از 1 شناور خواهد شد و کسانی که با وزن مخصوص بزرگتر از یک خواهد شد غرق. مقادیر وزن مخصوص مواد چند مشترک عبارتند از: طلا، 19.3، جیوه، 13.6، الکل، 0.7893، بنزن، .8786. توجه داشته باشید که از آب، از مجموع 1 g/cm3 چگالی، وزن مخصوص است که همان چگالی مواد اندازه گیری شده در g/cm3 است.

کشف جاذبه های خاص 
کشف وزن مخصوص باعث می شود یک داستان جالب توجه است. گاهی اوقات در حدود 250 پیش از میلاد، ارشمیدس ریاضی دان یونانی، وظیفه تعیین این که آیا هنرمند پادشاه Heiro II از سیراکوس defrauded بود داده شد. پادشاه اسمیت فلز طلا ارائه کرده بود را به تاج. پادشاه مشکوک اسمیت فلز نقره ای کم ارزش به تاج اضافه شده بود و برخی از طلا را برای خود نگه داشته است. تاج وزن همان تاج های دیگر، اما با توجه به طرح های پیچیده خود آن غیر ممکن است برای اندازه گیری حجم دقیق از تاج تا چگالی آن می تواند تعیین خواهد شد. پادشاه به چالش ارشمیدس برای تعیین اینکه آیا تاج از طلای خالص بود.ارشمیدس تا به حال هیچ پاسخ فوری و این سوال را برای مدتی به بمب.

یک روز در حالی که ورود به حمام، او متوجه شد که آب ریخته بر طرف استخر، و متوجه شد که مقدار آب ریخته که از در حجم به فضایی که جسد او را اشغال برابر بود. او متوجه شد که یک جرم داده شده از نقره را اشغال فضای بیش از جرم معادل طلا. ارشمیدس وزن تاج و وزن یک جرم مساوی از طلای خالص است. سپس او تاج را در یک ظرف پر از آب و از طلای خالص را در یک ظرف آب قرار داده شده است. او متوجه شد که بیشتر آب ریخته بر طرف وان تاج هنرمند زیر آب فرو رفته بود. معلوم شد که هنرمند defrauding شده بود شاه!افسانه که ارشمیدس در مورد کشف خود را هیجان زده شده بود که او برهنه از میان خیابانها عبور از سیسیل فریاد Eureka به فرار! ابراز پیروزی از اکتشاف! (که یونانی برای "من آن را یافت!").


چگالی
ساعت ٥:۱٦ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۱/٢/۱٩   کلمات کلیدی:

چگالی

توده را می توان در یک بالش نازک توزیع شده، و یا محکم بسته بندی شده در یک بلوک سرب. فضای توده اشغال حجم آن است، و جرم در واحد حجم چگالی آن است.

جرم (m) اندازه گیری اساسی مقدار از ماده است. وزن (W) اندازه گیری از نیروی اعمال شده توسط یک جرم است و این نیرو، نیروی شتاب گرانش تولید شده است. بنابراین، در سطح زمین، جرم یک جسم با تقسیم وزن یک شی از 9.8 m / s و 2 (شتاب گرانش در سطح زمین) تعیین می شود. از آنجا که ما معمولا چیزهایی را بر روی سطح زمین، وزن یک جسم به طور معمول به جای محاسبه جرم آن استفاده می شود.

چگالی (R) از یک ماده بستگی به مرحله آن را در درجه حرارت است. (چگالی مایعات و گازها بسیار دما وابسته است.) آب در حالت مایع دارای دانسیته 1 گرم / سانتیمتر 3 = 1000kg / M 3 در 4 درجه سانتیگراد یخ دارای چگالی 0.917 گرم / 3 سانتیمتری در 0 درجه سانتی گراد، و باید توجه داشت که این کاهش در غلظت فاز جامد، غیر معمول است. برای تقریبا تمام مواد دیگر، غلظت فاز جامد بیشتر از فاز مایع است. بخار آب (بخار هوا اشباع شده) چگالی 0.051 گرم / سانتیمتر 3.

برخی از واحدهای رایج مورد استفاده برای بیان چگالی گرم / سانتیمتر مکعب، کیلو گرم / متر مکعب، گرم / میلی لیتر، گرم / لیتر، پوند اینچ مکعب حجم و پوند در هر فوت مکعب، اما باید آشکار است که هر واحد جرم در هر واحد حجم را می توان مورد استفاده قرار گیرد.

ماده

چگالی (گرم / سانتیمتر3)

هوا

.0013

بنزین

0.7

چوب

0.85

آب (یخ)

0.92

آب (مایع)

1.0

آلومینیوم

2.7

فولاد

7.8

نقره

10.5

رهبری

11.3

عطارد

13.5

طلا

19.3


مرحله درجه حرارت انتقال
ساعت ٥:۱٥ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۱/٢/۱٩   کلمات کلیدی:

مرحله درجه حرارت انتقال

هنگامی که افزایش دما و فشار ثابت برگزار می شود، تغییرات ماده معمولی از جامد به مایع و سپس به بخار. گذار از جامد به مایع، از مایع به بخار، بخار به عکس های جامد و ویزا تحولات و یا انتقال فاز نامیده می شوند. از آنجا که برخی از مواد دارای چندین اشکال کریستال، از نظر فنی نیز می تواند وجود داشته باشد جامد به یکی دیگر از تحول به صورت فاز جامد است.

انتقال فاز از جامد به مایع و از مایع به بخار جذب گرما می باشد. دمای انتقال فاز که در آن تغییرات جامد به مایع، نقطه ذوبنامیده می شود. درجه حرارت که در آن فشار بخار مایع برابر با 1 اتمسفر (101.3 کیلو پاسکال) نامیده می شود نقطه جوش است.بعضی از مواد، مانند بسیاری از پلیمرها، به نه تنها از جامد به مایع با افزایش دما است. در عوض، در برخی از درجه حرارت زیر نقطه ذوب، آنها شروع به از دست دادن ساختار کریستالی خود به اما مولکول های باقی مانده در زنجیر، که منجر به یک ماده نرم و قابل انعطاف دارد. درجه حرارت که در آن، یک جامد، مواد شیشه ای آغاز می شود برای نرم کردن و جریان نامیده می شود، دمای انتقال شیشه ای.


خواص فیزیکی و شیمیایی
ساعت ٥:۱٥ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۱/٢/۱٩   کلمات کلیدی:

خواص فیزیکی و شیمیایی

خواص فیزیکی کسانی هستند که می تواند بدون تغییر هویت از این ماده مشاهده شده است. خواص ماده مانند رنگ، چگالی، سختی، نمونه هایی از خواص فیزیکی است.خواص که توصیف یک ماده به ماده ای کاملا متفاوت، خواص شیمیایی نامیده می شوند.اشتعال پذیری و مقاومت در برابر خوردگی / اکسیداسیون هستند، نمونه هایی از خواص شیمیایی.

تفاوت بین یک خاصیت فیزیکی و شیمیایی و سر راست است تا فاز از مواد در نظر گرفته شده است. هنگامی که یک ماده از جامد به مایع به بخار به نظر می رسد آنها را تبدیل به یک ماده تفاوت. با این حال، زمانی که مواد ذوب، جامد، تبخیر، میعان و یا تصعید، تنها دولت از تغییرات ماده. یخ، آب مایع و بخار آب را در نظر بگیرید، آنها همه به سادگی H 2 O. فاز یک خاصیت فیزیکی ماده است و ماده می تواند در چهار مرحله وجود داشته باشد - جامد، مایع، گاز و پلاسما.

برخی از خواص فیزیکی و شیمیایی مهم تر از نقطه نظر مهندسی مواد خواهد شد در بخش های زیر مورد بحث قرار گرفته است.

  • مرحله درجه حرارت انتقال
  • چگالی
  • وزن مخصوص
  • رسانایی گرمایی
  • خطی ضریب انبساط حرارتی
  • رسانائی الکتریکی و مقاومت
  • نفوذ پذیری مغناطیسی
  • مقاومت در برابر خوردگی

سازه های کامپوزیت (ادامه)
ساعت ٥:۱٤ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۱/٢/۱٩   کلمات کلیدی:

سازه های کامپوزیت (ادامه)

طبقه بندی شده از مواد کامپوزیت 
از آنجا که مواد تقویت شده است از اهمیت اولیه در ساز و کار تقویت کامپوزیت، آن است که مناسب برای طبقه بندی مواد مرکب با توجه به ویژگی های تقویت. سه زیر مجموعه ها به طور معمول استفاده می شود.

  1. فیبر تقویت شده - فیبر در این گروه از مواد مرکب، جزء اصلی تحمل کننده بار، است.
  2. پراکندگی تقویت - در این گروه، ماتریس است که جزء بزرگ تحمل کننده بار، است.
  3. ذرات تقویت شده - در این گروه، این بار توسط ماتریس و ذرات به اشتراک گذاشته است.

فیبر و مواد مرکب تقویت شده 
فایبر گلاس است که به احتمال زیاد بهترین کامپوزیت تقویت شده با فیبر کربن، اپوکسی و دیگر مواد مرکب پیشرفته تمام پاییز را در این رده است. الیاف می تواند در شکل از الیاف طولانی مداوم باشد، و یا آنها را می توان الیاف ناپیوسته، ذرات، سبیل و حتی بافته ورق.الیاف معمولا با مواد ماتریس انعطاف پذیر، مانند فلزات و پلیمرها، ترکیب آنها را سخت شدن، در حالی که الیاف به مواد ماتریس شکننده مانند سرامیک جهت افزایش سختی اضافه شده است. طول به نسبت قطر فیبر، قدرت پیوند بین الیاف و ماتریس و مقدار فیبر متغیر است که خواص مکانیکی را تحت تاثیر قرار می دهد. این مهم است که نسبت طول به قطر بالا به طوری که بار اعمال شده به طور موثر به صورت ماتریس به الیاف منتقل شده است.

مواد فیبر عبارتند از:

شیشه - شیشه فیبر رایج ترین و ارزان است و معمولا برای تقویت ماتریس پلیمر استفاده کنید. شیشه ای دارای مقاومت کششی بالا و چگالی نسبتا پایین (2.5 گرم / سی سی) است.

کربن گرافیت - در کامپوزیت پیش، الیاف کربن، مواد انتخابی. کربن عنصر بسیار سبک است، با چگالی حدود 2.3 گرم / CC و سفتی آن قابل توجهی بالاتر از شیشه است. الیاف کربن می تواند تا 3 بار به سختی فولاد و تا 15 برابر استحکام فولاد ساخت و ساز داشته باشد. ساختار گرافیتی ترجیح داده است بیش از الماس مانند فرم های بلورین برای ساخت الیاف کربن به دلیل ساختار گرافیتی از لایه های متراکم بسته بندی شش ضلعی، در یک سبک لاملار انباشته ساخته شده است. این ساختار در خواص مکانیکی و حرارتی بسیار ناهمسانگرد هستند و به طراحان جزء توانایی برای کنترل قدرت و سفتی از قطعات با تغییر جهت از فیبر است.

پلیمر - اوراق قرضه کووالانسی قوی از پلیمرها می تواند به خواص چشمگیر منجر شود که در امتداد محور فیبر زنجیره های با وزن مولکولی بالا در تراز وسط قرار دارد. کولار آرامید (پلی ¬ آمید معطر) متشکل از زنجیره های معطر گرا، که آنها را سفت و محکم میله مانند پلیمرها است. سختی آن می تواند به عنوان بالا به عنوان 125 معدل و اگرچه بسیار قوی در کشش، آن را دارای خواص فشرده سازی بسیار فقیر است. الیاف کولار اغلب استفاده می شود برای افزایش چقرمگی در غیر این صورت در ماتریس شکننده است.

سرامیک - الیاف ساخته شده از مواد مانند آلومینا و SIC (کربید سیلیکن) سودمند هستند در برنامه های کاربردی درجه حرارت بسیار بالا، و همچنین حمله زیست محیطی که در آن موضوع است. سرامیک دارای خواص فقیر در کشش و برش، به طوری که اکثر برنامه های کاربردی به عنوان تقویت کننده در شکل ذرات هستند.

فلزی - برخی از الیاف فلزی، نقاط قوت بالا دارند اما از آنجا که چگالی بسیار بالا آنها از استفاده کمی در برنامه های کاربردی وزن بحرانی است. طراحی فیبرهای بسیار نازک فلزی (کمتر از 100 میکرون) است نیز بسیار گران است.

پراکندگی و مواد مرکب تقویت 
در پراکندگی تقویت کامپوزیت، ذرات کوچک در دستور 10-5 میلی متر به 10-4 * 2.5 میلیمتر در قطر به مواد ماتریس اضافه شده است. این ذرات عمل می کنند برای کمک به مقاومت در برابر تغییر شکل ماتریس. این مواد سخت تر و قوی تر می کند. کامپوزیت ماتریس فلزی با توزیع خوب از ذرات بسیار سخت و کوچک ثانویه را در نظر بگیرید. ماده ماتریس است حمل بیشتر از بار و تغییر شکل است که توسط لغزش و حرکت جابجایی انجام شده است. ذرات ثانویه مانع از لغزش و جابجایی و، در نتیجه، تقویت مواد. مکانیسم این است که همان رسوب سختی است اما اثر بسیار قوی است. با این حال، ذرات مانند اکسیدهای با ماتریس واکنش نشان می دهند نیست و یا به راه حل در دماهای بالا تا عمل تقویت شده است در دماهای بالا حفظ شده است.

ذرات مرکب تقویت شده 
ذرات در این مرکب بزرگتر از در تقویت کامپوزیت پراکندگی است. قطر ذرات است که به طور معمول در نظم از چند میکرون است. در این حالت، ذرات حامل بخش عمده ای از بار. ذرات مورد استفاده قرار گیرد به افزایش مدول و کاهش تورق ماتریس. مثال ذره کامپوزیتهای تقویت شده لاستیک خودرو است که ذرات کربن سیاه و سفید در یک ماتریس پلیمری polyisobutylene الاستومری است. کامپوزیت ذرات تقویت شده بسیار ساده تر و کم هزینه تر از ساخت کامپوزیت های تقویت شده با فیبر هستند. با ماتریس پلیمری، این ذرات به سادگی به پلیمر مذاب در اکسترودر یا تزریق تزریق کننده در طول پلیمر پردازش اضافه شده است. به طور مشابه، ذرات تقویت کننده به فلز مذاب اضافه شده قبل از آن ریخته است.

رابط

  1. رابط سطح محدوده منطقه که در آن انقطاع رخ می دهد، اعم از فیزیکی، مکانیکی، شیمیایی و غیره است
  2. مواد ماتریس باید "مرطوب" فیبر. از کوپلینگ عوامل به صورت مکرر استفاده می شود به منظور بهبود wettability. "مرطوب" الیاف افزایش رابط مساحت سطح است.
  3. برای به دست آوردن خواص مطلوب در کامپوزیت، بار اعمال باید به طور موثر از ماتریس به فیبرهای از طریق رابط منتقل شده است. این به این معنی که رابط کاربری باید بزرگ باشد و این نمایشگاه چسبندگی قوی بین الیاف و ماتریس. شکست در رابط کاربری (به نام debonding) ممکن است یا نه ممکن است مطلوب باشد. این کار باعث می شود بعد در حالت انتشار شکستگی توضیح داده شده است.
  4. پیوند با ماتریس را می توان یا ضعف های van der دیوار نیروهای یا قوی پیوندهای کووالانسی تمایل دارد.
  5. سطح داخلی از رابط کاربری می تواند به بالا 3000 cm2/cm3.
  6. قدرت بین تست های ساده که موجب شکست چسب بین الیاف و ماتریس اندازه گیری می شود. که متداول ترین آزمون سه نقطه خم شدن و یا ILSS (interlaminar برش تست استرس) است

ما نتایج حاصل از ترکیب الیاف در ماتریس در نظر بگیرند. ماتریس، علاوه بر برگزاری الیاف با یکدیگر، تابع مهم انتقال بار اعمال شده به الیاف است. این از اهمیت زیادی برخوردار است که قادر به پیش بینی خواص کامپوزیت، با توجه به خواص جزء و چیدمان هندسی خود را.

همسانی و ناهمسانگردی در مواد مرکب

  1. فیبر تقویت شده مواد کامپوزیت به طور معمول نمایشگاه ناهمسانگردی. است که، برخی از خواص متفاوت است که بر اساس آن با توجه به محور های هندسی یا هواپیما آنها را اندازه گیری همراه است.
  2. برای یک کامپوزیت به همسانگرد در اموال خاص، مانند CTE یا مدول یانگ، تمام عناصر تقویت کننده، اعم از الیاف یا ذرات، باید به طور تصادفی گرا باشد. این است که برای رشته های ناپیوسته به راحتی به دست آورد، از آنجا که بسیاری از روش های پردازش تمایل به جهت گیری خاصی به الیاف انتقال است.
  3. الیاف به طور مداوم در شکل ورق معمولا مورد استفاده قرار گیرد به عمد ناهمسانگرد کامپوزیت در یک جهت خاص است که شناخته شده است به محور عمدتا لود شده یا هواپیما نرسیده است.

سازه های کامپوزیت
ساعت ٥:۱۳ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۱/٢/۱٩   کلمات کلیدی:

سازه های کامپوزیت

قطعات از مواد کامپوزیت

• فاز ماتریس: مواد فله از قبیل:

فلزات سرامیک پلیمرها
• تقویتی: الیاف و ذرات از جمله:
شیشه کربن کولار
سیلیکون کاربید بور سرامیک
سرامیک فلزی مجموع
• رابط: مساحت مکانیکی

یک ماده مرکب است که اساسا ترکیبی از دو یا چند مواد، که هر یک از حفظ آن را صاحب ویژگیهای ممتاز است. فلزات چند مواد کامپوزیت در مقیاس خرد، اما به طور کلی واژه مرکب به مواد که توسط مکانیکی چسباندن دو یا بیشتر از مواد مختلف با هم استفاده شود. مواد به دست آمده دارای ویژگی هستند که مشخصه از اجزای سازنده در انزوا نیست. مفهوم از مواد کامپوزیت باستان است. به عنوان مثال، اضافه کردن کاه گل برای ساخت دیوارهای قوی تر گل. شایع ترین مواد کامپوزیت، فاز فله، که به طور مداوم، به نام ماتریس و پراکنده، غیر مستمر، فاز تقویت کننده نامیده می شود. برخی از نمونه های دیگر از کامپوزیت های پایه عبارتند از بتن (سیمان مخلوط با شن و ماسه و دانه ها)، بتن مسلح (میلگرد فولاد در بتن)، و فایبر گلاس (رشته های شیشه ای در یک ماتریس رزین).

در اواسط دهه 1960، یک گروه جدید از مواد کامپوزیت پیشرفته مهندسی مواد مرکب (کامپوزیت مستعار پیشرفته) نامیده می شود، شروع به پدیدار شود. کامپوزیت های پیشرفته استفاده از ترکیبی از رزین و الیاف، به رسم کربن / گرافیت کولار و یا فایبرگلاس با رزین اپوکسی است. الیاف سختی بالا، در حالی که در اطراف ماتریس پلیمری رزین دارای ساختار با هم است. مفهوم طرح اساسی و مواد مرکب این است که فاز فله بار بیش از یک سطح بزرگ را می پذیرد، و انتقال آن را به مواد تقویت، که می تواند یک بار بیشتر ادامه می دهند. اهمیت در اینجا نهفته است که در مواد ماتریس های متعدد و به عنوان بسیاری از انواع فیبر، که می تواند در راه های بی شماری برای تولید فقط به خواص مطلوب در ترکیب وجود دارد. این مواد برای اولین بار برای استفاده در صنعت هوا فضا به دلیل برنامه مشخص آنها سفتی به وزن و نسبت مقاومت به وزن بالاتر از فلزات شدند. این به این معنی قطعات فلزی را می توان با جای خود را به بخش های سبکتر وزن تولید شده از مواد مرکب پیشرفته. به طور کلی، اپوکسی کامپوزیت کربن دو سوم وزن از آلومینیوم، و دو برابر و نیم به عنوان سفت. مرکب مقاوم در برابر آسیب خستگی و محیط های خشن و تعمیر هستند.

مرکب ملاقات با معیار داشتن باندینگ مکانیکی نیز می تواند در مقیاس خرد تولید می شود.به عنوان مثال، زمانی که پودر کاربید تنگستن با پودر کبالت مخلوط و سپس فشرده و متخلخل با هم، کاربید تنگستن حفظ هویت آن است. مواد حاصل ماتریس نرم کبالت با سختی ذرات کاربید تنگستن در داخل. این مواد استفاده می شود برای تولید بیت مته کاربید و کامپوزیت ماتریس فلزی نامیده می شود. کامپوزیت ماتریس فلزی یک نوع از فلز است که با ماده دیگری به منظور بهبود استحکام، سایش و یا برخی از ویژگی های دیگر تقویت شده است. 


ساختار پلیمر
ساعت ٥:۱٢ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۱/٢/۱٩   کلمات کلیدی:

ساختار پلیمر

پلیمرهای مهندسی شامل مواد طبیعی مانند لاستیک و مواد مصنوعی مانند پلاستیک و الاستومرها. پلیمرها مواد بسیار مفید می باشد چرا که ساختارهای خود را می توانید تغییر داده می شوند و مناسب برای تولید چرم 1) با طیف وسیعی از خواص مکانیکی 2) در طیف گسترده ای از رنگ و 3) با خواص مختلف شفاف است.

Mers 

MER - 
واحد تکرار در یک زنجیره پلیمر 
مونومر - 
واحد تک MER (تعداد = 1) 
پلیمر - 
بسیاری از MER واحد در امتداد زنجیره ای (N = 10 3 ویا بیشتر) 
درجه از پلیمریزاسیون - 
متوسط ​​تعداد از MER واحد در یک زنجیره است. 

پلیمر بسیاری از مولکول های ساده است که از تکرار واحدهای ساختاری به نام مونومر تشکیل شده است. یک مولکول پلیمر واحد ممکن است به صدها میلیون مونومر تشکیل شده و ممکن است یک ساختار خطی، شاخه، و یا شبکه را دارند. پیوندهای کووالانسی نگه اتم ها در مولکول پلیمر و اوراق بهادار ثانویه پس از آن نگه گروه از زنجیره های پلیمری را با هم به شکل مواد پلیمری. کوپلیمرهای پلیمرهای متشکل از دو یا چند نوع مختلف از مونومرها هستند.

 

زنجیر پلیمر (گرمانرمها Thermosets) 
پلیمر مواد آلی است و به ستون فقرات به هر ماده آلی است که زنجیره ای از اتم های کربن. اتم کربن چهار الکترون در پوسته بیرونی. هر یک از این الکترونهای ظرفیتی می تواند یک پیوند کووالانسی به اتم کربن دیگر و یا به یک اتم خارجی را تشکیل می دهند. کلید ساختار پلیمری است که دو اتم کربن می تواند تا سه پیوند مشترک و هنوز پیوند با اتمهای دیگر است. بیشترین عناصری که در پلیمرها و تعداد ظرفیت خود را در بر داشت عبارتند از: H، F، CL، BF، و من با 1 ظرفیت الکترونی، O و S با 2 الکترونهای ظرفیتی؛ با 3 ظرفیتی الکترون و C و Si با 4 الکترونهای ظرفیتی.

توانایی برای مولکول ها به شکل زنجیره های طولانی حیاتی برای پلیمرهای تولید است. مواد پلی اتیلن است که از گاز اتان، C 2 H 6 ساخته شده را در نظر بگیرید. گاز اتان دارای دو اتم کربن در زنجیره ای و هر یک از دو اتم کربن به اشتراک گذاری دو الکترون ظرفیتی از سوی دیگر است. اگر دو مولکول اتان را گرد هم آورده است، یکی از پیوندهای کربن در هر مولکول می تواند شکسته شود و دو مولکول را می توان با کربن پیوند کربن پیوست. پس از دو mers پیوست، هنوز هم وجود دارد دو الکترونهای ظرفیتی به صورت رایگان در انتهای هر زنجیره، برای پیوستن به mers دیگر و یا زنجیره های پلیمری است. این فرآیند می تواند ادامه ذوق mers و پلیمرها بیشتر با هم تا زمانی که علاوه بر این از بساک شیمیایی (نابودگر) را پر می کند، که باند موجود در انتهای هر مولکول متوقف شده است.این یک پلیمر خطی نامیده می شود و در حال ساخت بلوک برای پلیمرهای گرمانرم. 

زنجیره ای پلیمری است که اغلب در دو بعد نشان داده شده است، اما باید توجه داشت که آنها یک ساختار سه بعدی است. هر یک از اوراق قرضه است که در 109 درجه به بعد، و لذا، ستون فقرات کربن گسترش در فضا مانند یک زنجیره پیچیده TinkerToys. هنگامی که تنش اعمال می شود، این زنجیر کشش و کشیدگی پلیمرها می تواند هزاران برابر بیشتر از آن را در ساختار بلورین است. 

طول زنجیره های پلیمری بسیار مهم است. همانطور که تعدادی از اتم های کربن موجود در زنجیره را به فراتر از چند صد افزایش یافته، مواد را از حالت مایع منتقل می کند و تبدیل به یک ماده جامد و موم مانند است. هنگامی که تعدادی از اتم های کربن در زنجیره ای است که بیش از 1،000، پلی اتیلن مواد جامد، با ویژگی های خود را از قدرت، انعطاف پذیری و چقرمگی، به دست آمده است. تغییر در کشور رخ می دهد، چرا که عنوان طول مولکول را افزایش می دهد، اتصال کل نیروهای بین مولکول ها را نیز افزایش می دهد. 

همچنین لازم به ذکر است که این مولکول ها به طور کلی راست ولی یک توده درهم. مواد، ترموپلاستیک مانند پلی اتیلن، می توان به عنوان یک جرم از کرم ها در هم تنیده شده به طور تصادفی به سطل پرتاب تصویر شده است. نیروهای اتصال نتیجه های van der Waals نیروهای بین مولکول ها و گیر مکانیکی بین زنجیرهای است. هنگامی که گرمانرمها حرارت داده میشوند، حرکت مولکولی وجود دارد و پیوندهای بین مولکول ها می توان به راحتی شکسته است. این است که چرا مواد گرمانرم مجدد ذوب شده می تواند.

یکی دیگر از گروهی از پلیمرها است که در آن تنها یک شبکه بزرگ به جای بسیاری از مولکول های در حین پلیمریزاسیون تشکیل شده وجود دارد. از آنجا که پلیمریزاسیون در ابتدا با حرارت دادن مواد خام و brining آنها را با هم انجام، این گروه نامیده می شود پلیمرهای ترموست و یا پلاستیک. برای این نوع از ساختار شبکه به فرم mers باید بیش از دو محل برای boning به رخ می دهند داشته باشند، در غیر این صورت، تنها یک ساختار خطی امکان پذیر است. این زنجیره را تشکیل می دهند ساختار درزه دار و حلقه ها، و ممکن است در برابر به جلو و عقب در بخشی از ساختار بلوری را.

از آنجا که این مواد اساسا یک غول مولکول تشکیل شده است، هیچ حرکتی بین مولکول ها یک بار از جرم تعیین کرده است وجود دارد. ترموست پلیمرهای سفت و سخت و به طور کلی دارای قدرت بالاتری نسبت به پلیمرهای گرمانرم. همچنین، از آنجا که هیچ فرصتی برای حرکت بین مولکول ها در یک پلیمر ترموست وجود دارد، آنها نمی تبدیل خواهد شد پلاستیکی، هنگامی که حرارت داده میشود.

  • انواع پلیمرها
    • پلاستیک های کالا
      • PE = پلی اتیلن
      • PS پلی استایرن =
      • PP = پلی پروپیلن
      • PVC = پلی (وینیل کلراید)
      • PET پلی (اتیلن ترفتالات)
    • تخصص و یا پلاستیک های مهندسی
      • تفلون (PTFE) = پلی (tetrafluoroethylene)
      • پلی کربنات PC = (Lexan)
      • پلی استرها و پلی آمید (نایلون)

سازه های سرامیک ه
ساعت ٥:۱۱ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۱/٢/۱٩   کلمات کلیدی:

سازه های سرامیک

همانطور که در مقدمه بحث، سرامیک و مواد مربوط به پوشش طیف وسیعی از اشیا است.سرامیک هستند کمی پیچیده تر از سازه های فلزی است، که چرا فلزات برای اولین بار پوشیده شده بود. سرامیک به طور سنتی به عنوان «معدنی، جامد غیر فلزی است که از مواد پودر آماده شده است و به محصولات از طریق استفاده از گرما ساخته شده، تعریف شده است. بسیاری از سرامیک می شوند تا از دو یا چند عنصر ساخته شده است. این یک ترکیب نامیده می شود. به عنوان مثال، آلومینیوم (آلومینا) (Al2O3 به) یک ترکیب از اتم های آلومینیوم و اتم اکسیژن ساخته شده است.

دو تا از رایج ترین پیوندهای شیمیایی برای مواد سرامیکی هستند کووالانسی و یونی است. اتصال اتم ها با یکدیگر در پیوند کووالانسی و یونی بسیار قوی تر از در فلزی است.این به این است که چرا سرامیک به طور کلی دارای خصوصیات زیر است: سختی بالا، مقاومت فشاری بالا، و inertness شیمیایی. این اتصال قوی نیز کمتر جذاب برای خواص سرامیک، مانند تورق کم و استحکام کششی پایین تشکیل می دهد. عدم وجود الکترونهای آزاد است برای ساخت بسیاری از سرامیک هادی ضعیف الکتریسیته و گرما است.

با این حال، باید توجه داشت که ساختار کریستال سرامیک متعدد و متنوع است و این نتایج در یک محدوده بسیار وسیعی از خواص است. به عنوان مثال، در حالی که سرامیک به عنوان عایقهای الکتریکی و حرارتی، اکسید سرامیک (در ابتدا در Y-BA-Cu-O به) درک پایه ای برای ابررسانایی دمای بالا است. الماس و کاربید سیلیکون را هدایت حرارتی بالاتر از آلومینیوم یا مس است. کنترل ساختار می تواند خشکی ذاتی تولید چشمه های سرامیکی و کامپوزیت های سرامیکی که با شکست سختی که در حدود نیمی از فولاد تولید شده اند اجازه می دهد تا غلبه کند. همچنین، ساختار اتمی، اغلب از تقارن پایین است که به برخی از خواص جالب سرامیک الکترومکانیکی مانند نام پیزوالکتریک بودن (piezoelectricity)، که در حسگرها و مبدل ها مورد استفاده قرار می گیرد.

ساختار بسیاری از سرامیک متفاوت از نسبتا ساده تا بسیار پیچیده است. ساختار می تواند به طور کامل شیشه ای (تنها عینک)؛ کاملا بلوری و یا یک ترکیب کریستالی و شیشه ای. در مورد دوم، فاز شیشه ای معمولا احاطه کرده بلورهای کوچک، باند آنها را با هم.کلاس ترکیبی از سرامیک های مهندسی اکسیدها، نیتریدها و کاربیدهای. 


سازه های سرامیک
ساعت ٥:٠٧ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۱/٢/۱٩   کلمات کلیدی:

سازه های سرامیک 

شیشه و سرامیک 
سرامیک با یک ساختار کاملا شیشه ای، دارای خواص خاصی هستند که کاملا متفاوت از آن از فلزات است. به یاد بیاورید که زمانی که فلز در حالت مایع سرد می شود، یک جامد کریستالی رسوبات هنگامی که نقطه ذوب نقطه انجماد رسیده است. با این حال، با یک ماده شیشه ای، به عنوان مایع سرد می شود بیشتر و غلیظ تر می شود. هیچ ذوب نوک تیز و یا نقطه انجماد وجود دارد. از مایع به جامد پلاستیک نرم می رود و در نهایت سخت و شکننده می شود. از آنجا که از این خاصیت منحصر به فرد، می توان آن را به اشکال، دمیده علاوه بر بازیگران بودن، نورد کشیده شده و در غیر این صورت فرآوری شده مثل یک فلز است.

رفتار شیشه ای است مربوط به ساختار اتمی ماده است. اگر سیلیکای خالص ها (SiO 2)با هم ترکیب شده است، یک لیوان به نام سیلیس شیشه ای بر روی خنک کننده تشکیل شده است. ساختار واحد پایه از این شیشه سیلیس چهار وجهی است که یک اتم سیلیکون تک احاطه شده توسط چهار اتم اکسیژن یک فاصله تشکیل شده است. اتم های سیلیکون را اشغال دهانه (interstitials ها) بین اتم های اکسیژن و سهم 4 الکترونهای ظرفیتی، با اتم های اکسیژن از طریق پیوند کووالانسی است. اتم سیلیس دارای چهار الکترونهای ظرفیتی و هر یک از اتم های اکسیژن دو الکترونهای ظرفیتی تا سیلیس چهار وجهی دارای چهار الکترون اضافی ظرفیت به چهار ضلعی مجاور به اشتراک بگذارید. ساختار سیلیکات هم می توانید لینک به اشتراک گذاری اتم ها در دو گوشه از 2SiO tetrahedrons، تشکیل ساختارهای زنجیره ای یا حلقه. شبکه ای از سیلیس به صورت زنجیره ای چهار ضلعی است و در دمای بالا، این زنجیره به راحتی گذشته هر اسلاید. به عنوان مذاب سرد می شود، کاهش انرژی حرارتی ارتعاش و زنجیر نمی تواند به آسانی حرکت کنند به طوری که ساختار سفت و سخت تر می شود. سیلیس مهم ترین ماده تشکیل دهنده شیشه است، اما اکسیدهای دیگر آن، به تغییر ویژگی های خاص فیزیکی و یا به کاهش نقطه ذوب است.

سرامیک مواد بلورین و یا نیمه بلورین 
اکثر سرامیک معمولا حاوی عناصر فلزی و غیر فلزی با اوراق قرضه یونی یا کووالانسی است. بنابراین، ساختار اتم فلزی، ساختار اتمهای غیر فلزی، و تعادل از اتهامات عنوان شده علیه تولید شده توسط الکترونهای ظرفیتی باید در نظر گرفته شود. همانطور که با فلزات، سلول واحد در توصیف ساختار اتمی سرامیک مورد استفاده قرار می گیرد. سلول های مکعبی و شش ضلعی ها، بیشتر رایج است. علاوه بر این، تفاوت در شعاع بین یون های فلزی و غیر فلزی، نقش مهمی در تنظیم سلول واحد است.

در فلزات، آرایش منظم اتم ها به هواپیماهای پر بسته بندی شده به وقوع لغزش تحت استرس منجر می دهد که فلز چکش خواری مشخصه آنها است. در سرامیک، شکستگی شکننده و نه از لغزش شایع است، زیرا هر دو آرایش اتم ها و نوع پیوند متفاوت است.شکستگی و یا هواپیما رخ سرامیک در نتیجه هواپیما از اتم ها بطور منظم و مرتب است.

ضوابط ساختمان در ساختار بلوری عبارتند از:

  • حفظ بی طرفی
  • تعادل اتهام دیکته فرمول شیمیایی
  • رسیدن به نزدیک ترین بسته بندی

تعداد کمی از انواع مختلف مواد سرامیکی در خارج از خانواده شیشه ای در زیر توضیح داده شده است.

سرامیکهای سیلیکاتی 
همانطور که قبلا ذکر شد، ساختار سیلیکا ساختار اساسی برای بسیاری از سرامیک، و همچنین شیشه است. این شامل آرایش داخلی هرم (چهار ضلعی یا چهار طرفه) واحد است. چهار اتم اکسیژن بزرگ (0) هر سیلیکون کوچکتر (SI)، اتم را احاطه کرده است. هنگامی که tetrahedrons سیلیس به اشتراک گذاشتن سه اتم گوشه، تولید سیلیکات لایه (تالک، کائولینیت رس، میکا). خشت مواد خام اولیه برای بسیاری از محصولات ساختمانی از قبیل آجر و کاشی است. هنگامی که tetrahedrons سیلیس چهار اتم وارد به اشتراک گذاری، تولید سیلیکات چارچوب (کوارتز، تریدیمیت). کوارتز تشکیل می شود زمانی که tetrahedra در این ماده در یک مد منظم و به طور منظم، مرتب شده است. اگر سیلیس در حالت مذاب سرد می شود بسیار به آرامی آن را در نقطه انجماد متبلور است. اما اگر سیلیس مذاب سرد می شود به سرعت در حال جامد منجر به آرایش نامنظم است که شیشه است.

سیمان 
سیمان (سیمان پرتلند) یکی از مواد اصلی بتن است. تعدادی از مقاطع مختلف و سیمان وجود دارد، اما سیمان پرتلند معمولی حاوی 19 تا 25 درصد SiO 2 در 5 تا 9 درصد در 2 O  60 تا 64 درصد کائو و 2 تا 4٪ FeO. سیمان توسط سنگ زنی سنگ آهک و خاک رس به نسبت مناسب، در کوره آتش، و regrinding آماده کرده است. وقتی آب اضافه شده است، مواد معدنی و یا تجزیه ترکیب با آب، و مرحله جدیدی در سراسر توده رشد می کند. واکنش محلول، تبلور مجدد، و بارش از ساختار سیلیکات است. مهم آن است که معمولا برای کنترل میزان آب برای جلوگیری از مازاد که نمی خواهد بخشی از ساختار و آن را تضعیف.گرمای هیدراتاسیون (حرارت واکنش در جذب آب) در تنظیمات سیمان می تواند بزرگ باشد و می تواند باعث خسارت در سازه های بزرگ شود.

سرامیک نیترید 
از نیتریدها ترکیب سختی برتر از سرامیک با پایداری حرارتی و مکانیکی بالا، ساخت آنها را برای برنامه های کاربردی به عنوان ابزار برش، مقاوم در برابر سایش قطعات و اجزای ساختاری در دماهای بالا مناسب است. Tin را دارای ساختار مکعبی است که شاید ساده ترین و شناخته شده ترین نوع ساختار است. کاتیونها و آنیونها هر دو دروغ در گره های شبکه FCC جداگانه. ساختار بدون تغییر در صورت Ti و N اتم (دیوارها) مبادله.

سرامیک فروالکتریک 
بسته به نوع ساختار بلوری، در برخی از شبکه بلور، مراکز بارهای مثبت و منفی منطبق نیست حتی بدون استفاده از میدان الکتریکی خارجی است. در این مورد، گفته می شود که وجود دارد قطبش خود به خود در کریستال وجود دارد. وقتی قطبش از دی الکتریک را می توان توسط یک میدان الکتریکی تغییر می کند، فروالکتریک نامیده می شود. نمونه سرامیک فروالکتریک تیتانات باریم، BaTiO 3 است.مواد فروالکتریک، به خصوص سرامیک چندبلوری، بسیار امیدوار کننده برای انواع زمینه های کاربرد مانند مبدلهای فیزوالکتریک / electrostrictive، و electrooptic.

نمودار فاز 
نمودار فاز مهم در درک شکل گیری و کنترل ریز ساختار سرامیک های چند فازه است، درست مانند آن را با مواد فلزی چند فازه است. همچنین، ساختار nonequilibrium ها حتی شایع در سرامیک به دلیل ساختارهای بلوری پیچیده تر سخت تر به هسته است و به رشد از مذاب.

عیوب در سرامیک 
عیوب در کریستال سرامیک عبارتند از نقص نقطه و ناخالصی مانند در فلزات. با این حال، در نقص سرامیک تشکیل شده است به شدت از شرایط بی طرفی اتهام تحت تاثیر قرار می گیرند زیرا ایجاد مناطق از اتهامات عنوان شده علیه نامتعادل نیاز به مصرف مقدار زیادی از انرژی است. در بلورهای یونی، بی طرفی شارژ اغلب در نقص که به عنوان جفت یونهای با بار مخالف و یا چند نقص نقطه ای نزدیک که در آن جمع از همه اتهامات صفر است آمده است. اتهام نقص خنثی شامل فرنکل و نقص شاتکی. نقص فرنکل زمانی اتفاق می افتد که یک اتم میزبان حرکت می کند را به یک موقعیت بینابینی در این نزدیکی هست برای ایجاد یک جفت جای خالی بینابینی از کاتیونهای. شاتکی، نقص یک جفت از این نزدیکی هست کاتیون و آنیون های خالی است.نقص شاتکی زمانی اتفاق می افتد که یک اتم میزبان را ترک جایگاه خود را و حرکت به سطح و در ایجاد یک جفت جای خالی خالی است.

گاهی اوقات، ترکیب ممکن است کمی تغییر در رسیدن به اتهام اتمی متعادل تر است.مواد جامد مانند SiO 2 در، که به خوبی تعریف فرمول شیمیایی، ترکیبات محاسبه میزان عناصر نامیده می شوند. هنگامی که ترکیب جامد انحراف از فرمول شیمیایی استاندارد، منجر به جامد است گفته می شود nonstoichiometric. Nonstoichiometry و وجود نقص نقطه در یک جامد اغلب از نزدیک مرتبط است. جای خالی آنیون منبع nonstoichiometry را در SiO 2-X

مقدمه از اتم های ناخالصی در شبکه است به احتمال زیاد در شرایطی که در آن مسئول حفظ می شود. این مورد از ناخالصی الکتریکی است که جایگزین یا آنیون شبکه، با الکتروپوزیتیوه ناخالصی substitutional است. این است که احتمال بیشتری برای شعاع یونی مشابه به حداقل می رساند از آنجایی که این انرژی مورد نیاز برای اعوجاج شبکه.نقص ظاهر خواهد شد در صورتی که اتهام از ناخالصی ها متعادل نیست.

 

ساختار و خواص سرامیک
ساعت ٤:۳٥ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۱/٢/۱٩   کلمات کلیدی:

ساختار و خواص سرامیک

 

خواص مواد سرامیکی، مانند تمام مواد، توسط نوع اتم در حال حاضر، نوع پیوند بین اتمها و روشی که اتم ها بسته بندی شده با هم منافات دارد. نوع پیوند و ساختار کمک می کند تا تعیین چه نوع از خواص ماده است.

<br />

 

سرامیک ها معمولا ترکیبی از اوراق قرضه قوی تر به نام یونی (بین یک فلز و نافلز رخ می دهد و شامل جذب بارهای مخالف زمانی که الکترون ها از فلز نافلز منتقل) و کووالانسی (بین دو گازهای نجیب و شامل به اشتراک گذاشتن اتم ها رخ می دهد). قدرت پیوند یونی میگردد، بستگی به اندازه هزینه در هر یون و شعاع هر یک از یون است.

تعداد بیشتری الکترون به اشتراک گذاشته، بیشتر از نیروی جاذبه، یا قوی تر از پیوند کووالانسی است.

 

این نوع اوراق قرضه در مدول الاستیک و سختی بالا، نقاط ذوب بالا، انبساط حرارتی کم، و مقاومت شیمیایی خوب است. از سوی دیگر، سرامیک هستند نیز سخت و اغلب شکننده است (مگر اینکه مواد تقویت و یا به معنای دیگر سخت)، که منجر به شکست است.

 

<br />

فلزات به طور کلی، پیوندهای ضعیف تر از سرامیک، که اجازه می دهد تا الکترونها را به حرکت آزادانه میان اتمها. فکر می کنم از یک جعبه که حاوی تیله های احاطه شده توسط آب است. تیله را می توان در هر نقطه در داخل جعبه را هل دادند و آب آنها را دنبال همیشه اطراف تیله. این نوع از نتایج باند در اموال به نام تورق، که در آن فلز می تواند به راحتی و بدون شکستن خم، اجازه می دهد آن را به سیم کشیده شود. حرکت آزاد الکترون ها نیز توضیح می دهد که چرا فلزات تمایل دارند که هادی برق و حرارت می باشد.

 

پلاستیک ها یا پلیمرها از نوع آلی از زنجیره طولانی از مولکول است که یا درهم و یا سفارش داده شده در دمای اتاق تشکیل شده است. از آنجا که نیروهای (شناخته شده به عنوان ون Waals گردد) بین مولکول بسیار ضعیف هستند، پلیمرهای بسیار الاستیک (مانند یک باند پلاستیکی)، می تواند به آسانی ذوب شده، و قدرت کم است. مانند سرامیک، پلیمر دارای مقاومت شیمیایی، الکتریکی و خواص عایق حرارتی. آنها همچنین در درجه حرارت پایین شکننده است. جدول زیر یک مقایسه کلی از خواص میان سه نوع از مواد را فراهم می کند.

 

به طور کلی مقایسه مواد

 

ویژگی سرامیک فلز بسپار
سختی بسیار بالا پایین خیلی آهسته
الاستیک مدول بسیار بالا زیاد پایین
       
استحکام در دمای بالا      
انبساط حرارتی زیاد پایین خیلی آهسته
تورق پایین زیاد زیاد
مقاومت در برابر خوردگی زیاد پایین پایین
مقاومت در برابر سایش زیاد پایین پایین
رسانایی الکتریکی وابسته به مواد زیاد پایین
چگالی پایین زیاد خیلی آهسته
رسانایی گرمایی وابسته به مواد زیاد پایین
مغناطیسی وابسته به مواد زیاد خیلی آهسته

توجه: برای مقایسه به طور کلی تنها خواص خاص در ترکیب های خاص مواد و چگونه آن ساخته شده است بستگی دارد.

این سه نوع مواد همچنین می تواند در شیوه های مختلف ترکیب می شود به شکل کامپوزیت را به استفاده از خواص هر یک از مواد. به عنوان مثال، ذرات سرامیکی یا الیاف می توان به یک ماتریس سرامیک یا فلز اضافه شده به منظور بهبود خواص مکانیکی و / یا تولید یک خاصیت ویژه ماتریس توسط خود را به طور کلی نمی خواهد که. پلیمرها نیز تقویت شده با الیاف شیشه ای برای طیف گسترده ای از ساخت و ساز و ساختاری برنامه های کاربردی.


 
ساعت ٤:۳٢ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۱/٢/۱٩   کلمات کلیدی:

سیستم های بلوری

   شرح سیستم های بلوری :
به طور کلی 6 سیستم تبلور وجود دارد که کانی ها ، در یکی از این سیستم ها ، متبلور می شوند . البته ممکن است حالت های متنوع تر از 6 حالت ذیل ، دیده شوند اما آنها ، تغییرات این 6 نوع سیستم اصلی محسوب می گردند .
هر سیستم بر اساس سه پارامتر اصلی ، مشخص می گردد :
1) تعداد محورهای بلوری موجود در سیستم 
2) طول آنها
3) زاویه ای که تحت آنها ، این محورها یکدیگر را قطع می کنند 
در بلور شناسی محورهای اصلی عبارتند از : A ، کوتاه ترین محور ، C ، بلندترین محور و محور B و در برخی حالت ها محور D . 


- ایزومتریک Isometric :
اولین و ساده ترین سیستم ، سیستم هم بعد یا ایزومتریک یا کوبیک می باشد . این سیستم دارای سه محور می باشد که هر سه ، دارای طول یکسان بوده و تحت زاویه 90 درجه یکدیگر را قطع می کنند . 

$ Image0
از جمله کانی هایی که دراین سیستم متبلور می گردند می توان : 
گارنت ها ( Garnets ) فلوریت ( Fluorite )
الماس ( Diamond ) طلا ( Gold ) 
پیریت ( Pyrite ) نقره ( Silver ) 
سادولیت ( Sadolite ) شالریت ( Shalerite ) 
اسپینل ( Spinel ) 
را نام برد .



- تتراگونال Tetragonal :
این سیستم نیز دارای سه محور بوده که هر سه تحت زاویه 90 درجه یکدیگر را قطع می کنند . تفاوت این سیستم با سیستم کوبیک در این می باشد که در سیستم تتراگونال ، محور C ، بلندتر از محورهای B , A که دارای طول های مساوی هم هستند ، می باشد . 


ساختار تتراگونال 
$ Image4

از کانی هایی که در سیستم تتراگونال متبلور می شوند می توان :
آپوفیلیت ( Apophyllite ) ایدوکراز ( Idocrase ) 
روتیل ( Rutile ) اسکاپولیت ( Scapolite ) 
ولفنیت ( Wulfenite ) زیرکن ( Zircon ) 
را نام برد .



- اورترومبیک Orthrhombic :
در این سیستم سه محور وجود دارد . هر سه تحت زاویه 90 درجه با هم برخورد می کنند اما هر سه محور ، از نظر طول ، متفاوتند . 



هر سه محور ، از نظر طول ، متفاوتند 
$ Image5
از جمله کانی هایی که در سیستم اورترومبیک متبلور می شوند ، می توان :
آندالوزیت ( Andalusite ) سلستیت ( Celestite )
کریزوبریل ( Chrysoberyl ) کوردیریت ( Cordierite )
دنبوریت ( Danburite ) اپیدوت ( Epidote ) 
انستاتیت ( Enstatite ) همی مورفیت ( Hemimorphite )
سیلیمانیت ( Sillimanite ) هیپرستن ( Hypersthene )
اولیوین ( Olivine ) سولفور ( Sulfur )
توپاز ( Topaz ) زوئیزیت ( Zoisite ) 



- مونوکلینیک Monoclinic :
در این سیستم تبلور ، سه محور ، طول متفاوت دارند . دو محور ( محور A و محور C ) تحت زاویه 90 درجه یکدیگر را قطع می کنند اما محور B ، تحت زاویه متفاوت با آنها برخورد دارد . 


در این سیستم تبلور ، سه محور ، طول متفاوت دارند 
$ Image7
از کانی هایی که در این سیستم متبلور می شوند می توان :
آزوریت ( Azurite ) دیوپسید ( Diopside )
تادئیت ( Tadeite ) مالاکیت ( Malachite )
فلدسپارهای ارتوکلاز ( Orthoclase Feldspare )
استارولیت ( Staurolite ) اسفن ( Sphene ) 
اسپودومن ( Spodumene )
را می توان نام برد .



- تری کلینیک Triclinic :
در این سیستم تبلور نیز طول سه محور C , B , A متفاوت بوده و هیچیک تحت زاویه 90 درجه برخورد نمی کنند . 



طول سه محور C , B , A متفاوت بوده است 
$ Image9 
از کانی هایی که در این سیستم متبلور می شوند : 
کیانیت ( Kyanite ) لابرادوریت ( Labradorite )
فلدسپارهای میکرولین ( Microline Feldspare )
فلدسپارهای پلاژیوکلاز ( Plagioclase Feldspare )
رودنیت ( Rhodenite ) 
را نام برد .


- هگزاگونال :
در این سیستم تبلور یک محور اضافی وجود دارد که وجه ششم بلور را تشکیل می دهد . سه محور دارای طول مساوی بوده و تحت زاویه 60 درجه یکدیگر را قطع می کنند . محور قائم یا محور C بر سه محور کوچکتر عمود می شود . 
کانی شناسان گاهی این سیستم را به دو سیستم شامل : هگزاگونال و تریگونال تقسیم می کنند . این تقسیم بندی بر اساس شکل خارجی انها صورت می گیرد . 


سه محور دارای طول مساوی بوده محور C بر سه محور کوچکتر عمود می شود 
$ Image11
از کانی هایی که در این سیستم متبلور می شوند می توان :
آپاتیت ( Apatite ) بریل ( Beryl ) 
را نام برد .




- تریگونال :
سیستم تریگونال در حقیقت یک زیر سیستم از سیستم هگزاگونال محسوب می گردد . 


از جمله کانی هایی که در این سیستم متبلور می شوند می توان :
انواع متفاوت کوارتز ( Quartz ) 
شامل : آگات ( Agate ) ، کلسدنی ( Chalcedony ) ، ژاسپ ( Jasper ) ، آمیتیست ( Amethyst ) و ..... 
کروندوم ( Corundum ) هماتیت ( Hematite )
رودوکروزیت ( Rhodochrosite ) تورمالین ( Tourmaline )
را نام برد . 


بخش عمده ای از اطلاعات اساسی در مورد ساختمان های بلوری ، بر پایه پراش اشعه X استوار و مبتنی است . 
مفهوم بلور نخستین بار توسط Wilhelm Roentgen در سال 1895 مطرح شد . اما علم بلور شناسی ساختاری ( structural crystallography ) تنها پس از شناخت اشعه X و به کار گیری این روش مطرح گردید . در این روش فاصله های اتمی در واحد نانومتر که معادل با 1×10-9 m می باشد ، بیان می شوند . گاهی نیز فواصل در واحد آنگستروم ( Å ) بیان می شوند که هر آنگستروم معادل 1×10-10 m می باشد . 
لذا 1 آنگستروم معادل 1/0 نانومتر است .



اشعه X یک واژه ژنتیکی است که به منظور شرح تابش الکترومگنتیک با طول موج تقریباً بین 01/0 تا 10 نانومتر استفاده می شود . این طول موج کوتاه تر از طول امواج ماوراء بنفش و بلندتر از طول اشعه گاما می باشد . از طرفی فاصله بین اتم های مجاور در ساختمان بلوری به طور معمول حدود 3/0 نانومتر می باشد و طول موج اشعه X ، نزدیک به فاصله بین اتمی در بلورها می باشد . 
Max Vonlaue این مسأله را در سال 1912 مطرح نمود که یک نمونه بلوری می تواند سبب شکست اشعه X گردد و این مسأله را ثابت نمود . خیلی زود WL.Bragg یک تفسیر هندسی ساده به منظور اندازه گیری زاویه شکست با توجه به فواصل بین صفحه ای در ساختمان های بلوری ارائه نمود که به عنوان قانون براگ مطرح می گردد . 
این قانون اساس آنالیز با استفاده از اشعه X محسوب می شود . در سال 1912 توسط براگ به صورت یک فرمول ارائه شد . در شکل زیر یک دستگاه پراش اشعه X ساده نشان داده شده است . 



یک دستگاه پراش اشعه X ساده 
$ Image15

در این دستگاه ، نمونه کریستال ، مورد بررسی قرار می گیرد . اما در بررسی نمونه های چند فازی به دلیل مشکل بودن بررسی نمونه متبلور از نمونه های پودر شده استفاده می گردد . 
در شکل زیر یک دیفراکتومتر جهت آنالیزنمونه های پودر شده نشان داده شده است . 



 
ساعت ٤:٢٩ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۱/٢/۱٩   کلمات کلیدی:


 

 

بررسی سیلان پذیری پودرها

 

منبع: کتاب

 

Raw material preparation and forming of Ceramic tiles, p. 257-260

S.A.L.A. srl, via Carlo Zucchi 21 A/B, 41100 Modena – Italia

از انتشارات انجمن تولیدکنندگان ماشین آلات سرامیک ایتالیا ACIMAC

 

ترجمه: ابوالفضل گروئی

ab_gerveei@yahoo.com

 

© هرگونه باز نشر این ترجمه در مجله ها، وبسایتها و دیگر وسایل انتشار اطلاعات تنها با ذکر نام مترجم و نشانی کامل منبع مجاز است.

 

 

روشهای مختلفی میتواند برای بررسی سیلان پذیری استفاده شود که برای شکل دهی به روش خشک بسیار اهمیت دارد اما متأسفانه هیچ کدام از آنها قادر به فراهم آوردن اندازه گیری تکرار پذیر نیستند؛ یعنی مشخصه ای که بتوان در تمام کاربردها از آن بهره گرفت.

 

باید خاطر نشان شود که سیلان پذیری اثر زیادی بر گسترة وسیعی از جنبه های مختلف دارد؛ مانند پُر شدن حفرة قالب و پر شدن و تخلیة سیلوها. همة این رویدادها در شرایط بسیار متفاوت روی میدهند و تنها با یک تقریب اولیه توسط یک اصل یگانه تعیین میشوند. علاوه بر این، عوامل زیر بر سیلان پذیری تأثیر زیادی دارند:

 

- شکل ذره های منفرد (شکلهای کُروی آسانتر از شکلهای نامنظم جریان می یابند)،

- اندازة ذره (ذره های بزرگ آسانتر جریان می یابند)،

- تُـردی (شکستگی ذرات، ذره های ریزتری را با شکلِ نامناسب تر به وجود می آورد)،

- مقدار رطوبت (رطوبت بالاتر پودر سیلان پذیری کمتری به دنبال دارد)،

- ضریب اصطکاک در مقابل دیواره های ظرف،

- طبیعت ماده (اثرهای مختلف جاذبه و دافعه میتواند رخ دهد).

 

تمام این جنبه ها، عناصر تغییرپذیری را در نتایج به دست آمده از یک رویة اندازه گیری داخل میکنند.

 

بنابراین، به غیر از روشهای مختلف آزمون، تنها آنهائی را مورد توجه قرار خواهیم داد که برای کاربردهای صنعتی مفیدترین یا مهمترین هستند. توجه کنید که در فرآیندهای صنعتی که تا حد معینی کنترل شده هستند، تعیین مقدار عددی کمیتها نه تنها برای چک کردن ضرورت ندارد که با گذشت زمان نیز خیلی تغییر نمیکنند.

به همین دلیل در تولید ممکن است از روشهائی استفاده شود که شاید از دیدگاه علمی پرسش برانگیز باشد اما برای بررسی کیفیت کالای نیمه تمام که احتمالاً در گسترة رواداری قرار دارد، بسیار مفید هستند.

 

الف) زاویة سکون

 

این روش به صورت تصویری در شکل یک نشان داده شده است. اجازه داده میشود تا پودر روی یک سطح افقی بریزد تا یک تودة مخروطی شکل را به وجود آورد. اندازه گیری زاویةα شیب سطح خارجی مخروط نسبت به سطح افقی به عنوان نشانة سیلان پذیری در نظر گرفته میشود. هر چه پودر سیلان پذیری بیشتری داشته باشد، آسان تر خواهد بود تا به سمت پایة توده بغلطد؛ بنابراین سطح خارجی شیبدار با زاویة کوچکتر نسبت به سطح افقی به وجود می آورد.

 

 

 

 

شکل یک – شمای آزمون اندازه گیری زاویة سکون با ریزش پودر روی یک سطح افقی.

 

 

مزیت این روش، ساده بودن آن است. نیاز به وسیلة خاصی ندارد و تنها به یک سطح و یک ظرف نیاز است که این ظرف میتواند قیف یا محفظة دیگری با یک سوراخ باشد که اجازه دهد تا پودر به بیرون بریزد. وسیلة اندازه گیری مورد نیاز یک زاویه سنج (نـقّـاله) است؛ اگر چه اندازه گیری میتواند با درجة دقت کمتری با استفاده از خط کش مدرج نیز انجام گیرد.

 

در مقایسه با تعادل یک بدنة صلب روی یک صفحة شیبدار، اصطکاک داخلی با تانژانت زاویة اندازه گیری شده نشان داده میشود:

f = tgα

 

وقتی f به مقادیر بالا برسد، تغییر کوچکی در α با تغییر بزرگی در f همراه خواهد بود، به طوری که خطاهای اندازه گیری ممکن است خیلی بالا بروند و اجازه ندهند تا مقادیر به قدر کافی معنی دار به دست آیند. از آن جا که شرط استفاده از این روش برقراری تعادل بین نیروهاست، وجود ارتعاشها، ضربه یا دیگر اثرات لختی (اینرسی) ممکن است اعتبار نتایج را به خطر اندازند.

 

 

 

 

شکل دو – اندازه گیری زاویة سکون با استفاده از یک قیف که در انتها از یک لولة استوانه ای تشکیل شده است.

 

 

تکرارپذیری در مرحلة تشکیل مخروط میتواند با استفاده از یک لولة استوانه ای (شکل دو) به عنوان ظرف افزایش یابد و آن را به آرامی و در سرعتی که تا حد ممکن ثابت بماند، بالا برد تا پودر به طور یکنواخت تخلیه شود.

 

ب) سیلان از میان حفره ای با قطر کالیبره شده

 

این روش مشابه روش فورد است که برای اندازه گیری ویسکوزیته به کار میرود و از ظرفی با بخش انتهائی مخروطی که رأس آن به سمت پائین است، استفاده میکند (شکل سه). بخش رأس شامل سوراخی با قطر کالیبره شده است. زمان لازم برای آن که مقدار از پیش تعیین شدة پودر از میان حفره بگذرد، اندازه گیری میشود.

 

 

 

شکل سه – اساس اندازه گیری زمان تخلیه.

 

 

همانند روش پیشین مشکلاتی در مورد پودرهائی با سیلان پذیری پائین ظاهر میشود؛ به ویژه وقتی پودر به طور کامل خشک نباشد. حتی با مقادیر اندک محتوای رطوبت (5-3 درصد) سیلان ممکن است نامنظم باشد و بنابراین، اثرات دیگر (مانند تشکیل آگلومره ها -ذرات به هم چسبیده- در تودة پودر داخل ظرف، بخشی از ماده که به دیواره ها چسبیده است و غیره) بر اندازه گیری تأثیرگذار باشند.

 

پ) نسبت هاوسنر Hausner

 

پودر در داخل ظرف استوانه ای قرار داده میشود (شکل چهار) و حجم آن اندازه گیری میشود. سپس ظرف در معرض ارتعاشهای شدید قرار میگیرد که باعث متراکم شدنِ پودر میشود. پس از یک تعداد ارتعاش از پیش در نظر گرفته شده، حجم اشغال شده توسط پودر متراکم شده اندازه گیری میشود و نسبت هاوسنر به صورت نسبت بین دانسیتة نهائی (یا ضربه زده شده) و دانسیتة آغازی (یا ریخته شده) محاسبه میشود؛ یعنی با رابطة زیر

 

HR = δ/ δ1 = V/ V2 = H/ H2

 

 

 

 

شکل چهار – اساس اندازه گیری نسبت هاوسنر.

 

 

توزیع متفاوت ذرات منفرد که خودشان را به نحوی آرایش میدهند تا فضاهای خالی بین آنها کاهش یابد، به تراکم پودر منجر میشود. برای رسیدن به این توزیع جدید، جنبش نسبی بین ذرات ضرورت دارد که نیروهای اصطکاکی در داخلِ توده بر آن مؤثرند. بنابراین، نسبت هاوسنر با سیلان پذیری پودر ارتباط دارد؛ به گونه ای که در پودرهای با سیلان پذیری بالاتر، ذرات آسانتر حرکت کرده و تراکم حاصله بالاتر است.

 


معرفی قابلیت‌های نرم افزار ABAQUS
ساعت ۱٢:۱٩ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۱/٢/۱۸   کلمات کلیدی:

معرفی قابلیت‌های نرم افزار ABAQUS

ABAQUS مجموعه ای از برنامه های شبیه سازی قدرتمند مهندسی است که بر پایه روش اجزای محدود بنا نهاده شده و می‌تواند مسایلی با طیف گسترده از یک تحلیل خطی نسبتاً ساده تا تحلیل‌های غیرخطی بسیار پیچیده را حل کند.

آباکوس (ABAQUS) شامل کتابخانه گسترده ای از المان‌ها است که می‌تواند هر نوع هندسه ای را به صورت مجازی مدل‌سازی کند. همچنین این برنامه شامل لیست گسترده ای از مدل‌های رفتار ماده است که می‌تواند رفتار اغلب مصالح مهندسی مانند فلزات، لاستیک، پلیمرها، کامپوزیت‌ها، بتن مسلح، فوم‌های شکننده و حتی مصالح ژئوتکنیکی مثل خاک و سنگ را نیز شبیه سازی کند. 

از آنجایی که آباکوس (ABAQUS) به گونه ای طراحی شده که یک وسیله شبیه سازی عمومی با قابلیت‌های فراگیر باشد از آباکوس (ABAQUS) می‌توان برای حل مسایلی که خارج از حیطه مسایل مهندسی (تنش-کرنش) است نیز استفاده نمود.

نرم افزار آباکوس می‌تواند شبیه سازی مسایلی با تنوع فراوان همانند انتقال حرارت، انتشار جرم، مدیریت حرارت اجزای الکتریکی (تحلیل‌های کوپله الکتریکی حرارتی)، مسایل مربوط به صوت، مکانیک خاک (تحلیل‌های کوپله ای جریان آب منفذی - تنش) و تحلیل‌های پیزوالکتریک را انجام دهد.ABAQUS قابلیت‌های گسترده ای را برای شبیه سازی در کاربرد های خطی و غیرخطی فراهم می‌کند.

مسایلی که دارای اجزای متعدد و مصالح مختلف هستند را می‌توان با تعریف هندسه هر جز و اختصاص دادن مصالح تشکیل دهنده آن و سپس تعریف اندر کنش بین این اجزا شبیه سازی کرد. در تحلیل‌های غیرخطی آباکوس (ABAQUS) به صورت خودکار نمو بار و واداری همگرایی Convergence tolerance مناسب را انتخاب و به طور پیوسته در طول تحلیل این پارامترها را تنظیم می‌کند تا از بدست آمدن نتایج دقیق اطمینان حاصل شود. 

مبانی برنامه ABAQUS - مراحل پردازش در نرم افزار آباکوس

مبانی برنامه ABAQUS

یک تحلیل کامل در برنامه آباکوس (ABAQUS) معمولاً از سه مرحله تشکیل شده است:

  1. مرحله پیش از پردازش
  2. مرحله پردازش
  3. مرحله بعد از پردازش

این سه مرحله مطابق روند زیر به وسیله تعدادی فایل با یکدیگر ارتباط دارند.

  1. مرحله پیش از پردازش در نرم افزار ABAQUSE/CAE و یا نرم افزار دیگر
  2. فایل ورودی با نام Job.inp
  3. مرحله پردازش با قابلیت استاندارد و یا صریح ABAQUS
  4. فایل خروجی با نام‌های Job.odb، Job.dat، Job.res، Job.fil
  5. مرحله بعد از پردازش در نرم افزار ABAQUSE/CAE و یا نرم افزار دیگر

پیش پردازش (ABAQUS/CAE)

در این مرحله شما باید مدل مسئله را ساخته و یک فایل ورودی آباکوس (ABAQUS) ایجاد کنید. مدل را معمولاً می‌توان به صورت گرافیکی با استفاده از ABAQUS/CAE و یا سایر پیش پردازنده ها ایجاد کرد و یا می‌توان فایل ورودی آباکوس (ABAQUS) را با استفاده از یک ویرایشگر متن مثل Notepad ساخت.

پردازش (استاندارد و یا صریح ABAQUS)

پردازش که معمولاً به صورت یک پروسه در پس زمینه اجرا می‌شود، مرحله ای است که در آن آباکوس (ABAQUS) استاندارد و یا صریح مسئله عددی را که در مدل تعریف شده حل می‌کند. مثال‌هایی از خروجی تحلیل تنش عبارت است از تغییر مکان‌ها و تنش‌هایی که در فایل‌های باینری ذخیره می‌شود و برای مرحله پس از پردازش مورد استفاده قرار می‌گیرد. بسته به پیچیدگی مسئله ای که باید تحلیل شود و قدرت کامپیوتری که تحلیل را انجام می‌دهد، زمان تحلیل می‌تواند بین چند ثانیه تا چند روز طول بکشد.

مرحله بعد از پردازش (ABAQUS/CAE)

ارزیابی نتایج را می‌توان بعد از اتمام مرحله پردازش یعنی وقتی که تنش‌ها تغییر مکان‌ها و سایر متغیر های اساسی محاسبه شده‌اند انجام داد. ارزیابی معمولاً با استفاده از ماژول گرافیک ساز 2 یا سایر پس پردازنده ها انجام می‌شود. ماژول گرافیک ساز داده های فایل خروجی باینری را می‌خواند و گزینه های متفاوتی مانند کانتور های رنگی، انیمیشن، فرم تغییر شکل یافته و یا نمایش داده ها به صورت نمودار X-Y برای نمایش نتایج دارد.

اجزای مدل آباکوس (ABAQUS)

مدل آباکوس (ABAQUS) از اجزای مختلف متعددی تشکیل شده است و این اجزا در کنار یکدیگر مسئله فیزیکی را که باید تحلیل شود، شکل می‌دهند. در ساده‌ترین حالت مدل تحلیلی شامل اطلاعات : هندسه مجزا، خصوصیات سطح مقطع المان‌ها، داده های مصالح، بارها و شرایط تکیه گاهی، نوع تحلیل و داده های خروجی مورد نیاز است.


هندسه مجزا

المان‌های محدود و گره ها، زیربنای هندسه سازه ای را که قرار است تحلیل شود، می‌سازد. هر المان در مدل بیانگر بخش مجزایی از سازه است که به نوبه خود از المان‌های متعدد و متصل به یکدیگر تشکیل شده است. المان‌ها توسط گره های مشترک به یکدیگر متصل می‌شوند. مختصات گره ها و نحوه اتصال المان‌ها (که نشان می‌دهد کدام گره به کدام المان تعلق دارد) هندسه مدل را تشکیل می‌دهد. تمامی المان‌ها و گره ها در یک مدل از مش بندی اعضا در آن مدل به وجود می‌آیند. معمولاً مش بندی تنها تقریبی از شکل واقعی سازه را به وجود می‌آورد. نوع المان، شکل، موقعیت و تعداد المان‌های استفاده شده در مش بندی جواب‌های حاصل از تحلیل را تحت تأثیر قرار می‌دهد. هرچه مش بندی ریزتر باشد (یعنی تعداد المان بیشتر در اثر مش بندی) نتایج حاصل از تحلیل دقیق‌تر خواهند بود. وقتی که مش بندی ریزتر شود، نتایج تحلیل به سمت یک جواب واحد میل می‌کند و زمان مورد نیاز برای تحلیل نیز افزایش پیدا می‌کند. جوابی که از مدل عددی به دست می‌آید، معمولاً پاسخ تقریبی از حل مسائل‌های است که شبیه سازی شده است. وسعت تقریب‌ها بستگی به هندسه مدل، رفتار مصالح، شرایط مرزی و بارگذاری دارد و این پارامترها میزان دقت جواب‌های عددی را در مقایسه با جواب‌های واقعی تعیین می‌کنند.


خصوصیات سطح مقطع المان‌ها

نرم افزار آباکوس (ABAQUS) شامل طیف وسیعی از المان‌ها است. بسیاری از این المان‌ها هندسه ای دارند که کاملاً از روی مختصات گره های آن‌ها تعیین نمی‌شود. برای مثال لایه های یک پوسته مرکب (کامپوزیت) یا ابعاد یک مقطع I شکل از روی گره های المان‌ها تعریف نمی‌شود. این داده های هندسی اضافی به عنوان خصوصیات سطح مقطع المان‌ها تعریف می‌شود و برای ساخت مدل هندسی کامل مسئله مورد نیاز است.


داده های مصالح

یکی از مواردی که باید برای المان‌های تعریف شده مشخص گردد، ویژگی‌های مصالح آن‌ها می‌باشد. از آن جا که تهیه داده های دقیق مصالح، به ویژه در مورد مدل‌هایی که در آن‌ها از مصالحی با رفتار پیچیده استفاده شده، سخت است، اعتبار نتایج آباکوس (ABAQUS) به دقت و در دسترس بودن داد ه های مصالح وابسته است.


بارها و شرایط تکیه گاهی

بارها سازه را دچار تغییر شکل می‌کنند و بنابراین باعث ایجاد تنش در سازه می‌شوند. معمول‌ترین انواع بارگذاری عبارتند از:

  • بار های متمرکز
  • بار های فشاری وارد بر سطوح
  • بار های کششی و انقباضی گسترده بر روی سطوح
  • بار ها و لنگر های خطی بر لبه های پوسته ها
  • نیرو های حجمی مانند نیروی جاذبه
  • بار های حرارتی

شرایط مرزی برای ایجاد قیود در بخش‌هایی از مدل به کار گرفته می‌شوند تا مدل ثابت باقی مانده یا به مقدار از پیش تعیین شد های حرکت کنند.

در تحلیل‌های استاتیکی شرایط مرزی کافی باید فراهم شود تا از حرکت مدل به صورت جسم صلب جلوگیری شود. در غیر این صورت حرکت جسم صلب مقید نشده باعث معکوس ناپذیری ماتریس سختی می‌گردد و این امر سبب می‌شود که تحلیل سازه قبل از اتمام قطع شود. نرم افزار آباکوس (ABAQUS) استاندارد در صورتی که در حین شبیه سازی به مشکلی در تحلیل برخورد کند، پیغام اخطاری (Warning) صادر می‌کند. در این مواقع لازم است کاربر پیغام‌های اخطار را تجزیه و تحلیل کند. در صورتی که حین تحلیل استاتیکی اخطار معکوس ناپذیر شدن ماتریس سختی را مشاهده کند، باید بررسی شود که آیا سازه یا قسمتی از آن دچار حرکت جسم صلب در اثر کمبود قیود تکیه گاهی شده است یا خیر. حرکت به صورت جسم صلب می‌تواند هم به صورت انتقالی و هم به صورت دورانی باشد. در تحلیل دینامیکی نیروهای اینرسی تا وقتی که تمامی اعضای مجزای مدل دارای جرم باشند، از ایجاد حرکت نامحدود ناگهانی جلوگیری می‌کند؛ لذا اخطارهای حل در یک تحلیل دینامیکی معمولاً بیانگر وجود سایر مشکلات در مدل مانند پلاستیک شدن بیش از حد هستند.

نوع تحلیل

نرم افزار آباکوس (ABAQUS) می‌تواند انواع گوناگون و متنوعی از شبیه سازی‌ها را انجام دهد که در اینجا تنها به دو نوع تحلیل استاتیکی و دینامیکی اشاره می‌شود. در یک تحلیل استاتیکی پاسخ بلند مدت سازه به بارهای اعمالی به دست می‌آید. در سایر مواقع پاسخ دینامیکی سازه به بارها مورد نظر است. برای مثال بارگذاری ناگهانی بر روی یکی از اجزا که در هنگام وارد شدن ضربه به وجود می‌آید و یا پاسخ سازه به یک زلزله.

داده های خروجی

با انجام تحلیل در نرم افزار آباکوس (ABAQUS) حجم گسترده ای از اطلاعات خروجی تولید خواهد شد. برای جلوگیری از اشغال شدن فضای سخت افزار، کاربر می‌تواند تنها اطلاعات مورد نیاز خود را قبل از انجام تحلیل درخواست کند. معمولاً پردازشگری مانند ABAQUS/CAE برای تعریف اجزای لازم مدل به کار برده می‌شوند.


روند تحلیل - المان‌های موجود در نرم افزار ABAQUS

نرم افزار ABAQUS/CAE محیط کاملی است که فضایی ساده و کاربر پسند برای ساختن مدل‌های آباکوس (ABAQUS)، انجام تحلیل و مشاهده و بررسی مراحل تحلیل و ارزیابی نتایج حاصل از شبیه سازی دارد.

نرم افزار ABAQUS/CAE به چندین ماژول تقسیم شده است و هر ماژول (modul) بخشی از پروسه مدل‌سازی را بر عهده دارد. برای مثال ماژول‌هایی برای تعریف هندسه مدل، خصوصیات مصالح و تولید مش بندی اختصاص داده شده است. با انتقال از یک ماژول به ماژول دیگر و انجام عملیات مدل‌سازی مرتبط با آن ماژول و تکرار این کار تا آخرین ماژول، مدل اجزای محدود ساخته خواهد شد. وقتی که ساختن مدل به اتمام رسید، نرم افزار ABAQUS/CAE یک فایل ورودی می‌سازد و مدل ساخته شده را به بخش پردازشگر نرم افزار تحویل می‌دهد. پردازنده های آباکوس (ABAQUS) استاندارد و آباکوس (ABAQUS) صریح فایل ورودی را خوانده و تحلیل را انجام می‌دهد و در حین تحلیل پیام‌هایی را به ABAQUS/CAE انتقال می‌دهد تا کاربر در جریان روند تحلیل قرار گیرد. سپس پایگاه داده اطلاعات خروجی ساخته می‌شود. در نهایت از ماژول Visualization برای خواندن از پایگاه داده اطلاعات خروجی و نمایش آن‌ها استفاده می‌شود.

 

المان‌های موجود در نرم افزار ABAQUS

در این بخش انواع المان‌های قابل استفاده در نرم افزار آباکوس (ABAQUS) به طور مختصر معرفی شده‌اند.


اجزای محدود و اجسام صلب

المان‌های محدود و اجسام صلب مؤلفه های اساسی یک مدل آباکوس (ABAQUS) هستند. المان‌های محدود شکل پذیر هستند در حالی که اجسام صلب بدون تغییر شکل در فضا حرکت می‌کنند. اگر چه کاربران برنامه های تحلیل اجزای محدود ممکن است شناختی از ماهیت المان‌های محدود داشته باشند، مفهوم عمومی اجسام صلب در یک برنامه اجزای محدود ممکن است تا حدودی جدید باشد.

برای افزایش بازده محاسباتی، برنامه آباکوس (ABAQUS) توانایی‌های عمومی در مورد مدل‌سازی اجسام صلب دارد. هر جسم یا بخشی از آن را می‌توان به صورت جسم صلب تعریف نمود. بیشتر انواع المان می‌تواند برای تعریف اجسام صلب مورد استفاده قرار گیرد. مزیت اجسام صلب نسبت به اجسام شکل پذیر این است که اجسام صلب تنها دارای شش درجه آزادی در یک گره مرجع که برای آن جسم صلب تعریف شده، هستند. برعکس، المان‌های شکل پذیر درجات آزادی متعددی دارند که برای محاسبه تغییر شکل آن‌ها محاسبات زیادی باید انجام شود. وقتی که این تغییر مکان‌ها قابل صرف نظر کردن باشند و یا برای کاربر مهم نباشند، مدل سازی جسم به صورت صلب به طور قابل ملاحظه ای از حجم محاسبات می‌کاهد بدون آنکه بر دقت نتایج خروجی

تأثیری داشته باشد.


المان‌های محیط پیوسته

خانواده‌ی المان‌های تنش / تغییر مکان سه بعدی Solid گسترده‌ترین کتابخانه المان‌ها در آباکوس (ABAQUS) است. کتابخانه های المان‌های موجود در آباکوس (ABAQUS) استاندارد و آباکوس (ABAQUS) صریح تفاوت‌هایی با هم دارند.

کتابخانه المان‌های سه بعدی در آباکوس (ABAQUS) استاندارد

کتابخانه المان سه بعدی آباکوس (ABAQUS) استاندارد شامل المان‌هایی با درون یابی مرتبه اول (خطی) و المان‌های با درون یابی مرتبه دوم Quadratic در دو یا سه بعد با استفاده از انتگرال گیری کامل یا کاهش یافته است. مثلث و چهار ضلعی در دو بعد در دسترس هستند؛ چهار وجهی، گوه های مثلثی و شش وجهی‌ها (بلوک) در سه بعد در دسترس هستند. همچنین امکان استفاده از المان‌های مثلثی و چهار وجهی اصلاح شده مرتبه دوم نیز فراهم شده است. به علاوه، المان‌های با مواد ترکیبی نیز در آباکوس (ABAQUS) استاندارد وجود دارد.

کتابخانه المان‌های سه بعدی در آباکوس (ABAQUS) صریح

کتابخانه المان سه بعدی در برنامه آباکوس (ABAQUS) صریح شامل المان‌های با درون یابی مرتبه اول (خطی) با انتگرال گیری کاهش یافته Reduced Integration در دو یا سه بعد است. مثلث‌ها و چهار وجهی‌های اصلاح شده با درون یابی مرتبه دوم نیز در این برنامه در دسترس هستند. المان‌های با انتگرال گیری کامل Full Integration یا المان‌های مرتبه دوم منظم در این برنامه در دسترس نیستند.

برای انتخاب نوع المان مثلاً در مدل سازی‌های سه بعدی بیش از بیست انتخاب وجود دارد. با در نظر گرفتن تعدد انواع المان‌های قابل استفاده، واضح است که دقت مدل سازی به شدت به نوع المانی که استفاده کرده‌اید وابسته است. تصمیم گیری برای انتخاب نوع المان به خصوص برای تازه کارها ممکن است دشوار باشد. با این حال می‌توان به این جعبه ابزار بیست تایی به عنوان وسیله ای نگریست که به شما این توانایی را می‌دهد که برای یک کار خاص ابزار دقیق مربوط به همان کار را انتخاب کنید.


المان‌های پوسته ای

در حالتی که یکی از ابعاد مدل (ضخامت آن) در برابر دو بعد دیگر بسیار کوچک‌تر باشد و تنش‌ها در جهت ضخامت مدل قابل طرف نظر کردن باشد، از المان پوسته ای برای مدل‌سازی سازه ها استفاده می‌شود. سازه ای مانند یک مخزن فشار که ضخامت آن کمتر از 0.1 ابعاد دیگر آن است را می‌توان با استفاده از المان‌های پوسته ای مدل سازی کرد.

فرض می‌شود که در المان‌های پوسته ای آباکوس (ABAQUS) مقاطع صفحه ای عمود بر صفحه پوسته به صورت صفحه باقی می‌ماند. در بکار گیری المان‌های پوسته ای ضخامت المان لزوماً نباید کمتر 0.1 ابعاد آن المان باشد. در یک مش بندی خیلی ریز ممکن است ضخامت یک المان حتی از دو بعد دیگر آن بیشتر باشد، هرچند که این مورد به طور عمومی توصیه نمی‌شود و بهتر است در این حالت از المان‌های سه بعدی استفاده نمود.

 

المان‌های تیر

المان‌های تیر وقتی مورد استفاده قرار می‌گیرند که یک بعد سازه مورد نظر (طول آن) به طور قابل توجهی از دو بعد دیگر بیشتر و تنش‌های طولی مهم‌ترین متغیر درخواستی باشد. تئوری تیر بر پایه این فرض است که تغییر شکل سازه را می‌توان تنها با استفاده از متغیرهایی که تابع محل مورد نظر در طول سازه است، به دست آورد. برای اینکه تئوری تیر جواب‌های قابل قبولی ارایه کند لازم است که ابعاد سطح مقطع سازه از 0.1 طول آن کوچک‌تر باشد.

در المان‌های تیر آباکوس (ABAQUS) فرض بر این است که صفحات عمود بر محور تیر پس از تغییر شکل به صورت صفحه باقی می‌ماند. در بکار گیری المان‌های تیر ابعاد سطح مقطع المان لزوماً نباید کمتر از 0.1 طول آن المان باشد. در یک مش بندی خیلی ریز ممکن است ابعاد سطح مقطع یک المان حتی از طول آن بیشتر باشد، هرچند که این مورد به طور عمومی توصیه نمی‌شود و بهتر است در این حالت از المان‌های سه بعدی استفاده نمود.



درباره دستگاه آنالیز حرارتی
ساعت ۱٠:٠٩ ‎ق.ظ روز ۱۳٩۱/٢/٤   کلمات کلیدی:

درباره دستگاه آنالیز حرارتی

مقدمه
آنالیز حرارتی روشی برای بدست آوردن اطلاعات کیفی و کمّی در مورد تأثیر حرارت بر انواع مختلف مواد، از جمله: ترکیبات شیمیایی، پلیمرها (لاستیک، پلاستیک و کامپوزیت)، سرامیک‏ها، آلیاژها، مواد معدنی، غذا و دارو است. است. طبق نظریة اتحادیة بین‏المللی، آنالیز حرارتی، گروهی از روش‏های تجزیه و تحلیل حرارتی است که در آن خواص فیزیکی یک ماده و یا محصولات واکنش آن بعنوان تابعی از دما در شرایطی که ماده تحت یک برنامة دمایی کنترل شده قرار دارد، اندازه‏گیری می‏شود و عبارتند از:
- Differential Thermal Analysis (DTA)
تجزیه گرمایی تفاضلی
- Differential scanning calorimetery (DSC)
گرماسنجی پویشی تفاضلی
- Thermogravimetric Analysis (TGA)
گرماوزن‏سنجی
- Thermomechanical Analysis (TMA)
تجزیه گرما مکانیکی
- Evolved Gas Analysis (EGA)
تجزیه آزادسازی گاز (جهت تعیین ماهیت یا مقدار محصولات فرار)
- Dynamic Mechanical Thermal Analysis (DMTA)
تجزیه گرمایی دینامیک-مکانیکی
این روش‏های گرمایی آنالیز، تکنیک‏هایی هستند که تغییر برخی از خواص مواد را ضمن اعمال یک برنامه دمایی مشخص بررسی می‏کنند. این برنامة دمایی می‏تواند، دینامیک باشد که در آن نمونه با سرعت ثابتی در محدودة دمایی مورد نیاز، گرم یا سرد ‏شود، همچنین می‏تواند شامل ثبات دما در مقداری از پیش تعیین شده باشد و تغییراتی را که در محدودة زمانی مشخص اتفاق می‏افتد، بررسی کند. خواصی که از طریق روش‏های گرمایی اندازه‏گیری می‏شوند، عبارتنداز:
- تغییرات ساختار شامل انتقال شیشه‏ای، پدیده ذوب، جوش. تصعید انتقالات فاز جامد
- خواص مکانیکی شامل انبساط و انقباض و مدول 
- ثابت‏های گرمایی شامل CP و نقاط ذوب
- فعالیت‏های شیمیایی شامل واکنش‏های جامد- جامد-گاز، بی‏آب شدن و پخت، پایداری حرارتی مواد در اتمسفرهای مختلف گازی و واکنش‏های تجزیة گرمایی
روش‏های آنالیز حرارتی به تنهایی در تشخیص و شناسایی مواد مؤثر نیستند اما به شناسایی کمک می‏کنند. در صورت کوپل شدن دستگاه‏های آنالیز حرارتی با دستگاه‏های اسپکترومتر جرمی (MS) و اسپکتروسکوپی (FTIR)، می‏توانند اطلاعات بسیار مفیدی از نمونه در اختیار بگذارند. روش‏های حرارتی با موفقیت در مورد گروه‏های ذیل بکار رفته‏اند:
آزبست، مواد بیولوژیک، مواد ساختمانی، کاتالیزور، سرامیک، خاک، مواد پیروتکنیک وانفجاری، چربی، روغن و واکس، کود، اطفاء کننده حریق، سوخت، شیشه، مواد شیمیایی معدنی، کریستال مایع، فلزات و آلیاژها، مواد معدنی (کانی‏ها)، مواد آلی، ترکیبات آلی-فلزی، دارو، پلاستیک، لاستیک، منسوجات و مواد غذایی.
تجزیة گرمایی تفاضلی (DTA)
شناخته شده‏ترین روش تجزیه گرمایی، تجزیه گرمایی تفاضلی است. وقتی نمونه‏ای با سرعت ثابت گرم می‏شود، سرعت افزایش دمای نمونه، با تغییر حرارتی بوجود آمده در نمونه، تغییر می‏کند. اگر یک مادة بی‏اثر (معمولاً آلومینیوم نوع α) بعنوان مرجع بکار رود، بین این دو، اختلاف دما بوجود می‏آید. این اختلاف دما به شکل پیک گرماگیر، گرمازا یا جابجایی خط پایه معادل با مقدار تغییر گرمایی نمونه ظاهر می‏شود.
معمولاً آشکارسازی این اختلاف دمایی بوسیلة ترموکوپل انجام می‏شود و حساسیّت آن بسیار زیاد است، بطوریکه امکان آشکارسازی مقادیر ناچیز تغییر دما در حد Cْ 002/0 در دمایی حدود Cْ 200 وجود دارد. منحنی‏های DTA را می‏توان تحت اتمسفر بی‏اثر، اکسنده یا کاهنده انجام داد و با دستگاه‏های مناسب، واکنش گازهای خورنده نظیر So2 و Cl2 را مشاهده کرد.

گرماسنج روبشی تفاضلی (DSC)
گرماسنج روبشی تفاضلی یا DSC عملکردی بسیار شبیه DTA دارد و اطلاعات آن در ردیف اطلاعات DTA می‏باشد با این عمومیت که DSC اغلب برای اندازه‏گیری کمّی تغییر انرژی بکار می‏رود، به همین دلیل گرماسنج روبشی تفاضلی نام گرفته است.
DSC روش اندازه‏گیری انرژی داده شده به نمونه و مرجع، است. در حالیکه دما با سرعت ثابتی تغییر می‏کند. با ثابت کردن گرمکن‏های فیلمی بسیار نازک، درست در زیر نمونه و مرجع، انرژی گرمایی مربوط به تغییر گرمایی نمونه بوسیلة گرمکن جبران می‏شود. بدینوسیله کنترل لازم برای به صفر رساندن اختلاف دمای نمونه و مرجع در هر زمان انجام می‏گیرد. توان الکتریکی مورد نیاز برای این جبران ثبت می‏شود. بنابراین سطح زیر پیک متناسب با گرماست. در واقع به جای اختلاف دمای بین نمونه و مرجع (DTA)، انرژی لازم برای یکسان نگاه‎داشتن این دو دما را اندازه‏گیری می‏کند.
اندازه‏گیری دمای ذوب و گرمای نهان ذوب که یکی از خصوصیات اساسی ترکیبات است اهمیت فراوان دارد. هدف اصلی DTA یا DSC اندازه‏گیری دمای ذوب بوده و گرمای نهان ذوب نیز توسط DSC قابل حصول می‏باشد (نقطة ذوب عموماً با بررسی حالت نمونه روی صفحة گرم یا لولة موئین اندازه‏گیری می‏شود).

کاربردهای گرماسنج روبشی تفاضلی
گرماسنج روبشی تفاضلی در مطالعه و بررسی سیستم‏های پلیمری کاربردهای بسیار متنوعی دارد. عموماً می‏توان کاربردهای DSC را در اندازه‏گیری پارامترهای زیر خلاصه کرد:
- دمای انتقال شیشه‏ای
- درجه حرارت و گرمای ذوب
- درجه حرارت و گرمای تبخیر
- درجه حرارت و گرمای تجزیه
- گرمای بلورینگی
- گرمای واکنش
- گرمای انحلال
- گرمای جذب
- ظرفیت حرارتی ویژه
- انرژی فعال سازی

فاکتورهای مؤثر بر ترموگرام DSC
این فاکتورها به دو دسته تقسیم می‏شوند:
- فاکتورهای نمونه
- فاکتورهای دستگاهی
فاکتورهای نمونه شامل: مقدارنمونه و اندازه ذرات آن، فشردگی نمونه، ظرفیت حرارتی نمونه و هدایت حرارتی نمونه می‏شود.
سرعت گرمادهی، جنس کروسیبل‏های نمونه و مرجع، ترموکوپل‏ها و اتمسفر آزمایش، فاکتورهای دستگاهی را تشکیل می‏دهند.
مقدار زیاد نمونه امکان حس کردن اثرات حرارتی کم واندازه‏گیری کمی دقیق را فراهم می‏آورد. در حالی که مقدار کم نمونه جهت افزایش:
ـ وضوح پیک‏ها
ـ منظم بودن شکل پیک‏ها
ـ تماس حرارتی خوب نمونه با ظرف
ـ حذف آسان گازهای حاصل از تجزیه
ـ حداقل شدن گرادیان دما در نمونه
ـ امکان استفاده از سرعت حرارت دهی بالا 
ـ بدست آوردن نتایج کیفی بسیار خوب 
مناسب است.
انتخاب مقدار نمونه در DSC به نتیجه مورد نظر بستگی دارد. مثلاً برای بررسی رفتارهای حرارتی که اثرات کمی بر روی ترموگرام به جا می‏گذارند (مثل Tg)، نیاز به مقدار نمونه بیشتری است و برای بررسی اثرات حرارتی مثل ذوب و تبخیر مقدار ماده کمتری مورد نیاز است.

تعیین درجه خلوص 
یک ناخالصی که با اجزاء سازنده، تشکیل مخلوط می‏دهد، نه تنها نقطةذوب ترکیب اصلی را پایین می‏آورد، بلکه دامنة دمایی را که در آن ذوب رخ می‏دهد، بزرگ می‏کند. بنابراین پیک گرماگیر ذوب که در منحنی DTA مشاهده می‏شود، تخمین کیفی بسیار سریعی از خلوص ترکیب را در اختیار قرار می‏دهد، بویژه اگر با منحنی‏های DTA نمونه‏های بسیار خالص همان ترکیب، مقایسه ‏شود.
تعیین‏ کمّی خلوص ترکیب‏ براساس معادلة وانتهوف (معادله (1)) انجام می‏گیرد:

Ts= T0 - (1)
Ts: دمای نمونه (Kْ)
T0: نقطة ذوب تئوری مادة خالص (Kْ)
X2: کسر مولی ناخالصی
R: ثابت گازها (J/mol 314 /8)
ΔHf: گرمای ذوب ترکیب خالص (J/mol)
F: کسر ذوب شدة نمونه در TS
نمودارTS برحسب خط راستی است با عرض از مبدأ T0 و شیب - که با استفاده از آن کسر مولی ناخالصی، X2¬، قابل محاسبه است.
نحوه محاسبه ظرفیت گرمایی ویژه
تعیین تجربی ظرفیت گرمایی پلیمرها توسط DSC ، معمولا با استفاده از روش اختلاف ارتفاع انجام می‏گیرد. بدین ترتیب که ابتدا از ظرف خالی نمونه (B) ، نمونه مرجع(R) و نمونه مورد نظر (S) ، سه ترموگرام در محدوده دمایی یکسان تهیه می‏شود. سپس ظرفیت گرمایی یا Cp نمونه در دماهای مختلف، با استفاده از معادله اختلاف ارتفاعات(معادله (2))، محاسبه می‏شود. شکل (3) چگونگی محاسبه ظرفیت گرمایی با DSC را نشان می‏دهد.


طبق تعریف، مقدار گرمای مورد نیاز برای بالا بردن دمای واحد جرم به میزان یک درجه، ظرفیت گرمایی را مشخص می‏کند. مطابق با تعریف بالا، سطح محدود شده بوسیله منحنی نمونه و خط پایه در فاصله زمانی یاد شده، ظرفیت گرمایی است. این کار به کمک دستگاه DSC امکان پذیر است و در زمان سپری شده، نمونه تنها انرژی لازم برای بالا بردن دمای خود به اندازه یک درجه سانتی‏گراد را جذب می‏کند. این روش نسبت به روش اختلاف ارثفاعات پیچیده‏تر، امّا دقیق‏تر است. 

گرما وزن سنج (TGA)
گرما وزن سنج برای اندازه‏گیری جرم نمونه بعنوان تابعی از دما بکار می‏رود. اندازه‏گیری پیوسته افت وزنی در اثر تجزیه یا از دست دادن آب و افزایش وزن بدلیل جذب یا اکسید شدن با استفاده از این دستگاه انجام می‏شود. برخلاف اندازه‏گیری جرمی توسط ترازوی شیمیایی، زمان اندازه‏گیری برای TGA بسیار طولانی است بهمین دلیل پایداری و خواص ضد ارتعاش باید در نظر گرفته شود.
این عملکرد می‏تواند با تزریق گرمایی از نوع پراکنش با سیستم محور گشتاور حاصل شود. حساسیت آشکارسازی ترازوی گرمایی بسیار بالاست و بهمین دلیل آشکارسازی می‏تواند در مورد تغییرات تا حدود 105 نیز انجام شود.بنابراین TGA تغییرات وزن ماده را بصورت کمّی اندازه‏گیری می‏کند. دستگاه TGA موجود در پژوهشگاه پلیمر ایران می‏توان در محدودة دمایی محیط تا ºC 1500 عمل کند. محل انتقال جرم یک ترازوی گرمایی است که می‏تواند در اتمسفر گازهای مختلف عمل کند. جایگاه نمونه کروسیبل آلومینیمی یا پلاتین است که از بازوی میکروبالانس الکترونیکی که در محفظة شیشه‏ای قرار گرفته، آویزان است. درعمل کوره بالا آورده می‏شود تا در مجموع با محفظة شیشه‏ای یک فضای درزگیری شده را ایجاد کند. کنترل اتمسفر یا جریان گاز در محفظه انجام می‏شود. پس از اتمام آزمایش، کوره توسط جریان آب سرد می‏شود و امکان انجام آزمایش بعدی فراهم می‏گردد.

کاربردهای دستگاه گرما وزن سنج
کاربردهای دستگاه گرما‏وزن‏سنج یا TGA عبارتنداز:
ـ بررسی فرآیندهای جذب (واجذب)
- تخریب 
- تخریب اکسیداسیونی
- پایداری حرارتی
- مراحل افت وزنی و شرایط دمای آن
- مواد کمپلکس
- تجزیه کمّی 

گرما وزن سنجی تفاضلی (DTG)
منحنی DTG همان مشتق منحنی گرماوزن‏ سنجی است و مطابق معادله (3) تعریف می‏گردد:
(3) 

در این معادله پارامترهای m, t, T به ترتیب، درجه حرارت، زمان و جرم هستند. متداولترین روش محاسبه مشتق، است که در آن تغییرات جرم با زمان در برابر دما رسم می‏شود.
منحنی DTG اطلاعات TG را با سهولت بیشتری بصورت چشمی در اختیار می‏گذارد. همچنین اجازه می‏دهد دمای حداکثر افت وزنی (TMax) به سرعت تعیین شده و در نتیجه اطلاعات Te (onset) و Tf (دمای انتهایی) نیز قابل دستیابی باشند. هر سه دما با تغییر شرایط آزمایش تغییر می‏کند. سطح زیر منحنی DTG مستقیماً با تغییر جرم متناسب است.
ارتفاع پیک DTG در هر دمایی، سرعت تغییر جرم در آن دما را می‏دهد. این اطلاعات می‏تواند برای بدست آوردن اطلاعات سینتیکی بکار رود، زیرا می‏توان معادله‏ای به شکل معادله (4) نوشت:

= - (Ae-E/RT) f(m) (4)
اندازه‏گیری هم‏زمان DSC/TG
در این روش بررسی آنتالپی و تغییرات وزنی روی یک نمونه بطور هم‏زمان انجام می‏شود. برتری اندازه‏گیری هم‏زمان بویژه در سیستم‏های کمپلکس آن است که نتایج TG و DSC همراه خواهند بود و شرایط برای هر دو یکسان است.
دستگاه ( Simultaneous Thermal Analysis) STA_625 تست هم‏زمان TG و DSC را در محدوده دمایی Cْ100- تا Cْ600 انجام می‏دهد. دستگاه براساس میکروبالانس الکترونیکی با دو کروسیبل برای نمونه و مرجع طراحی شده و کروسیبل‏ها از یک بازوی ترازو آویزانند.
ترموکوپل‏ها برای اندازه‏گیری دمای نمونه و مرجع بر روی Platform جوش داده شده و به یک آمپلی فایر متصل می‎باشند. اتمسفر دستگاه نیز قابل کنترل است.

اطلاعات موردنیاز برای تفسیر ترموگرام‎های (گرما و وزن‎)سنجی
برای درک بهتر نتایج TG و DSC باید اطلاعات زیر موجود باشد:
ـ اطلاعات مربوط به تمام مواد (نمونه، مرجع، حلال) با نام مشخص
ـ خلوص شیمیایی و عمل آوری‏های اولیه
ـ سرعت متوسط تغییر خطی دمایی در محدودة دمایی که پدیدة مورد نظر اتفاق می‏افتد.
ـ مشخصات جو نمونه، فشار و ترکیب و خلوص: اتمسفر استاتیک، خودزا یا دینامیک (در صورت امکان، فشار اتمسفری محیط و رطوبت باید شناخته شده باشند.)
ـ ابعاد و هندسه ظرف نگهدارنده نمونه و روش قراردادن آن
ـ تشخیص مقیاس مناسب برحسب دما یا زمان در جای لازم
ـ حصول مجدد و صحیح همه رکوردهای اولیه
ـ در صورت امکان، مشخص شدن هر اثر گرمایی و ارائه شواهد لازم 
در گزارش اطلاعات TGA، علاوه بر موارد فوق ذکر جزئیات زیر نیز ضروری است
ـ مشخصات ترازوی گرمایی
ـ بیان وزن نمونه ومقیاس وزنی مورد استفاده (درصد وزنی باید روند کاهشی داشته و انحراف از این قانون باید مشخص شود)
ـ مشخص بودن روش بدست آوردن مشتق، در صورت بکارگیری گرما وزن‏سنج تفاضلی 
در هنگام گزارش ترموگرام DSC نیز مشخصات زیر باید موجود باشد:
ـ وزن نمونه
ـ مشخص کردن نوع دستگاه شامل ژئومتری، جنس ترموکوپل و محل ترموکوپل‏های اندازه‏گیری دما
ـ تعیین جهت H Δ مثبت یا منفی
ترموگرام ارجح آن است که تقسیم‏بندی‏های افزایشی را برای ΔH مثبت و تغییرات کاهشی را برای ΔH منفی نشان دهد. هر نوع انحراف از این حالت باید گزارش شود.
مراجع

1) M. E. Brown, Chapman and Hall, “Introduction to Thermal Analysis : Techniques and Applications”, P.63-80, 1988

2) J. W. Dodd and K. H. Tonge, “Thermal Methods”, John Wiley & Sons, P.3, 1987

3) Perkin Elmer, “Thermal Analysis Supplies Catalog”, 1993 

4) Shimadzu Corporation, “Thermal Analysis: Applications in the Field of Pharmaceutical Industry”, japan

5) شهره طلوعی، مجله علوم و تکنولوژی پلیمر، سال سوم، شماره چهارم، بهمن 1369 
6) فاطمه شکرالهی، حمید میرزاده، مجله علوم و تکنولوژی پلیمر، سال دوازدهم، شماره چهارم، زمستان 1378

7) Mark, Bicles, Overberger, Menges, “Encyclopedia of Polymer Science and Engineering”, John Wiley & Sons

8) T. Hatakeyama, “Handbook of Thermal Analysis”, John Wiley & Sons, 1998

9) J. Qin, P et al., “J. Appl. Polym. Sci.”, Vol. 51, P. 1433_40, 1994

10) J. P. Redfern, “J. Appl. Polym. Sci., Appl. Polym. Symp.”, Vol. 55, P. 65_86, 1994