بررسی تاثیر پارامتر مدت زمان آسیاکاری و قطر گلوله بر تشکیل محلول جامد و پوشش مکانیکی سطح در حضور پودر مسی و گلوله نیکلی
الموضوعات : فصلنامه علمی - پژوهشی مواد نوین
ایمان فرح بخش
1
(استادیار گروه مهندسی مکانیک، واحد قوچان، دانشگاه آزاد اسلامی، قوچان، ایران)
مهدی شاهدی اصل
2
(استادیار گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران)
بهزاد نایبی
3
(دانش آموخته کارشناس ارشد دانشکده مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران)
صاحبعلی منافی
4
(دانشیار گروه مهندسی مواد، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد شاهرود، شاهرود، ایران)
الکلمات المفتاحية: پوشش دهی مکانیکی سطح (SMC), پودر مس و گلوله نیکلی, مدت زمان آسیاکاری, قطر گلوله,
ملخص المقالة :
بررسی تشکیل محلول جامد از طریق تامین پودر از سطح گلوله و همچنین امکان سنجی پوشش دهی مکانیکی سطح (SMC )، با استفاده از روش آلیاژسازی مکانیکی و تاثیر دو پارامتر مدت زمان آسیاکاری و قطر گلوله‌ها بر این دو مطلب، موارد مورد بررسی در این مقاله می‌باشند. در این راستا، از عملیات آلیاژسازی مکانیکی در حضور پودر مس و گلوله نیکلی استفاده گردیده است. پارامترهای مورد بررسی عبارتند از: 1- مدت زمان آسیاکاری (5، 10، 20، 60 و 120 ساعت) و 2- قطر گلوله‌ها (5 و 9 میلیمتر). جهت دستیابی به نتایج مطلوب از آنالیزهای مختلف شامل آنالیز پراش اشعه ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترون روبشی (SEM) و میکرو آنالیزور پروب الکترونی (EPMA) استفاده شده است. بررسی‌ها حاکی از آن است که تامین پودر از سطح گلوله با افزایش مدت زمان آسیاکاری و قطر گلوله‌ها، افزایش می‌یابد. همچنین مشخص گردید که تشکیل پوشش بر روی سطح گلوله در حین فرآیند آلیاژسازی مکانیکی امکان پذیر است. همچنین با استفاده از برش عرضی از سطح مقطع گلوله‌ها و انجام آنالیز عنصری به صورت خطی مشخص گردیده است که در قسمت پوشش ترکیب شیمیایی برای نمونه‌های مختلف، متفاوت می باشد و رابطه منطقی با پارامترهای آسیاکاری دارند.
1-P. Gilman and J. Benjamin, "Mechanical alloying," Annual review of materials science, vol. 13, pp. 279-300, 1983.
2-I. Farahbakhsh, A. Zakeri, P. Manikandan, and K. Hokamoto, "Evaluation of Nanostructured coating layers formed on Ni balls during mechanical alloying of Cu powder," Applied Surface Science, vol. 257, pp. 2830-2837, 2011.
3-I. Farahbakhsh, A. Zakeri, P. Manikandan, and K. Hokamoto, "Structural Evolution of the Cu-Ni Solid Solution Formed by Ball Mechanical Alloying Treatment (BMAT)," in Materials Science Forum, 2011, pp. 279-284.
4-G. Schaffer and P. McCormick, "Combustion synthesis by mechanical alloying," Scripta metallurgica, vol. 23, pp. 835-838, 1989.
5-M. Abdelaoui and E. Gaffet, "The physics of mechanical alloying in a planetary ball mill," Acta Metall. Mater, vol. 43, pp. 1087-1098, 1995.
6-R. Hamzaoui, O. Elkedim, and E. Gaffet, "Milling conditions effect on structure and magnetic properties of mechanically alloyed Fe–10% Ni and Fe–20% Ni alloys," Materials Science and Engineering: A, vol. 381, pp. 363-371, 2004.
7-C. Suryanarayana, Non-equilibrium processing of materials vol. 2: Pergamon, 1999.
8-D. Zhang, "Processing of advanced materials using high-energy mechanical milling," Progress in Materials Science, vol. 49, pp. 537-560, 2004.
9-M. S. El-Eskandarany, Mechanical alloying for fabrication of advanced engineering materials: William Andrew, 2001.
10-J. S. Benjamin, "Dispersion strengthened superalloys by mechanical alloying," Metallurgical and Materials Transactions B, vol. 1, pp. 2943-2951, 1970.
11-C. Suryanarayana, "Mechanical alloying and milling," Progress in Materials Science, vol. 46, pp. 1-184, 2001.
12-Z. Luo and Z.Q. Li, “A W–In solid solution synthesized by mechanical alloying”, Materials Science and Engineering A, vol. 459, pp. 47–51, 2007.
13-D. Morris and M. Morris, "Antiphase domain boundaries and their importance for dislocation behaviour in Ni3Al based alloys," Philosophical Magazine A, vol. 61, pp. 469-491, 1990.
14-L. Fritzemeier, "High strength, high conductivity composites," Nanostructured Materials, vol. 1, pp. 257-262, 1992.
15-J. W. T. Heemskerk, Y. Noat, D. J. Bakker, J. M. Van Ruitenbeek, B. J. Thijsse, and P. Klaver, "Current-induced transition in atomic-sized contacts of metallic alloys," Physical Review B, vol. 67, p. 115416, 2003.
16-L. Takacs and A. Revesz, "Preparation of Coatings by Mechanical Alloying".Chemistry for Sustainable Development, vol.15, pp. 231-235, 2007.
17-S. Romankov, S. V. Komarov, E. Vdovichenko, Y. Hayasaka, N. Hayashi, S. D. Kaloshkin, and E. Kasai, "Fabrication of TiN coatings using mechanical milling techniques," International Journal of Refractory Metals and Hard Materials, vol. 27, pp. 492-497, 2009.
18-A. R. Torosyan, J. R. Tuck, A. M. Korsunsky, and S. A. agdasaryan, "A new mechanochemical method for metal coating," Materials Science Forum, vol. 386, pp. 251-256, 2002.
19-G. Gupta, K. Mondal, and R. Balasubramaniam, "In situ nanocrystalline Fe Si coating by mechanical alloying," Journal of Alloys and Compounds, vol. 482, pp. 118-122, 2009.
20-J. R. Weertman, Mechanical behavior of nanocrystalline metals: Noyes Publications: Norwich, NY, 2002.
21-K. Kumar, H. Van Swygenhoven, and S. Suresh, "Mechanical behavior of nanocrystalline metals and alloys," Acta Materialia, vol. 51, pp. 5743-5774, 2003.
22-M. A. Meyers, A. Mishra, and D. J. Benson, "Mechanical properties of nanocrystalline materials," Progress in Materials Science, vol. 51, pp. 427-556, 2006.
23-W. M. Kuschke, R. M. Keller, P. Grahle, R. Mason, and E. Arzt, "Mechanisms of powder milling investigated by X-ray diffraction and quantitative metallography," Zeitschrift für Metallkunde, vol. 86, pp. 804-813, 1995.
24-H. Kaffash, A. Shokuhfar, H. R. Rezaie, E. Mostaed, and A. Mostaed, "Effects of Milling Time and Impact Force on the Mutual Diffusion of Cu and Fe during Synthesis of Nanostructured Fe-50% Cu Alloy via Mechanical Alloying Process," in Defect and Diffusion Forum, 2010, pp. 1262-1266.
25- ا. شیرانی، ع. شکوه فر و م. عنایتی، "اثر آلیاژسازی مکانیکی و عملیات حرارتی بر تغییر فاز مخلوط پودرهای Cr-Al-Ni"، نشریه مواد نوین، سال 1 شماره 1، ص 31-۴۰ ، مهر 1389.
26-C. Suryanarayana and M. G. Norton, "X-ray diffraction: a practical approach," Microscopy and Microanalysis, vol. 4, pp. 513-515, 1998.
27-S. Pabi, J. Joardar, I. Manna, and B. Murty, "Nanocrystalline phases in Cu-Ni, Cu-Zn and Ni-Al systems by mechanical alloying," Nanostructured Materials, vol. 9, pp. 149-152, 1997.
28-R. J. D. Tilley, Crystals and crystal structures: Wiley, 2006.
29-O. Lemine, "Microstructural characterisation of nanoparticles using, XRD line profiles analysis, FE-SEM and FT-IR," Superlattices and Microstructures, vol. 45, pp. 576-582, 2009.
30-V. Glibin, B. Kuznetsov, and T. Vorobyova, "Investigation of the thermodynamic properties of CuNi alloys obtained by electrodeposition or by casting," Journal of alloys and compounds, vol. 386, pp. 139-143, 2005.
31-M. Enayati, Z. Sadeghian, M. Salehi, and A. Saidi, "The effect of milling parameters on the synthesis of Ni3Al intermetallic compound by mechanical alloying," Materials Science and Engineering: A, vol. 375, pp. 809-811, 2004.
32-S. Benhaddad, S. Bhan, and A. Rahmat, "Effect of ball milling time on Ti-Al and Ni-Al powder mixtures," Journal of materials science letters, vol. 16, pp. 855-857, 1997.
33-T. Nieh, J. Wadsworth, T. Mukai, and C. Liu, "Superplastic behavior of a Zr-10Al-5Ti-17.9 Cu-14.6 Ni metallic glass in the supercooled liquid region," Scripta materialia, vol. 40, 1999.
34-J. Shackelford and W. Alexander, "Electrical properties of materials," ed: Materials Science and Engineering Handbook. Boca Raton: CRC Press, 2001.
35-C. Suryanarayana, Mechanical alloying and milling vol. 180: CRC, 2004.
36-J. Eckert, J. Holzer, C. Krill, and W. Johnson, "Mechanically driven alloying and grain size changes in nanocrystalline Fe‐Cu powders," Journal of applied physics, vol. 73, pp. 2794-2802, 1993.
37-L. Lu, M. Lai, and S. Zhang, "Diffusion in mechanical alloying," Journal of materials processing technology, vol. 67, pp. 100-104, 1997.
38-X. Sauvage, F. Wetscher, and P. Pareige, "Mechanical alloying of Cu and Fe induced by severe plastic deformation of a Cu–Fe composite," Acta Materialia, vol. 53, pp. 2127-2135, 2005.
39-V. Shabashov, A. Mukoseev, and V. Sagaradze, "Formation of solid solution of carbon in BCC iron by cold deformation," Materials Science and Engineering: A, vol. 307, pp. 91-97, 2001.
_||_
