مقاله سختی سازی سطوح با استفاده از تشکیل ترکیب نیترید تیتانیوم سنتز سایششدهبوسیله لیزری

توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد

  مقاله سختی سازی سطوح با استفاده از تشکیل ترکیب نیترید تیتانیوم سنتز سایششدهبوسیله لیزری دارای ۳ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله سختی سازی سطوح با استفاده از تشکیل ترکیب نیترید تیتانیوم سنتز سایششدهبوسیله لیزری  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی مقاله سختی سازی سطوح با استفاده از تشکیل ترکیب نیترید تیتانیوم سنتز سایششدهبوسیله لیزری،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

بخشی از متن مقاله سختی سازی سطوح با استفاده از تشکیل ترکیب نیترید تیتانیوم سنتز سایششدهبوسیله لیزری :

مقدمه

در سالهای اخیـر فنـاوری نـانو سـبب پیشـرفت چشـمگیدرری صنعت شده است. پژوهشگران در این سالها با اسـتفاده از خـواص نانوذرات سبب پیشـرفت هـای شـگرفی در شـاخه هـای مختلـف صنعت شدهاند. یکی از مسائلی کـه دنیـای امـروزی بـا آن مواجـه است، فرسایش قطعات در اثر سایشبا یکـدیگر مـی باشـد. بـرای

حل این مشکل راه حل های مختلفـی ارائـه شـده اسـت. یکـازی روش ها پوشش دادن سطوح مورد سایش با استفاده مـواد سـخت می باشد]۱.[ به طور مثال با سختی سطحی به روش القایی، سختی سطح در فولاد بـالاتر مـی رود بـدون اینکـه سـطح دچـار آسـیب ماکروسکپی شود]۲.[

۰۵

شکل: ۱ شماتیک رآکتور تحقیقاتی.

جهت سختی سطحی، مواد زیادی همچون کروم [۳] و نیکل-

کبالت [۴]، اکسید آلومنیوم [۵]، تیتانیوم-مس-نیتروژن [۶]

;بکار گرفته شده است. از جمله موادی که کاربرد زیادی در

صنعت پیدا کرده است ترکیبات تیتانیوم است. ترکیبات تیتانیوم از

دیرباز به دلیل خواص ویژه و عالی که دارند مورد توجه بوده

اند.[۷] نیترید تیتانیوم دارای چگالی ۵/۴ گرم برسانتویمتر مربع

سختی ۱۷۷۰ کیلوگرم بر میلیمتر مربع و دمای ذوب ۳۲۰۰ درجه

سلسیوس است.[۸] نیترید تیتانیوم با خاصیت مقاومت به خوردگی

و مقاومت به سایش بالا و کاهش وزن قطعه می تواند کاربرد بسیار

مناسبی برای سخت سازی سطوح در صنعت داشته باشد. به طور

مثال با لایه نشانی نیترید تیتانیوم بر روی متهمقاومتهایفولادی

به خوردگی و سایش آنها افزایش داده می شود و درطولنتیجه

عمر آن را نیز افزایش مییابد .[۹]

وینکلمن و همکاران در تحقیقی بـا پوشـش لایـه نـازک نیتریـد

تیتانیوم بر مس و برنج دریافتند کـه مقاومـت در برابـر سـادریش

شرایط اصطکاکی افزایش چشمگیری مییابد .[۱۰]

روش های زیادی امروزه برای سختی کاری وجود دارد یکـازی

این روش ها سـایش لیـزری اسـت. روش سـایش لیـزری روشـی

فیزیکی است که مزیت های قابل تـوجهی نسـبت بـه روش هـای

شیمیایی دارد. برای مثـال یـک مرحلـه ای بـودن فرآینـد و تولیـد

ی خالصتر (نسبت به روشهای )، را میتوان نام برد .[۱۱]

مارک هید کمپ و همکـاران، در تحقیقـی بـا اسـتفاده از روش

سایش لیـزری سـختی سـطح ورق هـای فلـزی مـورد اسـتفاده در

خودرو را افزایش دادند. آنها در این پژوهش دریافتند که با برخورد نور لیزر و پوشش نیترید تیتانیوم بر قطعه کار، مقاومت به سـایش در قسمت هایی که تحت فشار بالا قرار دارد، افزایش مـییابـد. بـا استفاده از انجام آنالیزهای انجام شده بـا تجزیـه و تحلیـل در ریـز ساختارها به این نتیجه رسیدند که سختی سطحی با سایش لیـزری با کمترین اعوجاج و کیفیت خوب خواص سطح همراه است.[۱۲] در این تحقیق ما با استفاده از پرتوهای نور یک لیزر CO2با طول موج ۱۰۶۴ nmدر محیط گاز نیتروژن نسبت به سنتزلایههای نازک نیترید تیتانیوم (TiN) اقدام کردهایم.

روش کار

ابتدا برای سنتز نیترید تیتانیوم یک راکتـور تحقیقـاتی طراحـیو ساخته شد. این راکتور دارای حجم تقریبی ۹ لیتـر همچنـین دارای دو دریچه است کـه یکـی بـرای ورود نـور لیـزر و دیگـری بـرای حرکت چرخشی هدف می باشد. ابتدا برای جلـوگیری از آلـودگی های سطحی قرص تیتانیوم را با شوینده و بعد با آب مقطر شسـت

و شو داده شد. سپس محفظه تا فشـار ۱۰-۱ mbar از هـوا تخلیـه شد. سپس گازفشارنیتروژن با ۲ bar به داخل راکتور تزریق شـد (این کار جهت اطمینان از خلوص اتمسفرتکرار محفظه تا ۳ مرتبه شد). با تابش نور لیزر CO2 با توان ۱۲۰ W از دریچه راکتـور بـر یک قرص پوشیده شده با تیتانیوم لایه نازک نیترید تیتـانیوم انجـام شد. در واقع با تابش اشعه لیزر قسمتی از قرص تیتانیوم تبخیر شده

و واکنش با نیتروژن سبب تشکیل ترکیب نیترید تیتانیوم مـی شـود. در شکل ۱ شماتیکی از رآکتور تحقیقاتی ساخته شده و نحوه تابش نور لیزر بر آن نشان داده شده است.

شکل: ۲ طیف پراش اشعه ایکس.

۱۵

شکل: ۳ تصویر میکروسکوپ الکترونی

آنالیز

در این پژوهش جهت بررسی تشـکیل ترکیـب TiN و تحلیـل ساختار کریسـتالی مـاده تشـکیل شـده از آنـالیز پـراش اشـعه X ((XRD استفاده شد. این کار با اسـتفاده از یـک دسـتگاه بروکـر مدل D8 Advance انجـام شـد. همچنـین مورفولـوژی سـطوح تشکیل شده با استفاده از یک مشرکتیکروسکوپ STM ساخت Nanosurfانجام شد.