PDA

نسخه کامل مشاهده نسخه کامل : مهندسی و علم مواد( Material Science & Engineering)



boomba
01-12-2008, 14:58
دوستان عزيز اين تاپيک رو باز کردم تا مهندسين، دانشجويان و همه کسانی که ميخوان از اين رشته اطلاع بيشتری داشته باشن، مطالب مورد نيازشون رو اين جا پيدا کنند. رشته مهندسی متالورژی شايد کمتر در ايران جا افتاده ولی کم کم داره جای خودش رو در صنعت باز ميکنه. اينجا ميتونيد در مورد اين رشته و کاربردهای اون، معرفی کتاب و سايت های مرتبط وساير موارد مربوط به اين رشته آشنا بشيد. از همه دوستان هم ميخوام که با هم تاپيک رو پيش ببريم. متشکرم

boomba
01-12-2008, 14:59
رشته مهندسی مواد دارای سه گرايش بوده که اختلافهای اساسی با هم دارن:
1- مهندسی مواد و متالورژی صنعتی
2- مهندسی مواد و متالورژی استخراجی
3- مهندسی مواد و سراميک
تقريباً هر سه گرايش از علوم نو و جديد دنيا هستن که هنوز خيلی جا برای فعاليت و پيشرفت داره. مواردی مانند نانو تکنولوژی، فرو آلياژ ها، ميکرو آلياژها، ******** آلياژها و مواد بسيار استراتژيک کامپوزيت ها و سراميک ها همه از تخصص های اين رشته می باشد

boomba
01-12-2008, 14:59
از زمانی که انسان فلز را شناخت، متالورژی را به عنوان یک هنر فرا گرفت. صنعت متالورژی از دیر باز در جهان به عنوان یک صنعت مادر شناخته شده و با پیشرفتهای روز افزون تکنولوژی نقش آن اشکار می‌گردد. تحقیقات باستان‌شناسی نشان می‌دهند که اولین اقوامی که موفق به کشف و استفاده از آن شدند، ساکنان فلات ایران بودند.
تاریخچه

دوره فلزات بعد از عصر حجر و از حدود ۶ تا ۷ هزار سال قبل از هجرت آغاز شده‌است. شاید مس اولین فلزی است که بطور خالص و طبیعی و جدا از مواد معدنی مورد استفاده بشر قرار گرفته‌است. انواع سنگهای مس از ظاهری فلزی با رنگهای مختلف مانند نیلی، لاجوردی، سبز، طلایی و سرخ برخوردار هستند. این امر می‌تواند یکی از عوامل توجه بشر اولیه به ترکیبات حاوی مس باشد.
برخی معتقدند که گویا اولین بار ذرات طلا که در کنار ماسه‌های کنار رودخانه‌ها پراکنده بودند، توسط بشر شناسایی شدند. مصریان و شاید هندیان بیشتر از سایر ملل در استخراج طلا از سنگهای آن توفیق داشتند، اما در ایران از دوره هخامنشی، آثار متعددی از طلا و نقره خصوصا در کنار رود جیحون و در شهر همدان کشف شده‌است. با گذشت زمان فلزات دیگری مانند نقره، سرب، آنتیموان و قلع نیز کشف شدند و بشر توانست با استفاده از آتش، ذوب فلزات را تجربه نموده و آلیاژهای مختلف را بدست آورد. به عنوان مثال، از مخلوط کردن قلع و مس، مفرغ بدست آمد و به این ترتیب عصر مفرغ شروع شد.
در عصر حاضر می‌توان متالورژی را مادر صنعت دانست. در دنیایی صنعتی امروز بی شک اگر آلیاژهای خاص و کاربر با کمک علم متالورژی به وجود نمی‌آمد هم اکنون ما شاهد خیلی از پیشرفت‌های بشر نبودیم!
گرایش‌ها

متالورژی صنعتی (متالورژی فیزیکی)
متالورژی استخراجی
روشهای تولید مصنوعات فلزی

ریخته‌گری
متالورژی پودر
شکل‌دهی فلزات
جوشکاری
ماشین‌کاری
جستارهای وابسته

متالورژی فیزیکی
آلیاژ
آهنگری
اکستروژن
جوشکاری ذوبی
جوشکاری زرد
جوشکاری فشاری
ذوب
شکل‌دهی الکترومغناطیسی
شکل‌دهی الکتروهیدرولیکی
لحیم کاری
مواد معدنی
نوردکاری

boomba
01-12-2008, 15:43
علم و مهندسی مواد به بررسی انواع ماده ها، ساختار آنها، خواص و کابردشان می پردازد. در علم مواد، ماده ها به طور جامع به سه بخش اصلی تقسیم بندی می شوند که عبارت اند از: فلزات، سرامیک ها و پلیمر ها.
این دانش کمابیش در تمامی علوم مهندسی کاربرد دارد.

گرایش‌های اصلی

سرامیک
شکل‌دهی فلزات
ریخته‌گری
جوشکاری
استخراج فلزات
نانو مواد
بیو متریال
حفاظت و خوردگی
مهندسی سطح
شناسایی و انتخاب مواد
جستارهای وابسته

نانوتکنولوژی
خواص مواد
ساختار مواد
عملیات حرارتی
متالورژی پودر

boomba
01-12-2008, 15:45
اصول کار کوره (متالورژی استخراجی):
در فرايند استخراج , تصفيه و ذوب مجدد , معمولاً راههائي وجود دارد كه بسته به نوع كار طراحي مي شوند و در اين كوره ها عمل ذوب انجام مي شود . در اين جهت مي توان از كوره بلند (كوره اي كه در آن اكسيد آهن تبديل به چدن مي شود) , كنورتور كه در آن چدن با دمش اكسيژن خالص به فولاد تبديل مي شود . و كوره هاي ديگر بعنوان كوره هاي ذوب Melting ناميده مي شود , در اين درس بحث ما در روي كوره هائي كه براي استخراج فلزات استفاده مي شود دور نمي زند مثل كوره هاي استخراج آهن در اصفهان , استخراج مس در سرچشمه كرمان , استخراج سرب و روي در زنجان .
در اين درس كوره هائي كه مورد بررسي قرار مي گيرند بيشتر كوره هاي مربوط به صنعت ريخته گري هستند . يعني كوره هائي كه شوشه ها Pigs در آنها ذوب مي شود و با تنظيم آناليز آنها مذاب براي ريخته گري قطعات آماده مي شود .
اصطلاحاً به اين كوره ها , كوره هاي دوباره ذوب (Re-Melting Furnaces) مي گويند , كوره هائي كه در ريخته گري براي ذوب مجدد فلزات و آلياژها استفاده مي شوند به ترتيب مي توانيم به شرح زير نام ببريم :
1) كوره هاي بوته اي Crucible Furnaces
2) كوره هاي تشعشعي Radiation or Reverberatory Furnaces
3) كوره هاي ايستاده (كوپل) Vatical Shaft (Cuple) Furnaces
4) كوره هاي برقي Electric Furnaces
5) كوره هاي با شعاع الكتروني Electron Furnaces
6) كوره هاي ديگر (استفاده از انرژيهاي ديگر)
1)كوره هاي بوته اي :
همانطو كه از نام آنها پيداست براي عمل ذوب از بوته استفاده مي شود . انتقال حرارت در اين كوره ها بيشتر از طريق هدايت به مواد موجود در داخل بوته مي رود .
حرارت به سه طريق منتقل مي شود : 1- هدايت. 2- جابجائي. 3- تشعشعي
جنس بوته ها :
جنس بوته ها كه استفاده مي كنند به شرح زير است . بوته هاي آهن خالص- بوته هاي فولادي- بوته هاي چدني- بو ته هاي شاموتي- بوته هاي گرافيتي- بوته هاي سيليكون كاربايدي- بوته هاي ديگر
آهن خالص براي فلزاتي كه نقطه ذوب كمتري نسبت به آهن دارند و خوردگي كمتري دارند- از بوته هاي آهني براي ذوب موادي كه نقطه ذوب آنها پائين تر از نقطه ذوب آهن خالص است (1539-1536درجه سانتيگراد) است . منيزيم را مجبوريم در داخل اين بوته ذوب كنيم چون با بهترين آجر نسوز نمي توان منيزيم را ذوب كرد و دليلش ميل تركيبي منيزيم با اكسيژن است كه اكسيژن نسوز را مي كشد و نسوز متخلخل مي شود-
آهن خالص تجاري:
چون آهن بصورت خيلي خالص بندرت يافت مي شود , بيشتر از اين آهن استفاده مي شود و خلوصش 8/99% است و ناخالصي اش 2/0-1/0% مي باشد. آهن خالص تجاري را در دنيا برخي از شركتها توليد مي كنند . از جمله شركت آرمكو و وستينگ هاوس در آمريكا توليد مي كنند كه براي ذوب آلياژهاي با نقطه ذوب كم مثل روي , منيزيم , سرب و ... از اين ورقها بوته درست كرده (بوته يكپارچه) استفاده مي كنند (بوته را جوش نمي زنند بلكه با آهنگري درست مي كنند بلكه پرس و گرم كاري)- از بوته هاي چدني براي ذوب آلياژهاي روي , آلومينيوم و ساير آلياژها با نقطه ذوب پائين استفاده مي كنند بشرطيكه مشكل آهن در آن آلياژها وجود نداشته باشد . تجربه نشان مي دهد مذاب Al و Zn , آهن را در خود حل مي كند چون چدن داراي انتقال حرارت خوب است (بدليل گرافيتهاي لايه اي) و ارزان ريخته گري مي شود . در ايران بيشتر از بوته هاي چدني استفاده مي شود .
بوته هاي فولادي :
از بوته هاي فولادي براي ذوب آلياژها با نقطه ذوب كم و آلياژهائي كه ميل تركيبي زيادي نسبت به اكسيژن دارد مثل آلياژهاي منيزيم كه علاقه دارند اكسيژن مواد نسوز را بگيرند , استفاده مي كنند . فولادهاي معمولي خوردگي بيشتري دارند و مذاب آلياژهاي مختلف در آن تدريجاً آن را مي خورند (يعني بدنه را در خود حل مي كنند).
بوته از جنس مواد نسوز دوام بيشتري در برابر پوسته پوسته شدن يعني اكسيد شدن دارد . آناليز يك نوع فولاد نسوز عبارتست از 25% كرم و 20% نيكل و بقيه عناصر جزئي ديگر , از آلياژهاي ديگر نيز كه قيمت آنها گران است بعنوان بوته مي توان استفاده كرد , از جمله آلياژ 50% كرم و 50% نيكل يا آلياژ 50% كرم و 50% نيكل و كمي نيوبيوم Nb (كه دوام و مقاومت خوبي دارد) .
بوته هاي گرافيتي :
همانطور كه از نام اين بوته ها پيداست , جنس اين بوته ها از گرافيت مي باشد . (مي دانيم كه كربن در طبيعت به سه صورت ديده مي شود : 1) كربن بي شكل : اين كربن شكل بلوري ندارد و به آن كربن آمولف نيز مي گويند . اين كربن در اثر حرارت در مجاورت اكسيژن , مي سوزد و خاكستر از آن باقي مي ماند. 2) كربن بصورت گرافيت : اين نوع كربن بصورت بلوري (كريستالي) مي باشد و بلوري آن طوري است كه داراي صفحات لغزش است و اين صفحات مي توانند روي هم براحتي بلغزند . بهترين آنها گرافيت چرب نقره اي است . اين گرافيت ماده نسوز است و نقطه ذوبي در حدود بيش از 3000 درجه سانتيگراد دارد گرافيت راسب (رسوب يافته) شده در حين انجماد در چدنهاي خاكستري از اين نوع است كه از مذاب جدا شده . 3) كربن بصورت الماس : بلور اين نوع كربن بصورت يك هشت وجهي است ولي رنگي و شفاف است و با سختي 10 موهس سخت ترين ماده در طبيعت مي باشد .
بوته هاي گرافيتي بدليل اينكه نقطه ذوب بالا داشته و گرافيت نيز علاوه بر نسوز بودن از انتقال حرارت زيادي نيز برخوردار است هدايت خوبي داشته و حرارت را از جداره خود به داخل بوته هدايت مي كند .
طرز ساخت بوته هاي گرافيتي :
به اين شكل است كه گرافيت را همراه با كمي قير و مواد چسبي آغشته كرده و با فشار زياد پرس مي كنند سپس آن را در مدت زمان طولاني در محيط بسته اي دور از هوا مي پزند (دما در حدود 1600 درجه سانتيگراد) تا عمل تف جوشي (زينتر) روي آن انجام شود و به آرامي در كوره سرد مي شود .
بوته هاي سيليكون كاربايد :
اين نوع بوته ها از استحكام بيشتري برخوردارند و خود ماده سيليكون كاربايد در اثر حرارت , كمي منقبض و منبسط مي شود . يكي از بهترين موادي است كه به شك حرارتي مقاوم است . براي ذوب چدن بيشتر از بوته هاي سيليكون كاربايدي استفاده مي شود چون چدن آلياژيست از آهن- كربن- سيلسيم , پس كمتر علاقه دارد جداره را بخورد .
بوته هاي شاموتي :
اين بوته ها از خاك رس نسوز ساخته مي شود . از ريختن رس نسوز در اثر حرارت اصطلاحاً شاموت به دست مي آيد . البته درجه نسوز بوته هاي شاموتي بستگي به درجه خلوص شاموت دارد . بهترين ماده شاموت آن است كه پس از پخت , مقدار فازهاي موليت در حداكثر خود قرار گيرد (1800 0C . 3Al2O3 . 2SiO2).
موليت نسوزي است كه تا دماي 1800 0C مي تواند دوام بياورد , در ضمن از نظر مقاومت مكانيكي در دماي بالا نيز خوب است . در بوته هاي شاموتي آلياژهاي غير آهني و بندرت چدن ذوب مي شود . معمولاً دوام بوته هاي شاموتي تا دماي 1650 0C است .
انواع كوره هاي بوته اي : Crucible Furnaces
الف) كوره بوته اي چرخان) 1- چرخان حول تقريباً كمي بالاتر از مركز ثقل – 2- چرخان حول محور ناوداني كوره ب) كوره بوتهاي ثابت (زميني) ) 1- با سوخت جامد - اين نوع كوره ها دو نوعند,يكي كوره سنتي است كه از سوخت جامد زغال سنگ يا كك براي عمل ذوب استفاده مي كردند.اين نوع كوره نياز به برق نداشت و با هواي طبيعي كه از زير كوره از لابه لاي ميله هاي كف به داخل كشيده مي شد زغال سنگ يا ككها را مشتعل مي ساخت . براي ذوب فلزات مخصوصاً چدن بوته را در داخل ككها دفن مي كردند تا هم از بالا و هم از بغل ها و هم از زير حرارت به فلز برسد و ذوب خوب و كامل انجام شود. (براي ذوب چدن در اين كوره ها اول بايد ككها را الك كرد يعني ككها را دسته بندي كرد از درشت به ريز و پودر,كك درشت در زير و بعد بوته و بعد شارژ و چند كك گنده در داخل بوته و كك متوسط در اطراف و ريزها را در اطراف مي ريزيم و بقيه را در بالا مي گذاريم.
2- با سوخت مايع – نقشه اين كوره در شكل آمده است كه براي ذوب 100-150 كيلوگرم چدن مي باشد, سوخت اين كوره ها از گازوئيل با ارزش حرارتي 9300 كيلو كالري بر ليتر درجه سانتيگراد يا مازوت با ارزش حرارتي 1100 كيلو كالري بر ليتر درجه سانتيگراد است و مي توان با استفاده از بوته هاي گرافيتي در آن چدن ذوب كرد. مشعل آن از نوع فارسونگاهي(يك نوع مشعل ساده صنعتي كه از طريق يك لوله رابط به يك ونتيلاتور(دمنده هوا) وصل شده است).نوع ونتيلاتور يا دمنده هوا بستگي به ظرفيت كوره انتخاب مي شود , معمولاً دمنده هائي كه پس از ساخت بالانس شده اند را در اين كوره ها قرار مي دهند (در تهران ,مظفريان و در تبريز,كارخانه متحد) بدنه كوره از اسكلت فلزي است , از تكه لوله هاي 40 اينچي يا بالاتر از آن به ارتفاع 130 سانتيمتر و اگر نبود از ورق 6 mm به بالا رول كرده و به هم جوش مي زنيم .قطر داخلي 100 و ارتفاع 130- 110 cm پس 100*14/3=314 cm قطر داخلي بدنه مي باشد كه از جوش زدن ورق گسترده بدست مي آيد. و در كف بدنه رول شده رينگ مي زنيم و ميله هاي در جاي خالي رينگ جوش مي دهيم رويش آجر نسوز با كمي شيب قرار مي دهيم تا سرباره ها بيرون رود , بعد كف بوته قرار داده مي زنيم كه كف بوته مي تواند بوته شكسته باشد و سپس از پائين به بالا نسوز كاري مي كنيم كه نسوز جداره 20- 15 cm است. فارسونگاه را طوري مي گذاريم كه بصورت مماس به كف بوته بخورد تا شعله دور بزند.


از كوره هاي تشعشعي ثابت براي ذوب آلياژهاي غير آهني مخصوصاً آلومينيوم استفاده مي كنند , در اين كوره ها شعله مستقيماً به مذاب نمي خورد , زيرا اگر مستقيماً به مذاب بخورد موجب اكسيده كردن آن مي شود.
كوره هاي تشعشعي نيمه چرخان :
از اين كوره ها نيز براي ذوب آلياژهاي غير آهني استفاده مي كنند و موقع تخليه مذاب , كوره چرخانده مي شود يا در هنگام شارژ كوره چرخانده شده و شارژ را تحويل مي گيرد.
در اين كوره ها نيز سعي مي شود شعله به ديواره ها برخورد كرده و برخورد مستقيم با مذاب نداشته باشد.
كوره هاي دوار :
كوره هاي دوار كه براي ذوب چدن در سال 1930 در آلمان ساخته شد ولي در حال حاضر در دنيا بيشتر انگليسي ها از آن استفاده مي كنند . يك شركت در انگلستان به نام Manometer سازنده اين نوع كوره ها است.
Rotary Furnace كه با ظرفيت هاي 250Kg تا 70 تن مذاب چدن و تا 12 تن مذاب آلومينيوم مي سازد . سوخت اين نوع كوره ها گاز , گازوئيل و مازوت است . كوره هائي با ظرفيت كمتر با دست و كوره هاي با ظرفيت بيشتر به كمك جراثقيل شارژ مي شوند. كوره روي جكهاي مربوطه به اندازه 45 درجه بلند مي شود و بعد از شارژ دوباره به جاي خودش بر مي گردد.
جداره نسوز اين كوره ها براي ذوب چدن , خاك نسوز سيليسي و براي ذوب آلياژهاي آلومينيوم خاك نسوز آلومينائي است .
ساختمان اين كوره ها : اين كوره ها شامل يك اسكلت فلزي كه به شكل يك استوانه متصل به دو مخروط ناقص است و توسط فلنچ روي استوانه و مخروط ها به يكديگر متصل مي شود .
به طرف دهانه بزرگ مخروط ها و هر دو طرف استوانه فلنچ نصب شده و روي استوانه دو غلطك وصل مي شود. غلطكهاي محرك , كوره را با سرعت يك دور در دقيقه مي چرخانند 1 r.p.m و در ايران با سرعت تقريباً 2 r.p.m درست مي شود .
در كشور كوره هاي دوار توسط بعضي از افراد ساخته مي شود , يكي از سازندگان خوب اين كوره ها حاج صادق مهامي در تهران (ايران ذوب) كه كوره هائي با ظرفيت 250- 350- 500 Kg و 1 تن را مي سازد .
اولين كوره كه در ايران در تسليهات ارتش تهران توسط مهندس پسيان و مهندس گرنسر آلماني ساخته شد و شروع به ذوب چدن نمود . در ايران ظرفيت 500 Kg در ريخته گريهاي چدن زياد استفاده مي شود , زيرا خاك نسوز داخل آن خاك سيليسي بودهو قابل تهيه در داخل كشور است . چون بوته هاي گرافيتي گران است , بيشتر از اين كوره ها در ايران استفاده مي شود. در يك طرف مخروط ناقص مشعل و در طرف ديگر دودكش است , در بعضي از طرح كوره ها دود از سقف كارگاه با كانالي خارج مي شود و در تعدادي از آنها نيز دود توسط كانالهائي به زيرزمين كارگاه كشيده شده و از گرماي آن براي پيش گرم كردن هواي ورودي استفاده مي كنند .
تجربه نشان مي دهد كه به راحتي مي توان با استفاده از گرماي دود , هواي ورودي را حدود 250- 350 درجه سانتيگراد گرم كرد. اين عمل باعث مي شود راندمان حرارتي كوره بالا رفته و حدود 50 درجه سانتيگراد مذاب داغتر بيرون بيايد. (مي توانيم ونتيلاتور را از دودكش كوره به طرف دهانه منتقل داد.)
طرز بهره برداري از كوره : ابتدا كوره را روشن مي كنند و كوره را به دوران در مي آورند تا كاملاً بطور يكنواخت مواد نسوز داخل كوره حرارت ديده و گرم شود و تا آن مدتي روشن مي كنيم كه نسوزهاي داخل كوره از حرارت اشباع شود.

boomba
01-12-2008, 16:13
سرامیک

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

رس قرمز پخت شده



به مواد (معمولاً جامد)ی که بخش عمدهٔ تشکیل دهندهٔ آنها غیرفلزی و غیرآلی باشد، سرامیک گفته می‌شود.
این تعریف نه‌تنها سفالینه‌ها، پرسلان(چینی)، دیرگدازها،محصولات رسی سازه‌ای، ساینده‌ها، سیمان و شیشه را در بر می‌گیرد، بلکه شامل آهنرباهای سرامیکی، لعاب‌ها، فروالکتریک‌ها، شیشه-سرامیک‌ها، سوخت‌های هسته‌ای و ... نیز می‌شود.

//
تاریخچه

برخی‌ها آغاز استفاده و ساخت سرامیک‌ها را در حدود ۷۰۰۰ سال ق.م. می‌دانند در حالی که برخی دیگر قدمت آن را تا ۱۵۰۰۰ سال ق.م نیز دانسته‌اند. ولی در کل اکثریت تاریخنگاران بر ۱۰۰۰۰ سال ق.م اتفاق نظر دارند. (بدیهی است که این تاریخ مربوط به سرامیک‌های سنتی است.)
واژهٔ سرامیک از واژهٔ یونانی کراموس گرفته شده‌است که به معنی سفال یا شیء پخته‌شده‌است.

طبقه‌بندی سرامیک‌ها

سرامیک‌ها از لحاظ ساختار شیمیایی به شکل زیر طبقه‌بندی می‌شوند:
سرامیک‌های سنتی(سیلیکاتی)
سرامیک‌های مدرن(مهندسی)
اکسیدی
غیر اکسیدی
سرامیک‌های اکسیدی را از لحاظ ساختار فیزیکی می‌توان به شکل زیر طبقه‌بندی کرد:
سرامیک‌های مدرن مونولیتیک (یکپارچه)
سرامیک‌های مدرن کامپوزیتی


انواع سرامیک‌ها


سرامیک‌های سنتی

این سرامیک‌ها همان سرامیک‌های سیلیکاتی هستند. مثل کاشی، سفال، چینی، شیشه، گچ، سیمان و ...

سرامیک‌های مدرن

این فرآورده‌ها عمدتاً از مواد اولیهٔ خالص و سنتزی ساخته می‌شوند. این نوع سرامیک‌ها اکثراً در ارتباط با صنایع دیگر مطرح شده‌اند.

سرامیک‌های اکسیدی

برخی از پرکاربردترین این نوع سرامیک‌ها عبارت‌اند از:
برلیا (BeO)
تیتانیا (TiO2)
آلومینا (Al2O3)
زیرکونیا (ZrO2)
منیزیا (MgO)
سرامیک‌های غیراکسیدی

این نوع سرامیک‌ها با توجه به ترکیبشان طبقه‌بندی می‌شوند که برخی از پرکاربردترین آنها در زیر آمده‌اند:
نیتریدها
BN
TiN
Si3N4
GaN
کاربیدها
SiC
TiC
WC
و....

صنعت سرامیک

بازار سرامیک‌های پیشرفته در ایالات متحده امریکا در سال ۱۹۹۸ نزدیک به ۷۰۵ میلیون دلار بود که در سال ۲۰۰۳ به ۱۱ بیلیون دلار رسید.



خواص برتر سرامیک‌ها نسبت به مواد دیگر

دیرگدازی بالا
سختی زیاد
مقاومت به خوردگی بالا
استحکام فشاری بالا
کاربردهای مختلف مواد سرامیکی

در زیر کاربردهای رایج مواد سرامیکی به همراه چندنمونه از مواد رایج در هر کاربرد آورده شده‌است:
الکتریکی و مغناطیسی
عایق‌های ولتاژ بالا (AlN- Al2O3)
دی الکتریک (BaTiO3)
پیزوالکتریک (ZnO- SiO2)
پیروالکتریک (Pb(ZrxTi1-x)O3))
مغناطیس نرم (Zn1-xMnxFe2O4)
مغناطیس سخت (SrO.6Fe2O3)
نیمه‌رسانا (ZnO- GaN-SnO2)
رسانای یونی (β-Al2O3)
تابانندهٔ الکترون (LaB6)
ابررسانا (Ba2LaCu3O7-δ)
سختی بالا
ابزار ساینده، ابزار برشی و ابزار سنگ‌زنی (2O3TiN-Al)
مقاومت مکانیکی (SiC- Si3N4)
نوری
فلورسانس (Y2O3)
ترانسلوسانس(نیمه‌شفاف) (SnO2)
منحرف کنندهٔ نوری (PLZT)
بازتاب نوری (TiN)
بازتاب مادون قرمز (SnO2)
انتقال دهندهٔ نور (SiO2)
حرارتی
پایداری حرارتی (ThO2)
عایق حرارتی (CaO.nSiO2)
رسانای حرارتی (AlN - C)
شیمیایی و بیوشیمیایی
پروتزهای استخوانی P3O12(Al2O3.Ca5(F,Cl))
سابستریت (TiO2- SiO2)
کاتالیزور (KO2.mnAl2O3)
فناوری هسته‌ای
سوخت‌های هسته‌ای سرامیکی
مواد کاهش‌دهنده‌ی انرژی نوترون
مواد کنترل کننده‌ی فعالیت راکتور
مواد محافظت کننده از راکتور


Chiang, Y., Brinie, D.P., Kingery, W.D., Physical Ceramics, John wiley and sons, 1997.
Kingery W.D., Bowen, H.K., Uhlmann, D.R., Introduction to ceramics, John wiley and sons, 1976.
Yanagida, H., Koumoto, K., Miyayama, M., Yamada, H., The chemistry of ceramics, John Wiley and sons, 1996

boomba
03-12-2008, 22:41
نانو لوله های کربنی

نانولوله‌هاي كربني اولين نسل محصولات نانو هستند كه در سال 1991 كشف و به جهان عرضه شدند. نانولوله‌ها از پيچيده‌شدن ورقه‌هاي گرانيت با ساختاري شبيه شانه عسل بدست مي‌آيند. اين لوله‌ها بسيار بلند و نازك هستند و ساختارهايي پايدار، مقاوم و انعطاف‌پذير دارند.
نانولوله‌ها قوي‌ترين فيبرهاي شناخته‌شده‌اند، 100-1 برابر قوي‌تر از واحد وزني استيل هستند و مي‌توانند جايگزين سراميك‌هاي معمولي، آلومينوم و حتي فلزات در ساخت هواپيما، چرخ‌دنده‌ها،‌ ياتاقان‌ها، اجزاء ماشين، دستگاه‌هاي پزشكي، وسايل ورزشي و دستگاه‌هاي صنعتي توليد غذا شوند.
مطالعات اخير پيشنهاد مي‌كند كه از نانولوله‌هاي كربني براي اهداف بيولوژيكي مثل كريستاليزاسيون پروتئين‌ها و ساخت بيوراكتورها و بيوسنسورها استفاده شود . نانولوله‌هاي كربني در محيط‌هاي آبي نامحلول‌اند. بنابراين براي كاربردهيا بيولوژيكي بايد بر اين مسأله غلبه كرد.
پيوند گروه‌هاي Functionalبه نانولوله‌هاي كربني براي كاربردهاي پزشكي بسيار مفيدند به عنوان مثال اتصال نانولوله‌ها به يك توالي خاص DNAمي‌تواند باعث اتصال به يك پروتئين در سلول سرطاني شود و اتصال هم‌سلولي به يك بخش ديگر از همان نانولوله‌ مي‌تواند يك «پيكان راهنما» براي حمله به سلول سرطاني و نابودكردن آن باشد. نانولوله‌هاي كربني به خصوص نانولوله‌هاي چندلايه با ساختار كاملاً تعريف‌شده نانويي، مي‌توانند براي ساختن بيوسنسورها استفاده شوند

boomba
03-12-2008, 22:45
آزمونهای غير مخرب

بازرسی فنی از لحاظ زمانی به چهار دسته تقسیم میشود:
الف-بازرسی قبل از ساخت

ب- بازرسی حین ساخت
پ-بازرسی بعد از ساخت
ت-بازرسی دوره ای (نگهداری)
قبل از ساخت بازرس فنی موظف است که طراحی ها و نقشه ها را چک کند و مقادیر کمی و کیفی ساخت را محاسبه نماید.اینکار از طریق استانداردهای معرفی شده در ذیل انجام میگردد.مثلا بررسی فرمهای wps و pqr ارائه شده توسط شرکت سازنده.
حین ساخت باید به نحوه ساخت دقت نماید و آنها را با استاندارد مطابقت دهد.بخصوص بازرسی چشمی (VT) در این قسمت بسیار موثر میباشد مثلا در جوشکاری لوله ها و یا مخازن به انتخاب نوع جوشکاری و همچنین استفاده از الکترودهای مناسب دقت کند.
بعد از ساخت باید از طریق تستهای غیر مخرب و یا هیدروتست از عدم وجود عیوب مطمئن گردد.
قسمت آخر نگهداری (maintenance) میباشد که با بازرسی های دوره ای و تستهای غیر مخرب بخصوص ضخامت سنجی از دستگاه حفاظت نماید.

برای بازرسی لوله ها از استاندارد زیر که بسیار متداول است استفاده میگردد:
Process Piping :ASME CODE FOR PRESSURE PIPING, B31.3
Power Piping: ASME CODE FOR PRESSURE PIPING, B31.1
Specification for Line Pipe:API 5L
API 1104: Welding of Pipelines and Related Facilities


برای بازرسی مخازن ذخیره نفت از استاندارد زیر استفاده میشود:


API 620: Design and Construction of Large, Welded, Low-Pressure Storage Tanks
API 650: Welded Steel Tanks for Oil Storage

برای بازرسی ظروف تحت فشار:

ASME VIII:Rules for construction of pressure vessels


آزمونهاي غير مخرب ( Non Destvuctive Testing)

<DIV style="DIRECTION: rtl"><DIV class=posts>

مهندسين معمولاً عادت دارند خواص يك ماده را روي نمونه‌هاي مخصوصي كه از همين ماده تهيه شده‌اند با آزمونهاي استاندارد ارزيابي كنند. اطلاعات بسيار ارزشمندي از اين آزمونهاي به دست مي‌آيد كه شامل خواص كششي، فشاري، برشي و ضربه‌اي ماده مورد نظر است. اما اين آزمونها ماهيت تخريبي دارند. بعلاوه خواص ماده به گونه‌اي كه با آزمونهاي استاندارد تا حد تخريب تعيين مي‌شود، به يقين راهنماي روشني در مورد مشخصات كارايي قطعه‌اي نيست كه بخش پيچيده‌اي از يك مجموعه مهندسي را تشكيل مي‌دهد.
در طي توليد و حمل و نقل امكان دارد كه انواع عيوب با اندازه‌هاي مختلف در ماده يا قطعه به وجود آيند. ماهيت و اندازه دقيق هر عيب روي عمليات بعدي آن قطعه تاثير خواهد داشت. عيوب ديگري نيز مانند تركهاي حاصل از خستگي يا خوردگي ممكن است در طي كار قطعه ايجاد شوند. بنابراين براي آشكار سازي وجود عيبها در مرحله توليد و نيز جهت تشخيص و تعيين سرعت رشد اين نقصها در طول عمر قطعه يا دستگاه ، داشتن وسائل مطمئن ضروري است.
منشا بعضي عيوب كه در مواد و قطعات يافت مي‌شوند، عبارتند از :
- عيوبي كه ممكن است طي ساخت مواد خام يا توليد قطعات ريختگي به وجود آيند (ناخالصيهاي سرباره، حفره‌هاي گازي، حفره‌هاي انقباضي، تركهاي تنشي و ... )
- عيوبي كه ممكن است طي توليد قطعات به وجود آيند (عيوب ماشينكاري، عيوب عمليات حرارتي، عيوب جوشكاري، تركهاي ناشي از تنشهاي پسماند و ...)
- عيوبي كه ممكن است طي مونتاژ قطعات به وجود آيند (كم شدن قطعات، مونتاژ نادرست، تركهاي ناشي از تنش اضافي و ...)
- عيوبي كه در مدت كاربري و حمل و نقل به وجود مي‌آيند (خستگي، خوردگي، سايش، خزش، ناپايداري حرارتي و ...)
روشهاي مختلف آزمونهاي غيرمخرب در عمل مي‌توانند به راههاي بسيار متفاوتي در عيب يابي به كار روند. اعتبار هر روش آزمون غيرمخرب سنجشي از كارايي آن روش در رابطه با آشكارسازي نوع و شكل و اندازه بخصوص عيبها است. بعد از آن كه بازرسي تكميل شد، احتمال معيني وجود دارد كه يك قطعه عاري از يك نوع عيب با شكل و اندازه بخصوص باشد. هر قدر اين احتمال بالاتر باشد اعتبار روش به كار رفته بيشتر خواهد بود. اما بايد اين واقعيت را به خاطر داشت كه بازرسيهاي غيرمخرب براي اغلب قطعات به وسيله انسان انجام مي‌گيرد و در اصل دو نفر هميشه نمي‌توانند يك كار تكراري مشابه را بطور دقيق همانند يكديگر انجام دهند. از اين رو بايد يك ضريب عدم يقين در برآورد اعتبار بازرسي به حساب آورده شود و ارزش تصميماتي رد و يا قبول قطعه بايد از رويدادهاي آماري تخمين زده شود.
نقش بازرسي غيرمخرب اين است كه با ميزان اطمينان معيني ضمانت نمايد كه در زمان بكارگيري قطعه براي بار طراحي، تركهايي به اندازه بحراني شكست در قطعه وجود ندارند. همچنين ممكن است لازم باشد كه با اطمينان، عدم وجود تركهاي كوچكتر از حد بحراني را نيز ضمانت كند. اما رشد تركهاي كوچكتر از حد بحراني. بويژه در مورد قطعاتي كه در معرض بارهاي خستگي قرار دارند و يا در محيطهاي خورنده كار مي‌كنند، اهميت دارد، بطوريكه اين گونه قطعات، قبل از اين كه شكست ناگهاني در آنها اتفاق بيفتد، به يك حداقل عمر كار مفيد برسند. در برخي حالتها، بازرسيهاي مرتب و متناوب جهت اطمينان از نرسيدن تركها به اندازه بحراني ممكن است ضروري باشد.
بكارگيري ايده‌هاي مكانيك شكست در طراحي، براي توانايي روشهاي مختلف آزمونهاي غيرمخرب در آشكارسازي تركهاي كوچك، حد و مرز تعيين مي‌كند. اختلاف بين كوچكترين ترك قابل آشكارسازي و اندازه بحراني آن، ميزان ايمني يك قطعه است.
در هر برنامه خاص بازرسي، تعداد عيوب شناسايي شده (هر چند زياد)، با تعداد واقعي آنها مطابقت پيدا نمي‌كند، بنابراين احتمال شناسايي يك قطعه سالم و بدون عيبهاي با اندازه‌هاي گوناگون كاهش مي‌يابد. اما هنگامي كه قطعات بسيار مهم مورد نظر هستند، سعي بر اين است تا حد امكان عيبهاي بيشتري شناسايي شوند و تمايل به قبول تمام نشانه‌هاي وجود عيبها زياد است. زيرا اگر قطعه‌اي در طي بازرسي مردود و غيرقابل مصرف معرفي شود، بهتر از آن است كه هنگام استفاده منجر به شكست فاجعه آميز شود. مسلم است مهندسي كه ايده‌هاي مكانيك شكست را مورد استفاده قرار مي‌دهد، علاقه‌مند است كه بداند به چه اندازه عيبها را در هنگام بازرسي مورد نظر داشته باشد. انتخاب روش با اين بررسي اوليه تعيين مي‌شود و تمام پارامترهاي ديگر در درجه دوم اهميت قرار مي‌گيرند. براي مثال بازرسي تركهاي مربوط به خستگي قطعات فولادي به روش فراصوتي كه نسبتاً
براحتي قابل اجرا است، در مقابل تجزيه و تحليل به روش جريان گردابي براي آشكارسازي تركهايي به طول 5/1 ميليمتر، كنار گذاشته مي‌شود زيرا احتمال آشكارسازي اين تركها با فراصوتي 50 درصد و با جريان گردابي 80 درصد است.
يكي از فايده‌هاي بديهي و روشن به كار بردن صحيح آزمونهاي غيرمخرب، شناسايي عيوبي است كه اگر بدون تشخيص در قطعه باقي بمانند، موجب شكست فاجعه آميز قطعه و در نتيجه بروز خسارتهاي مالي و جاني فراوان خواهند شد. استفاده از اين روشهاي آزمون مي‌تواند فوايد زيادي از اين بابت ، در بر داشته باشد.
بكارگيري هر يك از سيستمهاي بازرسي متحمل هزينه است، اما اغلب استفاده موثر از روشهاي بازرسي مناسب موجب صرفه‌جويي‌هاي مالي قابل ملاحظه‌اي خواهد شد. نه فقط نوع بازرسي، بلكه مراحل بكارگيري آن نيز مهم است. بكارگيري روشهاي آزمون غيرمخرب روي قطعات ريختگي و آهنگري كوچك بعد از آنكه كليه عمليات ماشينكاري روي آنها انجام گرفت، معمولا بيهوده خواهد بود. در اينگونه موارد بايد قبل از انجام عمليات ماشينكاري پرهزينه قطعات بدقت بازرسي شوند و قطعاتي كه داراي عيوب غيرقابل قبول هستند، كنار گذاشته شوند. بايد توجه داشت كليه معايبي كه در اين مرحله تشخيص داده مي‌شوند، نمي‌توانند موجب مردود شدن قطعه از نظر بازرسي باشند. ممكن است قطعه‌اي داراي ناپيوستگيها و تركهاي سطحي بسيار ريز باشد كه در مراحل ماشينكاري از بين بروند.



آزمايش پرتو نگاري و تفسير فيلم Radiographic Testing and Film Interpretation




تابش الكترومغناطيسي با طول موجهاي بسيار كوتاه، يعني پرتو ايكس يا پرتو گاما از درون مواد جامد عبور مي‌كند اما بخشي از آن، توسط محيط جذب مي‌شود. مقدار جذب پرتو در هنگام عبور از ماده به چگالي و ضخامت ماده و همچنين ويژگيهاي تابش بستگي دارد. تابش عبوري از درون ماده مي‌تواند به وسيله يك فيلم يا كاغذ حساس آشكار شده و روي صفحه فلورسنت مشاهده شود، يا اين كه توسط دستگاههاي حساس الكترونيكي نشان داده شود. اگر بخواهيم دقيقتر بگوييم، عبارت پرتو نگاري به معني فرايندي است كه در نتيجه آن ، تصويري روي فيلم ايجاد شود، بررسي اين فيلم را تفسير مي‌گوييم.
بعد از اين كه فيلم عكس گرفته شده پرتو نگاري ظاهر شد، تصويري سايه روشن با چگالي متفاوت مشاهده مي‌شود. قسمتهايي از فيلم كه بيشترين مقدار تابش را دريافت كرده‌اند، سياهتر ديده مي‌شوند. همچنانكه پيشتر گفته شد، مقدار تابش جذب شده توسط ماده، تابعي از چگالي و ضخامت آن خواهد بود. همچنين وجود عيوب خاص، مانند حفره‌ها و تخلخل درون ماده، بر مقدار تابش جذب شده تاثير خواهد گذاشت. بنابراين پرتو نگاري مي‌تواند براي آشكار سازي انواع خاصي از عيوب در بازرسي مواد و قطعات به كار رود.
استفاده از پرتو نگاري و فرآينده‌هاي مربوط به آن بايد به شدت كنترل شود، زيرا قرار گرفتن انسان در معرض پرتو مي‌تواند منجر به آسيب بافت بدن شود.

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

آزمايش فراصوتي (Ultrasonic Testing)

در اين روش، امواج صوتي با بسامد 5/0 تا 20 مگاهرتز به درون قطعه فرستاده مي‌شود. اين موج پس از برخورد به سطح مقابل قطعه باز تابيده مي‌شود. با توجه به زمان رفت و برگشت اين موج، مي‌توان ضخامت قطعه را تعيين كرد. حال اگر يك عيب در مسير رفت و برگشت موج باشد، از اين محل هم موجي بازتابيده خواهد شد كه اختلاف زماني نسبت به مرحله اول، محل عيب را مشخص مي‌كند.
روشهاي فراصوتي به طور گسترده‌اي براي آشكارسازي عيوب داخلي مواد به كار مي‌روند ولي مي‌توان از آنها براي آشكارسازي تركهاي كوچك سطحي نيز استفاده كرد.

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

بازرسي با ذرات مغناطيسي (Magnetic Particle Testing)

بازرسي با ذرات مغناطيسي، روش حساسي براي رديابي عيوب سطحي و برخي نقصهاي زير سطحي قطعات فرو مغناطيسي است. پارامترهاي اساسي فرآيند به مفاهيم نسبتاً ساده‌اي بستگي دارد. هنگامي كه يك قطعه فرومغناطيسي، مغناطيس مي‌شود، ناپيوستگي مغناطيسي كه تقريباً در راستاي عمود بر جهت ميدان مغناطيسي واقع است، موجب ايجاد يك ميدان نشتي قوي مي‌شود. اين ميدان نشتي در رو و بالاي سطح قطعه مغناطيس شده حضور داشته و مي‌تواند آشكارا توسط ذرات ريز مغناطيسي ديدپذير شود. پاشيدن ذرات خشك يا ذرات مرطوب با يك مايع محلول بر روي سطح قطعه، موجب تجمع ذرات مغناطيسي روي خط گسل خواهد شد. بنابراين پل مغناطيسي تشكيل شده، موقعيت، اندازه و شكل ناپيوستگي را نشان مي‌دهد.
يك قطعه را مي‌توان با به كاربردن آهنرباهاي دائم، آهنرباهاي الكتريكي و يا عبور يك جريان قوي از درون يا برون قطعه، مغناطيس كرد. با توجه به اين كه با روش آخر مي‌توان ميدانهاي مغناطيسي با شدت زياد در داخل قطعه ايجاد كرد، اين روش به صورت گسترده‌اي در كنترل كيفي محصول به كار مي‌رود زيرا اين روش حساسيت خوبي براي شناسايي عيوب قطعات و آشكارسازي آنها عرضه مي‌دارد


بازرسي با مايعات نافذ ( Liquid Penetrant Testing)بازرسي با مايعات نافذ يكي از روشهايي است كه مي‌تواند براي عيب يابي تعداد وسيعي از قطعات مورد استفاده قرار گيرد، به شرطي كه عيبها به صورت ترك در سطح قطعه ظاهر شوند. اساس روش بر اين است كه مايع نافذ بر اثر جاذبه مويينگي به درون تركهاي سطحي نفوذ كرده و پس از يك مرحله ظهور، هر عيبي كه به شكل ترك يا شكستگي در سطح قطعه وجود دارد، با چشم رويت مي‌شود. براي بهتر ديده شدن اين تركها، مايع نافذ معمولاً به رنگهاي روشن و قابل ديد بوده و يا به ماده فلورسنت آغشته مي‌شود. در حالت اول معمولاً براي رنگين نمودن مايع از رنگ قرمز استفاده مي‌شود كه با نور روز يا نور مصنوعي قابل ديد باشد، ولي در حالت دوم براي ديدن تركها و درزها بايد از نور فرابنفش استفاده شود.
امروزه، بازرسي با مايع نافذ، يكي از مهمترين روشهاي صنعتي است كه براي مشخص نمودن انواع مختلف عيبهاي سطحي مواد و قطعات، مانند تركها، بريدگي‌ها و نواحي مك‌هاي سطحي، مورد استفاده قرار مي‌گيرد. اين روش تقريباً براي هر نوع ماده و در هر اندازه‌اي، چه بزرگ با شكل پيچيده و چه ساده، قابل استفاده است و معمولاً براي بازرسي توليدات ريختگي و كار شده فلزات آهني و غيرآهني، آلياژها، سراميك‌ها، ظروف شيشه‌اي و مواد پليمر به كار مي‌رود.

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

boomba
03-12-2008, 22:50
آزمونهای غير مخرب 2

بازرسي فني (Industrial Inspection )

بازرسين فني معمولاً مسئوليت بازرسي تجهيزات مكانيكي، الكتريكي و ... را با انجام مراحل مختلف بعهده مي‌گيرند. بعضي از اين مراحل عبارتند از:
بازرسي و كنترل براساس نقشه‌هاي ساخت، بررسي و تنظيم برنامه‌هاي نظارت بر ساخت و توليد محصول، پيگيري انجام تعهدات توليدكننده، كنترل مقادير در كيفيت مصالح و تجهيزات بكار رفته و پيشرفت كار، كنترل جوشكاري، كنترل رنگ آميزي، كنترل حفاظت كاتديك، مطابقت نقشه‌هاي ساخت و مونتاژ با استانداردهاي مورد نظر، بازرسي از مراحل بسته‌بندي جهت اطمينان از استحكام لازم و در نهايت ارسال تائيديه بازرسي كالا براي كارفرما.

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

آزمايش جريان گردابي (Eddy Current Testing)

اساس روشهاي آزمون الكترومغناطيسي بر اين است كه وقتي يك سيم پيچ حامل جريان متناوب، نزديك ماده‌اي تقريباً رسانا قرار داده شود، جريانهاي گردابي يا ثانويه در آن ماده القا خواهد شد. جريانهاي القايي، ميداني مغناطيسي ايجاد خواهند كرد كه در جهت مخالف ميدان مغناطيسي اوليه اطراف سيم پيچ است. تاثير متقابل بين ميدانها موجب ايجاد يك نيروي ضد محركه الكتريكي در سيم پيچ شده و در نتيجه سبب تغيير مقدار مقاومت ظاهري سيم پيچ خواهد شد. اگر ماده از نظر ابعاد و تركيب شيميايي يكنواخت باشد. مقدار مقاومت ظاهري سيم پيچ كاوشگر نزديك سطح قطعه در كليه نقاط سطح قطعه يكسان خواهد بود، به غير از تغيير اندكي كه نزديك لبه‌هاي نمونه مشاهده مي‌شود. اگر ماده ناپيوستگي داشته باشد، توزيع و مقدار جريانهاي گردابي مجاور آن تغيير مي‌كند و در نتيجه كاهشي در ميدان مغناطيسي در رابطه با جريانهاي گردابي به وجود مي‌آيد، بنابراين مقدار مقاومت ظاهري سيم پيچ كاوشگر تغيير خواهد كرد.
از روي تحليل اين آثار مي‌توان در مورد كيفيت و شرايط قطعه كار نتيجه‌گيري كرد. اين روشها بسيار متنوع هستند و با وسيله و روش آزمون مناسب، مي‌‌توان آنها را براي آشكارسازي عيوب سطحي و زير سطحي قطعات و تعيين ضخامت پوشش فلزات به كار برد و اطلاعاتي در زمينه مشخصات ساختاري مانند اندازه دانه بندي و شرايط عمليات حرارتي به دست آورد.همچنين مي‌توان خواص فيزيكي مانند رسانايي الكتريكي تراوايی مغناطيسي و سختي فيزيكي را تعيين كرد.


بازرسی به روش چشمي (Visual Testing)

بازرسي چشمي: در بيشتر اوقات، اولين مرحله در آزمون يك سازه، بازرسي چشمي است. بازرسي با چشم غير مسلح فقط عيبهاي نسبتاً بزرگي را كه به سطح قطعه راه دارند، نمايان خواهد كرد. با به كار بردن يك ميكروسكوپ مي‌توان كارايي بازرسي چشمي را افزايش داد. مناسبترين نوع ميكروسكوپ براي بازرسيهاي سطح قطعه، ميكروسكوپ استريو است. در اين نوع بازرسيها، بزرگنمايي بسيار زياد ضرورتي ندارد و بيشتر ميكروسكوپهاي كه بدين منظور در دسترس هستند، بزرگنمايي در حدود 5 تا 75 برابر دارند. بازرسي چشمي منحصر به سطح خارجي نمي‌شود. حساسه‌هاي بازرسي نوري، از هر نوع صلب و انعطاف پذير، جهت بازرسي سطوح داخلي ساخته شده‌اند. حتي اين حساسه‌ها را مي‌توان در داخل حفره‌ها، لوله‌ها و كانالها قرار داد

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

بازرسي جوشي (Welding Inspection )

كنترل كيفيت عمليات جوشكاري از زمان تنظيم دستورالعمل تا انتهاي كار (شامل مواردي نظير تجهيزات، الكترود، پرسنل جوشكار و ... ) بعهده بازرسي جوش مي‌باشد كه در صورت مشاهده ايراد در هر مرحله از كار، با جلوگيري از روند ايجاد كار معيوب، راهكارهاي بهبود كيفيت را ارائه مي‌كند و تا نتيجه كار، مطلوب و طبق استاندارد درخواستي كارفرما، ايجاد گردد. انواع ترك از عيوبي هستند كه در صورت مشاهده بايد كاملاً از سطح كار حذف شوند.

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

با تشکر از وبلاگ مواد و متالورژی

boomba
03-12-2008, 23:00
اثر فسفر در فولادها و چدنها
فسفر عنصر ناخواسته اي است كه در تركيب هر عنصري وجود دارد.ساختمان مكعبي شكل و نقطه ذوب 45 C دارد. وزن اتمي آن 31 است. فسفر تمايل قوي به تركيب با اكسيژن داشته و بايد از رطوبت و اكسيژن محافظت شود. براي افزودن به مذاب آهن ،از فروفسفاتهاي با 20% فسفر استفاده مي شود.

در حالت جامد ،آهن و فسفر تشكيل Fe3P مي دهند. فسفر در دماي اتاق در حدود 0.1% حل مي شود و فسفر اضافي در زمينه باقي مي ماند. در كل فسفر فريت زاي ضعيفي است . لذا با توجه به دصد كم فسفر در فولاد ،تاثير اين عنصر بسيار ناچيز است.

در فولادسازي با روش شمش ريزي ، فسفر عنصر ناخواسته اي است.فسفر جدايش در ريزساختار را تشديد مي دهد. مناطق حاوي فسفر مناطقي هستند كه در آخرين مرحله انجماد ، منجمد مي شود و باعث مي شودكه كربن از اين مناطق پس زده شود.در نتيجه بعد از انجماد،اين مناطق سمنتيت كمتري داشته و در عوض فريت بيشتري خواهد داشت.به اين پديده Ghost bond اطلاق مي شود.هم چنين به خاطر ضريب ديفوزيون پايين اين عنصر،امكان يكنواخت كردن ريزساختار بسيار مشكل است.

در عمليات حرارتي فولادها ،فسفر چقرمگي را مي كاهد.بهمين خاطر درصد فسفر بايد از 0.04% فراتر نرود.فسفر سختي پذيري را مي افزايد فلذا كاهش چقرمگي و افزايش تردي را در پي خواهد داشت.فسفر با تشكيل محلول جامد جانشيني، تمايل بالقوه اي در افزايش استحكام فريت دارد.

اثر ترد كنندگي به ميزان كربن فولاد بستگي دارد. در گريدهاي پر كربن ،تاثير فسفر معكوس مي شود.در بسياري از فولادهاي كم كربن درصد فسفر مي تواند در محدوده 0.04-0.15 % باشد. در فولادهاي HSLA كه كربن كمتري دارند، جهت افزايش استحكام و مقاومت خوردگي از فسفربا درصد بالا استفاده مي كنند.فولادهاي بسمر به خاطر ماهيت توليد داراي فسفر زيادي هستند. تردي حاصل از فسفر با افزايش كربن ،دماي آبكاري ،اندازه دانه و كاهش درصد تغيير شكل در فورج افزايش مي يابد.اين تردي بصورت سردشكنندگي و حساس شدن در تنش هاي ضربه اي ظاهر مي شود.

فسفر اندازه دانه های آهن را افزایش داده و لذا باعث تشکیل ترکیبات حجیم و نامطلوب می شود. افزودن فسفر به فولادهای کم کربن ،ازدیاد استحکام و مقاومت خوردگی را در پی دارد. هم چنین قابلیت ماشینکاری فولادهای خوش تراش را بهبود می بخشد.تا 0.07 % به فولادهای کم کربن خاص با 0.3 % مس افزوده شده تا مقاومت اتمسفری آنها بسیار خوب شود. در چدن ، نقطه انجماد اولیه چدن را کاهش داده فلذا سیالیت و قابلیت ریخته گری آن را می افزاید

boomba
04-12-2008, 12:24
ریختگری در قالب دوغابی
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

روش ريخته گري دقيق تعريف :

‌ريخته گري دقيق به روشي اطلاق ميشود كه در ان قالب با استفاده از پوشاندن مدل هاي از بين رونده توسط دوغاب سراميكي ايجاد مي وشد. مدل (‌كه معمولا از موم يا پلاستيك است ) توسط سوزاندن با ياذوب كردن از محفظه قالب خارج مي شود.

ويژگي :
در روشهاي قالبگيري در ماسه ، مدلهاي چوبي يا فلزي به منظور تعبيه شكل قطعه در داخل مواد قالب مورد استفاده قرار ميگيرد. در اينگونه روشا مدلها قابليت استفاده مجدا دارند ولي قالب فقط يكبار استفاده مي شود. در روش دقيق هم مدل و هم قالب فقط يك بار استفاده مي شود. درروش دقيق هم مدل و هم قالب فقط يك بار استفاده مي شود .

مزايا و محدوديتها
الف: مهمترين مزاياي روش ريخته گري دقيق عبارتند از : - توليد انبوه قطعات با اشكال پيچيده كه توسط روشهاي ديگر ريخته گري نمي توان توليد نمود توسط اين فرايند امكان پذير مي شود. - مواد قالب و نيز تكنيك بالاي اين فرايند،‌- امكان تكرار توليد قطعات با دقت ابعادي وصافي سطح يكنواخت را ميدهد. - اين روش براي توليد كليه فلزات و آلياژهاي ريختگي به كار مي رود . همچنين امكان توليد قطعاتي از چند آلياژ مختلف وجود دارد. - توسط اين فرآيند امكان توليد قطعاتي با حداقل نياز به عملايت ماشينكاري و تمام كاري وجود دارد. بنابراين محدوديت استفاده از آلياژهاي با قابليت ماشينكاري بد از بين مي رود. - در اين روش امكان توليد قطعات با خصوصا متالورژيكي بهتر وجود دارد. - قالبت تطابق براي ذوب و ريخته گري قطعات در خلاء وجود دارد. - خط جدايش قطعات حذف مي شود و نتيجتا موجب حذف عيوبي مي شود كه در اثر وجود خط جدايش به وجود مي آيد.. –
ب:مهمترين محدوديتهاي روش ريخته گري دقيق عبارتنداز : - اندازه و وزن قطعات توليد شده توسط اين روش محدود بوده و عموما قطعات با وزن كمتر از 5 كيلوگرم توليد مي شود . - هزينه تجهيزات و ابزارها در اين روش نسبت به ساير روشها بيشتر است.
انواع روشهاي ريخته گري دقيق:

در اين فرايند دو روش متمايز در تهيه قالب وجود دارد كه عبارتند از روش پوسته اي و روش توپر به طور كلي اين دو روش درتهيه مدل با هم اختلاف ندارند بلكه در نوع قالبها با هم تفاوت دارند. فرايند قالبهاي پوستهاي سراميكي پوسته اي سراميكي درريخته گري دقيق: براي توليد قعطات ريختگي فولادي ساده كربني ، فولادهاي آلياژي ،‌فولاد هاي زنگ نزن، مقاومت به حرارت وديگر آلياژهايي با نقطعه ذوب بالاي اين روش به كار مي رود به طور شماتيك روش تهيه قالب را در اين فرآيند نشان مي دهند كه به ترتيب عبارتند از :
الف : تهيه مدلها : مدلهاي مومي يا پلاستيكي توسط ورشهاي مخصوص تهيه ميشوند.
ب : مونتاژ مدلها : پس از تهيه مدلهاي مومي يا پلاستيك معمولا تعدادي از آنها ( اين تعداد بستگي به شكل و اندازه دارد) حول يك راهگاه به صورت خوشه اي مونتاژ مي شوند در ارتباط باچسباندن مدلها به راهگاه بار ريز روشهاي مختلف وجود دارند كه سه روش معمولتر است و عبارتند از :
روش اول: محل اتصال در موم مذاب فرو برده مي شود و سپس به محل تعيين شده چسبانده مي شود .
روش دوم: اين روش كه به جوشكاري مومي معروف است بدين ترتيب است كه محلهاي اتصال ذوب شده به هم متصل مي گردند .
روش سوم: روش سوم استفاده از چسبهاي مخصوص است كه محل اتصال توسط جسبهاي مخصوص موم يا پلاستيكي به هم چسبانده مي شود. روش اتصال مدلهاي پلاستيكي نيز شبيه به مدلهاي مومي مي باشد..
ج : مدل خوشه اي و ضمائم آن در داخل دو غاب سراميكي فرو برده مي شود. درنتيجه يك لايه دو غاب سراميكي روي مدل را مي پوشاند
د:در اين مرحله مدل خوشه اي در معرض جريان باران ذرات ماسه نسوز قرار ميگيرد.‌تايك لايه نازك درسطح آن تشكيل شود .
ه: پوسته سراميكي ايجاده شده در مرحله قبل كاملاخشك مي شوند تا سخت و محلم شوند. مراحل ( ج ) (د) ( ه) مجددا براي جند بار تكرار مي شود . تعداد دفعات اين تكرار بستگي به ضخامت پوسته قالب مورد نياز دارد. معمولا مراحل اوليه از دوغابهايي كه از پودرهاي نرم تهيه شده ،‌استفاده شده و بتدريج مي توان از دو غاب و نيز ذرات ماسه نسوز درشت تر استفاده نمود. صافي سطح قطعه ريختگي بستگي به ذرات دو غاب اوليه و نيز ماسه نسوز اوليه دارد.
ز: مدول مومي يا پلاستيكي توسط ذوب يا سوزانده از محفظه قالب خارج مي شوند، به اين عمليات موم زدايي مي گويند . درعمليات موزدايي بايستي توجه نمود كه انبساط موم سبب تنش وترك در قالب نشود
ح: در قالبهاي توليد شده عمليات بار ريزي مذاب انجام مي شود ط: پس از انجماد مذاب ،‌پوسته سراميكي شكسته ميشود.
ي: در آخرين مرحله قطعات از راهگاه جدا مي شوند.
مواد نسوز در فرآيند پوسته اي دقيق:
نوعي سيليس به دليل انبساطي حرارتي كم به طور گسترده به عنوان نسوز در روش پوسته اي دقيق مورد استفاده قرار مي گيرد.اين ماده نسوز براي ريخته گري آلياژهاي آهني و آلياژهاي كبالت مورد استفاده قرار مي گيرد. زير كنيم شايد بيشترين كاربرد را به عنوان نسوز در فرآيند پوسته اي دارد. اين ماده بهترين كيفيت را در سطوح قطعه ايجاد نموده و در درجه حرارتهاي بالا پايدار بوده و نسبت به خورديگ توسط مذاب مقاوم است. آلومين به دليل مقاومت كم در برابر شوك حرارتي كمتر مورد استفاده قرار ميگيرد. به هر حال در برخي موارد به دليل مقاومت در درجه حرارت بالا ( تا حدودc ْ1760 مورد استفاده قرار مي گيرد.
چسبها :‌مواد نسوز به وسيله چسبها به يكديگر مي چسبد اين چسبها معمولا شيميايي مي باشند سليكات اتيل ،‌سيليكات سديم و سيليس كلوئيدي . سيليكات اتيل باعث پيدايش سطح تمام شده بسيار خوب ميشوند. سيليس كلوئيدي نيز باعث بوجود آمدن سطح تمام شده عالي مي شود.
اجزاي ديگر: يك تركيب مناسب علاوه بر مواد فوق شامل مواد ديگري است كه هر كدام به منظور خاصي استفاده مي شود.
اين مواد به اين شرح است : - مواد كنترل كننده ويسكوزيته - مواد تركننده جهت كنترل سياليت دو غاب و قابليت مرطوب سازي مدل - مواد ضد كف جهت خارج كردن حبابهاي هوا - مواد ژلاتيني جهت كنترل در خشك شدن و تقليل تركها فرايند تهيه قالبهاي توپر در ريخته گري دقيق: شكل به طول شماتيك مراحل تهيه قالب به روش توپر را نشان مي دهد كه عبارتند از :
الف : تهيه مدلهاي ذوب شونده
ب :‌مونتاژ مدلها : اين عمليات درقسمت
ج: توضيح داده شده ح: مدلهاي خوشه اي و ضمائم آن درداخل درجه اي قرار ميگيرد و دوغاب سراميكي اطراف آن ريخته ميشودتا درجه با دو غاب ديرگداز پر شود. به اين دو غاب دو غاب پشت بند نيز گفته ميشود . اين دو غاب در هوا سخت مي شود و بدين ترتيب قالب به اصطلاح توپر تهيه مي شود
د: عمليات بار ريزي انجام ميشود
ه : قالب سراميكي پس ازانجماد مذاب شكسته مي شود
و: قطعات از راهگاه جدا مي شوند شكل دادن به روش ريخته گري دو غابي مقدمه اين طريقه شبيه كار ----- پرس است ، به اين معنا كه مقدار آب به مواد اوليه اضافه شده تا حالت دو غابي به خود بگيرد. بايد خارج شود ،به اين دليل براي ساختن اشيا روش كندي است . به طور كلي اين روش موقعي مورد استفاده قرار ميگيرد كه شكل دادن به روشهاي اقتصادي تر غير ممكن باشد. ازطرف ديگر مواقعي از اين روش اسفتاده مي كنند كه تعدااد زيادي از قطعه مورد درخاواست نباشد . برتري بارز اين روش در توليد قطعات پيچيده است . دوغاب،‌داخل قالبهاي گچي متخلخل كه شكل مورد نظر را دارد، ريخته مي شود . آب دو غاب جذب قالب شده و دراثر اين عمل يك لايه از مواد دو غاب به ديواره قالب بسته مي شود و شكل داخل قالب را به خود مي گيرد.دو غاب در داخلي قالب باقي مي ماند تا زماني كه لايه ضخامت مورد نظر را پيدا كند. اگر ريخته گري تو خالي نباشد ،‌نيازي به تخليه دو غاب نيست ، ولي براي قطعاتي كه توخالي باشند، قالب برگدانده ميشود . دو غاب اضافي كه روي سطح قالب قرار دارد،‌به وسيله كرادكي تراشيده مي شود . سپس لايه اضافي با كمك چاقو در ناحيه ذخيره برداشته مي شود . جدارة تشكيل دشه كه همان قطعه نهايي موردنظر است، درقالب باقي مي ماند تا زماني كه كمي منقبض شده و از قالب جدا شود. سپس مي توان آن را از قالب در آورد . بعد از اينكه قطعه مورد نظر خشك شد،‌كليه خطوط اضافي كه دراثر قالب روي آن ايجاد شده است، با چاقو زده و يا به وسيله اسفنج تميز مي شود در اين مرحله قطعه آماده پخت است . چون آب اضافي دو غاب حين ريخته گري خارج شده ، سطح دو غاب در داخل قالب پايين مي آيد. به اين دليل معمولا يك حلقه بالاي قالب تعبيه مي شود تا دو غاب را بالاي قعطه مورد نظر نگه دارد. اين حلقه ممكن است از گچ و يا از لاستيك ساخته شود . اگر ازگچ ساخه شود ، داخل آن نيز دو غاب به جدا بسه شده و با كمك چاقو تراشيده ميشود. وقتي كه جسم داخل قالب گچي كمي خشك شد،‌اسفنجي نمدار دور آن كشيده مي شود تا سطحي صاف به دست آيد . اين روش كه در بالا به ان اشاره شد ، براي ريخته گري اجسامي است كه داخل آنها خالي است . مانند گلدان، زير سيگاري ، و غيره ... اما طريقه اي هم هست كه براي ساختن اجسام توپر به كار مي رود ، به اين تريتب كه دو غاب داخل قالب مي ماند تا اينكه تمام آن سف شود. براي ساختن اشيايي كه شكل پيچيده دارند ، ممكن است قالب گچي ازچندين قعطه ساخته شود تا بتوانيم جسم داخل آن را از قالب خارج كنيم ، هر قطعه قالب شامل جاي خالي است كه قعطه قالب ديگر در آن جا مي گيرد. (‌نروماده ) اگر قالب داراي قطعات زيادباشد،‌لازم است در حين ريخته گري خوب به هم چسبد اين كار را مي توان به وسيله نوار لاستيك كه محكم به دور آن مي بنديم انجام دهيم . هنگام در اوردن جسم از قالب بايد اين نوار لاستيكي را باز كرده و برداريم. غلظت مواد ريخته گري بايد به اندازه كافي باشد كه باعث اشباع شدن قالب از آب نشود . بخصوص موادي كه شامل مقدار زيادي خاك رس هستند،‌غلظت آنها به قدري كم خواهد شد كه ريخته گري آنها مشكل شده و معايبي هم در حين ريخته گري ايجادمي شود. براي اينكه دو غاب را به اندازه كافي روان كنيم . مواد روانسازي به دو غاب اضافه مي شود.
ريخته گري دو غابي تجهيزات مورد نياز: مواد مورد نياز - مواد اوليه - آب - روانساز( سودا و سيليكات سديم يا آب شيشه ) ابزار مورد نياز - همزان الكتريكي - ترازو ( با دقت 1/0و01/0 گرم) - پارچ دردار - قالب گچي مورد نياز ( قالب قوري - لوله و قالب هاون آزمايشگاهي - دسته هاون آزمايشگاهي - دسته هاون ) - ويسكوزيته متر ريزشي با بروكفيد - لاستيك نواري - ميز كار آماده سازي دو غاب توزين و اختلاط مواد اوليه :‌در توليد فرآورده هاي سراميكي ،‌عمل توزين مواد اوليه به طور كلي مي تواند به دو روش انجام شود. (‌توزين به روش خشك ) (‌توزين به روش تر )‌در مرحله تهيه و آماده سازي بدنه ،‌روش توزين عامل بسيار مهم و تعيين كننده اي است.
توزين درحالت خشك : در اين روش ،‌عمل توزين هنگامي صورت مي گيرد كه مواد اوليه به صورت خشك و يا تقريبا خشك باشند و هنوز تبديل به دو غاب نشده باشند . هنگام توزين ،‌حتما بايد آب موجود درمواد اوليه و به طور عمده در مواد پلاستيك (‌كه از محيط اطراف جذب شده و يا در معدن در اثر ريزش برف و باران مرطوب و نمدار شده است )‌منظور شود . البته بايد توجه داشت كه تعيين دقيق مقدار رطوبت موجود در مواد اوليه،عملا غير ممكن است و اين موضوع ، يعني عدم دقت ، نقص بزرگ توزين به روش خشك است . در عمل از تك تك مواد اوليه نمونه برداري كنيد ،‌و بعد از توزين آن را در خشك كن آزمايشگاهي در دماي ( ) قرار دهيد بعد از 24 ساعت نمونه را دوباهر توزين كنيد . اختلاف وزن نسبت به وزن اوليه را محاسبه كنيد تا درصد رطوبت خاك مشخص شود . بعد از تعيين درصد رطوبت ، درصد فوق را در توزين نهايي مواد اوليه منظور كنيد . توزين در حالت تر: در اين روش،‌عمل توزين بعد از تبديل هر يك از مواد اوليه به دو غاب انجام مي شود. بديهي است كه هريك از مواد اوليه به دو غاب انجام مي شود . بديهي است كه در روش خشك گفته شد ، وجود نخواهد داشت . البته در صنعت به لحاظ نياز اين روش به چاله هاي ذخيره سازي كه فضاي بيشتري با سرماهي گذاري اوليه بالاتري را مي طلبد ،‌كمتر استقبال مي شود. در مورد توزين به روش تر ،‌حتما اين روش مطرح خواهد شد كه چگونه مي توان به مقدار مواد خشك موجود در دو غاب هر يك از مواد اوليه پي برد. در عمل براي تعيين مقدار مواد خشك موجود درغابها از رابطه برونينارت استفاده مي شود . W=(p-1) W= وزن ماده خشك موجود در يك سانتيمتر مكعب از دو غاب (‌گرم ) P= وزن ماده خشك موجود در يك سانتيمتر مكعب = وزن مخصوص ( دانسيته ) دو غاب درعمل با توزين حجم مشخصي از دو غابها،‌مي توان به وزن مخصوص يا دانسيته آنها پي برد. در مورد وزن مخصوص مواد خشك بايد اشاره شود كه به طور معمول اين مقدار حدود 5/2 تا6/2 گرم بر سانتيمتر مكعب است. بنابراني اگر با تقريب ،‌وزن مخصوص را 5/2 اختيار كنيد ، مقدار كسري برابر با خواهد بود . پس تنها عامل در اكثر موارد،‌دانسيته دو غابها است .
الك كردن : عمل توزين مواد اوليه چه به صورت تر باشد و چه در حالت خشك ،‌ابعاد ذرات دو غاب بدنه موجود در حوضچه هاي اختلاط نبايد از حدو مورد نظر بزرگتر باشد. تعيين ابعاد ذرات موجود در دو غاب،‌قسسمتي از اعمال روزمره آزمايشگاهها ي خطوط توليد است و اين عمل در پايان نمونه برداري در حين سايش انجام گيرد و سپس تخليه انجام مي گيرد. در هر صورت ،‌انتخاب دانه بندي مناسب بستگي به فاكتور هاي ذيل دارد: - نوع بدنه ( چيني ظروف- چيني بهداشتي ،- نوز) - نوع مواد اوليه و درصد انها (‌- بالكي) - خواص ريخته گري ( تيكسوتراپي ،‌- سرعت ريخته گري) - جذب آب - عمل الك كردن براي جداسازي ذرات درشت و كنترل خواص دوغاب بسيار ضروري است. زيرا اولا وجود ذرات درشت عوارض گسترده اي بر پروسس ريخته گري ،‌- خواص دو غاب ،‌- خواص حين پخت و خواص محصول نهايي دارد. ثانيا ،- كنترل دانه بندي براي خواص دو غاب شديدا تحت تاثير دانه بندي بوده و نبايد از حد متعارفي كمتر باشد . انتخاب و شماره الك توسط استاد كار انجام خواهد شد. عموما به لحاظ وجود ذرات درشت و حضور ناخالصيهاي گسترده در مواد اوليه نظير موادآلي ،‌ريشه درختان ،‌كرك و پشم كه به منظور افزايش استحكام خام به بعضي از مواد اوليه زده مي شود ،‌غالبا چشمه هاي الك زود كورمي شود و ادامه عمل الك كردن را با مشكل مواجه مي كند. لذا غالبا الكهارا چند طبقه منظور كرده و طبقات نيز از مش كوچك به مش بزرگ از بالا به پايين قرار مي گيرند تا دانه هاي درشت تر بالاو دانه هاي كمتري روي الك زيرين كه داراي چشمه هاي ريزتري است ،‌قرار گيرد .
آهن گيري: مي دانيد كه اهن با ظرفيتهاي مختلف در مواد اوليه يا بدنه هاي خام وجود دارد، در مجموع چهار شكل متفاوت آهن وجود دارد. - به صورت يك كاتيون در داخل شبكه بلوري مواد اوليه - به صورت كانيهاي مختلف كه به عنوان ناخالصيهاي طبيعي با مواد اوليه مخلوط مي شوند . - به صورت ناخالصيهاي مصنوعي كه در اثر سايش صفحات خرد كننده سنگ شكنها و آسيابها به وجود آمده اند . فقط در حالت اخير آهن به صورت فلزي يا آزاد وجود دارد. لذا در اين حالت توانايي مي توان عمل اهن گيري را انجام داد. - به صورت تركيبات دو وسه ظرفيتي آهن كه در اثر زنگ زدگي خطوط انتقال دو غاب ،‌- وارد دوغاب ميشوند.در توليد فرآورده هاي ظريف براي تخليص دو غاب از ذرات آهن موجود ،‌- از دستگاههاي آهنر يا مگنت دستي استفاده مي شود . دستگاههاي آهنربا اگر چه عامل بسيار موثري در حذف آهن و تخليص دو غاب هستند،‌- ولي ماسفانه بايد توجه داشت كه اين دستگاهها قادر به جذب تمام مواد وذرات حاوي آهن نيستند . در بين كانيهاي مهم آهن، كانيهاي مگنيت ( ) سيدريت ( )‌و هماتيت( ) به ترتيب داراي بيشترين خاصيت مغناطيسي هستند و بنابراين ،‌به وسيله دستگاههاي آهنربا جذب مي شوند . در كانيهاي ليمونيت ( ) ماركاسيت و پيريت ( ) خاصيت مغناطيسي به ترتيب كاهش يافته و به همين دليل در عمل ، احتمال جدا سازي اين كانيها به وسيله دستگاههاي آهنربا بسيار كم است . در مورد آهن فلزي بديهي است كه دستگاههاي آهنربا به راحتي قادر به جذب آنها هستند. تنظيم خواص رئولوژيكي بعد از اينكه دو غاب الك و آهنگيري شد، دو غاب رابه چاله ذخيره يا به ظرف مخصوص انتقال مي دهيم . در حالي كه همزن الكتريكي با دور كم در حال هم زدن آرام دو غاب است ، از چاله نمونه برداري كرده و آزمونهاي زير را اعمال مي كنيم تا فرم پيوست تكميل شود. همان طوريكه در فرم ملاحظه مي شود ،
شامل مراحل زير است :‌اولين مرحله تنظيم دانسيته دوغاب است . بدين معنا كه سرعت ريخته گري يا مدت زماني كه لازم است دو غاب در قالب گچي بماند و به ضخامت مورد نظر برسد، تنظيم شود . بدين منظور در ابتدا قالب گچي مناسب را كه داراي عمر مشخص و درصد آب به گچ ثابت و معيني است آماده مي كنيم و يا اينكه مي توانيم از يك مدل مشخص در خط توليد استفاده كنيم بعد از بستن قطعات قالب، آنها را با كمك يك نوار پهن لاستيكي نظير تيوپ دوچرخه يا لاستيكي كه از تيوپ ماشين معمولي بريده شده است ، كاملا در كنار هم جذب و محكم كنيد . دو غاب حاصل را به داخل قالب گچي بريزيد . و بعد از مدت زمان مشخصي ،‌در نتيجه واكنشهاي متقابل بين دو غالب وقالب گچي ،‌لايه اي درمحل تماس دو غاب و قالب ايجاد مي شود .‌واضح است كه قطر لايه ايجاد شده بستگي به زمان توقف دو غالب در قالب دارد. بعد از گذشت مدت زمان مورد نظر ، دو غاب اضافي موجود قالب تخليه مي شود . اين زمان به طور عمده بستگي به قطر فراورده مورد نظر وسرعت ريخته گري دو غاب دارد . بايد توجه داشت كه تراكم قالب گچي نيز عامل موثري در زمان ريخته گري است . ولي براي ايجاد زمينه اي در ذهن دانش آموزان بايد اشاره شود كه با توجه به كليه عوامل موثر زمان ريخته گري به عنوان مثال براي فرآورده ها بهداشتي به قطر حدود 10 يا 11ميليمتر،‌معمولا حدود تا 2 ساعت ،‌براي ظروف غذا خوري از جنس ارتن و ريا پرسلان با قطر2 تا 3 ميليمتر ، حدود 15 تا 25 دقيقه و براي چيني استخواني به همين قطر حدود 2 تا 5 دقيقه است .سپس قالب و فرآورده شكل يافته در آن براي مدتي به حال خود گذاشته مي شود تا لايه ايجاد شده ،‌تا حدودي خشك و در نتيجه كوچكتر شود .(‌دراثر انقباض تر به خشك ) بعد از اين مرحله قطعه شكل يافته به راحتي از قالب جدا شده و مي توان آ نرا از داخل قالب گچي خارج كرد درهنگام تشكيل لايه در محل تماس قالب و دوغاب،‌حجم دو غاب موجود در غاب به مرور كمتر وكمتر مي شود . به همين دليل لازم است كه مجددا مقاديري دو غاب به داخل قالب گچي ريخته شود. با توجه به اينكه انجام اين عمل نيازمند نيروي انساني بيشتر و نيز مراقيت دايم است، در عمل قطعه اي در دهانه قالب گچي تعبيه شده كه اصطلاحا به آن ((‌حلقه 45)) گفته مي شود. اين حلقه باعث ايجاد ستوني از دو غاب برفراز قطعه ساخته شده مي شود. در نتيجه با كاهش حجم دو غاب موجود در قالب ،‌نيازي به اضافه كردن مجدد دو غاب نيست. در بعضي موارد به جاي تعبيه حلقه از قيف استفاده مي شود . حلقه ها مي توانند از جنس لاستيك و يا گچ باشند. در صورتي كه حلقه ها از جنس گچ باشند، در سطح داخلي حلقه ،‌در محل تماس دو غاب با گچ نيز لايه اي ايجاد ميشود . اين لايه اضافي و نيز ديگر قسمتهاي اضافي ( به عنوان مثال اضافات ايجاد شده در محل درز قالبها)‌در مرحله پرداخت بريده و جدا مي شوند . قالبهاي گچي به ندرت يك تكه هستند. بدين معني كه معمولا فراورده ها در قالبهاي چند تكه شكل مي يابند. از طرف ديگر در مورد بعضي از شكلهاي پيچيده لازم است مدل اصلي به چند قعطه مختلف تجزيه شده و هر يك از قسمتها جداگانه شكل بگيرند . سپس، بعد از خروج از قالبها به يكديگر متصل شوند. به عنوان مثال ، در مورد ظروف خانگي دسته فنجانها و يا لوله قوريها به صورت مجزا شكل يافته و پس از خروج از قالب، به بدنه اصلي چسبانده مي شوند . مرحله چسباندن قطعات در شكل دادن فراورده ها داراي اهميت زياد است . درشكل دادن به روش ريخته گري به صورت كاملا ساده نشان داده شده است . تعيين زمان ريخته گري دو غابي وسايل مورد نياز مواد اوليه مورد نياز تعداد پنج عدد قالب گچي دو غاب تنظيم شده ليواني كوليس يا ريز سنج كاغذ ميليمتري سيم يا فنر براي برش دادن خط كش كرنومتر مدت زماني كه دو غاب در داخل قالب باقي مي ماند ، در قطر لايه ايجاد شده ويا به عبارت ديگر در ضخامت بدنه خام ، تاثير بسيار زيادي دارد. بدني معني كه چنانچه دو غاب اضافي همچنان در قالب باقي مانده و تخليه نشود و اصطلاحا (( زمان بيشتر به دو غاب داده شود ))‌،‌قطر لايه ايجاد شده افزايش خواهديافت . بايد توجه داشت كه با گذشت زمان ،‌سرعت تشكيل ثابت نبوده و به مروركند تر مي شود . چرا كه در اين شرايط ،‌خود لايه ايجاد شده به صورت سدي در ماقابل نفوذ آب به داخل گچ ،‌عمل مي كند. همچنانكه مشاهده مي شود ، اين عامل كه اصطلاح (( ريخته گري)) به آن اتلاق مي شود، عامل مهمي درتعيين قطر بدنه خام (‌ودر نتيجه ديگر خصوصيات بدنه ) و نيز سرعت توليد است . به همين دليل ،‌يكي از مهمترين خواص دوغابها مقدار ( سرعت ريخته گري) آنها است. به طور مشخص ،‌سرعت ريخته گري عبارت است از ضخامت ايجاد شده در واحد زمان و عوامل موثر در ان كلا عبارتند از : فشار، درجه حرارت ،‌وزن مخصوص دو غاب و بالاخره مقاومت لايه ريخته گري شده در برابر عبورآب . دو عامل اخير وبخصوص آخرين عامل ، مهمترين مواردي هستندكه عملادرصنعت مورد توجه قرار مي گيرند . مقاومت لايه ريخته گري شده در برابر عبور آب ، خود به عوامل ديگري بستگي دارد كه به طور خلاصه عبارتند از:نوع و يا دانه بندي مواد و نيز چگونگي و يا شدت روان شدگي ( به عبارت ديگر تجمع و ياتفرق ذرات )ضمنا بايد توجه داشت كه در سرعت ريخته گري ،‌عوامل خارجي ديگري كه ربطي به خواص دو غاب ندارند نيز موثر هستند. مانند تراكم و يا تخلخل قالب گچي و درصد رطوبت موجود در آن.ضخامت لايه ايجاد شده رابطه مستقيم با جذر زمان ريخته گري دارد. بنابراين ،‌بين زمان و ضخامت لايه رابطه زير بر قرار خواهد بود: ويا در رابطه فوق ، 1ضخامت لايه ايجاد شده ( به ميلي متر )‌و t زمان (‌به دقيقه)‌وk ضريب ثابت است . به همين دليل سرعت ريخته گري معمولا به صورت بيان مي شود . رابطه فوق بدين معني است كه به عنوان مثال چنانچه ساخت فرآورده اي به ضخامت يك ميليمتر ،‌چهاردقيقه زمان احتياج داشته باشد، ساخت فراورده ديگر به ضخامت 2 ميليمتر در همان شرايط به شانزده دقيقه زمان نياز دارد. با اين توضيحات ، براي تعيين سرعت ريخته گري و در كنار آن زمان ريخته گري، به صورت زير عمل كنيد: نخست روي قالبهاي گچي به ترتيب شماره يك تا پنج بزنيد ، سپس دو غاب را به ترتيب در اولين قالب ريخته و بلافاصله كرنومتر را بزنيد .بلافاصله قالب گچي ديگر و درنهايت پنجمين قالب گچي را از دو غاب پركنيد. بعد از يك دقيقه اولين قالب را و بعد بترتيب زيرا قالبهاي ديگر را تخليه كنيد : بعد از اينكه آخرين قطرات دو غاب از چكه كردن باز ايستاد ،‌قالب را به حال خود بگذاريد و بعد از زمان مشخصي كه جداره تشكيل شده در اثر انقباض از قالب جدا شد، آن را از قالب بيرون آورد. با ريز سنج يا با كمك كوليس اندازه گيري كنيد.سپس با كمك كاغذ ميليمتر و با انتخاب دو محور xوy به ترتيبx را به عنوان زمان و y را به عنوان ضخامت با كمك نقطعه يابي رسم كنيد. در اين حالت با رسم 1 بر حسب خواهيد توانست ضريب خط را بدست آوريد كه همان سرعت ريخته گري است . و از انجا مي تونيد به راحتي هر ضخامتي را كه مي خواهيد ، تعيين و زمان آن را محاسبه كنيد. مثلا اگر سرعت ريخته گري 5/0 باشد،يعني ( ميليمتر مربع بر دقيقه) براي داشتن بدنه اي به ضخامت 8/0 سانتيمتر به صورت زير محاسبه مي كنيم . دقيقه َ 2.8 = 60 ÷ 128 يعني بايد 2 ساعت و 8 دقيقه زمان بدهيد تا جداره مورد نظر تشكيل شود.يكي از عوامل موثر درسرعت ريخته گري ، وزن مخصوص دو غاب و يا به عبارت ديگر نسبت بين مواد جامد و آب است . علاوه بر اين مورد افزايش مقار اب در دو غاب ريخته گري باعث اشباع سريعتر قالبها مي شود كه به نوبه خود خشك كردن كامل قالبها باعث فرسودگي سريعتر آنها و نهايتا كاهش بازدهي قالبهامي شود . وزن مخصوص دو غابهاي ريخته گري بايد حتي المقدور بالا باشد. علت اساسي استفاده از روان كننده ها در دوغابهاي ريخته گري ،‌همين مورد است . چرا كه بدون استفاده از روان كننده ها تهيه دو غابهايي با وزن مخصوص بالا ، تقريباً غير ممكن است . به همين دليل يكي از خواص مخصوص آنها است . در توليد فرآورده هاي سراميك ظريف به طور معمول وزن مخصوص دو غاب ريخته گري بين 5/1 تا است. يكي ديگر از خصوصيات بسيار مهم در دو غابهاي ريتخه گري و يسكوزيته آنهاست .ويكسوزيته يك دو غاب علي رغم وزن مخصوص بسيار بالاي آن بايد درحدي باشد كه درمقياس صنعتي ، دوغاب به راحتي از الكها و يا خطوط لوله عبور كند و درعين حال بتواند تمامي زواياو گوشه هاي قالب را پركند. مساله مهم درارتباط بين وزن مخصوص ويسكوزيته و روان كننده اين موضوع است كه اگر چه تغييرات وزن مخصوص ويا به عبارت ديگر مقدار آب و نيز تغييرات مقدار روان كننده در ويسكوزيته موثر هستند. ولي تغييرات مقدار روان كننده در مقدار وزن مخصوص بيتاير است ودر نتيجه در خطوط توليد كارخانه ها ،‌با اندازه گيري و يسكوزيته و وزن مخصوص در بسياري موارد مي توان به تغييرات مقدار روان كننده پي برد. علاوه برسرعت ريخته گري ،‌وزن مخصوص و ويسكوزيته عامل ديگري نيز دردو غاب بدنه خام اهميت دارد و آن تيكسو تروپي است ؛ خاصيت تيكسوتر را به طور خلاصه مي توان به صورت ‍«افزايش ويسكوزيته دو غاب دراثر سكون و ركود و كاهش ويسكوزيته دراثر هم خوردن» تعريف كرد. دو غابي كه داراي تيكسوتر و پي زيادي است بلافاصله بعد از هم خوردن ممكن است داراي رواني مناسبي باشد. ولي بعد از مدتي سكون ، ويسكوزيته آن به شدت افزايش مي يابد. افزايش ويسكوزيته در اثر خاصيت تيكسوتروپي، گاه به حدي است كه چنانچه ظرف حاوي دو غاب بعد از مدتي سكون ،‌وارونه شود، دو غاب داخل آن از ظرف خارج نمي شود. در دو غابهاي ريخته گري به طور معمول مقادير كمي تيكسوتروپي مطلوب است. چراكه تيكسوتروپي باعث افزايش سرعت ريخته گري شده و درعين حال استحكام و ثبات خاصي را در قطعه ريخته گري شده ايجاد مي كند.( بايد دقت شود كه منظور ، ايجاد استحكام و در حالت پلاستيك است ( درصورتي كه استحكام خشك مد نظر باشد، خلاف اين موضوع صحيح است . بدين معني است كه رسهاي روان شده به دليل تراكم بيشتر داراي استحكام خشك بسيار بيشتري هستند. استحكام خشك زيادتر فرآروده هايي كه به روش ريخته گري شكل مي يابند نيز به همين دليل است ). از طرف ديگر وجود مقدار زيادي تيكسوتروپي دردوغاب نيز باعث بروز اشكالاتي مي شود؛ تيكسوتروپي زياد در دو غاب باعث سست شدن فراورده ريختهگري مي شود ،‌به نحوي كه چنين فرآورده هايي را مي توان به راحتي تغيير شكل داده و با تكان دادن ممكن است مجددا به دو غاب تبديل شوند. به عنوان يك قانون كلي ، روان كننده ها نه تنها باعث كاهش ويكسوزيته مي شوند، بلكه تيكسوتروپي رانيز كاهش مي دهند. بنابراين ،‌مقدار مصرف روان كننده بايد به نحوي تنظيم شود كه با ايجاد بيشترين مقدار رواني ، مقادير كمي تيكسوتروپي در دو غاب ايجاد شود. دليل استفاده مشترك از سليكات و كربنات سديم به عنوان روان كننده همين مورد است. سيليكات سديم اگر چه باعث رواني دو غاب مي شود. ولي تيكسوتروپي ار ينز به طور كامل از بين مي برد . در حالي كه كربنات سديم درعين حال كه باعث كاهش ويسكوزيته مي شود، مقادير كمي تيكسوتروپي در دو غاب باقي ميگذارد. استفاده توام از اين دو روان كننده باعث ايجاد بيشترين حد رواني و در عين حال وجود مقدار كمي تيكسوتروپي در دو غاب مي شود.
روشهاي ساخت ماهيچه هاي سراميكي: ماهيچه هاي سراميكي به خاطر دقت ابعادي بالا در ريخته گري قطعات دقيق به كاربرده مي شوند. اين ماهيچه ها به دو روش دو غابي و فشاري ساخته مي شوند كه از نظر نوع نسوز يكسان بوده ولي چسبهاي آنها با هم تفاوت دارد. دو روش ساخت ماهيچه ها در ذيل به اختصار شرح داده مي شود:
الف ) ماهيچه هاي ساخت سراميك به روش دو غابي در اين روش يك مدول مومي به شكل ماهيچه موردنظر ( با احتساب انقباضات موم و مواد سراميكي پس از خشك شدن) ساخه مي شوند. پس اين مدل مومي را در داخل يك قالب مي گذاريم به طوريكه يك قسمت از مدل جهت خروج موم و وارد كردن دو غاب سراميك به آن درنظر گرفته شود. پس دو غاب گچي آماده شده را در درون قالب حاوي مدل مومي مي ريزيم و پس ازسفت شدن دو غاب گچ آنرا از قالب خارج كرده و در خشك كن قرار مي دهيم پس از خشك شدن قالب گچي مدل مومي را ذوب كرده و از قالب گچي خارج مي نماييم. دو غاب سراميكي تهيه شده به نسبت 70% پودر نسوز و 30% آب را درون قالب گچي تهيه شده مي ريزيم و پس ازخشك شدن مواد سراميكي قالب گچي را شكسته و ماهيچه سراميكي شكل گرفته را خارج مي نماييم . اين ماهيچه را پس از خشك كردن در دمايي حدود950 درجه سانتي گراد پخت مي كنيم. ماهيچه تهيه شده پس از پخت كامل و خنك شدن آماده استفاده مي باشد. قابل ذكر است كه چسبهاي مورد استفاده دراين روش از نوع سيليكاتها مي باشد ونسوز مصرفي داراي عدد ريز دانگي 200يا325 مش است.
بـ )ساخت ماهيچه هاي سراميكي به روش فشاري: در اين روش پودر نسوز مورداستفاده كه ازنوع زيركني يا آلومينيايي يا آلوميناسيليكاتي مي باشد را با رزين مخصوص(موم و..)‌مخلوط كرده و به صورت خمير در مي آوريم خمير تهيه شده ار در درون قالب ماهيچه كه عمدتااز جنس فلز مي باشدبه روش فشاري تزريق مي كنيم . ماهيچه تهيه شده را حرارت داده تا به آرامي موم آن خارج گردد. سپس اين ماهيچه رادر دماي 950 درجه سانتيگراد تحت عمليات نهايي پخت قرار مي دهيم. پس ازپخت كامل ماهيچه و خنك نمودن آن تا دماي محيط ماهيچه مذكور مورد استفاده قرار مي گيرد.

منبع سایت متالورژی

boomba
04-12-2008, 12:26
ريخته گري تحت فشار

ريخته گري تحت فشار نوعي ريخته گري مي باشد كه مواد مذاب تحت فشار بداخل قالب تزريق مي شود . اين سيستم بر خلاف سيستم ريژه كه مذاب تحت نيروي وزن خود بداخل قالب مي رود امكانات توليد قطعات محكم وبدون مك مي باشد. دايكاست كوتاهترين راه توليد يك محصول از فلز مي باشد .

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

مزاياي ريخته گري تحت فشار:


1-توليد انبوه و با صرفه


2-توليد قطعه مرغوب باسطح مقطع نازك


3-توليد قطعات پيچيده


4-قطعات توليد شده در اين سيستم از پرداخت خوبي بر خوردار است.


5-قطعه توليد شده استحكام خوبي دارد.


6-در زمان كوتاه توليد زيادي را امكان مي دهد.




معايب ريخته گري تحت فشار :


1-هزينه بالا


2-وزن قطعات در اين سيستم محدويت دارد حداكثر 3 8 K g


3-از فلزاتي كه نقطه ذوب آنها در حدود آلياژ مس مي باشد مي توان استفاده نمود.



ماشينهاي دايكاست:

اين ماشينها دو نوع كلي دارند:


1-ماشينهاي با محفظه تزريق سرد: cold chamber در اين نوع سيلندر تزريق خارج از مذاب بوده و فلزاتي مانند A L و C u و m g تزريق مي شود و مواد مذاب توسط دست به داخل سيلندر تزريق منتقل مي شود .


2-ماشينهاي با محفظه تزريق گرم : Hot chamber در اين نوع سيلند تزريق داخل مذاب و كوره بوده و فلزاتي مانند سرب خشك و روي تزريق مي شود و مذاب اتوماتيك تزريق مي شود.


محدوديتهاي سيستم سرد كار افقي:

1-لزوم داشتن كوره هاي اصلي و فرعي براي تهيه مذاب و رساندن مذاب به داخل سيلندر تزريق


2- طولاني بودن مراحل كاري


3-امكان بوجود آمدن نقص در قطعه بدليل افت حرارت مذاب آكومولاتور يك سيلندر دو طرفه بازشوكه داخل آن يك پيستون شناور وجود دارد كه يك سمت آن فشار گازاز نوع گاز بي اثر مانند گاز ازت كه در سيستم با D Oمشخص مي باشد ، تحت فشار است و در سمت ديگر فشار روغن كه در سيستم با P N مشخص مي باشد.

وظيفه آكو مولاتور:

چون پيستون شناور آكومولاتور بوسيله فشار روغن شارژ شده است و پشت آن هم فشار متراكم گاز وجود دارد در زمان تزريق وقتي فشار روغن در يك سمت كم مي شود . فشار گاز با سرعت زيادي پيستون را به سمت روغن هدايت نموده و باعث سرعت زيادي در ضربه دوم تزريق شده و مذاب را در مدت زمان كوتاه بداخل حفره قالب مي راند .


نقش آكومولاتور:

اگر اين اجزاء عمل نكند و در واقع نقشي در تزريق مذاب نداشته باشد قطعات داراي مك و بد تزريقي بوده و استحكام لازم راندارد.


بسته نگه داشتن قالب : (قفل قالب D I E L O C K )

فشارهايي كه در ريخته گري تحت فشار در فلز مذاب به وجود مي آيند مستلزم داشتن تجهيزات ويژه جهت بسته نگهداشتن قالب مي باشد تااز فشاري كه براي باز كردن قالب در طي تزريق بوجود مي آيدوباعث پاشيدن فلزاز سطح جدا كننده قالب مي شود اجتناب شده و تلرانسهاي اندازه قطعه ريختگي تضمين گردد. قالبهاي دايكاست بصورت دو تكه ساخته مي شوند يك نيمه قالب به كفشك ثابت ( طرف تزريق) و نيمه ديگر به كفشك متحرك ( طرف بيرون انداز) بسته مي شود . قسمت متحرك قالب بوسيله ماشين روي خط مستقيم به جلو و عقب مي رود و به اين ترتيب قالب دايكاست باز و بسته مي شود. بسته نگهداشتن هردونيمه قالب طی تزريق ،بسته به طراحي ماشين ريخته گري تحت فشار با روشهاي مختلف صورت مي گيرد. يك روش اتصال با نيرو است كه از طريق اعمال يك نيروي هيدروليكي بر كفشك متحرك به وجود مي آيد.روش ديگر،اتصال با فرم به كمك قفل و بند هاي مكانيكي صورت مي گيرد اين قفل و بند ها فقط با يك نيروي كوچك پيش تنش كار مي كنند . در هر دو مورد يك بسته نگهدارنده ايجاد مي گردد كه با نيروي به وجود آمده باز كننده در قالب دايكاست مقابله مي كند. نيروي باز كننده نتيجه فشار تزريق است كه هنگام پر كردن قالب ايجاد مي گردد.


سيستم قفل قالب به روش اتصال با نيرو معمولا شامل قسمتهاي زير است :


1-دوميز ثابت جلو و عقب و يك ميز متحرك مياني


2-چهار عدد بازوي راهنما و هشت عدد مهرة فيكس


3-سيلندر محرك ميز متحرك


قدرت قفل شوندگي قالب بستگي به موارد زير دارد:


1-قدرت پمپ


2-قدرت سيلندر محرك ميز


3-قدرت چهار عدد ميله راهنما


4-زاويه شيب گوه ها

parisa pourhossein
04-12-2008, 12:35
سلام ممنون از مطالبتون
در مورد شیشه هم شما اطلاعاتی دارید؟

boomba
04-12-2008, 18:27
رویکرد نانوتکنولوژی

مقدمه

علم نانو (Nano - science) و فناوری متکی بر آن یا به اختصار ، فناوری نانو (Nano - technology) در کنار علوم و فناوریهای مرتبط با زیست شناسی و ژنتیک مولکولی ، علوم و فناوری اطلاعات ، مولفه‌های انقلاب سوم علمی - صنعتی عصر جدید را تشکیل می‌دهند. این انقلاب ادامه منطقی انقلابهای علمی اول و دوم است که منجر به پیدایش علوم و فناوریهای مقیاسهای ماکرو و میکرو گشتند.

انقلاب سوم و بویژه مولفه‌های علوم و فناوری مقیاس نانو در آن برای اولین بار در تاریخ جوامع بشری امکان دستکاری و دخالت عمدی و اختیاری در خواص و سازماندهی ماده فیزیکی و اساسی‌ترین سطوح آن ، یعنی مقیاسهای زیر اتمی و مولکولی را فراهم خواهد آورد.

نقش نانو ساختارها در فناوری نانو

علم نانو ایجاد دانشهای بنیادی برای اعمال کنترل کامل بر ساختار و عملکرد ماده فیزیکی در مقاسهای اتمی و مولکولی را هدف خود برای اعمال کنترل کامل بر ساختار و عملکرد ماده فیزیکی در مقیاسهای اتمی و مولکولی را قرار داده است و فناوری نانو نوید می‌دهد که این دانشها در آینده‌ای نه چندان دور در قالب مهندسی در آیند.
از طریق فناوری نانو خواهیم توانست با جایگذاری تک اتمها و تک مولکولها در کنار یکدیگر از پایین به بالا ساختارهای نوینی را که به نانو ساختارها (nano - structures) موسوم‌اند. و دارای خواص و عملکردهای کاملا نوین می‌باشند بوجود آوریم. با استفاده از این ساختارها دستگاهها ، ادوات و قطعات فوق ریزی که در مقیاسهای طولی و زمانی بسیار تقلیل یافته فعالیت می‌کنند، تولید نماییم. نانو ساختارها سنگ بنای فناوری نانو هستند.


از نظر اندازه در فاصله بین ساختارهای مولکولی و ساختارهای میکرونی قرار دارند. از تعداد قابل شمارشی از اتمها تشکیل می‌شوند و نسبت سطح به حجم آنها بسیار بالاست. شکل جدیدی از ماده فیزیکی‌اند که برای درک خواص آنها بویژه خواص الکترونی و مقیاسی آنها باید به مفاهیم بسیار پیشرفته مکانیک کوانتومی دستگاههای بس ذره‌ای متوسل شد. از آنجایی که خواص مواد قویا به اندازه اجزا تشکیل دهنده آنها یا ریز دانه‌های آنها وابسته است. موادی که ریز دانه‌های آنها در مقیاس نانو طراحی می‌شوند از کیفیتهای نوینی برخورد دارند که در مواد معمولی موجود نیستند.
نانو ساختارها در همه زمینه‌ها به چشم می‌خورند. چه در دستگاههای زنده و چه غیر زنده. وجود نانو ساختارهای زیستی از قبیل آنزیمها ، گواه بر این واقعیت است که طبیعت خود بهترین شکل فناوری مقیاس نانو را بوجود آورده است. علوم سنتی یعنی فیزیک ، شیمی ، ریاضیات ، ژنتیک ، علم مواد ، مهندسی پزشکی ، که در مقیاسهای ماکرو و میکرو حوزه‌های فعالیت مجزا و مستقلی هستند، در مقیاس نانو به سمت اصول ، ساختارها و ابزارهای واحدی گرایش می‌یابند.

انواع رویکردهای نانو تکنولوژِی

در نتیجه ، علوم فناوری نانو عمیقا میان رشته‌ای بوده و دستاوردهای بس شگرفی برای بشریت خواهند داشت و افقهای کاملا جدیدی را برای پیشرفت و بهروزی جوامع و مبارزه موثر با بیماریها و گرسنگی خواهند گشود. رسیدن به مقیاس نانو از طریق رویکرد از پایین به بالا یکی از گزینه‌های علم و فناوری نانو است. رویکرد دیگر در علم فناوری نانو ، رویکرد از بالا یه پایین ، یا بیرون کشیدن نانو ساختارها از درون ساختارهای بزرگتر است. این رویکرد به نام برنامه کوچک سازی (miniaturization program) مشهور گشته است و همراه با رویکرد اول ، بسترهای اساسی برای پیشرفت برنامه عظیم جهانی علوم فناوری نانو هستند.

علوم فناوری نانو ، همراه با فناوری زیسی متکی بر ژنتیک مولکولی که در برنامه بزرگ ژنوم انسانی متجلی گشته است. و فناوری اطلاعات که با پیشرفت عظیم قدرت محاسباتی رایانه‌ها ، در شکل ابر رایانه‌ها سکوهای گرافیک محاسباتی و رایانه‌های فردی ، جهش‌وار به پیش می‌رود. مبانی علم و فناوری قرن بیست و یکم را تشکیل می‌دهند و سیمای پیشرفت جوامع بشری را تا حداقل پنجاه سال آینده ترسیم می‌کنند.

فناوری نانو در آینده نه چندان دور

واقعیت این است که بشر در آستانه بزرگترین تحول و دگرگونی تاریخ خود قرار دارد و این تحول همه چیز را در همه عرصه‌های زندگی بشر ، بطور انقلابی دگرگون خواهد ساخت. فناوری نانو ، جهان را در آستانه بزرگترین انقلاب تاریخ قرار داده است. در سایه انقلاب فناوری نانو توانمندیهای تازه‌ای در تولید و کاربرد ابزار میکرو الکترونیک یکی پس از دیگری پدیدار خواهد شد. با استفاده از این فناوری ابزار و وسایل لازم با بهره گیری از روشهای ساخت مولکولی مشابه با آنچه در اندام انسانی روی می‌دهد تولید می‌شوند.

پیامدهای فناوری نانو با توجه به این نکته که این فناوری می‌تواند در نقطه تلاقی دانش اطلاعات و دانش زیستی عمل نماید کاملا حیرت انگیز خواهد بود. رایانه‌های مولکولی با اجزا ارگانیک و زنده در تماس و ارتباط خواهند بود. انسانها در 25 سال آینده وسایل اطلاع رسانی شخص خود را در حالی با خود حمل خواهند کرد که آن را به نوعی پوشیده‌اند و نیروی لازم برای آن را از انرژی جنبشی ناشی از راه رفتن خود تامین می‌کنند.
محط کار ما بطور مجازی و مطابق نیاز و سلیقه ما همه جا همراه خواهد بود و مردم همه دنیا با حجم زیادی از اطلاعات در هر زمان و مکان قابل دسترسی خواهند بود. هنگام سفر نیز خودروهای رایانه‌ای و هوشمند خود راننده در ارتباط شبکه‌ای با پایگاههای مرکزی بوده و دسترسی دائمی به آخرین اطلاعات مورد نیاز امکان پذیر خواهند نمود و قبل از رسیدن به خانه و لوازم منزل و محیط خانه را با برنامه ریزی و ارتباط با یکدیگر مطابق دلخواه ماآماده خواهند کرد.

در زمینه فناوری میکرو الکترومکانیکها (MEMS) ما به وسایلی دست پیدا خواهیم کرد که در آنها حسگرها و فرستنده‌ها و گیرنده‌ها در حداقل اندازه خود بوده و با چنین وسایلی زندگی ما به شدت متحول خواهد شد. به عنوان نمونه هنگام بیماری پزشکان همزمان با ما و یا حتی زودتر از ما از آن آگاه خواهند شد. در زمینه فناوری زیستی امکان همانند سازی انسان و سایر موجودات زنده گزینش جنسیت و حتی صفات خاص در نوزادان فراهم شده و امکان درمان بسیاری از بیماریهای حاد و مزمن حسی عصبی با فناوری کشت سلولی مقدور خواهد شد.

نانو تکنولوژی در ایران

برای کشور در حال توسعه ایستایی نظیر کشور ما نیز گزینش استراتژی فرا صنعتی علاوه بر حیاتی و اجتناب ناپذیر بودن آن ، این حسن را نیز دارد که توجه جامعه را از مسائلی انحرافی و مشکلات کاذبی نظیر منازعه کهنه و نخ نما شده 250 ساله طرفداران سنتگرایی و مدرنیسم ، آن هم از نوع سطحی و عوامانه و کپی برداری شده‌اش که مربوط به مناسبات سپری شده سرمایه داری تا جز (نه تجاری) و صنعتی هستند.


کمتر کشوری در جهان است که نیروی انسانی مستعد و شرایط و امکانات مناسب برای پیشرفت و توسعه را همانند کشور ما به یکجا داشته باشد. شاید با قرار دادن هدف شفاف و روشنی در برابر جامعه ، مردم انگیزه کافی برای جنبش و حرکت پیدا کند و اقتصاد بیمار مبتنی بر دلالی جای خود را به یک اقتصاد دانش‌ محور بدهد، مردمی که در پیدایش تمدن کشاورزی نقش برجسته‌ای داشتند و دستاوردهای آن را در سیاهترین دوره تاریخی غرب (قرون وسطی) در زیر سم ستوران قبایل وحشی مهاجم حفظ کردند و آنرا به تمدن صنعتی تحویل دادند.

اینکه این شایستگی را دارند که در ایجاد و پی ریزی یک دوره تاریخی جدید نقش برجسته‌ای ایفا کنند و از مردم هوشمند ایران غیر از این نیز انتظار نمی‌رود و تنها در اینصورت است که می‌توان انتظار داشت. نه فقط در عرصه علم بلکه در همه جنبه‌های تمدن و فرهنگ همانند دوره میترائیسم تا قرنهای اول تمدن اسلامی که سراسر مناطق شناخته شده زمین از ژاپن و چین تا انگلستان و از زنگبار تا اسکاندیناوی از تمدن ما تاثیر پذیرفتند و این بار نیز به جای انفعال و تاثیر پذیری در سراسر جهان تاثیر گذار باشیم و مهر خود را بر پای تمدن فراصنعتی بکوبیم.

چشم انداز علم نانو تکنولوژی

انقلاب جهانی تکونولوژی با تغییرات اجتماعی ، اقتصادی ، سیاسی و فردی در سراسر جهان همراه است. همچون انقلابهای کشاورزی و صنعتی در گذشته ، این انقلاب تکنولوژی نیز از پتانسیل دگرگون سازی کیفیت زندگی و طول عمر ، متحول سازی کار و صنعت ، تغییر و تبدیل ثروت ، جابجایی قدرت در سطح ملتها و در درون ملتها و افزایش تنش و تعارض برخوردار است.

پیامدهای انقلاب یاد شده بر سلامی بشر شاید شگفت آورترین آنها باشد. چرا که خط شکنیهای علمی کیفیت و طول زندگی انسان را به مراتب بهتر خواهند کرد. بیوتکنولوژی نیز ما را قادر خواهد ساخت ارگانیزمهای زنده از جمله خودمان را شناسایی نموده ، چگونگی فعالیتشان را درک کنیم، آنها را دستکاری کرده ، بهبود بخشیده و تحت کنترل در آوریم. تکنولوژی اطلاعات امروزه بویژه در کشورهای توسعه یافته تحولات انقلابی برای زندگی ما به ارمغان آورده و خود عامل توان آفرین عمده‌ای برای سایر روندها به شمار می‌رود.

تکنولوژی مواد ، تولید محصولات ، قطعات و سیستمهای ارزانتر ، هوشمندتر ، چند منظوره سازگار با محیط زیست ، ماندگارتر و سفارشی‌تر از مسیر خواهد ساخت. علاوه بر این مواد هوشمند ، ساخت و تولید چالاک و نانو تکنولوژی ، تولید وسایل را متحول ساخته و توانمندیهای آنها را بهبود بخشید. انقلاب تکنولوژی از حیث اثرات جهانی یکسان عمل نخواهد کرد و بسته به میزان استقبال از آن سرمایه گذاری و مسائل متعددی همچون بیواخلاق ، حریم خصوصی ، نابرابری اقتصادی ، تهاجم فرهنگی و واکنشهای اجتماعی تنشهای متفاوتی ایفا خواهد نمود.
اما راه بازگشتی وجود ندارد، چون برخی جوامع فرصت را غنیمت شمرده ، از انقلاب یاد شده سود برده و محیط زندگی همه جوامع را دستخوش تغییر خواهد کرد.

boomba
04-12-2008, 18:31
نگاهي بر انواع فلزات

آلومینیوم (Aluminum)



آلومینیوم فراوان ترین فلز و سومین عنصر ِفلزّی است که به مقدار زیاد ، در پوسته ی زمین یافت می شود . آلومینیوم در طبیعت به صورت «آلومینیوم سیلیکات» پایدارAl(SiO3)3 و آلمینیوم هیدرواکسید Al(OH)3 وجود دارد . در دوران باستان یونانی ها زاج که یکی از فراوان ترین کانی های آلومینیوم است را می شناختند و از آن به عنوان داروی قابض در پزشکی و به عنوان ثابت کننده ی رنگ در رنگرزی استفاده می کردند . با این همه از شناخت آلومینیوم ، یکصد و هفتاد سال (1827)نمی گذرد .

آلومینیوم هیدرواکسید (Bauxite) یک نوع خاک اوره است که در آن عنصر های آلومینیوم بسیار غنی ای وجود دارد . (حدود 50درصد این فلز تشکیل شده است .) البته در این خاک ناخالصی هایی مانند : سیلیس (SiO2) ، اکسید های آهن و اکسید تیتانیوم(TiO2) وجود دارد .

آلومینیوم کشف شده «آلومین» نامیده می شود . آلومین یک ماده ی سخت ، شامل آلومینیوم و اکسیژن است . چون دمای ذوب آلومین زیاد است ، (در حدود 2050 درجه سلسیوس) الکترولیز آن در حالت مذاب بسیار دشوار است ؛ به این دلیل آن را در کریولیت (Na3AlF6) نمکِ مذاب حل می کنند و به این ترتیب مخلوطی به دست می آید که دمای ذوب (بین 960 تا 980 ) پایین تری دارد . سپس آن را از یک جریان الکتریکی قوی عبور می دهند تا اکسیژن آن کاملاً جدا شود . البته لازم به ذکر است که کریولیت در الکترولیز شرکت نمی کند و فقط دمای ذوب را پایین می آورد .

همچنین در این مرحله انرژی زیادی صرف می شود .

برای تولید Kg1 آلومینیوم ، Kg6 بوکسیت (Bauxite) ، Kg 4 محصولات شیمیایی و KW 14 برق نیاز است . در حالی که برای بازیافت آن 5% انرژی لازم است و فقط 5% دی اکسید کربن تولید می کند . جالب است اگر بدانید که مقدار انرژی که از بازیافت یک قوطی کنسرو ذخیره سازی می شود ، می تواند یک تلویزیون را به مدت سه ساعت روشن نگه دارد .

محصولات اپتدایی آلومینیوم در دنیا سالانه برا بر با 24000000 تن می باشد . کشوری که در جهان بیشترین مقدار آلومینیوم را تولید می کند ، استرالیا است . البته کشور هایی مانند : جامایکا ، برزیل ، گینه ، چین و قسمت هایی از اروپا در تولید این محصول نقش مهمی را ایفا می کنند .

شرکت های بازیافتی اغلب آلومینیوم را از شرکت های صنعتی ، مسقیم خریداری می کنند . بسیاری از کارخانه ها این فلزّات را ذوب می کنند و نا خالصی های آن را جدا کرده و در قالب های مختلف ریخته گری می کنند .

حجم بیشتری از این قطعات ریخته گری شده توسط کارخانه های خودرو سازی و هواپیما سازی مصرف می شود وبرای ساخت سر سیلند و مواردی از این قبیل کاربرد دارد .

در ایالات متحده ی آمریکا بازیافت آلومینیوم از قطعات خریداری شده در مقایسه سال 2001 با2000 تا 14% کاهش پیدا کرده است . 98/2 تن از فلزات بازیافتی را ، 60% از قطعات کارخانه ای و 40% از محصولات آلومینیومی کم ارزش تشکیل می دهد . این موضوع نشان دهنده این است که در سال های اخیر به بازیافت زباله های خانگی توجه بیشتری شده است .

بسیاری دیگر از شرکت ها ، بازیافت قوطی ها را انجام می دهند . بسیاری از این قوطی ها به صورت ورقه های آلومینیومی بازیافت می شوند و دوباره به صورت قوطی های نوشابه در می آیند . گزارشات نشان می دهد که آمریکا حدود 55600000 تن ، قوطی آلومینیومی را بازیابی کرده است و این مقدار باعث صرفه جویی های بسیاری در هزینه ها شده است .

آلومینیوم دارای خواصّی است که موجب شده ، بیش از اندازه مورد توجه قرار گیرد . این خواصّ عبارت اند از:

1- کاهندگی آلومینیوم

2- چگالی کم

3- رسانش گرمایی بالا و مقاومت حرارتی بالا

4- سازش پذیری با مواد غذایی








برلیوم (Beryllium)



برلیوم در مواد بسیاری به کار می رود و خصوصیت های آن مانند :وزن کم و سختی زیاد باعث شده که مورد توجه قرار گیرد . در سال 2001 آمریکا یکی از سه کشور دارنده کانی های برلیم بود . این فلز در صنایع نظامی و دفاعی ، هوافضا و مدارهای الکتریکی متراکم کاربرد بسیاری دارد . هزینه های زیاد این فلز منجر به این شد تا فقط برای کار های دقیق مورد استفاده قرار گیرد .

ترکیباتی مانند : گرافیت (سرب سیاه) ، برنز ( آلیاژ قلع و مس ) ، فسفر ، فولاد و تیتانیوم می توانند جانشینی برای برلیوم باشند ؛ اما فقدان اساسی در عملکرد آن ها وجود دارد .

در سال 2001 مصرف آشکار برلیم در ایالات متحده حدود 230 تن بوده است .

کاربرد فراوان این فلز بود که موجب شد بازیافت آن مورد توجه بسیاری از کشور ها قرار گیرد . البته استفاده پراکنده این فلز باعث شده است تا مقدار زیادی از آن به هدر رود .

(بسیاری از فلزات از جمله برلیوم به دلیل اینکه در کشور ما به طور محدود به کار می روند ، همچنین مقدار آن کم است و منابع چشمگیری از این فلز در ایران وجود ندارد بازیافت نمی شوند و به همین دلیل اطلاعات محدودی از بازیافت این فلزات برای ما دانش آموزان وجود دارد .)





کادمیوم (Cadmium)



تخمین میزان کادمیوم بازیابی شده یا ثانویه برای دلایل متعددی کار دشواری است امّا میزان کلی کادمیوم بازیابی شده در سال 2001 تخمین زده شده است در حدود 10% تولید اولیّه دنیا بوده است . بازیافت کادمیوم ، صنعت جوان و در حال رشدی است که از هدر رفتن کادمیوم موجود جلوگیری می کند ؛ چراکه حدود 25% کادمیوم موجود در باطری های نیکل- کادمیوم به کار رفته است و این باطری ها به سهولت قابل بازیافت هستند . در نتیجه بیشتر کادمیوم های ثانویه در اثر مصرف این باطری ها وبازیافت آن به دست می آید . شکل دیگری از کادمیوم که به سهولت قابل بازیافت است ، خاکِ دودکش به وجود آمده در طول گالوانیزه کردن ( روی اندود کردن) قطعات فولاد در کوره های چرخان الکتریکی است . سایر کاربرد های کادمیوم در موادی است که محتوای کادمیوم آن هابسیار کم است ؛ در نتیجه مقداری از کادمیوم موجود از بین می رود .

در سال 2001 میزان تولید کادمیوم ثانویه در ایالات متحده حدود 200 تن بوده است .

شرکت به ثبت رسیده احیاء فلزّات بین المللی در شهر اِل وُود ، پنسیلوا نیا ، تنها شرکت بازیافت کادمیوم در ایالات متحده بوده است . هر چند کارخانه در سال 1978 راه اندازی شد اما تا سال 1996 شروع به کار نکرد .

برای بازیافت کادمیوم ، باطری های بزرگ معمولی با وزن بیش از Kg 2 که شامل 15% کادمیوم می شود ، را خالی می کنند و کادمیوم آنها را که به شکل صفحاتی و به طور مستقل هستند را به کوره ها می برند و طی فرآیند "HTMR" بادرجه حرارت بالا ذوب می کنند . باطری های مهر شده ی کوچکتر را با حرارت کمتر و فرآیند "HTMR" ذوب کرده و در قالب هایی می ریزند و به این صورت بازیافت می شود . در نتیجه کادمیوم ثانویه دارای خلوص 96/99% می باشد که به کارخانه ی باطری سازی باز گردانده می شود .





کروم (Chromium)



عمده ترین استفاده کروم در فولاد ضد زنگ است . برای تولید کروم ؛ کانی فلزی کرومیت را درون کوره های ذوب فلزّات قرارمی دهند تا فروکروم ساخته شود . آلیاژ آهن- کروم را که از حذف اکسیژن کرومیت به دست می آورند ، آلیاژ آهن ضد زنگ است . قطعه ای از فولاد ضد زنگ می تواند به عنوان منبعی از کروم ، جایگزین فرو کروم شود . فولاد ضد زنگ مرکّب از دو طبقه بندی بزرگ است : آستِنیتِک و فریتِک . اسامی مذکور مربوط به ساختار مولکولی فولاد است است و مشخص می کند که کدام – در چه مقدار – نیازمند نیکل است (آستنیتک) و کدام به نیکل نیازی ندارد (فریتک) . فولاد ضد زنگ مهمترین منبع بازیافت کروم است و کارخانه بازیافت از این نوع فولاد به عنوان منبعی از کروم و نیکل استفاده می کند . بنا براین واحد های کروم زمانی که فولاد ضد زنگ دوباره استفاده می شود ، بازیابی می شوند . مطالعه ی فولاد ضد زنگ نشان می دهد که 17% از محتوای آن را کروم تشکیل می دهد .





کبالت (Cobalt)



کبالت کهنه در طول ساخته شدن و یا در اثر کاربرد های زیر به دست می آید:

1- وقتی که به عنوان کاتالیزگر در صنایع شیمیایی یا تولید نفت کاربرد دارد .

2- وقتی که به عنوان کربیدهای سیمان پوشیده در برش استفاده می شود یا به عنوان ضد سایش به کار می رود .

3- وقتی که به عنوان آلیاژ مغناطیسی و ضد سایش کاربرد دارد .

4- وقتی که به عنوان ابزار های فولادی استفاده می کنند .

منابعی که کبالت از آن بازیافت می شود عبارت است از : آلیاژ ها ، کبالتخالص ، پودر فلزی کبالت و مواد شیمیایی . در سال 2001 در ایالات متحده ، در حدود 2740 تن کبالت مصرف شده و مقدار قابل توجهی از آن بازیافت شده





مس (Cooper)



مس از اولین فلزاتی است که مورد استفاده بشر قرار گرفته است و هنوز هم از پر مصرف ترین فلزات درون کشور ماست . تحقیقات نشان می دهد که ایران بر روی کمربند مس جهانی قرار دارد که از جنوب شرقی ایران آغاز شده وتا شمال غربی و نواحی آذربایجان ادامه می یابد . همین امر موجب شده است تا استخراج این فلز نسبت به بازیافت آن بیشتر مورد توجه قرار گیرد .

گروه مطالعه مس بین المللی در سال 2002 برآورد کرد که میزان تولید جهانی مس تصفیه شده ی ثانویه 15% کاهش داشته است . طبق مطالعات وتحقیقات 07/3 میلیون تن مس مستقیمأ از دوباره ذوب کردن قطعات مس بازیابی می شود .





گالیوم (Gallium)



به دلیل بازده کم در مراحل تولید گالیم به وسایل الکترونیکی مطلوب ، قطعه جدید در طول تولید به وجود می آید . این قطعات با محتوی و ناخالصی متفاوت ، دارای مقداری گالیوم هستند . گالیوم- آرسنید به شکل قطعه ی پایه ،حجمی را از فلزّات بازیافتی تشکیل می دهد .در طول تولید گالیوم ضایعاتی طبق مراحل مختلف خلق می شود . در هنگام تبدیل گالیوم به شمش ، اگر ساختار بلوری خود را از دست دهد یا از حد استاندارد های تعین شده کمتر باشد ، آن ها را دوباره ذوب می کنند تا شمش مورد نظر ، به دست آید . پس از تولید این شمش ها آن ها را بریده و به صورت صفحاتی ( ویفر ) در می آورند . جنس این ویفر ها نیز گالوم- آرسنید است وجون این ماده بسیار شکننده است ؛ ممکن است که این ویفر ها در هنگام جابه جایی وحمل بشکنند . این قطعات شکسته نیز دوباره یازیافت می شود . محتوای گالیوم این ویفر ها ممکن است از 1 تا 99 درصد متغیر باشد ، زیرا در آن ناخالصی هایی مانند : سلیکن ، روغن ها ، موم ها ، پلاستیک و شیشه در آن وجود داشته باشد .

در هنگام تولید قطعات گالیوم- آرسنید ممکن است بر اثر تراشکاری یا پرداخت کردن ، مقداری از این مواد خُرد شود یا به صورت پودر در آید . برای بازیافت این مقدار ماده تلف شده ، آن ها را در اسید حل می کنند . سپس با اضافه کردن محلول سوز آور آن را خنثی می کنند تا رسوب شیمیایی گالیوم را به عنوان هیدرواکسید گالیوم صاف کنند . بعد از این مرحله دوباره آن را به صورت محلول در می آورند و الکترولیز می کنند تا بتوا نند 99/99% را بازیافت کنند .

در سال 2001 یک شرکت ژاپنی به نام فُرورُوکاوای اعلام کرد که تکنولوژی بازیابی گالیوم- آرسنید را به نیم رسانای گالیوم- آرسنید پیشرفت داده . یکی از کاربردهای نیم رسانای گالیوم- آرسنید در دیود های پرتو افشان است .





طلا (Gold)



قطعات محتوی طلا پس از استفاده به صورت شمش هایی در می آیند وعمومأ حدود 13 تا 25 درصد از طلایِ ایالات متحده را تشکیل می دهد . در بسیاری از نواحی دنیا ، به ویژه در مناطقی که مردم را به رسومی مانند داشتن طلا تشویق می کنند ؛ مقدار قابل توجهی طلای ثانویه از جواهرات و زیورآلات به دست می آید .

در ایالات متحده ، در حدود 35% از طلای ثانویه از عملکرد کارخانه ها به دست می آید و باقیمانده آن از قطعات کهنه ای مانند جواهرات ، مواد دندان پزشکی ، استفاده در محلول های کارخانه ای و تجهیزات الکترونیکی ، به صورت خرده فلز به دست می آید .





ایندیم (Indium)



بازیافت ایندیم از سال 1996 به مدت 5 سال کاهش یافت . علت این کاهش را ، بالارفتن قیمت غیر معمول ایندیم بازیافتی بیان کرده اند . در سال 2001 بازیافت جهانی ایندیم تا 202 تن نسبت به 182 تن در سال 2000 افزایش داشت . حدود 75 % ایندیم در جهان توسط ژاپن بازیافت می شود که حدود 45% آن از زباله های خانگی بازیابی شد .



آهن و استیل (Iron and Steel)



از جمله محصول تصفیه شده آهن که بیشترین و گسترده ترین استفاده را در میان فلزات دارد ، فولاد می باشد و بازیافت آهن و فولاد فعالیت مهمی در سراسر دنیا است .

محصولات آهن وفولاد در بسیاری از ساختار ها و کاربردهای صنعتی مانند : دستگاه ها ، پل ها ، ساختمان ها ، مخزن ها ، اتوبان ها ، خودروسازی ها و ا بزارها به کار می رود است .

هم اکنون ذوب آهن های ایران به دو روش کاهش سنگ معدن آهن (که بیشتر آن هماتیت Fe2O3 است.) به وسیله ذغال کک در اصفهان و کاهش مستقیم توسط گاز طبیعی در اهواز و مبارکه در حال فعالیت است .

کاهش سنگ آهن در کوره بلند : تهیه آهن از سنگ معدن آن شامل واکنش های اکسایش- کاهش است که در کوره ای به خاطر ارتفاع زیادش کوره بلند نامیده می شود ، انجام می گیرد . بلندی این کوره بین 24 تا 30 متر و قطر پهن ترین بخش آن 8 متراست . مجموعه واکنش های انجام یافته درون کوره بلند را می توان به طور خلاصه کاهیده شدن اکسید آهن به وسیله گاز منواکسید کربن در نظر گرفت که این فرایند به تولید فلز ناخالص می انجامد . واکنش به صورت زیر انجام می گیرد : گرماFe2O3(s) 2CO(g)+

در کوره های بلند آهن حاصل به صورت چدن مذاب به پایین کوره سرازیر می شود . سپس از طریق دریچه های کناری خارج می شود . چدن حاصل از کوره ی بلند ، به علت ناخالصی های زیادی ( از جمله این ناخالصی ها می توان کربن در حدود 5 درصد ، سیلیسیم در حدود 1درصد ، منگنز در حدود 2درصد ، فسفر در حدود 3/0 درصد و گوگرد در حدود 4/0 درصد را نام برد .) که در آن وجود دارد شکننده و نا مرغوب است و به همین دلیل بخش اعظم آن برای ساختن فولاد به کار می رود . در این کوره ها بیشتر ناخالصی ها را از طریق اکسایش حذف می کنند . یک روش امروزی برای تبدیل چدن به فولاد استفاده از کوره بازی اکسیژن است . در این روش گاز اکسیژن را از طریق یک لوله مقاوم در برابر گرما به سطح آهن گداخته می دمند . بخش اعظم کربن تا مرحله تولید CO می سوزد و این گاز در دهانه خروجی کوره آتش می گیرد و به CO2 مبدل می شود . مقدار کربن در فولاد های معمولی به 35/1 درصد می رسد .

با توجه به اهمییت بازیابی آهن از آهن قراضه ، بخش مهمی از فولادی که تهیه می شود ، از دمیدن اکسیژن در کوره ای که حاوی چدن و آهن قراضه است تهیه می کنند . بنابراین در این نوع کوره ها جهت تولید فولاد باید مقدار زیادی از آهن قراضه در کوره وجود داشته باشد .

برای آشکار نمودن اهمیت آهن کهنه در تولید فولاد آماری را از مقدار سنگ آهن ورودی و مقدار آهن قراضه را که در کوره ها استفاده می کنند ، مطرح می کنیم :

- سنگ آهن مورد نیاز سالانه در حدود 5 ملیون تن ( که بیشتر آن منگنیت Fe3O4 ) که بخش اعظم آن از معادن گل ِ گهر سیرجان و چادر ملوی کرمان تأمین می شود که از طریق راه آهن به مجتمع منتقل می شود و پس از آسیاب کردن و مخلوط کردن با آب آهک ، گرما دادن و گُندله سازی ( تبدیل ذره های ریز به ذره های گلوله مانند ، درشت تر و تا حدودی متخلخل ) به کوره های کاهش مستقیم منتقل می شود .

- سالانه در حدود 700 هزار تن آهن قراضه ورودی کوره های فولاد سازی مجتمع است .

بازیافت آهن و استیل به روش ذوب کردن و دوباره قالب گیری کردن و در آوردن به فرم نیم تمام (که این فرم در تولید محصولات جدید استیلی به کار می رود ) انجام می شود ؛ زیرا از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه است . قطعات بازیافتی آهن از دو دسته بزرگ به وجود می آید .

- دسته اول شامل قطعات بازیافتی خانگی است که در زباله ها وجود دارد

- دسته دوم شامل قطعاتی می شودکه حاصل عملیات کارخانه ای ، برای ساخت فولاد است . این گروه را توسط ماشین هایی به کارخانه ذوب آهن می برند و آن ها را دوباره بازیافت می کنند . البته بدون وجود کارخانه ای که فولاد بسازد ، قطعات بازیافتی به وجود نمی آید . این قطعات می توانند حاصل تراشکاری هم باشند و چون ترکیبات این مواد شناخته شده است ، بازیافت آن ها نیز آسان است .

یکی دیگر از منابعی که درصد زیادی از فلزات بازیافتی را تشکیل می دهد ، بدنه خودرو های فرسوده است که ساختار فولاد آنها ویران شده و از بین رفته است . در کشور ما نیز این منبع ، مورد توجه زیادی قرار گرفته است .

تنوع و گستردگی محصولاتی که از آهن به وجود می آید نسبت به سایر فلزات بیشتر است و به همین دلیل ، ساختار شیمیایی و عملکرد فیزیکی این محصولات نیز متفاوت است . این امر موجب می شود که بازیافت این مواد نیازمند آماده سازی بیشر مانند : طبقه بندی ، گالوانیزه کردن و قله اندود کردن باشد .

در سال 2001 در حدود 45% از مقدار آهنی که برای ساختن خودروها به کار رفته ، از قطعات آهن بازیافتی بوده است . این مقدار در حدود 13900000 تن بوده است که طبق آمارهای داده شده می توان با این میزان ، در حدود 14000000 اتوموبیل را تولید کرد .

تولیدات فولاد کارخانه ای در اثر فعالیّت های شیمیایی و فیزیکی است و اغلب محتوای این فولاد را عناصری مانند : کربن ، کرومیوم ، کبالت و منیزیم ، مولیبدن ، نیکل ، سلیکن ، تنگستن و وانادیم تشکیل می دهد . برخی از تولیدات فولاد را با موادی ، برای جلوگیری از زنگ زدن ، دوام بیشتر ، زیبایی و ... می پوشانند . این مواد عبارت اند از : آلمینیوم ، کرومیوم ، آلیاژ قلع و سرب ، روی و قلع .

کارخانه های ذوب فولاد ، این قطعات را بر اسا س مقدار اکسیژن ، در کوره های دارای قوس الکتریکی(BOF) و تا حد کمی در کوره های انفجاری(EAF) ، قرار می دهند .

بازیافت آهن واستیل مزایای زایادی را به همراه دارد که می توان حفظ منابع طبیعی ، صرفه جویی در مصرف انرژی و تمیزی محیط زیست را نام برد .

بازیافت 1 تن فولاد ، حفظ Kg 1030 از کانی های فلزی آهن ، Kg 580 ذغال سنگ و Kg 5 سنگ آهک را به دنبال دارد . همچنین تخمین زده شده است که سالانه ، بازیافت فولاد باعث ذخیره انرژی الکتریکی 18000000 خانه (در ایالات متحده) می شود .





سرب (Lead)



در حدود 79% از سرب موجود در ایلات متحده ، از بازیافت 1390000 تن سرب کهنه در سال 2001 به دست آمد که یکی از منابع اصلی آن ، باطری های اسید– سرب است . به این باطری ها ، باطری های حرارتی- نوری نیز گفته می شود که در موارد زیادی از جمله : تجهیزاتی که انرژی را به صورت مداوم ذخیره می کنند ، وسایل نقلیه عمومی ، ماشین های های صنعتی ، وسایل نقلیه معدن و دوچرخه ها به کار می رود .

بسیاری از سربهای بازیافت شده به صورت سرب نرم یا الیاژ های سرب در می آیند تا دوباره در باطری های اسید- سرب استفاده شوند . در حدود 87% از سرب بازیافتی در باطری های ذخیره ای به کار می رود .





منیزیم (Magnesium)



منیزیم از موادی از جمله : قطعات خودرو ، اجزای هلیکوپتر ، دستگاه های چمن زنی و... بازیافت می شود . منیزیم همچنین در ساختن آلیاژ هایی از آلمینیوم نیز( درصد کمی) کاربرد دارد و به همین دلیل در بعضی از نقاط دنیا این فلز همراه با آلمینیوم بازیابی می شود . در حدود نیمی از کاربرد منیزیم در ساخت قوطی ها آلمینیومی است . چون این دو فلز مشابهت های زیادی با یکدیگر دارند ، در بیشتر مواد ، باهم به کار می روند . یکی از راه های آسان جدا کردن این دو فلز از هم ، خراشیدن به وسیله کارد است . در هنگام این کار ، منیزیم به شکل ورقه های صافی جدا می شود امّا آلمینیوم به دلیل نرمی به صورت حلقه ای کنده می شود .

برای بازیافت منیزیم آن را در کوره هایی می اندازند که دمای آن در حدود 675 درجه سانتیگراد است . به دلیل اینکه منیزیم از پایین شروع به ذوب شدن می کند ، باید مقدار قطعات زیادی در کوره ریخت . در انتها منیزیم مایع به صورت بی ثبات و همراه با گازهای بازدارنده – برای کنترل سوختن آن – همراه است . برای ساختن آلیاژ های مورد نیاز در کوره ، به منیزیم ، روی و آلمینیوم – به مقدار معیّن – اضافه می شود و در این هنگام عمل ذوب کامل می شود .

منیزیم را پس از دوب به صورت شمش در می آورند یا به صورت پودر در آورده و برای ساختن آلیاژ های آهن وفولاد به آن اضافه می کنند .( البته در این روش از شمش های خالص استفاده می کنند ، زیرا استفاده از قطعات ناخالص باعث می شود که محصول نهایی دارای ناخالصی هایی باشد .) لازم به ذکر است که در روش خرد کردن امکان سوختن منیزیم نیز می باشد .

منیزیمی که بازیافت می شود ، شکننده است و بسته به مقدار سختی آن در محصولاتی با ویژگی متفاوت به کار می رود .





منگنز (Manganese)



مهم ترین منابع بازیافت منگنز فولاد و آلمیمیوم است . در حدود 12% فولاد ، منگنز است . بازیافت فولاد و آهن در در مباحث قبلی توضیح داده شد . در هنگام ساختن فولاد مقدار زیادی منگنز از بین می رود زیرا در یکی از مراحل به نام کربورزدایی آن را حذف می کنند و دوباره در مراحل بعدی اضافه می شود .

در کارخانه های بازیافت آلمینیوم طی فرآیند های ذوب کردن و اکسیژن زدایی از آلمینیوم ، مقدار زیادی از منگنز به هدر می رود و فقط مقدار کمی از آن برای بازیافت باقی می ماند . در آینده میزان کمی از منگنز می تواند از طریق بازیافت باطری های سلولی خشک صورت گیرد .





جیوه (Mercury)



جیوه ثانویه از منابع مختلفی به دست می آید . دیودها ، سؤیچ ها ، ترموستات ها ، تقویت کننده ها ، آلیاژ های جیوه در دندان پزشکی و باطری ها از جمله منابع مهم ، برای بازیافت جیوه است . از دیگر کاربردهای مهم جیوه ، کاتالیزور های به کار رفته در کلرین و جوش شیرین سوزآور است .





مولیبدنوم (Molybdenum)



مولیبدینوم به عنوان اجزای آلیاژ فولاد ، فولاد ضدزنگ و کاتالیزور در بازار یافت می شود . در مورد بازیافت فولاد و آهن توضیح داده شد .

گروهی از قطعات قدیمی فولاد دارنده مولیبدین ، کربن و فولاد ضد زنگ است و براساس مقدار وجود این عناصر به فولاد درجات متفاوتی داده اند . مقدار مولیبدینوم ثانویه دقیق محاسبه نشده اما در سال 2001 طبق آمار 26700 تن مولیبدینوم در آمریکا بازیافت شده است .

boomba
05-12-2008, 20:24
شیشه و انواع آن

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

از نظر فیزیکی ، می‌توان شیشه را مایعی صلب ، فوق‌العاده سرد و بدون نقطه ذوب مشخص تعریف کرد که گرانروی زیاد ، مانع تبلور آن می‌شود.

می‌توان شیشه را از نظر شمیایی ، یکی شدن اکسیدهای غیرفرار معدنی حاصل از تجزیه و گداختگی ترکیبات قلیایی و قلیایی خاکی ، ماسه و سایر اجزای شیشه دانست که منتهی به ایجاد محصولی با ساختار کتره‌ای اتم‌ها می‌شود.

تاریخچه
مانند بسیاری از مواد دیگر ، در مورد اختراع شیشه نیز تردید بسیاری وجود دارد. یکی از قدیمی‌ترین استفاده‌های موجود در این ماده ، از "پلینی" نقل شده که در طی آن ، گفته می‌شود که بازرگانان فنیقی ، ضمن پختن غذا در ظرفی که برحسب اتفاق روی توده‌ای از لزونا در ساحل دریا قرار گرفته بود، به وجود این ماده پی بردند. یکی شدن ماسه و قلیا نظر آنان را به خود جلب کرد و سبب انجام تلاشهای بعدی در راه تقلید این عمل شد.

مصری‌ها در هزاره ششم پیش از میلاد ، جواهرات بدلی شیشه‌ای می‌ساختند. در سال 290 میلادی ، شیشه پنجره ساخته شد. در طی قرون وسطی ، ونیز به مرکز انحصاری صنعت شیشه بدل شده بود. در سال 1688 شیشه جام در فرانسه به شکل فراورده نو عرضه گردید. در سال 1608 میلادی ، در ایالات متحده ، در "جیمزتاون" در ویرجینیا ، صنعت شیشه پایه‌گذاری شد. در سال 1914، فرایند فورکالت در بلژیک برای کشش مداوم ورق شیشه بوجود آمد.

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

مصارف و جنبه‌های اقتصادی
مصارف و کاربردهای شیشه بسیار متعدد است. در مجموع شیشه سازی در ایالات متحده ، سالانه یک صنعت 7 میلیارد دلاری را تشکیل می‌دهد و در آن میان ، شیشه خودرو ، سالانه نیمی از مقدار تولید شیشه تخت را به خود اختصاص می‌دهد. در معماری ، گرایش بیشتری به استفاده از شیشه در ساختمانهای تجاری و بویژه مصرف شیشه‌های رنگی ، پدید آمده است.

ترکیب شیشه
شیشه ، محصولی کاملا «شیشه‌ای شده» یا دست کم فراورده‌ای است که مقدار مواد معلق غیرشیشه‌ای موجود در آن نسبتا کم است. با وجود هزاران فرمول جدید شیشه که طی 30 سال گذشته بوجود آمده، درخور توجه است که هنوز مانند 2000 سال پیش ، 90 درصد تمام شیشه‌های جهان از آهک ، سیلیس و کربنات سدیم تشکیل یافته‌اند. اما نباید چنین استنتاج کرد که در طی این مدت ، هیچ تحول مهمی در ترکیب شیشه صورت نگرفته است. بلکه در واقع تغییرات جزئی در اجزای اصلی ترکیب و تغییرات مهم در اجزای فرعی ترکیب ، پدید آمده است.

اجزای اصلی عبارتند از: ماسه ، آهک و کربنات سدیم. هر ماده خام دیگر ، جزء فرعی تلقی می‌شود، هرچند که بر اثر استفاده از آن ، نتایج مهمی بدست آید. مهمترین عامل در ساخت شیشه ، گرانروی اکسیدهای مذاب و ارتباط میان این گرانروی و ترکیب شیشه است.

تقسیم بندی شیشه‌های تجارتی
سیلیس گداخته
سیلیس گداخته یا سیلیس شیشه‌ای به روش تفکافت تتراکلرید سیلیسیم در دمای بالا یا بوسیله گدازش کوارتز یا ماسه خالص ساخته می‌شود و گاه آن را به اشتباه ، شیشه کوارتزی می‌خوانند. این ماده ، انبساط کم و نقطه نرمی بالایی دارد که به مقاومت گرمایی زیاد آن کمک می‌کند و امکان استفاده از آن را در گستره دمایی بالاتر از دیگر شیشه‌ها فراهم می‌آورد. این شیشه ، اشعه ماوراء بنفش را بخوبی از خود عبور می‌دهد.

سیلیکاتهای قلیایی
سیلیکاتهای قلیایی تنها شیشه‌های دو جزئی هستند که از اهمیت تجارتی برخوردارند. ماسه و کربنات سدیم را بسادگی با هم ذوب می‌کنند و محصولات بدست آمده با گستره ترکیب Na2O.SiO2 تا Na2O.4SiO2 را سیلیکاتهای سدیم می‌خوانند. سیلیکات محلول کربنات سدیم که به نام شیشه آبی (انحلال پذیر در آب) نیز خوانده می‌شود، بطور گسترده‌ای در ساخت جعبه‌هایی با کاغذ موجدار و به عنوان چسب کاغذ بکار می‌رود.

مصرف دیگر آن در ایجاد حالت ضد آتش است. انواع قلیایی‌تر آن به عنوان شوینده‌های لباسشویی و مواد کمکی صابونها بکار می‌رود.

شیشه آهک سوددار
این نوع شیشه %95 کل شیشه تولید شده را تشکیل می‌دهد و از آن ، برای ساخت تمام انواع بطری‌ها ، شیشه تخت ، پنجره خودروها و سایر پنجره‌ها ، لیوان و ظروف غذاخوری استفاده می‌شود. در کیفیت فیزیکی تمام انواع شیشه‌های تخت ، نظیر همواری و نداشتن موج و پیچ ، بهبود کلی حاصل شده، اما ترکیب شیمیایی تغییر زیادی نکرده است. اصولا ترکیب شیمیایی در گستره زیر قرار می‌گیرد:

SiO2 از %70 تا %74 ، CaO از %8 تا %13 ،Na2O از %13 تا %18.

فراورده‌هایی که این نسبتها را دارند، در دماهای نسبتا پایین‌تری ذوب می‌شوند. در تولید شیشه بطری ، بخش عمده پیشرفت از نوع مکانیکی است. در هر حال ، تجارت نوشابه‌ها ، سبب ایجاد گرایشی در بین شیشه سازان برای تولید ظروف شیشه‌ای با آلومین و آهک زیاد و قلیائیت کم شده است. این نوع شیشه با دشواری بیشتری ذوب می‌شود، اما در برابر مواد شیمیایی مقاومتر است.

رنگ شیشه بطری‌ها بدلیل انتخاب بهتر و تخلیص مواد خام و استفاده از سلنیم به عنوان زنگ‌زدا بسیار بهتر از قبل است.

شیشه سربی
با جانشین شدن اکسید سرب به جای اکسید کلسیم در شیشه مذاب ، شیشه سربی بدست می‌آید. این شیشه‌ها بدلیل برخورداری از ضریب شکست بالا و پراکندگی نور زیاد ، در کارهای نوری از اهمیت بسزایی برخوردارند. تاکنون میزان سرب موجود در شیشه را به %92 نیز رسانده‌اند.

درخشندگی یک بلور تراش داده شده خوب بدلیل مقدار زیاد سرب در ترکیب آن است. مقدار زیادی از این شیشه برای ساخت حباب لامپهای برق ، لامپهای نئون و رادیوترونها بدلیل مقاومت الکتریکی بالای آنها مورد استفاده قرار می‌گیرد. این شیشه برای ایجاد حفاظ در برابر پرتوهای اتمی نیز مفید است.



شیشه بوروسیلیکاتی
شیشه بوروسیلیکاتی ، معمولا حاوی حدود 10 تا 20 درصد B2O2 ، حدود 80 تا 85 درصد سیلیس و کمتر از 10 درصد Na2O است. این نوع شیشه دارای ضریب انبساط کم ، مقاومت فوق‌العاده زیاد در برابر ضربه ، پایداری عالی در برابر مواد شیمیایی و مقاومت الکتریکی بالاست.

ظروف آزمایشگاهی ساخته شده از این شیشه ، تحت نام تجارتی پیرکس فروخته می‌شود. با این حال ، در سالهای اخیر نام پیرکس برای اجناس شیشه‌ای بسیاری که ترکیب شیمیایی دیگری دارند (مانند شیشه آلومین _ سیلیکات در ظروف شیشه‌ای مناسب برای پخت و پز) نیز بکار می‌رود. مصارف دیگر شیشه‌های بوروسیلیکاتی علاوه بر ظروف آزمایشگاهی عبارت است از واشرها و عایقهای فشار قوی ، خطوط لوله و عدسی تلسکوپها.

شیشه‌های ویژه
شیشه‌های رنگی و پوشش‌دار ، کدر ، شفاف ، ایمنی ، شیشه اپتیکی ، شیشه فوتوکرومیکی و سرامیکهای شیشه‌ای ، همه شیشه‌های ویژه هستند. ترکیب تمامی این شیشه‌ها بر طبق مشخصات محصول نهایی موردنظر تغییر می‌کند.

الیاف شیشه‌ای
الیاف شیشه‌ای از ترکیبات ویژه‌ای که در برابر شرایط جوی مقاوم هستند، ساخته می‌شوند. سطح بسیار زیاد این الیاف سبب می‌شود تا آنها نسبت به همه رطوبت موجود در هوا آسیب پذیر باشند. مقدار سیلیس (حدود %55) و قلیایی موجود در این شیشه پایین است.

boomba
05-12-2008, 20:30
نانو علم نوظهور

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

عصری که هم اکنون در آن به سر می بریم عصر ریز ساختارهاست قرنی که همه ی متفکران در صدد پی بردن به چگونگی رفتارمواد در واکنش های فیزیکی و شیمیائی در ابعاد بسیار ریز و کوچک می باشد این مباحث همه در حیطه علم نانو مطرح می شود . در تکنولوژی نانو دانشمندان در صدد بررسی مکانیزم های ساختارهای پیچیده ولی ریز هستند . برای پی بردن به اینکه در ابعاد نانو ملکولها و یا اتمها چه رفتارهائی در محیط های مختلف از خود نشان می دهند و یا اصلا برای تصحیح تصوری که ما قبلا از مولکولها و اتمها داشتیم ابزارها و د ستگاههائی وجود دارند که در ادامه به آنها خواهیم پرداخت .

قبل از هر چیزی به انواع نانو می پردازیم ، نانو چون یک علم و دانش نو ظهور است در نتیجه هر روز قسمتی به آن افزوده می شود ولی بطور کلی نانو به سه گروه عمده : نانومواد ، نانو الکترونیک و نانوپزشکی تقسیم می شود که بعضی دانشمندان نانو مکانیک را هم جزءاین طبقه بندی قرار می دهند . ولی چون این قسمت را می توان زیر مجموعه ای از نانوالکترونیک در نظر گرفت ما هم به بررسی سه گروه اصلی می پردازیم .

در این میان نانو مواد تسبت به دو نوع دیگر پیشرفت های فوق العاده چشم گیری کرده است . همه ی نانو مواد از دانه های ریزی تشکیل شده است که آنها را بسته به نوع ساختار و جنس و یا اندازه می توان با چشم غیر مسلح ید و یا ندید . مواد رایج حاوی دانه هائی هستند که اندازه آنها در هر عمقی و در هر جائی از نمونه ماده ، از چند میکرون تا چند سانتی متر تغییر میکند، نانو مواد را گاهی اوقات ، وقتی که متراکم و فشرده نشده باشند نانو پودر می نامند . که اندازه دانه های آن حداقل در یک بعد و با معمولا در سه بعد در محدوده ی nm (100-1) قرار میگیرد .

برای مثال یکی از نانو موادی که ما تا حالا با ان برخورد داشتیم،کربن سیاه می باشد که برای بالا بردن عمر تایرهای اتومبیل بکارمیرود . این ماده در سال 1900 کشف شد ولی چون در آن روز هیچ شناختی از نانو نبوده نمی دانسته اند که چه نوع ساختاری دارد . بهرحال نانو مواد زیادی تا به حال کشف شده و از انها استفاده می شود که روزانه به تعداد آنها افزوده خواهد شد .

روش های ساخت نانو مواد گسترده هستند شش شیوه پر کاربرد آنها عبارتند از :

قوس پلاسما – رسوب گذاری شیمیائی فاز بخار – رسوب گذاری الکتریکی – سنتز ار طریق سل – ژل – آسیاب کردن و سا یس با حرکت گلوله ها ( آسیای گلوله ای ) و در نهایت استفاده از نانو ذرات طبیعی . در روش اول ، مولکولها و اتمها از طریق تبخیر از هم جدا سازی می شوند و سپس این مکان فراهم می شود که تحت کنترل دقیق و در یک آرامش منظم نانو ذرات را پدید آورند و بر روی یک سطح مشخص ته نشین شوند . در روش سوم فرایندی مشابه رخ می دهد چرا که نمونه های منفرد از محلول جدا شده و بر روی سطح می نشینند . در فرایند سنتز سل – ژل قبل از رسوب گذاری بر روی سطح ، منظم شدن قبلی انجام می شود .

در استفاده از آسیاهای گلوله ای معلوم شده که ساختارهای درشت بلوری به ساختارهای نانو بلوری شکسته و خرد می شوند ولی ماهیت اصلی و اولیه ماده تغییری نمی کند ، و در آخر می توان چنین گفت که موادی نظیر خاک رسهای فیلو سیلیکاتی لایه ای شده نانو مواد نیستند چرا که انها مواد طبیعی می باشند ولی واقعیت نشان میدهد که فیو سیلیکاتهای لایه ای شده نانو ساختارهای طبیعی هستند اگر چه آنها معمولا طوری کشیده شده و جهت گیری شده اند که از نانو ساختارشان نمی توان استفاده کرد .

در اینده به بررسی جزبه جزتک تک روشهای بالا می پردازیم .

از بحث نانو مواد خارج می شویم و به بررسی کربن می پردازیم که خود انقلابی در نانو تکنولوژی است . اگر چه تمامی فرآیندها و ساختارها و روشهای تولید در این زمینه زیر مجموعه ای از نانو مواد است ولی چون کربن خود به تنهائی تحولی عجیب در تمامی رشته ها بوجود آورده است ما هم جداگانه به آن میپردازیم .

دورانی که ما در آن به سر می بریم دوران کربن است کربن دارای سه نوع است : الما س -گرافیت و کربن های غیر بلوری در ساختارهای کربن می توانیم به فولرن 60C اشاره کرد که باکی بال نام دارد،

که ساختاری شبیه توپ فوتبال دارد و در این ساختار 60 اتم کربن وجود دارد . ساختارهای دیگری چون 70 C ، 80C ... ،120C و فراتر از این مقدار وجود دارد.

مسئله مهم این است که در علم نانو تکنولوژی اتمها را می توان درون توپ فولرن جا داد . با ورود اتمها به ساختار 60C نمک های از آن پدید می اید به شرطی که فولرن فولرن بتواند الکترونها را بدست آورد و به یون منفی تبد یل شود . بنابراین ساختاری از فولرن به صورت

C60xn- و Mxxn+ در می اید که n تعداد الکترونی که اتم فلز از دست می دهد و x تعداد اتمهای فلزی است . توده یا لایه های نازکی از 60C خالص ، فقط نیمه هائی هستند و مقاومت دمائی آنها در برابر درجهحرارت اتاق 108 wcm است . این مقاومت الکتریکی را می توان تا چندین مرتبه بزرگی ، از طریق افزودن فلزات و تشکیل نمک ها کاهش داد . اگر که 60C و Mxxn- افزایش یابد مقاومت کاهش می یابد که این نیزمحدود به یک مقدار معین است ، که از این مقدار بیشتر مقاومت افزایش می یابد و فولرن تبدیل به یک عایق الکتریکی می شود . برای فولرن تا سه اتم را می توان به دام انداخت . برای ساختارهای بزرگتر این مقدار بیشتر می شود.

از بحث فولرن ها بگذریم نوبت به نانو تیوبها می رسد(MWNT- SWNT ) لایه های گرافیتی شش وجهی را در نظر بگیرید که روی یکدیگر قرار گرفته اند،فکر کنید یکی از این لایه ها ی گرافیتی را برداشته باشیم

و دو سر آن را عرض لایه ها به هم وصل کنیم که تشکیل یک لوله میدهد که جداره آن را اتمهای کربن تشکیل می دهد . به این محصول نانو تیوب ( نانو لوله کربنی ) گفته می شود . خود این نانو تیوبها بسته به طول آنها و یا روش شکل گیری آنها انواع مختلف دارند . حتما فکر می کنید که ابتدا و انتهای یک نانو تیوب به کجا ختم می شود اصولا در اکثر موارد دو نیم کره در ابتدا و انتها قرار می گیرند . نانو تیوبها میتوانند از یک جداره و یا چندین جداره تشکیل شوند . منظور این که می توان چند نانو لوله با قطرهای متفاوت را درون هم جا داد در اصل در حین تولید ، این نانو لوله ها درون هم قرار می گیرند ولی باید به این نکته توجه کرد که محور این نانو تیوبها همگی یکی است .

انواع مختلفی از نانو لوله های تک دیواره وجود دارند چرا که ورقه ی گرافیتی را می توان به روشهای مختلفی لوله کرد . روش متداول برای توصیف این فرآیند ، عبارت است از نگاه کردن به ورقه ی لوله نشده و میان فرآیند نورد ( لوله ای شدن ) از طریق بردارهای ( a1 a2) می باشد که n و m اعداد صحیح در معادله ی بردار R=na1+ ma2 می باشند .

انواع نانو لوله های کربنی در شکل نشان داده شده است در قسمت های بعدی ( معرفی هایی که در آینده مطرح می شود به بررسی طرز ساخت نانو لوله ها و خاصیت های آنها می پردازیم ) .


در رشته نانو ابزارهای فوق العاده ریادی کاربرد دارند از جمله مهم ترین این وسایل می توان به انواع میکروسکوپها اشاره کرد . این میکروسکوپها اطلاعاتی درباره ی شکل شناسی

( مورفولوژی ) ، وضوع نگاری ( توپوگرافی ) و بلورشناسی ( کریستالوگرافی ) می دهند .

شکل شناسی عبارتند از ریخت و اندازه ای که جسم دارد . در موضوع نگاری ما به بررسی تصاویر ، مهره ها و یا شکل های سطحی از یک جسم که شامل بافت و یا سختس جسم نیز می شود می پردازد . و در نهایت بلورشناسی به چگونگی مرتب شدن اتم ها در یک جسم و آرایش آنها می پردازد . در هر یک از این علوم میکروسکوپهای مخصوصی بکار می رود که ازر کاربرد ترین آنها می توان به میکروسکوپ الکترونی پیمایشی یا پویشی ( SEM) ، میکروسکوپ الکترونی عبوری ( TEM ) ، میکروسکوپ پروب پویشی ( SPM ) ، میکروسکوپ نفوذ اتمی ( AFM) ، میکروسکوپ تونل زنی پویشی ( STM ) و

میکروسکوپ نیروی شیمیائی ( CFM ) اشاره کرد . که اصولا در کارهای نانو بیشترین استفاده ی ما با TEM است و برای این که یک آشنائی قبلی با مکانیزم کار این میکروسکوپ داشته باشیم ما مختصرا توضیحی درباره این میکروسکوپ میدهیم .


میکروسکوپ الکترونی عبوری جدید Transmission Electron Microscopy

اگر چه میکروسکوپ های الکترونی TEM زودتر از میکروسکوپهای SEM ساخته شده ولی بخاطر پیشرفتهای فوق العاده زیادی که درون ساختار این میکروسکوپ ها روی داده و نیز کاربرد فراوان آنها در قسمت نانو در نتیجه کانیزم کار این میکروسکوپ را بررسی میکنیم . بزرگنمائی TEM ها در حدود 400000 برابر است ولی می توان برای اتمهای ریز با بزرگنمائی10×15 از آنها تصاویری تهیه کرد . روش کار TEM بسیار شبیه به پروژکتور اسلایداست ،در این پروژکتورها یک پرتو نور توسط دستگاه از میان اسلاید به بیرون تابانده می شود و همان طور که نور از میان آن عبور می کند بر روی ساختارها و اشیای روی اسلاید تغیراتی را پدید می آورد این تاثیرات فقط در نتیجه عبور بعضی از از قسمتهای پرتو های نورانی از میان بعضی قسمتهای اسلاید به وجود می آید . این پرتو عبور نوده ، شپش روی یک صفحه نمایش برخورد می کند و تصویری بزرگ شده از اسلاید را بر روی صفحه نمایش پدید می آورد . ولی در میکروسکوپ TEM بجای پرتوی نور عبوری از پرتوئی از الکترونها استفاده می شود و بجای صفحه نمایش از آشکار کننده ی فسفری استفاده می شود .

در میکروسکوپ TEM ، نمونه ای که تحت آنالیز قرار می گیرد باید قبل از استفاده به روش های ویژه ای آماده شده باشد. منظور سنگ زنی یا پولیش کاری نیست ، بلکه ایجاد ضخامتی از قطعه است که الکترونها بتوانند ازمیان نمونه عبور کنند و این مرحله کلیدی ترین مرحله است،

تا تصویری واضح ایجاد گردد که یکی از دلایلی که از میکروسکوپهای TEM استفاده میشود سختی در تهیه نمونه است. قسمت های مهمی که در این میکروسکوپ بکار میرود عبارتند از :

1- یک تفنگ الکترونی که جریانی از الکترونها را تولید می کند ( منبع الکترونی )

2- جریان الکترونی تولیدی با استفاده از عدسی های کوچک کننده به صورت یک

پرتو کوچک ، باریک و هم رأس تمرکز می یابد . نخستین عدسی تا حد زیادی ( spot size )

اندازه لکه نورانی را تعیین می کند ، که عبارت است از دامنه ی اندازه ی کلی ، از لکه ی نوری نهائی که به نمونه می تابد یا یرخورد می کند . عدسی دوم ، اندازه لکه نورانی را بر روی نمونه تغییر می دهد که از یک لکه عریض ، پراکنده تا یک پرتو نقطه ای از نور قابل تغییر است . اندازه پرتو نورانی به وسیله ی روزنه ی کوجک کننده محدود شده است .

3- پرتوی نورانی به نمونه برخورد می کند وبخشی از ان از داخل نمونه عبور می کند بخش عبور کرده از نمونه توشط یک عدسی شی داخل یک تصویر متمرکز می شود .

یک روزنه سطحی انتخاب شده ف کاربر را قادر می سازد تا آرایش منظمی از اتمها را در نمونه ها بیازماید از آنجا که پرتوی الکترونها تمرکز یافته اند اغلب انرژی زیادی در حین تجزیه بر روی نمونه متمرکز کرده است . مراحل خنک سازی ویژه ای در بسیاری ازدستگاهها به کار رفته است.


4- تصویر از میان عدسی ها عبور نموده و بزرگ می شود .

5- و درنهایت تصویر به صفحه نمایش فسفری برخورد می کند و نوری را پدید می اورد

که به کاربر اجازه می دهد تا تصویر را ببیند . نواحی تیره تر تصویر ، سطحی از نمونه را تشلت می دهد که الکترونهای کمی از آنجا عبور کرده اند ( قسمت هائی از نمونه که ضخیم تر یا چگال ترند ) نواحی روشن تر تصویر ف سطوحی از نمونه را نشان می دهند که الکترونهای بیشتری از آنجا عبور کرده اند ( قسمت هائی که نازک ترند یا چگالی کمتری دارند ) . این دستگاه دارای معایب و مزایای زیادی است از جمله معایب وقت گیر بودن ان است و محدود بودن آن برای استفاده از قطعات آماده شده ی مخصوص که در این میکروسکوپ استفاده می شود . و نیز چون قطعه تحت بمباران الکترونی ( پرتوی الکترونی ) قرار می گیرد دچار تخریب می شود . از مزایای خوب این میکروسکوپ بزرگنمائی بسیار عالی و نمایش تصاویر از اتم های نسبتا ریز است .

boomba
06-12-2008, 12:18
صنعت متالورژی پودر


متالورژی پودر (P/M) يک روش بسيار پيشرفته برای توليد قطعات آهنی و غيرآهنی با قابليت اعتماد بالاست. با مخلوط کردن پودرهای عناصر و يا آلياژهای مختلف و سپس فشرده کردن آنها در يک قالب بوسيله پرس، شکل نهايی قطعه بدست می آيد. در مرحله بعد، اين قطعه خام در يک کوره مخصوص با اتمسفر کنترل شونده گرما داده می شود (يا به اصطلاح سينتر می شود) و به اين ترتيب ذرات پودر به هم می چسبند. از آنجا که در اين فرآيند هيچ براده ای توليد نمی شود، در قطعه نهايی بيش از 97% مواد خام اوليه مورد استفاده قرار می گيرد. به همين خاطر در متالورژی پودر صرفه جويی زيادی در مصرف انرژی و مواد اوليه صورت می گيرد.

فرآيند متالورژی پودر يک فرآيند کم هزينه در توليد قطعات ساده و يا پيچيده در تعداد چندصدتايی تا چندهزارتايی در ساعت، با ابعادی با دقت بالاست. در نتيجه در بدترين حالت، يک فرآيند ماشينکاری جزئی بر روی قطعه مورد احتياج است. همچنين قطعات توليد شده ممکن است تحت عمليات سايزينگ (Sizing) برای دقيق تر کردن ابعاد و کوينينگ (Coining) برای دقيق تر کردن ابعاد، افزايش چگالی و استحکام قطعه قرار بگيرد.

بيشتر قطعات توليد شده بوسيله متالورژی پودر کمتر از 2.3 کيلوگرم (5 پوند) وزن دارند، اگرچه می توان قطعاتی با وزن 16 کيلوگرم (35 پوند) را هم بوسيله ماشين آلات متعارف متالورژی پودر توليد کرد. بسياری از قطعات اوليه ای که بوسيله متالورژی پودر توليد می شدند، مانند بوش ها و ياتاقان ها، شکل های ساده ای داشتند، اما امروزه به دلايل اقتصادی بيشتر قطعات چند سطحی و با کانتورهای پيچيده به کمک فرآيند متالورژی پودر توليد می شوند.


[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]


شكل 1: قطعات متالورژي پودر در پمپ‌هاي روغن

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ] 8.jpg&X=250&Y=178


در سال‌هاي 1960-1950، روش‌هاي نوين نظير: فورج پودر و پرس ايزو استاتيك گرم در صنعت متالورژي پودر به كار گرفته شد. اين روش‌ها با توليد قطعات با دانسيته بالا، توان رقابتي قطعات متالورژي پودر را افزايش دادند.

گرچه روش متالورژي پودر، امكاناتي ويژه را براي توليد بعضي قطعات خاص فراهم ساخته‌ است كه توليد آنها از طريق روش‌هاي ديگر غيرممكن يا بسيار مشكل است، اما زمينه‌هايي كه باعث فراگير شدن استفاده از اين روش شده است، عبارتند از:

· زمينه‌هاي اقتصادي

· بهره‌وري انرژي

· انطباق زيست‌محيطي

· ضايعات بسيار پايين

فناوري متالورژي پودر، فناوري پوياست. در طول سال‌ها، عوامل موثر در اين فناوري بهبود يافته‌اند. همچنين توليد آلياژهايي جديد و مستحكم‌تر و فرآيندهاي توليد قطعات با دانسيته بالا نظير: (Warm compaction، ايزو استاتيك پرسينگ، فورج پودر، extrusion و powders rolling) را همراه با كنترل عالي بر ريز ساختار، فراهم ساخته است. خصوصيات ذاتي فناوري متالورژي پودر، در توليد مواد مركب، امكان ساخت محصولاتي از مواد ويژه و سنتي را در طيف وسيع از خواص با بالاترين كيفيت فراهم كرده است.

با وجود تمامي مزيت‌هاي متالورژي پودر، محدوديت اين روش در اندازه و شكل قطعات توليدي و همچنين گران بودن ابزار و تجهيزات توليد كه ظرفيت‌هاي توليد كم را غيراقتصادي مي‌نمايد، از نقاط ضعف اين فناوري در رقابت با ديگر فرايندهاي توليد است. توجيه استفاده از روش متالورژي پودر براساس تيراژ توليد است. اين امر در استفاده از متالورژي پودر در صنايع خودروسازي از اهميتي ويژه برخوردار است.

اگرچه از نظر تاريخي، متالورژي پودر از قديمي‌ترين روش‌هاي شكل دادن فلزات است، اما توليد در مقياس تجارتي با اين روش، از جديدترين راه‌هاي توليد قطعات فلزي است. در دوران باستان از روش‌هاي متالورژي پودر براي شكل دادن فلزاتي با نقطه ذوب بالاتر از آنچه در آن زمان داشتند، استفاده مي‌شد. اولين بار در اوايل قرن نوزدهم بود كه پودر فلزات با روشي مشابه آنچه امروزه به‌كار مي‌رود، با متراكم نمودن به صورت يكپارچه در آورده شد.

متالورژي پودر، فرايند قالب‌گيري قطعات فلزي از پودر فلز توسط اعمال فشارهاي بالا مي‌باشد. پس از عمل فشردن و تراكم پودرهاي فلزي، عمل تفجوشي در دماي بالا در يك اتمسفر كنترل شده و انجام مي‌شود. در اين حالت، فلز متراكم، جوش‌خورده و به صورت ساختمان همگن محكمي پيوند مي‌خورد. شكل 2، نمايي شماتيك از مراحل فرايند متالورژي پودر را نشان مي‌دهد.


شكل 2: نمايي از مراحل توليد قطعه در فرايند متالورژي پودر

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ] 8.jpg&X=340&Y=450

فرايند متالورژي پودر و جاذبه‌هاي گسترده اين فرايند و محصولات توليد شده از آن منجر به استفاده روزافزون اين روش توليدي در ساخت قطعات مهندسي در صنعت خودرو شده است. توليد سيت، گيت (شكل 3) انواع چرخ دنده‌هاي قواي محركه، دنده پينيون، ياتاقان‌ها، بادامك‌هاي ميل سوپاپ، خار ميل لنگ، پيستون‌هاي كمك فنر- شكل (4)، شاتون و ... از جمله قطعاتي محسوب مي‌شوند كه ساخت آن با فرايند متالورژي پودر تاكنون گسترش زيادي يافته است. به‌رغم كاهشي كه در استحكام قطعات توليد شده با اين روش در مقايسه با مواد كار شده ايجاد مي‌شود كه ناشي از وجود تخلخل‌هاي داخلي است، اما بنا به دلايلي نظير: افزايش دقت ابعادي، كاهش هزينه ماشينكاري، مقدار مواد اوليه مصرفي كمتر، توانايي تكرار توليد بهتر، سطح نهايي تميزتر، كاهش وزن، احاطه كامل بر آناليز و منحصر بودن توليد بعضي از قطعات با اين روش، توسعه آن به‌خصوص در ساليان اخير در ژاپن، امريكا و اروپا، افزايش يافته است.


شكل 3: نمايي از قطعه سيت و گيت در موتور


[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ] 0.jpg&X=250&Y=414


شكل 4: قطعات متالورژي پودر در كمك فنر

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ] 3.jpg&X=250&Y=155

منبع:

Introduction to physical metallurgy by Avner

boomba
06-12-2008, 12:32
خوردگی فلزات

خوردگی ، ( Corrosion ) ، اثر تخریبی محیط بر فلزات و آلیاژها می‌‌باشد. خوردگی ، پدیده‌ای خودبه‌خودی است و همه مردم در زندگی روزمره خود ، از بدو پیدایش فلزات با آن روبرو هستند. در اثر پدیده خودبه‌خودی ، فلز از درجه ‌اکسیداسیون صفر تبدیل به گونه‌ای با درجه ‌اکسیداسیون بالا می‌‌شود.


M ------> M+n + ne
در واقع واکنش اصلی در انهدام فلزات ، عبارت از اکسیداسیون فلز است.

تخریب فلزات با عوامل غیر خوردگی
فلزات در اثر اصطکاک ، سایش و نیروهای وارده دچار تخریب می‌‌شوند که تحت عنوان خوردگی مورد نظر ما نیست.

فرایند خودبه‌خودی و فرایند غیرخودبه‌خودی
خوردگی یک فرایند خودبخودی است، یعنی به زبان ترمودینامیکی در جهتی پیش می‌‌رود که به حالت پایدار برسد. البته M+n می‌‌تواند به حالتهای مختلف گونه‌های فلزی با اجزای مختلف ظاهر شود. اگر آهن را در اتمسفر هوا قرار دهیم، زنگ می‌‌زند که یک نوع خوردگی و پدیده‌ای خودبه‌خودی است. انواع مواد هیدروکسیدی و اکسیدی نیز می‌‌توانند محصولات جامد خوردگی باشند که همگی گونه فلزی هستند. پس در اثر خوردگی فلزات در یک محیط که پدیده‌ای خودبه‌خودی است، اشکال مختلف آن ظاهر می‌‌شود.

بندرت می‌‌توان فلز را بصورت فلزی و عنصری در محیط پیدا کرد و اغلب بصورت ترکیب در کانی‌ها و بصورت کلریدها و سولفیدها و غیره یافت می‌‌شوند و ما آنها را بازیابی می‌‌کنیم. به عبارت دیگر ، با استفاده ‌از روشهای مختلف ، فلزات را از آن ترکیبات خارج می‌‌کنند. یکی از این روشها ، روش احیای فلزات است. بعنوان مثال ، برای بازیابی مس از ترکیبات آن ، فلز را بصورت سولفات مس از ترکیبات آن خارج می‌‌کنیم یا اینکه آلومینیوم موجود در طبیعت را با روشهای شیمیایی تبدیل به ‌اکسید آلومینیوم می‌‌کنند و سپس با روشهای الکترولیز می‌‌توانند آن را احیا کنند.

برای تمام این روشها ، نیاز به صرف انرژی است که یک روش و فرایند غیرخودبه‌خودی است و یک فرایند غیرخودبه‌خودی هزینه و مواد ویژه‌ای نیاز دارد. از طرف دیگر ، هر فرایند غیر خودبه‌خودی درصدد است که به حالت اولیه خود بازگردد، چرا که بازگشت به حالت اولیه یک مسیر خودبه‌خودی است. پس فلزات استخراج شده میل دارند به ذات اصلی خود باز گردند.

در جامعه منابع فلزات محدود است و مسیر برگشت طوری نیست که دوباره آنها را بازگرداند. وقتی فلزی را در اسید حل می‌‌کنیم و یا در و پنجره دچار خوردگی می‌‌شوند، دیگر قابل بازیابی نیستند. پس خوردگی یک پدیده مضر و ضربه زننده به ‌اقتصاد است.

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]


جنبه‌های اقتصادی فرایند خوردگی
برآوردی که در مورد ضررهای خوردگی انجام گرفته، نشان می‌‌دهد سالانه هزینه تحمیل شده از سوی خوردگی ، بالغ بر 5 میلیارد دلار است. بیشترین ضررهای خوردگی ، هزینه‌هایی است که برای جلوگیری از خوردگی تحمیل می‌‌شود.



پوششهای رنگها و جلاها
ساده‌ترین راه مبارزه با خوردگی ، اعمال یک لایه رنگ است. با استفاده ‌از رنگها بصورت آستر و رویه ، می‌‌توان ارتباط فلزات را با محیط تا اندازه‌ای قطع کرد و در نتیجه موجب محافظت تاسیسات فلزی شد. به روشهای ساده‌ای می‌‌توان رنگها را بروی فلزات ثابت کرد که می‌‌توان روش پاششی را نام برد. به کمک روشهای رنگ‌دهی ، می‌‌توان ضخامت معینی از رنگها را روی تاسیسات فلزی قرار داد.

آخرین پدیده در صنایع رنگ سازی ساخت رنگهای الکتروستاتیک است که به میدان الکتریکی پاسخ می‌‌دهند و به ‌این ترتیب می‌توان از پراکندگی و تلف شدن رنگ جلوگیری کرد.

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

پوششهای فسفاتی و کروماتی
این پوششها که پوششهای تبدیلی نامیده می‌‌شوند، پوششهایی هستند که ‌از خود فلز ایجاد می‌‌شوند. فسفاتها و کروماتها نامحلول‌اند. با استفاده ‌از محلولهای معینی مثل اسید سولفوریک با مقدار معینی از نمکهای فسفات ، قسمت سطحی قطعات فلزی را تبدیل به فسفات یا کرومات آن فلز می‌‌کنند و در نتیجه ، به سطح قطعه فلز چسبیده و بعنوان پوششهای محافظ در محیط‌های خنثی می‌‌توانند کارایی داشته باشند.

این پوششها بیشتر به ‌این دلیل فراهم می‌‌شوند که ‌از روی آنها بتوان پوششهای رنگ را بر روی قطعات فلزی بکار برد. پس پوششهای فسفاتی ، کروماتی ، بعنوان آستر نیز در قطعات صنعتی می‌‌توانند عمل کنند؛ چرا که وجود این پوشش ، ارتباط رنگ با قطعه را محکم‌تر می‌‌سازد. رنگ کم و بیش دارای تحلخل است و اگر خوب فراهم نشود، نمی‌‌تواند از خوردگی جلوگیری کند.

پوششهای اکسید فلزات
اکسید برخی فلزات بر روی خود فلزات ، از خوردگی جلوگیری می‌‌کند. بعنوان مثال ، می‌‌توان تحت عوامل کنترل شده ، لایه‌ای از اکسید آلومینیوم بر روی آلومینیوم نشاند. اکسید آلومینیوم رنگ خوبی دارد و اکسید آن به سطح فلز می‌‌چسبد و باعث می‌‌شود که ‌اتمسفر به‌ آن اثر نکرده و مقاومت خوبی در مقابل خوردگی داشته باشد. همچنین اکسید آلومینیوم رنگ‌پذیر است و می‌‌توان با الکترولیز و غوطه‌وری ، آن را رنگ کرد. اکسید آلومینیوم دارای تخلخل و حفره‌های شش وجهی است که با الکترولیز ، رنگ در این حفره‌ها قرار می‌‌گیرد.

همچنین با پدیده ‌الکترولیز ، آهن را به ‌اکسید آهن سیاه رنگ (البته بصورت کنترل شده) تبدیل می‌‌کنند که مقاوم در برابر خوردگی است که به آن "سیاه‌کاری آهن یا فولاد" می‌‌گویند که در قطعات یدکی ماشین دیده می‌‌شود.

پوششهای گالوانیزه
گالوانیزه کردن (Galvanizing) ، پوشش دادن آهن و فولاد با روی است. گالوانیزه ، بطرق مختلف انجام می‌‌گیرد که یکی از این طرق ، آبکاری با برق است. در آبکاری با برق ، قطعه‌ای که می‌‌خواهیم گالوانیزه کنیم، کاتد الکترولیز را تشکیل می‌‌دهد و فلز روی در آند قرار می‌‌گیرد. یکی دیگر از روشهای گالوانیزه ، استفاده ‌از فلز مذاب یا روی مذاب است. روی دارای نقطه ذوب پایینی است.

در گالوانیزه با روی مذاب آن را بصورت مذاب در حمام مورد استفاده قرار می‌‌دهند و با استفاده ‌از غوطه‌ور سازی فلز در روی مذاب ، لایه‌ای از روی در سطح فلز تشکیل می‌‌شود که به ‌این پدیده ، غوطه‌وری داغ (Hot dip galvanizing) می‌گویند. لوله‌های گالوانیزه در ساخت قطعات مختلف ، در لوله کشی منازل و آبرسانی و ... مورد استفاده قرار می‌‌گیرند.

پوششهای قلع
قلع از فلزاتی است که ذاتا براحتی اکسید می‌‌شود و از طریق ایجاد اکسید در مقابل اتمسفر مقاوم می‌‌شود و در محیطهای بسیار خورنده مثل اسیدها و نمکها و ... بخوبی پایداری می‌‌کند. به همین دلیل در موارد حساس که خوردگی قابل کنترل نیست، از قطعات قلع یا پوششهای قلع استفاده می‌‌شود. مصرف زیاد این نوع پوششها ، در صنعت کنسروسازی می‌‌باشد که بر روی ظروف آهنی این پوششها را قرار می‌‌دهند.

پوششهای کادمیم
این پوششها بر روی فولاد از طریق آبگیری انجام می‌‌گیرد. معمولا پیچ و مهره‌های فولادی با این فلز ، روکش داده می‌‌شوند.

فولاد زنگ‌نزن
این نوع فولاد ، جزو فلزات بسیار مقاوم در برابر خوردگی است و در صنایع شیر آلات مورد استفاده قرار می‌گیرد. این نوع فولاد ، آلیاژ فولاد با کروم می‌‌باشد و گاهی نیکل نیز به ‌این آلیاژ اضافه می‌‌شود.

boomba
06-12-2008, 15:43
معرفی کتب مواد و متالورژی

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

نام كتاب: مقدمه اي بر ترمو ديناميك مواد
نويسندگان: ديويد گسگل ترجمه : دكتر علي سعيدي انتشارات: جهاد دانشگاهي
توضيحات: فهرست مطالب: مقدمه - قانون اول ترموديناميك - قانون دوم ترموديناميك - تعبير آماري آنتروپي - توابع ترموديناميكي - ظرفيت گرمائي ، آنتالپي، آنتروپي و قانون سوم ترموديناميك



نام كتاب: مقدمه اي بر ترمو ديناميك
نويسندگان: ديويد گسگل ترجمه : دكتر علي سعيدي انتشارات: جهاد دانشگاهي
توضيحات: فهرست مطالب: تعادل فاز در سيستم تك جزئي - رفتار گازها - رفتار محلولها - انرژي آزاد - واكنشهاي گازي - واكنشهاي شامل فاز خالص كندانس و يك فاز گازي - تعادل در سيستمهاي واكنش شيميايي - الكتروشيمي



نام كتاب: كتاب جامع مهندسي و علم مواد
نويسندگان محمدي ، واعظيانتشارات:انتشارات فراروي
توضيحات: فهرست مطالب: شيمي فيزيك مواد - ترموديناميك مواد - كريستالوگرافي - خواص فيزيكي مواد - عمليات حرارتي - استحاله فازها - دياگرامهاي تعادلي سه جزئي - خواص مكانيكي مواد 1- خواص مكانيكي مواد 2 - شكل دهي فلزات - ريخته گري - انجماد فلزات




نام كتاب: استحاله فازها در فلزات و آلياژها
نويسندگان: پورتر ، ايسترلينگ ترجمه : محمد رضا افضلي انتشارات:مركز نشر دانشگاهي
توضيحات:فهرست مطالب: ترموديناميك و نمودارهاي فاز - پخش- فصل مشتركهاي بلوري و ريز ساختارانجماد - تبديلهاي پخشي در جامدها - تبديلهاي غير پخشي



نام كتاب: اصول و كاربرد عمليات حرارتي فولادها
نويسندگان: دكتر محمد علي گلعذار انتشارات:دانشگاه صنعتي اصفهان
توضيحات: فهرست مطالب: فازها و ساختارهاي بلوري - فازها و ساختارهاي تعادلي - مارتنزيت و بينيت - نمودارهاي زمان دما و دگرگوني - عمليات حرارتي براي تشكيل ساختارهاي تعادلي - سختي و سختي پذيري - آستنيت در فولادها - باز پخت - تغييرات ابعاد و اثرات آن - سخت كردن سطحي - فولادهاي زنگ نزن - فولادهاي ابزار - نكات عملي و كاربرديعيوب و عمليات حرارتي فولادها




نام كتاب: ترمو ديناميك مواد
نويسندگان:راگون ترجمه : مهندس جعفر خليل علافي انتشارات: دانشگاه صنعتي سهند
توضيحات: فهرست مطالب: قانون اول - قانون دوم - روابط خاص - تعادل - تعادل شيميايي - الكتروشيمي - محلولها - قانون فازها - نمودارهاي فازي - ترموديناميك آماري - زمينه قبلي




نام كتاب: تغيير شكل و مكانيك شكست مواد و آلياژهاي مهندسي
نويسندگان: هرتزبرگ ، ريچارد دبليو ترجمه : دكتر علي اكبر اكرامي انتشارات: دانشگاه صنعتي شريف
توضيحات: فهرست مطالب: پاسخ مواد به كشش - مباني نظريه نابجايي - لغزش و دوقلويي در جامدات بلوري - مكانيسمهاي مقاوم شدن در فلزات - پاسخ جامدات بلورين به تغيير شكل در دماي زياد - پاسخ پلاستيكهاي مهندسي به تغيير شكل - شكست - اجزاي مكانيك شكست - كنترل شكست با دماي تبديل - جنبه هاي ريز ساختاري چقرمگي شكست - ترك خوردن ناشي از محيط - خستگي تحت تنش و كرنش چرخه اي - گسترش ترك خستگي - تحليل شكستهاي مهندسي




نام كتاب: آشنايي با متالورژي فيزيكي
نويسندگان: اونر ترجمه : عبدالوحيد فتي ، محمد عرفاني اننتشارات: مركز نشر دانشگاهي
توضيحات: فهرست مطالب: ابزار كار در متالورژي - ساختار فلز و تبلور - تغيير شكل مومسان - تابكاري و كار گرم - تشگيل آلياژها - نمودارهاي فازي - نمودار تعادلي آهن،آهن كاربيد - عمليات گرمايي فولاد - فولادهاي آلياژي - فولادهاي ابزار - چدن - فلزها و آلياژهاي غير آهني - فلزها در دماهاي بالا و پايين - سايش فلزها - خوردگي فلزها - متالورژي پودر - تحليل شكست




نام كتاب: شكل دادن فلزات (متالورژي و مكانيك)
نويسندگان: ويليام هاسفورد ، رابرت كدل ترجمه : مهندس محمد رضا افضلي انتشارات: دانشگاه صنعتي شريف توضيحات: فهرست مطالب: تنش و كرنش - مومساني ماكروسكوپي و معيارهاي تسليم - كار سختي - ناپايداري مومسان - آهنگ كرنش و دما - كار ايدئال يا انرژي يكنواخت - تحليل قاچي،تراز نيرو - تحليل كران بالايي - نظريه ميدان خط لغزش - شكل هندسي منطقه تغيير شكل - شكلپذيري - خمكاري - ناهمسانگردي خواص مومسان - كاسگري ، باز كشش و اتو كاري - حدود شكل دادن - قالبزنيهاي ورق و آزمونها - خواص ورق فلزي




نام كتاب: حرارت و حركت در مواد
نويسندگان: سيد خطيب الاسلام صدر نژاد ترجمه :انتشارات:مركز چاپ و انتشارات
توضيحات : فهرست مطالب: رابطه خواص با ساختار - قانون اول ترمو ديناميك - قوانين دوم و سوم ترموديناميك - تعادل - جداول ترموديناميكي




نام كتاب: اصول متالورژي فيزيكي
نويسندگان: ريد-هيل ، رضا عباسچيان ترجمه : صالحي ، عبداه پور ، حسيني نسب انتشارات: دانشگاه علم و صنعت ايران
توضيحات: فهرست مطالب: ساختار فلزات - روشهاي تحليل - پيوندهاي بلوري - مقدمه اي بر نابجايي ها - نابجايي ها و تغيير شكل پلاستيك - مفاهيم اوليه مرزدانه ها - جاهاي خالي - آنيل كردن - محلول هاي جامد - نمودارهاي فازي (1)- نمودارهاي فازي (2) - نفوذ در محلولهاي جامد جانشيني - نفوذ بين نشيني - انجماد فلزات




نام كتاب: متالورژي مكانيكي
نويسندگان: جورج اي ديتر ترجمه : شهره شهيدي انتشارات: مركز نشر دانشگاهي
توضيحات:فهرست مطالب:مقدمه - روابط تنش و كرنش در رفتار كشسان - مقدمات نظريه مومساني - تغيير شكل مومسان تك بلورها - نظريه نابجايي ها - مكانيزمهاي استحكام دهي - شكست - رفتار مكانيكي مواد پليمر - آزمايش كشش - آزمايش پيچش - آزمايش سختي - خستگي فلزات - خرش و گسيختگي ناشي از تنش - شكست ترد و آزمايش ضربه - اصول فلزكاري - آهنگري - نورد فلزات - فشار كاري - كشيدن مفتول ، سيم و لوله - شكل دادن ورق فلزي - ماشينكاري فلزات - مكانيك شكست



نام كتاب: مسائل ترموديناميك مهندسي مواد
نويسندگان: يوز باشي زاده - واعظي - محمدي ترجمه :انتشارات:فراروي
توضيحات: فهرست مطالب: مسائل قانون اول ترموديناميك - مسائل قانون دوم ترموديناميك - مسائل آنتروپي و احتمالات - مسائل توابع ترموديناميكي - مسائل آنتالپي و آنتروپي استاندارد - مسائل تعادل فازي در سيستمهاي يك جزئي - مسائل گازها - مسائل محلولها - مسائل نمودارهاي انرژي آزاد مسائل واكنشهاي گازي - مسائل واكنشهاي گازي غير ممكن و نمودار الينگهام - مسائل واكنشهاي تعادلي و محلولها - مسائل الكتروشيمي




نام كتاب: ترموديناميك مواد
نويسندگان: دكتر محمد ابراهيم ابراهيمي ترجمه :انتشارات:مولف
توضيحات: فهرست مطالب: مروري بر قوانين رموديناميك و توابع ترموديناميكي - تعادل فاز در سيستمهاي تك جزئي - تعادل فاز در سيستمهاي تك جزئي - واكنشهاي شامل فاز كندانس و يك فاز گازي - ترموديناميك محلولها - نمودار انرژي آزاد - انواع حالتهاي استاندارد




نام كتاب: متالورژي كاربردي چدنها (1)
نويسندگان: مرعش مرعشي انتشارات: شركت نورد و توليد قطعات فولادي
توضيحات: خاكستري - آلاژي - ضد سايش فهرست مطالب: ذوب چدن خاكستري - انجماد چدن خاكستري - چدنهاي آلياژي - عمليات حرارتي چدن خاكستري - خواص ويژه چدن خاكستري غير آلاژي - چدنهاي ضد سايش - خواص مكانيكي ، فيزيكي و الكتريكي چدن خاكستري - تضمين كيفيت در چدن خاكستري




نام كتاب: متالورژي كاربردي چدنها (2)
نويسندگان: مرعش مرعشي انتشارات: شركت نورد و توليد قطعات فولادي
توضيحات: نشكن - چكش خوار - فشرده فهرست مطالب: ذوب چدن نشكن در كوره القايي بدون هسته - روشهاي كروي سازي - چدن نشكن آلياژي - كاربرد قطعات چدن نشكن در صنعت - كاربرد خواص چدن نشكن در طراحي - عمليات كنترل كيفيت در كارخانه ريخته گري چدن نشكن - چدنهاي ماليبل - عمليات حرارتي چدن ماليبل - چدن با گرافيت فشرده




نام كتاب: فولادها
نويسندگان: پروفسور هاني كامب ترجمه : شاخه مهندسي متالورژي جهاد دانشگاهي دانشكده فني دانشگاه تهرانانتشارات: جهاد دانشگاهي توضيحات: ميكرو ساختار و خواص
فهرست مطالب: آهن و محلولهاي جامد بين نشيني - مقاوم كردن آهن و آلياژهاي آن - نمودار تعادلي آهن كربن - مناطق فازي فريت و آستنيت و اثرات عناصر آلياژي - تشكيل مارتنزيت - واكنش بينيت - عمليات حرارتي فولادها ، قابليت سختي پذيري - بازگشت مارتنزيت - عمليات ترمو مكانيكي فولادها - تردي و شكست فولادها - فولادهاي آستنيتي



نام كتاب: فولاد سازي
نويسندگان: جكسون - هابارد ترجمه و تدوين : مهندس محمود فرازپي انتشارات: جهاد دانشگاهي
توضيحات: فهرست مطالب: كوره القايي - كوره قوس الكتريك - فولادهاي پر آلياژ - گازها در فولاد - سرباره ها و مواد نسوز - پاتيل ها - روشهاي كنترل فرآيند - كنترل كيفيت فولاد سازي در ريخته گري (1)- كنترل كيفيت فولاد سازي در ريخته گري (2)




نام كتاب: فولاد شناسي
نويسندگان: محمد جعفر هاديان فرد ترجمه :انتشارات: نويد شيراز
توضيحات: فهرست مطالب: فولادها و جايگاه آنها - آهن و فولاد - عمليات حرارتي در فولادها - توليد آهن و فولاد - عوامل مهم در انتخاب مواد - تقسيمات فولادها - استانداردهاي رايج فولادها در دنيا



نام كتاب: كتاب مواد
نويسندگان: مهندسين مصاحبي ، ستار انتشارات: اركان اصفهان
توضيحات: چكيده اي از دوازده درس تخصصي مهندسي مواد همراه با حل تشريحي آزمونهاي كارشناسي ارشد برگزار شده




نام كتاب: اصول شكل دادن فلزات
نويسندگان: محمد باقر ليمويي انتشارات: دانش پژوهان فردا
توضيحات: كتاب جهش همرا با تست فهرست مطالب: مباني شكل دادن فلزات - كشش - اكستروژن - نورد - آهنگري - تئوري خطوط لغزش و آناليز حد بالايي




نام كتاب: خواص فيزيكي مواد
نويسندگان:مالك نادري ، معصومه حقي ترجمه :انتشارات:دانش پژوهان فردا
توضيحات: كتاب جهش همراه با تست فهرست مطالب:ساختار بلوري جامدات - نفوذ - نمودارهاي تعادلي - نمودارهاي تعادلي آهن ، كربن - نمودارهاي سه تايي



نام كتاب: انگليسي براي دانشجويان رشته مهندسي مواد
نويسندگان: دكتر محمد فلاحي مقيمي انتشارات: سمت
توضيحات: contents : materials science engineering - history of metallurgy - solidification - heat treatment of metals - survey of mechanical working - general principle of extrusion - powder metallurgy - principles of founding industry - patternmaking - defect in castings - melting furnaces - iron and steel - aluminum - inspection and quality control - principles of metallurgical failures - safety in the foundry

اصول و کاربرد میکروسکوپ الکترونی و روشهای نوین آنالیز ابزار شناسی دنیای نانو
نویسندگان:
دکتر پیروز مرعشی، دکتر سعید کاویانی، دکتر حسین سرپولکی ودکتر غلیرضا ذوالفقاری

در این کتاب سعی شده تا با بهره گیری از مطالعات و تجربیات نویسندگان در زمینه میکروسکپ­های الکترونی و تکنیک های آنالیز تکمیلی، اصول کار این دستگاه ها و بعضی از کاربردهای آن­ها به صورت روشن توضیح داده شود تا علاوه بر عزیزانی که با مطالعه این کتاب وارد این حوزه می شوند، برای اساتید و محققان محترم نیز مفید باشد. همچنین تکنیک هامطرح شده در این کتاب در طیف گسترده ای از حوزه های مختلف پژوهشی از جمله متالورژی، سرامیک، شیمی، سطح، فیزیک، پلیمر، پزشکی و داروسازی کاربرد دارد.


[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
عنوان کتاب : فرهنگ موضوعی و مصور لغات و اصطلاحات ریخته گری
با راهنمای الفبایی انگلیسی و فارسی
نویسنده : داود دستپاک با همکاری حمید وکیلیان
شابک : 964-06-8579-8

درباره کتاب :
واژه های انگلیسی این کتاب از یک فرهنگ ریخته گری چاپ امریکا، دو فرهنگ ریخته گری چاپ انگلستان، یک فرهنگ ریخته گری هشت زبانۀ چاپ فرانسه، یک دایره المعارف متالورژی چاپ انگلستان و چاپ تجدید نظر شدۀ آن با عنوان دایره المعارف متالورژی و مواد، دو فرهنگ ریخته گری آلمانی- انگلیسی، انگلیسی- آلمانی؛ واژه نامه های استاندارد منتشره توسط موسسۀ استاندارد انگلستان و " انجمن آمریکایی آزمون و مواد" و تعدادی کتب ریخته گری منتشره در انگلستان و آمریکا جمع آوری شده و بصورت موضوعی در 10 فصل، شامل 41 بخش، تقسیم بندی شده است.


اصول متالورژی فیزیکی
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

رابرت ریدهیل، رضا عباسچیان، محمدرضا افضلی (مترجم)
یمت پشت جلد: 130000 ریال
مشخصات کتاب

* تعداد صفحه: 1150
* نشر: دانشگاه صنعتی شریف، انتشارات علمی (14 مرداد، 1386)
* شابک: 964-7982-68-2
* قطع کتاب: وزیری
* وزن: 2050 گرم

این کتاب ترجمه ی کامل کتاب دکتر عباسچیان هستش.


Metal Forming Handbook
by Schuler GmbH
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

Metal Forming Handbook
By Schuler GmbH

* Publisher: Springer
* Number Of Pages: 568
* Publication Date: 1998-07-31
* ISBN-10 / ASIN: 3540611851
* ISBN-13 / EAN: 9783540611851
* Binding: Hardcover

Book Description:

The "Metal Forming Handbook" presents the fundamentals of metal forming processes and press design. As a textbook and reference work in one, it provides an in-depth study of the major metal forming technologies: sheet metal forming, cutting, hydroforming and solid forming.
Written by qualified, practically-oriented experts for practical implementation, supplemented by sample calculations and illustrated throughout by clearly presented color figures and diagrams, this book provides fundamental information on the state-of-the-art in the field of metal forming technology.

منبع:win64.blogfa


Nanostructure control of materials
کنترل ساختار مواد در ابعاد نانو
Book Description

Nanostructured materials present exciting opportunities for manipulating structure and properties on the nanometer scale. The ability to engineer novel structures at the molecular level has led to unprecedented opportunities for materials design. This new book provides detailed insights into the synthesis/structure and property relationships of nanostructured materials. Nanostructure Control of Materials covers topics ranging from the special properties resulting from nanodimensionality, the control of molecular assemblies, and nanodimensionality and ionic transport through hydrogen storage in nanostructures materials and nanofabrication.
Hardcover: 344 pages)
Language: English
<ISBN: 0849334497
منبع:

برای مشاهده محتوا ، لطفا وارد شوید یا ثبت نام کنید

boomba
08-12-2008, 14:24
اثرات زیست محیطی استخراج آلومینیوم

فرآیندهای استخراج مقدار زیادی انرژی مصرف می كنند كه اغلب از احتراق سوخت های فسیلی تامین می گردد. این سوخت ها تجدید ناپذیر بوده و محدودیت های تولید و مصرف آن در فرآیندهای مورد نظر ، ضرورت های حیاتی و گریز ناپذیر ، بهینه كردن مصرف آن را ایجاد می كند. ازسوی دیگر مشكلات ناشی از آلوده سازی محیط ، رعایت مسائل زیست محیطی و شرایط و تعهدات بین المللی لازم می باشد. مصرف بی رویه سوخت های فسیلی و عدم رعایت استانداردهای جهانی می تواند عرصه زندگی را برای انسان این عصر هرچه بیشتر تنگ نماید. به همین منظور در این مقاله ابتدا فرآیند استخراج آلومینیوم به اختصار بیان شده و بعد الودگی و مسائل زیست محیطی مرتبط با این فرآیند مورد بحث قرار می گیرد.


آلومینیوم یكی از فلزات پر مصرف و استراتژیك می باشد. این فلز پس از آهن با تولیدی در حدود 17 ملیون تن در سال بالاترین تولید جهانی فلزات را دارد. روش های تولید آلومینیوم را می توان در پنج روش مختلف گنجاند و بررسی كرد. ولی در حال حاضر آلومینیوم از الكترولیز ملح مذاب اكسید آن ( آلومین ) بدست می آید. با وجود آنكه آلومینیوم سومین عنصر فراوان پوسته زمین ( پس از اكسیژن و سیلیسیوم) است و مقدار آن در پوسته زمین 8.8% است. ولی تنها منبع اقتصادی برای تولید اكسید آلومینیوم (Al2O3) ، سنگ معدنی به نام بوكسیت می باشد. بوكسیت یك كانی نبوده و مینرال های آن بوهمیت و ژیپست است. بوكسیت از نظر عیار 50 تا 60 درصد آلومینا(Al2O3) داردو مهمترین ناخالصی های آن Fe2O3, SiO2, Tio2 می باشند.


مراحل تولید آلومینیوم در روش الكتریكی عبارت اند از:


1- استخراج و آماده سازی بوكسیت :


این مرحله مثل سایر فلزات ، شامل خرد كردن ، آسیاب كردن و... است.


2- تولید Al2O3 خالص:


كه شامل مراحل زیر است: لیچینگ گرم ، جدا كردن رسوب ها از محلول ، رسوب دادن Al(OH)3 از محلول و تكلیس Al(OH)3 و تولید پودر Al2O3


لیچینگ گرم: بوكسیت نرم شده وارد سود غلیظ می شود و در دمای بین 180 تا 220 و فشار بین 4 تا 25 اتمسفر آلومینات سدیم تولید می شود( NaAlO2 )


جدا كردن رسوب ها از محلول : به روش Settling( ته نشین شدن به علت آرام بودن سیال) عمده رسوب های ته نشین شده ، جدا می گردند . سپس محلول با آب داغ شسته شده ، با افزودن نشاسته به آن ----- می شود. به رسوبات باقیمانده گل سرخ Red Mud گفته می شود.


رسوب دادن Al(OH)3 از محلول: كه شامل سرد كردن محلول باقیمانده تا دمای 35، افزودن آب به محلول ، اضافه كردن پودر Al2O3 به عنوان جوانه زا، دادن زمان كافی


تكلیس Al(OH)3 و تولید پودر (Al2O3) : خلوص پودر نهایی 99 تا 99.5 درصد است.


3- استخراج الكتریكی آلومینیوم:


برای این منظور از روش الكترولیز موسوم به Hall- Heroult استفاده می شود. شكل زیر اجزای این دستگاه الكترولیز را نشان می دهد:

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

الكترولیت نمك مذاب شامل AlF3, NaF,Al2O3است. اگر آلومینیوم تولیدی ته نشین نمی شد. مقاومت الكترولیت را بالا می برد و مهمتر اینكه دوباره اكسید می شد و تلفات افزایش می یافت. سیستم طوری تنظیم می گرددكه به طور مداوم Al2O3 وارد محلول شود و درصد آن در محلول ثابت بماند. آند گرافیتی در اثر واكنش با اكسیژن اطرافش و Al2O3 موجود در محلول ، مصرف می گردد و باید جایگزین شود. فرآیند الكترولیز مداوم است و در نتیجه شارژ مواد اولیه نیز باید مداوم باشد. به طوری كه همیشه یك لایه Al2O3 روی الكترولیت موجود باشد. خروج آلومینیوم بوسیله پمپ خلا صورت می گیرد.


اثرات زیست محیطی:


1- استخراج و آماده سازی بوكسیت :


مرحله اول عملیات اكتشاف است كه ارتباط نزدیكی بین حوزه های آب زیر زمینی ، ذخایر خاكی با مراحل مختلف معدن كاری وجود دارد. عملیات اكتشاف شامل بررسی های هیدرولیكی و عملیات اكتشافی است. كه به اختصار آلودگی های زیستمحیطی در این مرحله عبارت اند از:


- تست های ردیاب : از خطرات این روش وارد شدن مواد ردیاب و رادیواكتیو در منطقه است
- تست های پمپاژ بلند مدت: در این روش پایین بودن سطح آب های زیرزمینی در مجاورت یك چاه باعث خسارت موقتی به چاه كناری می شود.


– تست های تزریق: تغییر موقتی رژیم آب های زیرزمینی و مشكل همساز بودن آب تزریقی با محیط زیست منطقه از تأثیرات این روش است.


– چاه های عمودی و تو نل ها : این روش باعث زهكشی و رسوخ آب به لایه های داخلی می شود .


– عملیات تخلیه: از تأثیرات این روش می توان به مشكلات ناشی از پسماند فلاشینگ و ذخیره سازی مواد حفاری در چال های آزمایشی و تونل ها، فرسایش مواد توسط باد، رسوب و نشست مواد به داخل منابع آب كه باعث آلودگی آب می شود، اشاره كرد .


- حفاری : از تأثیرات این روش می توان به مشكلات صوتی ناشی از حفاری به صورت اختلال در زندگی انسانی و حیوانی ، ایجاد آلودگی در آب های زیرزمینی در صورت حفر چاه نزدیك محل حفاری، بالا آمدن سطح نمك در خاك ، كاهش كیفیت منابع بكر،


- كاواك های آزمایشی: از تأثیرات این روش می توان اثرات ناشی از برداشت خاك و آسیب به پوشش گیاهی منطقه را ذكر كرد.


مرحله بعد استخراج سنگ معدن است كه تاثیرات محیطی زیادی دارد . اما در كل ، ضربه اصلی در از بین بردن پوشش های گیاهی وارد می شود. روبرداری بی رویه یا مدریت غلط منجر به كم شدن زیستگاه های حیوانات و گیاهان می گرددو توسعه جنگل ها و زراعت و .. را مشكل می سازد. همچنین استخراج معدن روی آب های محلی و هوا تاثیر می گذارد. به طور مثال ، با برداشتن لایه های روی زمین ، آب های سطحی می توانند آلوده ، اسیدی و گل آلود شوند. فرسایش در ناحیه معدن به سرعت صورت می گیرد. اگر خاك پوشش و محافظ نداشته باشد فرسایش خاك زیاد شده ، شرایط آب و هوایی تغییر كرده ، گرد و غبار در هوا زیاد شده و نیاز به تصویه آب بوجود می آید. معدن روباز مناظر بدی از لحاظ بصری ایجاد میكنند. همچنین می توان سر و صدای ماشین ها و صدای انفجار كه موجب آلودگی شدید صوتی می شود را به مجموعه عوامل فوق اضافه كرد.


2- تولید Al2O3 خالص:


در تهیه و پالایش سنگ معدن مقدار آلودگی ایجاد شده بستگی به روش بكار برده شده ، میزان خلوص و كیفیت سنگ معدن دارد. خطر اصلی در این مرحله باقی مانده بوكسیت ، یعنی گل سرخ است، كه دارای خاصیت قلیایی بوده و از كارخانه آلومینیوم سازی خارج می شود. این ماده روی زمین رها شده و یا در دریا ریخته می شود و یا در جاهای خاصی پلمپ می شود. این گلاب و خروجی دارای تاثیرات زیر است:


- نشت قلیا به درون آب های زیرزمینی كه ممكن است این آب وارد چرخه صنعت ،خانگی و یا كشاورزی شود.


- كاهش زمین های مناسب برای كشاورزی


- آلودگی مناطق خشك و ایجاد مناظر زشت


نوع دیگری از آلودگی ها كه در حین خرد كردن ، تكلیس و انبار داری بوجود می آید ، آلودگی هوا ( غبار و گازهای سمی) است. این آلودگی ها شامل بوكسیت ، آهك ، ذرات آلومینیوم ، SO2 ، NO2 ، ذرات بوكسیت كم عیار و ذرات معلق پنتا اكسید وانادیم است. مقدار SO2بستگی به نوع سوخت مصرف شده و همچنین نوع دستگاه های مصرف كننده و سرویس بودن آنها دارد. گازهای تولید شده جمع آوری نمی شوند و موجب تاثیرات محیطی ، اثر گلخانه ای و بوجود آمدن باران اسیدی خواهند شد. در فرآیندهای هیدرومتالوژی به طور حتم مایعات دور ریز و مواد جامد ناخواسته داریم كه قبل از هر اقدامی باید این مواد تحت پروسه های بازیابی و تصفیه قرار گیرند. محلول های آبی دور ریز ممكن است شامل فلزات سنگین باشند هرچند ممكن است قیمت این اجزا در محلول های دور ریز كم بوده باشد اما این عناصر می توانند در زنجیره غذایی حیوانات وارد شده و با مصرف اغذیه آلوده ؛ به سلامت اندام های بدن آسیب رسانند.


محیط كاری نیز می تواند برای كارگران بشدت خطرناك باشد. زمانی كه كارگران با مواد خورنده چون اسید و سود سروكار دارندو دوروبر آنها آلودگی شدید صوتی به همراه ذرات غبار و مواد سمی وجود دارد.


3- استخراج الكتریكی آلومینیوم:


مهمترین مشكل زیست محیطی در این بخش نشر و پخش فلورید است. كه تاثیرات مخربی روی سلامتی افرادی كه مشغول به كار هستند دارد( منجر به مسمومیت فلوریدی و اختلالات استخوانی می شود) بخارات و ذرات فلورین از مذاب كریولیت نشت می كنند این بخارات در گاز خروجی از آند هم یافت می شوند. همچنین بخارات SO2 ( اگر اند شامل تركیبات گوگرد باشد) و بخارات قطران نیز از آند متصاعد می شود. این بخارات در حین پخت آند نیز ظاهر می گردد. خارج شدن ذرات غبار و دی اكسید نیتروژن را نیز می توان به قسمت های قبل اضافه كرد.


مشكلات دیگر این قسمت عبارت اند از : آلودگی آب ، زباله ها ، سر وصدا ، گرما


آلودگی آب زمانی است كه سیستم تمیزكاری آبی( پاشش آب) برای تمیز كردن بخارات سلول ها بكار رود. این آب شامل فلورید و ذرات معلق جامد مثل آلومینا و كربن است كه نیاز به تصفیه قبل از تخلیه دارد . مشكل دیگر زباله های جامد است كه شامل محفظه های از بین رفته می باشد( سلول ها هر 4-5 سال نیاز به تعویض دارند.) كه قبل از قرار دهی آنها در هوای آزاد و یا انبار باید از مواد سمی و فلوئور دار تصفیه گردند. همچنین داخل كوره ذوب پسماندهایی تولید می شود كه می تواند تولید ذرات ناپایدار یا گازهایی مثل آمونیاك كند. سروصدا و گرما در قسمت كوره شرایط سختی را بوجود می آورد كه روی سلامتی كارگران تاثیر می گذارد.


آلودگی غیر مستقیم دیگر مصرف بسیار بالای الكتریسیته است . كه باید كارخانه در نزدیكی نیروگاه تاسیس شود. كه تاسیس نیروگاه های سوخت فسیلی نیز آلودگی های مختص به خود را دارد.


منابع:


- كتاب مواد، انتشارات اركان اصفهان، چاپ سوم زمستان 81


- فناوری میكروبی در متالورژی . نویسندگان : دكتر رامز وقار، دكتر منوچهر اولیا زاده و دكتر محمد رضا وقار. ناشر دانشگاه صنایع و معادن ایران


-
برای مشاهده محتوا ، لطفا وارد شوید یا ثبت نام کنید


-
برای مشاهده محتوا ، لطفا وارد شوید یا ثبت نام کنید

-
برای مشاهده محتوا ، لطفا وارد شوید یا ثبت نام کنید

boomba
08-12-2008, 14:29
مهار خوردگی در سیستم های سه فازی چاهها و لوله های گاز

نويسنده : نجمه اهل دل

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

خوردگي يكي از مشكلات عمده در صنايع نفت و گاز به شمار مي آيد كه سالانه مبالغ هنگفتي، به خود اختصاص مي دهد. وقفه در توليد، زيان هنگفتي چه از نظر توليد هيدروكربن و چه از نظر هزينه تعميرات در پي خواهد داشت. بنابراين سلامت تجهيزات در طول عمر مفيد آن ها يك مسأله اساسي به نظر مي رسد. استفاده از بازدارنده هاي خوردگي سال هاست كه به عنوان يكي از روش هاي كارآمد در صنايع نفت و گاز به كار گرفته مي شود.بازدارنده ماده اي است كه به تعداد كم به سيستم افزوده مي شود تا واكنش شيميايي را كند يا متوقف كند. بازدارنده هاي مورد استفاده در صنايع نفت و گاز معمولا از نوع تشكيل دهنده لايه سطحي (film former) هستند. اين بازدارنده ها با سطح فلز واكنش مستقيم ندارند و با ايجاد لايه محافظي از مواد آلي قطبي برروي سطح فلز، سبب بازدارندگي مي شوند. لايه مولكولي اوليه ممكن است پيوندهاي قوي از طريق تبادل بار الكتريكي با سطح برقرار كند و به صورت شيميايي جذب شود، اما لايه هاي بعدي از طريق پيوندهاي ضعيف فيزيكي جذب لايه اول مي شوند. وجود گروه هاي بلند هيدروكربني، در مولكول هاي اين بازدارنده يك سد فيزيكي در برابر ذرات خورنده به وجود مي آورد. كاركرد ديگر بازدارنده ها، كاهش قابل ملاحظه جريان الكتريكي از طريق افزايش مقاومت اهمي مي باشد.

در سال هاي اخير استفاده از روش جديد تثبيت pH در سيستم هاي مختلف گاز مطرح شده است و براي اولين بار در ايران و در پارس جنوبي فاز دو و سه توسط شركت توتال (TOTAL FINA ELF) مورد استفاده قرار گرفته است. اساس روش تثبيتpH استفاده از گليكول مي باشد. گليكول به منظور جلوگيري از هيدراته شدن به سيستم افزوده مي شود. تثبيت كننده به گليكول غيراشباع افزوده مي شود. اين تثبيت كننده مي تواند آلي يا معدني باشد. اين مواد مقدار pH را بالا مي برند و سبب تشكيل رسوبات محافظ مي شوند.افزايش pH در همه نقاط لوله تا يك مقدار موردنظر باعث تشكيل يك لايه محافظ و پايدار كربنات آهن يا سولفيد آهن مي شود كه مي توان سطوح داخلي خطوط لوله را در برابر خوردگي محافظت كند. تثبيت كننده در ساحل همراه با گليكول بازيابي مي شود و دوباره به سمت سكو (PLATFORM) فرستاده مي شود.بعد از آن مقدار كمي افزودني براي پايدار كردن سيستم و حصول محافظت كامل كافي است. در اين مقاله روش هاي مختلف پيش گيري و روش جديد تثبيت pH تشريح مي شود. يادآور ي مي نمايد كه در تدوين اين مقاله آقايان سعيد نعمتي (كارشناس برنامه ريزي مجتمع گاز پارس جنوبي)، دكتر سيروس جوادپور و دكتر عباس علي نظربلند (استادان دانشكده مهندس دانشگاه شيراز) مؤلف را ياري كرده اند.

• روش هاي كنترل خوردگي

خوردگي در صنايع گاز به يكي از روش هاي زير كنترل مي شود:

• آلياژهاي مقاوم به خوردگي
• بازدارنده هاي خوردگي
• روش تثبيت
• آلياژهاي مقاوم به خوردگي

استفاده از آلياژ مقاوم به خوردگي در خطوط لوله به هيچ صورت مقرون به صرفه نمي باشد. علي الخصوص در مورد لوله هاي طويل و بزرگ كه مشكلات جوش و اتصالات نيز وجود دارد. اين روش فقط در موارد خاص در خطوط لوله انتقال گاز به كار مي رود.براي كنترل خوردگي داخلي خطوط لوله از جنس فولاد كربني در يك سيستم چند فازي دو روش ديگر را مي توان به كار برد.

• بازدارنده هاي خوردگي

از جمله راه هاي كاهش خوردگي استفاده از بازدارنده هاي خوردگي است. بازدارنده ماده اي است كه به مقدار كم به سيستم افزوده مي شود تا واكنش شيميايي را كند يا متوقف كند. وقتي يك بازدارنده خوردگي به محيط خورنده اضافه مي شود سرعت خوردگي را كاهش مي دهد يا به صفر مي رساند.اولين بار يك بازدارنده معدني به آرسنيت سديم براي بازدارندگي فولادهاي كربني در چاه هاي نفت مورد استفاده قرار گرفت تا از خوردگي CO2 جلوگيري كند، اما به دليل پايين بودن بازده، رضايت بخش نبود، در نتيجه ساير بازدارنده ها مورد استفاده قرار گرفتند.در سال هاي 1945 تا 1950 خواص عالي تركيبات قطبي با زنجيره هاي بلند كشف شد. اين كشف روند آزمايش هاي مربوط به بازدارنده هاي آلي مورد استفاده در چاه ها و لوله هاي نفت و گاز را دگرگون ساخت.اين بازدارنده ها از طريق ايجاد يك لايه محافظ سطحي مانع از نزديك شدن ذرات خورنده به سطح فلز مي شوند. به اين نوع بازدارنده ها لايه ساز يا تشكيل دهنده سطحي (film forming) مي گويند كه اغلب پايه آميني دارند.

• خصوصيات بازدارنده هاي خوردگي

خصوصياتي از بازدارنده هايي كه بر عملكرد و كارآيي آن ها تأثير مي گذارند شامل موارد زير است:

1-سازگاري با ديگر مواد شيميايي: از آن جايي كه در سيستم هاي گازي ممكن است دو يا چند ماده شيميايي مورد استفاده قرار گيرد، لذا بازدارنده نبايد باعث اثرات جانبي بر روي آن ها شود (براي مثال مواد ضد كف و ضد امولسيون به همراه بازدارنده هاي خوردگي در صنايع گاز به كار رود).
2-كارايي در شرايط تنش برشي بالا: گاهي اوقات خروج از گاز چاه يا خطوط لوله تنش برشي بالايي به وجود مي آورد، به همين دليل مقاومت فيلم محافظ در برابر تنش برشي از اهميت فراواني برخوردار است و بايستي مورد بررسي قرار گيرد.
3-پايداري در برابر دما و فشار بالا: محدوده دما و فشار در چاه ها و مخازن گاز و لوله ها بالاست و بازدارنده بايد بتواند اين دما و فشار را تحمل كند و در اين شرايط پايداري و كارايي خود را از دست ندهد.
4-پايداري فيلم محافظ با گذشت زمان: اين فاكتور،تعيين كننده روش اعمال بازدارنده و مقدار آن مي باشد.
5-تشكيل امولسيون: تشكيل امولسيون يكي از بزرگترين مشكلات بازدارنده هاي نفت و گاز مي باشد. بازدارنده هاي لايه ساز شامل مولكول هاي فعال سطحي هستند و تشكيل امولسيون را تشديد مي كنند.
6-حلاليت بازدارنده: بيشتر روش هاي اعمال بازدارنده ها شامل رقيق كردن بازدارنده با يك حلال مناسب آلي يا آبي مي باشد.
7-سميت: به كار بردن بازدارنده ها نبايد محيط زيست را دچار آلودگي كند.

روش هاي اعمال بازدارنده ها:

•روش ناپيوسته
•روش پيوسته
•روش Squeeze
• روش ناپيوسته در مخازن گازي به دو صورت انجام مي گيرد:

الف- روش Short Batch: در اين روش مواد بازدارنده خوردگي در يك حلال مناسب (آلي يا آبي) حل و با شدت مشخص به داخل لوله مغزي پمپ مي شود.محلول بازدارنده در بالاي لوله مغزي يك پيستون تشكيل مي دهد.
ب-روش Full Tubing Displacement: در اين روش چاه بسته مي شود و محلول بازدارنده رقيق شده با حلال مناسب تزريق مي گردد و معمولا به همراه سيال مناسبي مثل گازوئيل يا گاز نيتروژن جا به جا مي شود و به طرف پايين مي رود. پايين رفتن ستوني محلول باعث آغشته شدن كل سطح مي شود. اين روش نسبت به روش قبل كم هزينه تر است.

• روش پيوسته

مهمترين عامل در تعيين و انتخاب روش تزريق نوع تكميل چاه مي باشد. در زير به چند نوع تكميل چاه اشاره مي شود: الف-Dual Completion: در اين نوع تكميل، دو لوله مغزي به صورت موازي يا متحدالمركز در چاه رانده مي شود كه لوله با قطر كمتر به منظور تزريق بازدارنده خوردگي استفاده مي شود. سرعت تزريق ماده به گونه اي درنظر گرفته مي شود كه از بازگشت محلول بازدارنده به سمت بالا جلوگيري شود.
ب-Capillary or Small Bore Tubing: در نوع تكميل چاه يك لوله با قطر كم به موازات لوله مغزي در فضاي بين لوله مغزي و ديواره رانده مي شود كه تزريق بازدارنده از اين مسير انجام مي گيرد.
ج-Side Pocket Mandrel Valve: در اين نوع تكميل فضاي بين لوله مغزي و ديواره كه annulus ناميده مي شود، از بازدارنده پر مي شود درحالتي كه فشار برروي ستون مايع از فشار لوله مغزي بيشتر شود بازدارنده به داخل لوله مغزي تزريق مي گردد. از معايب اين روش طولاني بودن زمان ماند بازدارنده در فضاي بين ديواره و لوله مغزي مي باشد.
د-Low Cost Completion:در اين نوع تكميل فضاي بين ديواره و لوله مغزي توسط پمپ سر چاه از بازدارنده پر مي شود و از طريق سوراخ هاي روي لوله مغزي كه كمي بالاتر از Packer وجود دارد، محلول به داخل لوله مغزي تزريق مي گردد. در اين نوع تكميل، بازدارنده بايد از پايداري حرارتي بالايي برخوردار باشد.
هـ-Packerless Completion: در اين نوع تكميل چاه Packer وجود ندارد و در نتيجه فضاي حلقوي به لوله چاه ارتباط دارد و تزريق از محل سرچاه به داخل فضاي حلقوي و در نهايت در لوله مغزي صورت مي گيرد. پايداري حرارتي بازدارنده با توجه به زمان ماند طولاني و مشكلات عملياتي در پمپ هاي تزريق از مشكلات اين نوع تكميل مي باشد.

روش Squeeze

در اين روش پس از بستن چاه،محلول بازدارنده با فشار از طريق لوله مغزي به درون چها پمپاژ مي شود. هدف اين است كه محلول بازدارنده به درون خلل و فرج سازند نفوذ كند. اين روش در چاه هاي با نوع تكميل مختلف مي تواند استفاده شود. دوره هاي تزريق بستگي به نوع بازدارنده، طبيعت سازند و سرعت توليد دارد. چاه پس از عمليات تزريق در مدار توليد قرار مي گيرد. در ابتدا غلظت بازدارنده در گاز توليدي زياد است و در همين فاصله زماني است كه فيلم محافظ روي سطح تشكيل مي شود. پس از مدتي غلظت بازدارنده كاهش مي يابد بنابراين در ادامه توليد فيلم محافظ تقويت و ترميم مي شود.

• روش تثبيتpH

تاريخچه روش تثبيت pH
تكنيك تثبيت pH در دهه هفتاد ميلادي از يك مشاهده ساده سرچشمه گرفت. در آن سال ها مشاهده شد كه درواحدهاي دهيدارته سازي گاز گليكول را به كار مي برند، به ندرت خوردگي چشمگيري مشاهده مي شود. علت اين امر pH بالاي آن واحدها بود. به نحوي كه لايه هاي تشكيل شده سطوح را محافظت مي كردند. مطالعات و آزمايش هاي بعدي نشان دادند كه مي توان اين روش را جايگزين استفاده از بازدارنده هاي خوردگي كرد. در راستاي برنامه هاي تحقيقاتي، اين روش براي اولين بار در سن جورجيو در ايتاليا مورد استفاده قرار گرفت. گاز اين ميدان شيرين (فاقدH2Sو فقط شامل (CO2 بود. اين روش در ميدان مذكور با موفقيت روبه رو شد.در دهه هشتاد ميلادي اين روش در ميدان هاي گاز شيرين به صورت روش مكمل مورد استفاده قرار گرفت. در دهه نود نياز به پرداختن به اين روش به عنوان يك تكنيك ديده مي شد. بنابراين در كنفرانس بين المللي انستيو خوردگي موسوم به NACE شركت هاي بزرگ نفتي شامل TOTAL FINA, STATOLLت,AGIP BPت,SHELL وELF يك پروژه تحقيقاتي را در انستيو انرژي نروژ (IFE) راه اندازي كردند. اولين فاز اين پروژه اثبات كارايي تثبيت pH به عنوان يك روش كنترل خوردگي در خطوط لوله چند فازي گاز شيرين بود. براساس اين نتايج و هم چنين آزمايش هاي مختلف، استفاده از بازدارنده هاي خوردگي در سيستم هاي شيرين (فاقد H2S) كاملا منحل اعلام شد. در دهه هشتاد و نود ميلادي، شركت توتال TOTAL ,FINA, ELF تعداد زيادي از ميدان ها را در نروژ و هلند با به كاربردن روش تثبيت pH محافظت كرد. روش تثبيت pH امروزه كاملا شناخته شده است و براي سيستم هاي گاز شيرين كه در آن ها گليكول مصرف مي شود، به كار مي رود.كاربرد اين روش براي سيستم هاي ترش، نسبتا جديد مي باشد. در سال 1998 آزمايش هاي كيفي انجام شده توسط شركت توتال در IFE روش تثبيت pH را براي دو خط لوله گاز 105 كيلومتري 32 اينچي دريايي در پارس جنوبي در ايران انتخاب كرد. اين خطوط يك سال است كه راه اندازي شده اند.

• جنبه هاي تئوري حفاظت و كنترل
مكانيزم كلي تثبيت pH براساس به كار بردن يك باز قوي به عنوان تثبيت كننده براي افزايش pH در همه نقاط لوله مي باشد. رسيدن به اين هدف به كمك طيف وسيعي از مواد شيميايي بازي چه از نوع آلي (MDEA, MBTNa) و چه از نوع معدني (NaCO3, NaOH, KOH) ميسر مي شود.اين بازها اسيديته حاصل از گازهاي اسيدي را H2S, CO2كاهش مي دهند. در نتيجه اسيديته سيال در اثر توليد آنيون هاي بي كربنات و بي سولفيد كاهش مي يابد. در اثر افزايش مقدار بي كربنات و بي سولفيد، محصولات خوردگي در pH موردنظر بر روي سطح فلز شكل مي گيرند و يك حفاظت پايدار در برابر ذرات خورنده به وجود مي آورند.

• فاكتورهاي كليدي محافظت در سيستم هاي شيرين

اولين تحقيقات در مورد كارايي اين روش بر روي سيستم هاي شيرين انجام گرفت.هدف اين برنامه بررسي كارايي انواع تثبيت كننده هاي آلي و معدني شامل اندازه گيري خوردگي در حلقه جريان (Flow Loop) و سلول شيشه اي (glass cell) و هم چنين بررسي دقيق خصوصيات لايه هاي خوردگي تشكيل شده برروي سطح فلز بود. زيرا اين لايه ها فاكتورهاي كليدي در مهار خوردگي هستند. نتايج اين تحقيقات در زير آمده است.
-كارايي روش تثبيت pH بستگي به محافظت لايه هاي محصولات خوردگي دارد.
-در شرايط شيرين لايه محصول خوردگي كربنات آهن مي باشد. مقدار محافظت اين لايه و زمان لازم براي دستيابي به محافظت كامل، به دو پارامتر زير بستگي دارد:

# pH محل موردنظر (بستگي به فشار جزيي CO2 وغلظت تثبيت كننده دارد)
#دما: سريع ترين تشكيل لايه محافظ در بالاترين دما صورت مي گيرد و طولاني ترين زمان براي تشكيل لايه محافظ در دماي كمتر از 40 درجه سانتي گراد مي باشد.
-ديگر پارامترها، مثل شرايط اوليه سطح فلز و مقدار آهن حل شده در سيال به عنوان فاكتورهاي ثانويه معرفي شده اند. و برسينتيك تشكيل لايه ها اثر گذارند.
-pH محل برابر با 6.5 محافظت را در شرايط شيرين به طور كامل تضمين مي كند.
-تثبيت كننده هاي آلي و معدني كارايي يكساني را از نقطه نظر خوردگي ايجاد مي كنند هر دو آنيون هاي بي كربنات و كربنات مي سازند و انتخاب آن ها براساس شرايط محيطي، در دسترس بودن و ايمني مي باشد.

فاكتورهاي كليدي محافظت در سيستم هاي ترش

اساس روش تثبيت pH در محيط هاي حاوي H2S (محيط هاي ترش) مشابه با محيط هاي شيرين (فاقد(H2S مي باشد. اما تفاوت هاي اساسي زير را بايد درنظر گرفت:

-در محيط هاي ترش هم مشابه محيط هاي شيرين تشكيل لايه محافظ محصولات خوردگي اساس محافظت مي باشد.
-به دليل حلاليت بسيار كم سولفيد آهن، در مقايسه با كربنات آهن، (هزار برابر كمتر) لايه سولفيد آهن محافظت بهتري نسبت به كربنات آهن دارد و به محض اين كه مقادير H2S به ميزان لازم برسد، لايه سولفيد آهن تشكيل مي شود. سولفيد آهن بسته به pH و دما، در انواع شكل هاي كريستالي (مكنويت، پيروتيت و پيريت) تشكيل مي شود. اين سولفيد ها در pH مشخص، قابليت حفاظت مختلفي دارند.
-با توجه به تأثير دما كمترين محافظت در محدوده 60 تا 70 درجه سانتي گراد وجود دارد. در اين دما و در pHهاي كم، تمايل به حفره دار شدن در فولاد ديده مي شود بنابراين كنترل pH در اين دما حياتي است. در pH برابر با 60 تا 70 درجه سانتي گراد (بحراني ترين دما) هيچ تمايلي به خوردگي ديده نمي شد و لايه هاي سولفيد آهن هم بيشترين حفاظت را در همين pH داشتند.
-همان طور كه انتظار مي رود، سرعت جريان سيال تأثيري بر كيفيت محافظت در كل طول لوله ندارد.

• پايش خوردگي در روش تثبيت pH

پايش خوردگي (Corrosion Monitoring) از طريق بررسي مداوم pH صورت مي گيرد. مقدار pH نبايد كمتر از حد موردنظر باشد. در صورت مناسب بودن مقدار pH مي توان از محافظت در كل خط لوله اطمينان حاصل كرد. با استفاده از پروب pH مي توان مقدار pH را بررسي كرد. اين راه حل فوق العاده است. زيرا پايش به صورت اتوماتيك انجام مي گيرد. اما كاربرد اين پروپ ها در سيستم هاي ترش توصيه نمي شود. بنابراين شركت توتالpH محيط را از طريق بررسي آب گليكول دار در شرايط آزمايشگاهي (فشار bar 1 گاز CO2 ) ارزيابي مي كند.
pH مخلوط MEG و آب از طريق معادله زير محاسبه مي شود.
pH=K+Log[pHstab]-Log(p*%CO2+%H2S)
K ثابت جدايش است كه به مقدار گليكول بستگي دارد.
P فشار كل گاز
[pHstab] غلظت تثبت كننده با واحد مول بر ليتر در اندازه گيري در شرايط آزمايشگاهي مذكور معادله به اين صورت تغيير مي كند.
pH=(1bar CO2)=K+Log[pHstab]
سپس مقادير به دست آمده در آزمايشگاه از طريق معادله زير به pH محيط تبديل مي شود.
pH=(1bar CO2)-Log(P*(%CO2+%H2S)
هم چنين پايش خوردگي با استفاده از كوپن ها و پروب هاي الكتريكي در موقعيت ساعت شش در ورودي و خروجي خطوط انجام مي گيرد.

• نتيجه گيري

روش تزريق بازدارنده به عنوان يكي از روش هاي كنترل خوردگي از ديرباز در صنايع گاز مورد استفاده قرار مي گرفته است. در زير به مقايسه اين روش با روش تثبيت pH مي پردازيم:

•در شرايطي كه MEG در سيستم به كار نمي رود و مشكلات هيدارته شدن وجود ندارد، استفاده از يك تثبيت كننده pH و بازيابي آن در انتهاي خط لوله مقرون به صرف نمي باشد.
•اطمينان از محافظت خط لوله در روش تثبت pH نسبت به تزريق بازدارنده بيشتر است، زيرا مقدار pH در كل خط لوله در حد تشكيل محصولات خوردگي مي باشد.
•در مواردي كه چاه هاي گاز دريايي هستند، تزريق بازدارنده برروي سكو نيازمند افرادي براي تعمير و نگه داري پمپ هاي تزريق مي باشد. در صورتي كه در روش تثبيت pH سكو بدون سكنه رها مي شود و عمليات از ساحل كنترل مي شود.
•در روش تثبيت pH در تجهيزات بازيابيMEG، مقادير زيادي نمك و رسوب كربناتي به وجود مي آيد كه بايستي با استفاده از مواد ضد رسوب در اين تجهيزات آنها را كنترل كرد.
•كنترل منظم pH در خطوط لوله و بررسي مقادير گازهاي اسيدي، در روش تثبيت pH ضروري است در حالي كه در تزريق بازدارنده نيازي به اين كار نيست.
•ايجاد كف، تشكيل امولسيون و تجزيه حرارتي بازدارنده ها و بررسي كنترل كيفيت آن ها، قسمت عمده فعاليت هاي آزمايشگاه هاي هر ميدان است كه در روش تثبيت pH به طور كامل حذف مي شود. انتخاب يك روش مناسب كنترل خوردگي، بستگي به شرايط محيطي و نكات مذكور دارد و با توجه به آزمايش هاي مختلف انجام مي گيرد.

boomba
08-12-2008, 14:35
مهندسی سطح

سطح قطعات صنعتي، مهمترين بخش آن است، زيرا بسياري از شكست ها، از سطح شروع می‌‌شود. لذا، حفاظت و مقاوم سازي سطح از مسائل بسيار حساس و تعيين كننده كيفيت و عمر قطعات و در نهايت، كارايي يك واحد توليدي و بهاي تمام شده محصول می‌‌باشد. با اين حال، اصطلاح مهندسي سطح ( Surface Engineering )، در حقيقت از اوايل دهه ۱۹۸۰ متداول گرديد و به عنوان پايه مشخصي كه بسياري از ميدانهاي مهندسي؛ فيزيك و علم مواد را در خصوص قطعات صنعتي پوشش می‌‌دهد، در نظر گرفته شد.

بطور خلاصه مهندسي سطح شامل كاربرد تكنولوژي هاي سنتي و يا نوين عمليات هاي حرارتي و يا ديگر عمليات هاي سطحي نظير انواع روشهاي پوشش دهي بر روي مواد و قطعات حساس مهندسي به منظور دستيابي به بك ماده مركب با خواصي است كه در هيچ يك از مواد تشكيل دهنده مغز و يا سطح قطعه به تنهايي وجود ندارد. اغلب ديده شده كه تكنولوژي هاي مختلف سطحي را بر روي قطعات مهندسي از پيش طراحي و ساخته شده اعمال می‌‌كنند. مع هذا شايان ذكر است كه مهندسي سطح عبارت است از طراحي و ساخت قطعه با علم به اينكه چه نوع عمليات سطحي و يا عمليات حرارتي سطحي قرار است كه بر روي آن انجام گيرد.

انگيزه براي توسعه و گسترش عمليات حرارتي سطحي و مهندسي سطح تا حدودي بر می‌‌گردد به پيشرفت هاي سريع و وسيع در تكنولوژي هايي نظير ليزر ،‌پرتو الكتروني ،‌عمليات حرارتي شيميايي، ‌توليد و بكارگيري پدالها ،‌انواع روش هاي لايه نشاني نوآوري در رابطه با پوشش هاي مهندسي و هچنين كاشن بيروني و روشهاي نوين ديگر. علاوه بر اين منشا و مباني و اصول مهندسي سطح را بايد در تكنولوژي هاي سنتي عمليات حرارتي سطحي نظير تبريد سريع بمنظور سخت كردن ،‌كربن دهي نيتروژن دهي و ... آلياژهاي آهن جستجو كرد. در حقيقت دهها سال است كه طراحان قطعات مهندسي در تمام بخش هاي توليدي صنايع با استفاده از ... كنترل شده تبديل آستنيت به مارتنزيت بطور موضعي بر روي سطخ حقطعات توانستهاند آلياژهاي آهني مركب تهيه كنند به نحوي كه مجموعه ساخته شده بدليل خواص ويژه و منحصر بفرد آن در هيچ يك از نواحي سطحي و يا حجمي به تنهايي قابل حصول نمی‌باشد.

ظهور تكنولوژي هاي نوين سطحي براي اولين بار اين فرصت استثنايي را براي مهندسان فراهم كرد كه بتوانند قطعات ساخته شده از آلياژهاي غير آهني و حتي مواد غير فلزي را نيز تحت عمليات سطحي قرار دهند بدين ترتيب دامنه كاربرد مهندسي سطح گسترش يافته و نه تنها آلياژهاي آهني بلكه آلياژهاي غير آهني و حتي در مواردي مواد غير فلزي و پليمرها را نيز در برگفته است.


انواع عملیات مهندسی سطح
افزودن ماده به سطح: رسوب دادن سطحي شامل افزودن ماده اي با تركيب شيميايي متفاوت از زمينه به سطح قطعه است كه برخي از روشهاي آن شامل آبكاري الكتريكي، پوشش دهي بدون استفاده ازجريان برق، رسوب دادن از فاز بخار فيزيكي يا شيميايي و پاشش حرارتي می‌‌باشد.
تغيير ساختار ميكروسكوپي سطح: دراين روش بدون تغيير تركيب به كمك روشهايي مانند عمليات حرارتي به يكي از روشهاي شعله اي، القايي و يا ليزري ساختار ميكروسكوپي سطح تغيير خواهد كرد. دراين روشها عمدتا سختي سطحي بدست آمده و با انتخاب روش و كنترل پارامترها می‌‌توان عمق سختي را كنترل نمود.
تغيير شيميايي سطح: فرآيند تغيير در فلز پايه سطح به شكل غير فلزي بدون افزودن ماده اي جديد و يا تغيير ابعاد است كه خواص متفاوت از خواص اوليه به سطح خواهد داد. سخت كردن توسط عناصر بين نشيني اكسيژن، نيتروژن و كربن و بور بصورت نفوذي از اين جمله اند .

boomba
08-12-2008, 14:40
وبسایت چند دانشکده بین المللی رشته مواد





گروه مهندسی مواد دانشگاهopen
--------------------------------------------------------------------------------
code][ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ] /]





دانشکده مهندسی مواد دانشگاه میشیگان
--------------------------------------------------------------------------------

برای مشاهده محتوا ، لطفا وارد شوید یا ثبت نام کنید





دانشکده مواد دانشگاه برکلی کالیفرنیا
--------------------------------------------------------------------------------

برای مشاهده محتوا ، لطفا وارد شوید یا ثبت نام کنید





دانشکده مهندسی مواد دانشگاه نیومکزیکو
--------------------------------------------------------------------------------

برای مشاهده محتوا ، لطفا وارد شوید یا ثبت نام کنید





دانشگاه مهندسی مواد دانشگاه کانکتیکات(connecticut)
--------------------------------------------------------------------------------

برای مشاهده محتوا ، لطفا وارد شوید یا ثبت نام کنید





دانشکده مواد دانشگاه منچستر
--------------------------------------------------------------------------------

برای مشاهده محتوا ، لطفا وارد شوید یا ثبت نام کنید

boomba
08-12-2008, 15:05
‏بررسي ساختار و عملكرد آلياژهاي حافظه دار در پزشكي:


احمدرضا دورانديش دانشجوي كارشناسي ارشد مهندسي مكانيك دانشگاه آزاد اسلامي ،واحد علوم و تحقيقات
دكتر سيروس آقانجفي ،عضو هيات علمی دانشگاه خواجه نصيرالدين طوسی
دكتر سامان خوشيني فوق تخصص جراحي پلاستيك و زيبايي ،عضو انجمن جراحان پلاستيك و زيبايي ايران

تاريخچه :
در سال 1932 مشاهدات ثبت شده درباره پديده حافظه داري شكلي توسط Change و Read انجام شد. آنها وارون پذيري حافظه شكلي را در AuCd از طريق مطالعات فلز شناسي و تغييرات مقاومت آلياژ ، بررسي كردند
در سال 1956 مشاهدات و نتايج تحقيقات مربوط به تز دكتراي Horbojen در موضوع اثر حافظه دار در آلياژCu-Zn منتشر شد. . در سال 1962 Buhler و همكارانش ،به بررسي پديده حافظه داري شكلي در آلياژ تيتانيم و نيكل كه داراي اتمهاي برابر مي باشند پرداختند. در اين هنگام تحقيق درباره متالورژي و كاربردهاي عملي اوليه آن به طور جدي آغاز شد.
در سال 1967 در كنفرانس Nol ،Buhler و همكارانش تحقيقات گسترده خود را بر روي Nitionol و كاربردهاي تجاري فراوان در صنايع ارائه دادند . از جمله كاربردهاي مطرح شده ساخت كوپلينگ توسط شركت Raychem براي اتصال لوله هاي هيدروليكي مي باشد. كه در صنايع هوايي و نيروي دريايي ايالات متحده و همچنين در حوزه هاي نفتي درياي شمال مورد استفاده قرار گرفت.
در سال 1980 ميلادي Micheal و Hawt با انتشار مقاله اي از نتايج تحقيقات خودشان بر روي برنج آنرا به عنوان ماده جديد حافظه دار معرفي كردند.

مقدمه :
در پديده حافظه داري، نمونه در حالت كاملاً مارتنزيتي به مقدار معيني تغيير فرم داده مي شود سپس با گرم كردن نمونه و برگشت آن به حالت آستيني، شكل نمونه نيز به حالت اول خود بر گردد .

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

شكل(1) چگونگي پديده حافظه داري شكل را با تبديل دو فاز آستنيت و مارتنزيت به يكديگر نشان مي دهد.
بررسي بر روي تغيير حالت متالورژيكي نمونه جامد ، تغيير آرايش اتم ها بدون هيچگونه تغييري در تركيب شيميايي فاز زمينه را نشان مي دهد. اين تغيير آرايش منجر به ايجاد ساختار كريستالي فاز جديد و پايدار مي شود. پيشرفت تغيير حالت بدون نياز به حركت و جابجايي اتمها به صورت مجزا ، را مي توان مستقل از زمان دانست و به همين دليل مي توان وابستگي دما را به عنوان تنها عامل پيشرفت اين تغيير نشان داد.

1- تغيير حالت هاي مارتنزيتي و پديده حافظه دار شدن:
تغيير حالت متالورژيكي جامدات از دو طريقه زير امكان پذير است .
1) حركت و جابجايي اتم ها وابسته به درجه حرارت و زمان با تغيير در تركيب شيميايي فاز جديد نسبت به زمينه قبلي.
2) تغيير آرايش اتمي به صورت هماهنگ وابسته به دما و بدون وابستگي به زمان و هيچگونه تغييري در تركيب شيميايي فاز جديد نسبت به زمينه قبلي .
تغيير حالت هاي مارتنزيتي به طريقه دوم مرتبط است و داراي مشخصات زير است:
1) تغيير مكان به صورت شبه برشي مي باشد و در آن اتم ها به صورت هماهنگ و گروهي جابجا مي شود.
2) ديفوزيون اتمي در آن اتفاق نمي افتد.
رفتار حافظه دار شدن كاملاً به مشخصه اول مرتبط بوده و نظم اتم هاي آلياژ نبايد به هم بخورد.

2- كريستالوگرافي مارتنزيتي:
تغيير حالت تبديل آستنيت به مارتنزيت از لحاظ كريستالوگرافي در سه مرحله قابل بررسي است .
1- تغيير فرم شبكه اي
2- برش ناهمگن
3- دوران شبكه اي
فرآيند تبديل آستنيت به مارتنزيت در مرحله تغيير فرم شبكه اي در شكل 2 نشان داده شده است . در اين مرحله اتم ها با جابه جايي جزئي و هماهنگ، پيشروي فصل مشترك از هر لايه اتمي را موجب مي شوند.

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

بايد توجه داشت پديده حافظه داري بدون تغيير حجم و تغيير شكل امكان پذير بوده و برش ناهمگن توجيه كننده اين مطالب مي باشد.
برش ناهمگن در مارتنزيت به دو طريق امكان پذير است :
1) مكانيزيم لغزش يافتن صفحات اتمي
2) مكانيزيم تشكيل دوقلويي ها

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

تصاوير نشان داده شده چگونگي انطباق فاز مارتنزيت بر فاز آستنيت را در هنگام جابجايي جزيي و گروهي اتمها با حفظ شبكه كريستالي نشان مي دهد.
بايد توجه داشت كه لغزش صفحات اتمي به علت شكسته شدن باند هاي اتمي بعنوان مكانيزيم تغيير فرم پلاستيك دائم محسوب مي شود، در صورتي كه در مكانيزيم دو قلويي به علت انرژي پايين مرز دوقلويي و برخورداري از تحرك و لغزندگي نسبي تغيير فرم غير دائم است. در آلياژهاي حافظه دار ، كرنش هاي ناشي از تغيير حالت در اثر تشكيل يك جفت از دوقلويي هاي دو طرف مرز ذخيره سازي مي شوند و براي برگشت پذيري از آن استفاده مي شود.

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

شكل 4) مرز دوقلويي را نمايش مي دهد و هر يك از دوقلويي هاي دو طرف مرز دوقلويي يك وا ريانت را شامل مي شود. در صورت وارد كردن تنش برشي به مرز دو قلويي باعث حركت يكي از واريانت ها شده و واريانت ديگري حذف مي شود.(شكل 4 ،B) اين روند مي تواند تا تبديل تمامي واريانت به يك واريانت واحد ادامه يابد(شكل 4، C) .
بررسي پديده حافظه داري در تك كريستال آستنيت در شكل 5 نمايش داده شده است

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

مرحله اول همانطور كه از شكل پيداست بعد از سرد كردن كريستال در زير دماي Mf واريانت هاي A و B و C و D تشكيل مي شوند
مرحله دوم با وارد كردن تنش به كريستال ، واريانتها شروع به حركت و حذف شدن مي كنند تا واريانت واحد A تشكيل گردد. حين تشكيل واريانت واحد A كرنش هايي در جهت واريانتA ذخيره مي شود. مرحله سوم مربوط به حرارت دادن كريستال نمونه براي تبديل مارتنزيت به آستينت مي باشد از آنجاييكه كرنش ها تنها در جهت واريانت A ذخيره شده اند، پس تنها مسير براي برگشت پذيري، واريانت A مي باشد و نمونه به شكل اوليه خود باز مي گردد.

- رفتار ترمومكانيكي:
آلياژ هاي حافظه دار در درجه حرارت هاي مختلف داراي خصوصيات مكانيكي بسياري مي باشند در شكل 6 منحني هاي ساده تنش - كرنش براي آلياژ تيتانيم- نيكل مشاهده مي شود. آلياژ در دماهاي پايين ، متوسط و بالاي دماي استحاله مورد آزمايش قرار گرفته است. تغيير شكل در مارتنزيت با چند در صد كرنش و تنش فشاري نسبتاً كم ديده مي شود . در حاليكه آستنيت در درجه حرارت بالا نياز به تنش نسبتا زيادي براي تغيير شكل دارد. خط چين روي منحني مارتنزيت نمايانگر برگشت پذيري آلياژ بعد از برداشتن تنش وارد شده بعد از گرم كردن نمونه و تبديل به فاز آستنيت مي باشد ولي چنانچه كه مشاهده مي شود در منحني مربوط به آستينت با برداشتن تنش و گرم كردن نمونه امكان برگشت پذيري وجود ندارد.

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

- خاصيت ارتجاعي كاذب:
خصوصيت جالب توجه درباره منحني تنش - كرنش درقسمت منحني C ديده مي شود.به طوري كه پس از حرارت دادن نمونه كمي بالاتر از درجه حرارت انتقال ، در درجه حرارت بالاي Af به نمونه در فاز مارتنزيت تنش وارد مي شود. با افزايش مقدار تنش ، تغيير شكل نيز به صورت يكنواخت افزايش مي يابد (منحني AB). در اين هنگام رفتار تغيير شكل و تنش پايداري مشاهده مي شود با كاهش تنش( منحني (CD مارتنزيت به آستينت تبديل مي شود بايد توجه داشت كه برگشت پذيري انجام شده به خاطر تغيير حرارت نمونه نمي باشد و دليل آن كاهش فشار است. اين پديده را كه موجب مي شود آلياژ خاصيت كشساني نامحدود پيدا كند به عنوان خاصيت ارتجاعي كاذب ناميده مي شود.

5- اثر حافظه دار يك طرفه و دو طرفه:
الف )اثر حافظه دار يك طرفه :
در صورتيكه اثر حافظه داري فقط بعد از تغيير شكل در حالت مارتنزيتي و سپس در سيكل گرم كردن مشاهده شود به آن اثر حافظه يك طرفه گفته مي شود. اين بدان معني است كه در اين حالت تغيير شكل ايجاد شده ، فقط با گرم كردن به حالت اوليه قبل از تغيير شكل باز مي گردد و چنانچه جسم را دوباره سرد كنيم تغييري در شكل آن حاصل نمي شود اين خصوصيت در شكل شماره 7 نمايش داده شده است.

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

همانطور كه در تصوير مشاهده مي شود ابتدا فنر در دماي Mf به مقدار معيني تغيير فرم داده مي شود به صورتيكه تغيير فرم دائمي در آن باقي بماند حال اگر فنر تغيير فرم داده شده را تا دماي Af حرارت دهيم مجدداً به شكل اوليه خود بر مي گردد و در سيكل سرد شدن تا دماي Mf هيچگونه تغيير شكلي در فنـــر مشاهده نمي شود. .

ب)اثر حافظه دار دو طرفه :
برگشت پذيري به حالت اوليه خود در اثر سرد و گرم كردن آلياژ هاي حافظه دار دو طرفه در بازه معيني از دما امكان پذير است . در شكل 8 يك فنر با اثر حافظه دار دو طرفه به صورت باز شده در حالت آستيني و شكل جمع شده در حالت مارتنزيتي نشان داده شده است.

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

همانطور كه مشاهده مي شود اگر فنر گرم شود باز شده و در سيكل سرد شدن مجدداً به شكل جمع شده در مي آيد.
بايد توجه داشت كه آلياژ هاي حافظه دار براي اينكه اثر حافظه دار دو طرفه از خود نشان دهند نياز به انجام عمليات ترمومكانيكي خاصي بر روي آنها مي باشد.
6- ساخت آلياژ هاي حافظه دار :
روش هاي اصلي ساخت آلياژ هاي حافظه دار در دو گروه عمده قابل بررسي است:
الف) ساخت آلياژ به طريقه ذوب و ريخته گري با استفاده از كوره هاي القايي و كوره هاي مقاومتي
ب) ساخت آلياژ به طريقه متالورژي پودر
براي توليد آلياژ هاي حافظه دار درتناژهاي بالا و تجارتي ، از روش ذوب و ريخته گري استفاده مي شود.

7-كاربرد آلياژهاي حافظه دار درمهندسي پزشكي:
كاربرد پزشكي آلياژ هاي حافظه دار به عنوان يك عملگر با اثر باقيمانده در داخل بدن قابل بررسي است آلياژي كه در بدن افراد براي بهبود رفتار باليني اعضاي آنها بكار گرفته شده است نبايد مولد هيچ گونه حساسيتي باشد علاوه بر آن آلياژ بكارگرفته شده نبايد به صورت ذراتي از يون آن ماده وارد خون شخص گيرنده اين گونه آلياژها شود.
جنبه هاي متعددي شامل شاخص هاي مزاجي افراد همچون سن ، قواي بدن و سلامتي و خصوصيات شيميايي مواد همانند خوردگي ، تخلخل پذيري سطح ، تأثيرات سمي و عناصر موجود در مواد به منظور پذيرش مواد مذكور در بدن افراد بايد مورد بررسي قرار گيرند.
تحقيقات متعددي در مورد توليد و بكارگيري آلياژهاي حافظه دار با كاربرد پزشكي با پايه عنصري Ni-Ti انجام پذيرفته است . اين تحقيقات نشان مي دهد كه آلياژNi-Ti در كاربرد و استفاده، نسبت به بقيه آلياژها از موقعيت خوبي برخوردار است.
تحليل خواص آلياژ Ni-Ti با بررسي خواص جداگانه نيكل و تيتانيم امكان پذير است .
نيكل رنگ سفيد نقره اي براق دارد و فلزي است سمي ، شكننده كه از قابليت پوليش خوبي برخوردار است اين فلز جز ء فلزات غير آهني سنگين با جرم مخصوKg/dm3 9/8 و نقطه ذوب 1455 مي باشد و در مقابل خوردگي بسيار مقاوم بوده و به وسيله آهن ربا جذب مي شود. همچنين در مقابل حرارت و ضربه مقاومت خوبي نشان مي دهد موارد استفاده آن شامل پوشش محافظ در آبكاري فلزات ، توليد فولادهاي آلياژي و غيره مي باشد.
تيتانيم فلزي است نقره فام مايل به خاكستري و جزء فلزات غير آهني سبك است و جرم مخصوص آنKg/dm3 5/4 و نقطه ذوب آن 1670 مي باشد. مقاومت در مقابل خوردگي و سايش و استحكام زياد آن موجب كاربرد در ساخت قطعات هواپيما ، سفينه فضايي ، لوازم نظامي و جراحي شده است. آلياژهاي تيتانيم دار فلز اصلي ساختمان هواپيماي مافوق صوت را تشكيل مي دهد . تيتانيوم بر خلاف نيكل در پزشكي بسيار مؤثر عمل مي كند ، علاوه بر اين با توجه به خواص بسيار خوب مكانيكي براي اصلاح دندان هاي كج و همچنين ترميم استخوان هاي آسيب ديده كاربرد فراوان دارد.
بررسي تحقيقات خواص باليني آلياژ Ni-Ti چگونگي كنترل مقاومت در مقابل خوردگي و عوامل خارجي مؤثر بر اين آلياژ را نشان مي دهد.

8-موارد استفاده پزشكي از آلياژ Ni-Ti:
الف) كاربردهاي مربوط به قلب و عروق
----- سيمون نسل جديدي از وسايل استفاده شده براي جلوگيري از انسداد جريان خون مي باشد افرادي كه قادر به استفاده از داروهاي ضد انعقاد خون نمي باشند، استفاده كننده هاي اصلي اين ----- مي باشند. هدف استفاده از اين وسيله تصفيه خون داخل رگ مي باشد و ----- سيمون كمك مي كند لخته هاي بوجود آمده در خون حل شود.
اما نصب ----- در داخل بدن اشخاص با به كار گيري از تأثيرات آلياژهاي حافظه دار امكان پذير است براي اين منظور ----- رابا تغيير شكل برروي سوند قرار مي دهند.جريان محلول نمكي در داخل سوند موجب تثبيت دماي ----- با درجه حرارت معمولی مي شود و زماني كه ----- در محل تعيين شده قرار گرفت با توقف جريان محلول نمكي در داخل سوند درجه حرارت بالا مي رود و ----- تغيير شكل داده شده به شكل اصلي (اوليه) خود بر مي گردد در اين زمان ----- از نوك سوند نيز جدا شده است.

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

مسدودكننده سوراخ ديواره دهليزي: از اين وسيله براي مسدود كردن سوراخ ديواره دهليزي كه بين دو دهليز چپ و راست ايجاد مي شود استفاده مي گردد.

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

بايد توجه داشت وجود اين سوراخ غير عادي است و اميد ادامه زندگي را براي افراد كاهش مي دهد در روش جراحي معمول ، رفع اين عيب مستلزم شكافتن سينه بيماروسپس عمل بخيه کردن سوراخ صورت مي گيرد ، كه به طور طبيعي خطرات ناشي از عمل جراحي و همچنين امكان بروز حوادث غير منتظره در حين جراحي اجتناب ناپذير بوده و راه حل آن استفاده از اثر آلياژهاي حافظه دار مي باشد. اين وسيله از سيم هايي با خاصيت حافظه داري و فيلم ضد آب كه روي آن نصب شده است، تشكيل مي شود. براي نصب اين وسيله در داخل قلب ابتدا نيمه اول آن وارد بطن چپ شده وبه شكل اوليه خود بر مي گردد و در ادامه نيمه دوم كه در بطن راست قرار مي گيرد تغيير شكل يافته ، به شكل اوليه خود بر مي گردد. در انتها هر دو نيمه به ديواره بطني متصل شده اند . به طوري كه از ورود جريان خون از دو بطن به يكديگر جلوگيري مي شود.

استنت هاي باز شونده خودكار نيز از جمله وسايل مهمي است كه در حفظ قطر داخلي رگ هاي تنگ شده و كاهش قطر و بسته شدن آنها كاربرد دارد . استنت ها به شكل استوانه هاي توري ساخته مي شوند و متناسب بانوع و محل كاربرد داراي اقطار متفاوتي مي باشند(شكل 12)

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

از جمله محل هاي مورد استفاده از استنت ها سرخرگ ، سياهرگ، رگ هاي خوني ،مجاري ، صفراوي و مري مي باشد. براي نصب در داخل عروق ابتدا فاز مارتنزيتي از شكل اصلي به حالت متراكم شده تبديل و پس از قرار دادن در محل مورد نظر به شكل خود بر مي گردد.
ب) كاربردهاي ارتوپدي
از آلياژهاي حافظه دار (SMA) به عنوان فضا گير يا spacer بين مهره هاي ستون فقرات در حين عمل جراحي استفاده مي شود كه موجب استحكام ما بين دو مهره در حين بهبودي بعد از تغيير شكل ايجاد شده در جراحي اسكوليدز مي شود .در شكل 13B- سمت چپ مهره تغيير شكل يافته در فاز مارتنزيتي است كه پس از جايگزيني در محل مورد نظر به حالت سمت راستي (شكل اوليه ) بر مي گردد

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

ترميم و بهبود شكستگي استخوان از ديگر كاربردهاي ارتوپدي آلياژ هاي حافظه دار مي باشد. انواع مختلفي از بست هاي با خاصيت حافظه داري در ترميم شكستگي يا ترك استخوان ساخته شده است. بست ها به صورت باز شده در محل شكستگي يا ترك معمولاً پيچ شوند. با كمك گرما بست ها به گونه اي تغيير شكل مي يابند كه دو طرف شكستگي يا ترك را با هم يكي كرده و مي فشرند. گرماي ايجاد شده را مي توان به كمك يك وسيله خارجي به آلياژ منتقل كرد. نيروي ايجاد شده در اثر تغيير شكل آلياژ به بهبود سريعتر شكستگي يا ترك مي انجامد (شكل 14 و 15) .

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

عموماً از اين بست ها در مواقعي استفاده مي شود كه محل شكستگي يا ترك را نتوان گچ گرفت، مانند نواحي صورت شامل، بيني ، فك و حفره چشم از جمله محل هاي مورد كاربرد مي باشند.
از ديگر كاربردهاي ارتوپدي اثرات آلياژ هاي حافظه دار در فيزيوتراپي عضلات ضعيف مي باشد . تصوير 16 دستكشي را نشان مي دهد كه سيم هايي باخاصيت حافظه داري بر روي ناحيه انگشتان دستكش واقع شده است. كه موجب تقويت حركت عضلات و برقراري دامنه مناسب حركات مفصلي با استفاده از خاصيت حافظه داري سيم هاي دستكش استفاده مي شود به طوريكه با گرم كردن سيم طول سيم ها كوتاه شده و انگشتان به داخل خم مي شوند و با سردكردن طول سيم ها زياد شده و انگشتان كاملا‌ً كشيده مي شوند . اين پديده براي به كار انداختن مفاصل نيمه ثابت استفاده مي شود.

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

ج) كاربرد آلياژ هاي حافظه دار در وسايل جراحي
در راستاي توليد وسيع ابزارهاي جراحي در سال هاي اخير ابزارهاي جراحي حافظه دار قابل توجهي توليد شده است كه به شرح تعدادي از آنها پرداخته مي شود.
1- سبد حافظه دار براي خارج كردن سنگ هاي مثانه و صفراوي مورد استفاده قرار مي گيرد. مراحل نصب آن شبيه ----- سايمون مـي باشد كه در شكل 17 آورده شده است

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

كاربرد پمپ بالوني داخل آئورت شكل 18 براي جلوگيري از مسدود شدن رگ هاي خوني در هنگام آنژيوپلاستي مي شود اين وسيله داري تيوب با اثر حافظه داري است وعملكرد آن با مواد پلي مري كه خاصيت ارتجاعي دارند قابل مقايسه است.
شكل 19 انواع انبرك هاي شامل انبرك هاي قيچي دار و پنس مورد استفاده در لاپاراسكوپي را نشان مي دهد. دقت و نرمي در حركت از جمله خصوصيات اين ابزار مي باشد.

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

9-نتيجه گيري:
1-تغيير حالت مارتنزيتي به طريقه دوم تغيير حالت متالورژيكي جامدات مربوط بوده و در آن تغيير آرايش اتمي بدون هيچ وابستگي به زمان و تغييري در تركيب شيميايي فاز جديد، به صورت هماهنگ و وابسته به دما انجام مي گيرد.
2-رفتار حافظه دار شدن با تغيير مكان به صورت شبه برشي امكان پذير مي باشد كه در آن اتم ها به صورت هماهنگ و گروهي جابجا مي شوند.
3-مكانيزم دوقلويي در برش ناهمگن توجيه كننده چگونگي حافظه دار شدن آلياژنمونه بدون تغيير درحجم نمونه اوليه است.
4-در رفتار ارتجاعي كاذب، آليا‍ژ خاصيت كشساني نامحدودي پيدا مي كند.
5-اثر حافظه داري به دو صورت يك طرفه و دو طرفه در آلياژهاي حافظه دار قابل بررسي است.
6- آلياژهاي حافظه دار به دو روش 1-روش ذوب و ريخته گري 2- متالورژي پودر ساخته مي شوند.
7-آلياژهاي NiTi به دليل داشتن ويژگي هايي همچون مقاومت در مقابل خوردگي ،سازگاري زيستي بالا، قابليت توليد در اندازه هاي خيلي كوچك ، خاصيت ارتجاعي بالا و توليد نيرو در تجهيزات مهندسي پزشكي كاربرد فراوان دارند.

- منابع:
1-SHAPE MEMORY ALLOYS, Darel E. Hodgson, Shape Memory Applications, Inc., Ming H. Wu, Memry Technologies, and Robert J. Biermann, Harrison Alloys, Inc
2-. Medical applications of SHAPE MEMORY ALLOYS, L.G. Machado1and M.A. Savi2
3- SMA/MEMS Research Group (2001).
برای مشاهده محتوا ، لطفا وارد شوید یا ثبت نام کنید
4- NMT Medical, Inc. (2001).
برای مشاهده محتوا ، لطفا وارد شوید یا ثبت نام کنید
5- Duerig TM, Pelton A & Stöckel D (1999). An overview of nitinol medical applications. Materials Science and Engineering A, 273-275:149-160.
6- SMET (2001).
برای مشاهده محتوا ، لطفا وارد شوید یا ثبت نام کنید
7- Shabalovskaya SA (1995). Biological aspects of TiNi alloys surfaces .Journal de Physique IV, 5: 1199-1204.
8- تحقيقات انجام شده بر آلياژهاي حافظه دار ،دانشگاه سهند تبريز مهندس براني
9- مجموعه مقالات اولين همايش سيستم هاي دفاعي هوشمند آلياژهاي حافظه دار و كاربردهاي آنها در ساختارهاي هوشمند ،صادق بدخشان راز- سيد خطيب الاسلام صدر
10-مجله فني و مهندسي ساخت و توليد، آلياژهاي حافظه دار
11-پینوشت
1- Martensite
2- Austenite
3- Diffusion
4- Bain Distortion
5- In homogenous shear
6- Lattice rotation
7- Denotes the temperature at which the Martensite phases finishes forming.
8- Denotes the temperature at which the Martensite phase finishes forming.
9- One – way memory
10- Tow – way memory
11- Simon filter
12- Atrial septal occlusion divice.
13- Shape memory self – expanding stents.
14- Shape memory basket
15- Balloon pump
16- Laparoscopy

boomba
11-12-2008, 17:07
جوشکاری

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

جوشکاری یکی از روشهای تولید می باشد. هدف آن اتصال دایمی مواد مهندسی (فلز، سرامیک، پلیمر، کامپوزیت) به یکدیگر است به گونه‌ای که خواص اتصال برابر خواص ماده پایه باشد.

پیشینه
موسیان در ۱۸۸۱ قوس کربنی را برای ذوب فلزات مورد استفاده قرار داد.

اسلاویانوف الکترودهای قابل مصرف را در جوشکاری به کار گرفت.

ژول در ۱۸۵۶ به فکر جوشکاری مقاومتی افتاد

لوشاتلیه در ۱۸۹۵ لوله اکسی استیلن را کشف و معرفی کرد.

الیهوتامسون آمریکائی از جوشکاری مقاومتی در سال ۷-۱۸۷۶ استفاده کرد.

در جریان جنگهای جهانی اول و دوم جوشکاری پیشرفت زیادی کرد. احتیاجات بشر به اتصالات مدرن – سبک – محکم و مقاوم در سالهای اخیر و مخصوصاً بیست سال اخیر سبب توسعه سریع این فن شده است.


فرایندهای جوشکاری

[ویرایش] فرایندهای جوشکاری با قوس الکتریکی
جریان الکتریکی از جاری شدن الکترونها در یک مسیر هادی به وجود می‌آید. هرگاه در مسیر مذکور یک شکاف هوا(گاز)ایجاد شود جریان الکترونی و در نتیجه جریان الکتریکی قطع خواهد شد. چنانچه شکاف هوا باندازه کافی باریک بوده و اختلاف پتانسیل و شدت جریان بالا، گاز میان شکاف یونیزه شده و قوس الکتریکی برقرار می‌شود. از قوس الکتریکی به عنوان منبع حرارتی در جوشکاری استفاده می‌شود.روشهای جوشکاری با قوس الکتریکی عبارت‌اند از:

جوشکاری با الکترود دستی پوشش دار SMAW
جوشکاری زیر پودریSAW
جوشکاری با گاز محافظ یا GMAW یا MIG/MAG
جوشکاری با گاز محافظ و الکترود تنگستنی یا GTAW یا TIG
جوشکاری پلاسما
برای سیم جوشهای گاز(فولاد- مس – آلومینیوم):R (گاز محافظ آرگون با الكترود تنگستن)TIG برای سیم جوشهای:ER

(CO (جوشكاري MIG-MAG
برای سیم لحیم سخت. : B


الكترود های جوشكاري: 1.تعریف:الکترود مفتولی است فلزی که دور تا دور آنت با مواد شیمیایی پو شش داده شده است. 2.قطر الكترود: عبارت است از قطر مغزی آن. 3.جنس روپوش الكترود: معمولا از مقداری آهک- اکسید سدیم –سلولز- روتیل -آسپست - خاک رس و مقداري دیگر از مواد گوناگون تشكيل شده است.

تقسیم بندی الكترودها: الكترود معمولا از دو نظر تقسیم بندی می گردند :

1.تقسیم بندی الكترودها از نقطه نظر روپوش. 2.تقسیم بندی الكترودها از نقطه نظر جنس مغزی.


[ویرایش] فرایندهای جوشکاری مقاومتی
در جوشکاری مقاومتی برای ایجاد آمیزش از فشار و گرما هردو استفاده می‌شود.گرما به دلیل مقاومت الکتریکی قطعات کار و تماس آنها در فصل مشترک به وجود می‌آید. پس از رسیدن قطعه به دمای ذوب و خمیری فشار برای آمیخته دو قطعه بکار میرود.در این روش فلز کاملاً ذوب نمی‌شود. گرمای لازم از طریق عبور جریان برق از قطعات بدست می‌آید.روشهای جوشکاری مقاومتی عبارت‌اند از:

جوش نقطه‌ای
درز جوشی
جوش تکمه‌ای

[ویرایش] فرایندهای جوشکاری حالت جامد
دسته‌ای از فرایند‌های جوشکاری هستند که در آنها، عمل جوشکاری بدون ذوب شدن لبه‌ها انجام می‌شود. در واقع لبه‌ها تحت فشار با حرارت یا بدون حرارت در همدیگر له می‌شوند. فرایندهای این گروه عبارت‌اند از:

جوشکاری اصطکاکی
در این روش به جای استفاده از انرژی الکتریکی برای تولید گرمای مورد نیاز ذوب فلزان از انرژی مکانیکی استفاده می¬گردد. به این ترتیب که یکی از دو قطعه که با سرعت در حال دوران است به قطعه دوم که ثابت نگه داشته شده تماس داده می¬شود ، در اثر اصطکاک بین دو قطعه و تولید حرارت ، محل تماس دو قطعه ذوب شده و لبه‌ها تحت فشار با حرارت در همدیگر له می‌شوند.

جوشکاری نفوذی
جوشکاری با امواج مافوق صوت

جوش گازی
جوشکاری است که در آن، اتصال با ذوب شدن توسط یک یا چند شعله گاز، با اعمال فشار یا بدون آن، با کاربرد فلز پر کننده یا بدون آن انجام می‌شود.


فرایند جوشکاری با لیزر
در این روش از پرتوی لیزر برای جوشکاری استفاده می‌شود.در جوشکاری لیزری دانسیته انرژی فراهم شده بسیار بیشتر از جوشکاری با قوس آرگون یا با مشعلهای اکسی اسیتیلن است.

از لیزر‌های مختلفی می‌توان برای جوشکاری استفاده کرد مانند لیزر گاز کربنیکی یا لیزر یاقوت ولی باید دقت کرد که انرژی پرتو آنقدر زیاد نباشد که باعث تبخیر فلز شود.


فرایند جوشکاری با اشعه الکترونی
کاربرد جریانی از الکترون‌ها است که با ولتاژ زیاد شتاب داده شده‌اند و به صورت باریکه‌ای متمرکز به عنوان منبع حرارتی جوشکاری به کار می‌روند. به دلیل دانسیته بالای انرژی در این پرتو منطقه تفدیده بسیار باریک می‌باشد و جوشی با کیفیت مناسب به دست می‌آید. این فرآیند به عنوان اولین فرایند جوشکاری بکار رفته برای ساخت بدنه جنگنده‌ها استفاده شد.


کنترل کیفیت و بازرسی
طبق طبقه بندی استانداردهای مدیریت کیفیت (ISO 9000)جوشکاری جز فرایندهای ویژه طبقه بندی شده است. که این نشان دهنده این است که برای کنترل کیفیت و تضمین کیفیت این فرایند ویژه می باید پیش بینی های خاصی انجام داد.


منابع
ALTHOUSE, ANDEREW DANEL MODERN WELDING, 1976
METAL HANDBOOK 8th EDITION VOL.6 WELDING&BRAZING 1987
به همین دلیل از وسایل کالیبره شده و مطمئن میبایست استفاده گردد.

boomba
11-12-2008, 17:09
اصطلاحات جوشكاري

Alignment هم محوري درز

Ammeter آمپرسنج

Arc striks لکه قوس

Backing strip تسمه پشت بند،تسمه پشتي تسمه فولادي،مسي يا از ساير مواد كه در پشت درز جوشكاري براي تسهيل در امر جوشكاري اتصال داده مي شود.

Backing weld جوش پشتي

Butt joint اتصال شکافی، اتصال لب به لب، اتصال سر به سر اتصال دو قطعه تقریبا واقع در یک سطح است،برخلاف اتصال رویهم که یکی دیگری را می پوشاند.

Chipping 1-صفحه تراشي2-پليسه برداري،پليسه زني3-تراشه برداري:برداشتن معايب سطحي از محصولات نيمه ساخته با وسائل بادي را گويند.

Chipping hammer چكش لبه باريك،چكش تقه كاري جوشكاري،چكش گلزني جوشكاري،چكش تفاله زني چكشي است براي برداشتن سرباره و برآمدگيها و معايب سطحي ريختگي ها ،كه سخت شده اند و از جنس فولاد آلياژي يا فولاد تندبر است.

Cluster خوشه(ریختگی)،آویز چند شاخه ای

Corner joint اتصال گوشه ای

Crayons مدادهای رنگی

Distortion كج شكلي،واپيچش،اعوجاج

Double Weld جوش دو طرفه

Excavated گود برداري شده

Excavation گودبرداری

Fillet weld گرده جوش،جوش ماهيچه اي، جوش كنجي،جوش نبشي داخلي و خارجي،جوش گوشه اي ،جوش نواري يكي از انواع جوشكاري است كه در مورد دو صفحه يا دو جسم كه رويهم قرار گرفته اند به كار برده مي شود.

Fit-up مونتاژ

Flame gouging شيارزني شعله اي در اين گدازش،شعله نه فقط براي برش بلكه براي ذوب تا عمقي معين،براي ايجاد شيار نيز بكار برده مي شود.

Flaw مو(ترك)،سوسه،ترك ريز

Fusion welding جوشکاری ذوبی،جوشکاری گدازی فرآیند جوشکاری که در آن،اتصال بین دو فلز در حالت گداز فلز اصلی،بدون پتک کاری یا فشار،صورت می گیرد.

Gage اندازه گیر،پیمانه، گز

Gouging 1-شيار زني شعله اي،گداختن ،گدازش 2-رويه برداري:ذوب كردن جوش جهت تجديد يا تعمير آن است.

Grinding سنگ زني زدودن مقادير كم فلزي از سطوح فلزي،معمولا با سنگ هاي فيبري سايا و نيز بريدن راهگاهها و نفس كشها از قطعات ريختگي است.

Groove شيار،شكاف شكافي است كه براي جوش شكاف دار فراهم مي كنند.

Groove angle زاويه شيار

Heat affected zone منطقه تفتیده (HAZ)، منطقه متاثر از جوش قسمتی در فلز اصلی جوشکاری شده(کنار جوش)که در آن،بر اثر حرارت،بدون ذوب شدن،تغییرات ساختمانی بوجود آمده.

Heat sink حرارت فروکشی،حرارت رسوخ

Homogeneity همگنی، تجانس، یکنواختی تشابه ترکیب و خواص فیزیکی در سراسر جسم است.

Imperfections نقص هاي بلوري با كاربرد در مورد شبكه هاي فلزي،عبارت از هر نوع انقطاع در تقارن منظم سه بعدي، به عنوان مثال،جابجايي ها،تهي جاها،اتمهاي بين نشيني يا جانشيني،ساختارهاي موزاييكي،يا الكترون ها يا حفره هاي اضافي در نيم رساناها
Inclusion آخال،انکلوزیون،میان بار،درون بار 1-ناخالصی های غیر فلزی و بیگانه که در جریان انجماد،وارد فلز شده اند.ناخالصی ها در فلزات کار شده، پس از کار گرم،دراز شده و برای همیشه در فلز باقی می مانند.آخالها در فولاد،بیشتر عبارتند از سولفور و سیلیکات منگنز،سرباره و آلومین.در برنجها بیشتر ریم ها و زغال چوب هستند.ناخالصی ها ممکن است از آستری های نسوز کوره یا سرباره، ولی معمولا در نتیجه واکنشهای خود فلز در جریان تکمیل کاری یا فرآیندهای اکسایش یا در جریان ریخته گری و انجماد هستند.

Interface سیمابین،وجه مشترک،سطح مشترک،سطح میانی 1-سطح جداسازی بین دو مولفه و شامل مایعات یا جامدات غیر قابل حل در یکدیگر است 2- سطح تماس اندود فلزی و فلز اصلی است 3-سطح جدایش دو فاز است.

Interpass temperature درجه حرارت بين پاس،دماي بستر جوش كمترين درجه حرارت فلز جوش رسوب داده شده در جوشكاري چند پاسي،قبل از شروع پاس بعدي شده است.اين گرما،براي به حداقل رساندن احتمال ترك خوردن در بعضي اجسام بكار برده مي شود.

Joint Preparation آمادگي اتصال، آماده كردن اتصال

Joints اتصالات 1-مانند اتصالات جوشكاري،پرچ،لحيم كاري و دانه هاي بلوري 2- خط جدايش 3-پيوند دو يا تعدادي بيشتر قسمت ها

Lamination جدالايگي،بافت ورقه،تورق،ناخالصي لايه اي نقصي است در مواد نورد شده كه در آن،ناخالصي هاي غير فلزي،حين نورد و در جهت نورد،به صورت لايه هايي در مي آيند.

Lap joint اتصال لب رو لب، اتصال رویهم روش اتصال دو صفحه فلزی با قرار دادن قسمتی از آن روی صفحه دیگر و جوشکاری یا پرچکاری یا چسباندن آنها است.

Localized جایگزیده

Low-Hydrogen electrode الكترود كم هيدروژن

Overlap روپوشي،رويهم افتادگي(جوشكاري) سر رفتن:بيرون افتادگي فلز جوش از شكاف يا دهانه اتصال يا جاري شدن مذاب به اطراف لبه اتصال است.

Oxygen cutting برش اكسيژني

Plate صفحه 1-محصول نورد شمش يا تختال در دستگاه نورد صفحه و مقطع آن مربع مستطيل به ضخامت بيش از 3 ميليمتر و عرضي به مراتب بيشتر از ضخامت آن است.

pore خلل و فرج،مُک سوراخ و حفره های ریز در اندوده یا روزنه و شکاف و منفذ در جسم متراکم در متالورژی گرد است.

Porosity تخلخل،پوكي،منفذ در جوش در ريخته گري،مك هاي گازي ريز زير پوسته قطعات ريختگي و در متالورژي گرد،درصد منافذ گرد متراكم به حجم آن و نيز نسبت منافذ و فضاي خالي بين ذرات ماسه به تمام ماسه است كه بر حسب درصد بيان مي شود.

Preheat پيش گرمايش

Preheating پيش گرم كردن اصطلاح كلي است در مورد گرم كردن مقدماتي در عمليات حرارتي يا مكانيكي، به منظور تقليل خطر ضربه حرارتي در گرم كردن بعدي

Remelted metal فلز ثانوی،فلز ذوب ثانوی

Root ريشه 1-پايين ترين قسمت اشغال شده توسط جوش گدازي است. 2-كف يك فاق يا ترك
Root bead پاس ريشه

Root Opening شكاف ريشه اي باز،بازي ريشه فاصله دو لبه قطعات مورد جوشكاري است.
Scattered پراکنده

Shrinkage اقباض،ترنجش 1-كاهش حجم،به علت انقباض حرارتي هنگام انجماد ماده مذاب است.

Shrinkage Cavity مك انقباضي،حفره انقباضي،نايچه حفره اي در ريختگي ها،به علت كاهش در حجم فلز ريختگي بر اثر انقباض حرارتي است.

Slag تفاله جوش،سرباره،روباره،ريماهن، داش،شلاكه مخلوط اكسيدي مواد گدازآور و ناخالصي ها و گاه مواد نسوز است كه روي سطح فلز مذاب در جريان فرآيندهاي متالورژيكي جمع و شناور مي شود.سرباره نقش مخزني را براي ناخالصي ها و حفظ فلز از آلودگي جوي و اكسايش بيشتر ايفا مي كند و به دو نوع اسيدي و بازي تقسيم مي شود.

Slag inclusions -آخالهاي سرباره :مواد جامد غير فلزي(سرباره)كه وارد فولاد جامد مي شود.-دخول سرباره:دخول سرباره در جوش است.

Spatter جرقه، قطره جوش، پاشیدگی فلز مذاب در جوشکاری برقی ترشح قوس باعث پاشیدگی قطرات فلز مذاب از حوضچه مذاب می شود که ناشی از الکترود بوده و روی فلز اصلی در اطراف جوش منجمد می شوند.

Specifications مشخصات بيان نيازهاي شيميايي، مكانيكي يا فيزيكي در مورد مواد است،كه قبل از مورد قبول واقع شدن جهت منظوري خاص، بايد حائز باشند.

Strike چال حفره ای موضعی که بر اثر برخورد تصادفی الکترود جوشکاری به قطعه فلز ایجاد می شود و ممکن است باعث سختی موضعی و ترک خوردن و خستگی یا شکست ترد در فولادهای آلیاژی گردد.

T joint اتصال سپری اتصالی بین دو عضو که با زاویه قائمه نسبت به یکدیگر،به شکل T واقع شده.

Tack weld خال جوش،جوش موقتي جوشهاي كوچك پراكنده،براي نگاه داشتن درز و كمك به نصب قطعات است.

Tee joint اتصال سپري اتصالي بين دو عضو كه با زاوية قائمه نسبت به يكديگر،به شكل T واقع شده است.

Undercut سوختگي كناره،بريدگي كنار،گود افتادگي،سوختگي گوشه اي،بريدگي گوشه اي(بريدگي كناره جوش) نقصي در جوشكاري كه در آن،مقدار زيادي از فلز ذوب و باعث ايجاد فرورفتگي گرديده،فرو رفتگي اي كه با جوشكاري جانشين و پر نشده.پيشرفتگي خط جوش در داخل كار است.

Weld جوش،جوش دادن،جوش خوردن پيوستگي موضعي فلز است كه با گرم كردن آن تا حرارت مناسب و ذوب موضع،با فشار يا بدون فشار،با فلز پركننده يا بدون آن،ايجاد مي شود.

Weld bead طناب جوش،مهره جوش،خط جوش،پاس جوش درز پر شده جوشکاری ذوبی است که با فلز پرکننده یا فلز اصلی جسم پر شده

Welding جوشكاري فرآيند اتصال فلزات به يكديگر است به طوري كه انجماد مداوم در امتداد درز اتصال صورت گيرد.

Weldment قطعه جوش،قطعات بهم جوش خورده مواد جوشكاري

Wormhole سوراخ کرمی

boomba
11-12-2008, 20:19
شیمی تجزیه

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

دید کلی
شیمی تجزیه نقش حیاتی را در توسعه علوم مختلف به عهده دارد، لذا ابداع فنون جدید تجزیه و بسط و تکامل روشهای تجزیه شیمیایی موجود ، آنقدر سریع و گسترده است که اندکی درنگ در تعقیب رویدادهای تازه سبب بوجود آمدن فاصله‌های بسیار زیاد علمی خواهد شد. نقش این فنون در فعالیتهای تولیدی روز به روز گسترده‌تر و پردامنه‌تر می‌گردد. امروزه ، کنترل کیفیت محصولات صنعتی و غیر صنعتی ، جایگاه ویژه‌ای دارد که اساس این کنترل کیفیت را تجزیه‌های شیمیایی انجام شده به کمک روشهای مختلف تجزیه‌ای تشکیل می‌دهد.

سیر تحولی و رشد
اصولا توسعه و تغییر پایدار در فنون و روشهای تجزیه وجود دارد. طراحی دستگاه بهتر و فهم کامل مکانیسم فرآیندهای تجزیه‌ای ، موجب بهبود پایدار حساسیت ، دقت و صحت روشهای تجزیه‌ای می‌شوند. چنین تغییراتی به انجام تجزیه‌های اقتصادی‌تر کمک می‌کند که غالبا به حذف مراحل جداسازی وقت گیر ، منجر می‌شوند. باید توجه داشت که اگر چه روشهای جدید تیتراسیون مانند کریوسکوپی ، Pressuremetriz ، روشهای اکسیداسیون _ احیایی و استفاده از الکترود حساس فلوئورید ابداع شده‌اند، هنوز از روشهای تجزیه وزنی و تجزیه جسمی (راسب کردن ، تیتراسیون و استخراج بوسیله حلال) برای آزمایشهای عادی استفاده می‌شود.

به هر حال در چند دهه اخیر ، تکنیکهای سریعتر و دقیق‌ترِی بوجود آمده‌اند. در میان این روشها می‌توان به اسپکتروسکوپی ماده قرمز ، ماورای بنفش و اشعه X اشاره کرد که از آنها برای تشخیص و تعیین مقدار یک عنصر فلزی با استفاده از خطوط طیفی جذبی یا نشری استفاده می‌گردد. سایر روشها عبارتند از:



کالریمتری (رنگ سنجی) که به توسط آن یک ماده در محلول بوسیله شدت رنگ آن تعیین می‌شود.
انواع کروماتوگرافی که به توسط آنها اجزای یک مخلوط گازی بوسیله آن از درون ستونی از مواد متخلل یا از روی لایه‌های نازک جامدات پودری تعیین می‌گردند.
تفکیکی محلولها در ستونهای تبادل یونی
آنالیز عنصر ردیاب رادیواکتیو.


ضمنا میکروسکوپی الکترونی و اپتیکی ، اسپکترومتری جرمی ، میکروآنالیز ، طیف‌سنجی رزونانس مغناطیسی هسته‌ای (NMR) و رزونانس چهار قطبی هسته نیز در همین بخش طبقه بندی می‌شوند.

خودکارسازی روشهای تجزیه‌ای در برخی موارد با استفاده از رباتهای آزمایشگاهی ، اهمیت روزافزونی پیدا کرده است. چنین شیوه‌ای ، انجام یکسری تجزیه‌ها را با سرعت ، کارایی و دقت بهتر امکانپذیر می‌سازد. میکروکامپیوترها با قابلیت شگفت‌انگیز نگهداری داده‌ها و بسته‌های نرم افزار گرافیکی بطور قابل ملاحظه‌ای موجبات جمع آوری ، نگهداری ، پردازش ، تقوبت و تفسیر داده‌های تجزیه‌ای را فراهم می‌آورند.
انواع تجزیه
وقتی آزمایش به شناسایی یک یا چند چیز جز از یک نمونه (شناسایی مواد) محدود می‌گردد، تجزیه کیفی نامیده می‌شود، در حالی که اگر آزمایش به تعیین مقدار یک گونه خاص موجود در نمونه (تعیین درصد ترکیب در مخلوطها یا اجزای ساختمانی یک ماده خالص) محدود گردد، تجزیه کمی نامیده می‌شود. گاهی کسب اطلاعاتی در زمینه آرایش فضایی اتمها در یک مولکول یا ترکیب بلورین ضروری است، یا تاکید حضور یا موقعیت برخی گروههای عامل آلی در یک ترکیب مورد تقاضا است، چنین آزمایشهایی تحت عنوان تجزیه ساختمانی نامیده می‌شوند و ممکن است با جزئیاتی بیش از یک تجزیه ساده مورد توجه قرار گیرند.

ماهیت روشهای تجزیه‌ای
روشهای تجزیه‌ای معمولا به دو دسته کلاسیک و دستگاهی طبقه بندی می‌شوند. روشهای کلاسیک شامل روشهای شیمیایی مرطوب ، نظیر وزن سنجی و عیار سنجی است. در واقع تفاوت اساسی بین روشهای دو دسته وجود ندارد. همه آنها مشتمل بر وابستگی یک اندازه گیری فیزیکی به غلظت آنالیت می‌باشند. در حقیقت روشهای تجزیه‌ای محدودی وجود دارند که صرفا دستگاهی‌اند و یا بیشتر آنها متضمن مراحل شیمیایی متعددی قبل از انجام اندازه گیری دستگاهی هستند.

کاربردهای شیمی تجزیه
کنترل کیفیت محصول
بیشتر صنایع تولیدی نیازمند به تولید با کیفیت یکنواخت هستند. برای کسب اطمینان از برآورده شدن این نیازمندی مواد اولیه و همچنین محصول نهایی تولید ، مورد تجزیه‌های شیمیایی وسیعی قرار می‌گیرند.

نمایش و کنترل آلوده کننده‌ها
فلزات سنگین پسمانده‌های صنعتی و حشره کشهای آلی کلردار ، دو مشکل کاملا شناخته شده مربوط به ایجاد آلودگی هستند. به منظور ارزیابی چگونگی توزیع و عیار یک آلوده کننده در محیط ، به یک روش تجزیه‌ای حساس و صحیح نیاز است و در کنترل پسابهای صنعتی ، تجزیه شیمیایی روزمره حائز اهمیت است.

مطالعات پزشکی و بالینی
عیار عناصر و ترکیبات مختلف در مایعات بدن ، شاخصهای مهمی از بی نظمی‌های فیزیولوژیکی می‌باشند. محتوی قند بالا در ادرار که نشانه‌ای از یک حالت دیابتی است و وجود سرب در خون ، از شناخته‌ترین مثالها در این زمینه می‌باشد.

عیارگیری
از دیدگاه تجارتی در برخورد با مواد خام نظیر سنگهای معدنی ، ارزش سنگ معدن ، از روی فلز موجود در آن تعیین می‌شود. این موضوع ، مواد با عیار بالا را نیز غالبا شامل می‌شود. بطوری که حتی تفاوت کم در غلظت می‌تواند از نظر تجاری تاثیر قابل ملاحظه‌ای داشته باشد. بنابراین یک روش تجزیه‌ای قابل اعتماد و صحیح از اهمیت اساسی برخوردار است.

آینده شیمی تجزیه
بروز مشکلات تجزیه‌ای در شکلهای جدیدش ادامه دارد. میزان تقاضای مربوط به انجام تجزیه در ابعاد وسیع توسط بسترهای دستگاهی بطور مداوم در حال افزایش است. کاوشهای فضایی ، نمونه‌های گمانه زنی و مطالعات اعماق دریاها مثالهایی از نیازهای قابل طرح می‌باشند. در دیگر زمینه‌ها نظیر مطالعات محیطی و بالینی ، فرم شیمیایی و دقیق یک عنصر در یک نمونه و نه غلظت کلی آن ، اهمیت فزاینده‌ای پیدا کرده است. دو مثال کاملا شناخته شده در این زمینه ، میزان سمیت بسیار زیاد ترکیبات آلی جیوه و سرب در مقایسه با ترکیبات مشابه معدنی است.

================================================== ===
رده بندی روشهای تجزیه‌ای
رده بندی روشهای تجزیه‌ای معمولاً بر طبق خاصیتی است که در فرآیند اندازه گیری نهایی مشاهده می‌شود. در جدول زیر فهرستی از مهم‌ترین این خاصیتها و همچنین نام روشهایی که مبتنی بر این خاصیتها هستند، دیده می‌شود. بر این نکته توجه داشته باشیم که تا حدود سال ۱۹۲۰ تقریباً تمام تجزیه‌ها براساس دو خاصیت جرم و حجم قرار داشتند. در نتیجه، روشهای وزنی و حجمی به نام روشهای کلاسیک تجزیه‌ای شهرت یافته‌اند.

بقیه روشها شامل روشهای دستگاهی است. علاوه بر تاریخ توسعه این روشها، جنبه‌های معدودی روشهای دستگاهی را از روشهای کلاسیک جدا و متمایز می‌سازند. بعضی از تکنیکهای دستگاهی حساستر از تکنیکهای کلاسیک هستند. ولی بعضیها حساس‌تر نیستند. با ترکیب خاصی از عناصر یا ترکیبات، یک روش دستگاهی ممکن است بیشتر اختصاصی باشد. در مواردی دیگر، یک روش حجمی یا وزنی، کمتر در معرض مزاحمت قرار دارد. مشکل است که گفته شود که کدامیک از نظر صحت، راحتی و صرف زمان بر دیگری برتری دارد.

همچنین این مساله درست نیست که روشهای دستگاهی، الزاما دستگاههای گرانتر یا پیچیده‌تری را بکار می‌گیرند و در حقیقت، استفاده از یک ترازوی خودکار نوین در یک تجزیه وزنی شامل دستگاه ظریفتر و پیچیده‌تری در مقایسه با بسیاری از روشهای دیگری است که در جدول زیر ثبت شده‌اند.

روشهای تجزیه‌ای مبتنی بر اندازه گیری خاصیت خاصیت فیزیکی که اندازه گیری می‌شود. وزنی جرم حجمی حجم طیف نورسنجی (اشعه ایکس، ماوراء بنفش، مرئی، IR)؛ رنگ سنجی ؛ طیف بینی اتمی ؛ رزونانس مغناطیسی هسته و رزونانس اسپین الکترون جذب تابش طیف بینی نشری (اشعه ماوراء بنفش، ایکس، مرئی)؛ نور سنجی شعله‌ای؛ فلوئورسانس (اشعه ایکس، فرابنفش و مرئی) ؛ روشهای رادیوشیمیایی نشر تابش کورسنجی، نفلومتری، طیف بینی رامان پراکندن تابش شکست سنجی و تداخل سنجی شکست تابش روشهای پراش اشعه ایکس و الکترون پراش تابش قطبش سنجی، پاشندگی چرخش نوری و دو رنگی نمایی دورانی چرخش تابش پتانسیل سنجی، پتانسیل سنجی با زمان پتانسیل الکتریکی رسانا سنجی رسانایی الکتریکی پلاروگرافی، تیتراسیونهای آمپرسنجی جریان الکتریکی کولن سنجی کمیت الکتریسیته طیف سنجی جرمی نسبت جرم به بار
روشهای رسانایی حرارتی و آنتالپی خواص گرمایی روشهای جداسازی در بیشتر موارد، تجزیه یک نمونه از ماده، قبل از اندازه گیری فیزیکی نهایی آن، ابتدا احتیاج به یک یا چند مرحله زیر دارد:

نمونه برداری، برای فراهم کردن نمونه‌ای که ترکیب آن، نماینده توده ماده باشد.

تهیه و انحلال مقدار معینی از نمونه

جداسازی گونه مورد اندازه گیری از اجزاء سازنده‌ای که در سنجش نهایی مزاحمت ایجاد می‌کنند.

این مراحل معمولاً بیشتر از خود اندازه گیری نهایی تولید مزاحمت می‌کنند و خطاهای بزرگ‌تری را باعث می‌شوند. روشهای جداسازی به این دلیل مورد احتیاج‌اند که خواص فیزیکی و شیمیایی مناسب برای اندازه گیری غلظت معمولاً بین چندین عنصر یا ترکیب مشترک است. در بررسی مواد بسیار نزدیک و مرتبط به هم، مشکل جداسازی بیشترین اهمیت را می‌یابد و لذا نیاز به تکنیکهایی نظیر کروماتوگرافی، تقطیر جزء به جزء، استخراج ناهمسو و یا الکترولیز در پتانسیل کنترل شده دارد.

انتخاب روش برای یک مسئله تجزیه‌ای جدول مذکور، حاکی از این است که برای شیمیدانی که با یک مسئله تجزیه‌ای روبرو است، غالبا روشهای متعددی وجود دارند که وی می‌تواند یکی از آنها را انتخاب کند. مدت زمانی که او باید برای کار تجزیه صرف کند و کیفیت نتایج حاصل، بنحوی حساس، به این انتخاب بستگی دارد. شیمیدان برای اخذ تصمیم خود در مورد انتخاب روش، باید پیچیدگی ماده مورد تجزیه، غلظت گونه مورد نظر، تعداد نمونه‌هایی که باید تجزیه شوند و دقت مورد نیاز را در نظر گیرد.

پس از این، انتخاب وی به دانش او در مورد اصول اساسی که زیر بنای هر یک از این روشهای قابل دسترسی است و در نتیجه قدرت و محدودیت این روشها بستگی خواهد داشت.

دستگاهوری در تجزیه
در مفهومی بسیار وسیع، یک دستگاه که برای تجزیه شیمیایی مورد استفاده قرار می‌گیرد، داده‌های کمی تولید نمی‌کند، بلکه در عوض بسادگی اطلاعات شیمیایی را به شکلی تبدیل می‌کند که آسانتر قابل مشاهده‌است. بنابراین به دستگاه می‌توان به صورت یک وسیله ارتباطی نگریست. دستگاه این هدف را در مراحل مختلف زیر انجام می‌دهد:

تولید یک علامت

تبدیل این علامت به علامتی با ماهیت متفاوت (تبدیل نامیده می‌شود).

تقویت علامت تبدیل شده

ارائه این علامت به صورت یک جابجایی بر روی یک صفحه مندرج یا صفحه یک ثبات.

لزومی ندارد که تمام این مراحل مجموعا در هر دستگاه انجام گیرد. در نتیجهٔ ظهور این همه مدارات الکترونیکی در آزمایشگاه، یک شیمیدان امروزی خود را با این سوال روبرو می‌بیند که چه مقدار الکترونیک باید بداند تا بتواند موثرترین استفاده را از وسایل موجود برای تجزیه، بکند. مهم برای یک شیمیدان این است که قسمت عمده کوشش خود را به اصول شیمیایی، اندازه گیریها و محدودیتها و قوتهای ذاتی آن معطوف دارد.

boomba
13-12-2008, 11:41
انواع جوشكاری


جوش قوس الکتریکی
نقطه جوش
جوشکاری فلزات رنگین
لحیم کاری
جوشکاری به طریقه برق و گاز
جوشکاری و یرشکاری در زیر آب
انواع جوشکاری مدرن در صنایع نظامی
جوشکاری پلاستیک

جوش قوس الکتریکی
یکی از متداول ترین روشهای اتصال قطعات کار می باشد، ایجاد قوس الکتریکی عبارت از جریان مداوم الکترون بین دو الکترود و یا الکترود و یا الکترود و کار بوده که در نتیجه آن حرارت تولید می شود. باید توجه داشت که برای برقراری قوس الکتریک بین دو الکترود و یا کار و الکترود وجود هوا و یا یک گاز هادی ضروری است. بطوریکه در شرایط معمولی نمی توان در خلاء جوشکاری نمود.

در قوس الکتریکی گرما و انرژی نورانی در مکانهای مختلف یکسان نبوده بطوریکه تقریباً 43% از حرارت درآند و تقریباً 36% در کاتد و 21% بقیه بصورت قوس ظاهر می شود. دمای حاصله از قوس الکتریکی بنوع الکترودهای آن نیز وابسته است بطوریکه در قوس الکتریکی با الکترودهای ذغالی تا 3200 درجه سانتیگراد در کاتد و تا 3900 در آند حرارت وجود دارد. دمای حاصله در آندو کاتد برای الکترودهای فلزی حدوداً 2400 درجه سانتیگراد تا 2600 درجه تخمین زده شده است.
در این شرایط درجه حرارت در مرکز شعله بین 6000 تا 7000 درجه سانتیگراد می باشد از انرژی گرمائی حاصله در حالت فوق فقط 70% تا 60% در قوس الکتریک مشاهده گردیده که صرف ذوب کردن و عمل جوشکاری شده و بقیه آن یعنی 30% تا 40% بصورت تلفات گرمائی به محیط اطراف منتشر می گردد.

طول قوس شعله Arc length بین 8/0 تا 6/0 قطر الکترود می باشد و تقریباً 90% از قطرات مذاب جدا شده از الکترود به حوضچه مذاب وارد می گردد و 10% باطراف پراکنده می گردد. برای ایجاد قوس الکتریکی با ولتاژ کم بین 40 تا 50 ولت در جریان مستقیم و 60 تا 50 ولت در جریان متناوب احتیاج می باشد ولی در هر دو حالت شدت جریان باید بالا باشد نه ولتاژ.


جوشکاری به روش نقطه جوش
صنایع مدرن و پیشرفته امروزه رقابت شدید در تولیدات صنعتی و نظامی سبب پیشرفت سریع جوشکاری گردید اصولی که از جوشکاری مورد انتظار است این است که:

جوش سریع و تمیز باشد
مخارج تهیه مواد جوشکاری کم باشد
مخارج تهیه ماشین آلات حداقل باشد
به کاربرد همه جانبه واستفاده صحیح در همه جا از دستگاه جوشکاری ممکن باشد.
از دستگاههای سنگین جوشکاری یا دستگاههای زمینی برای جوشکاری ورقهای نازک و غیره نمی توان استفاده کرد.

نقطه جوشها به علت طرز کار صحیح و سریع با استفاده از فک های جوشکاری و مقاومت الکتریکی کاربرد زیادی در صنایع دارند و با اتصال دو قطب به ترانسفورماتور مبدل و فکهای آنها در اثر عبور جریان از نقطه تماس فکها و خاصیت مقاومت جریان به سرعت حوزه مشخصی گرم شده و چون این گرم شدن تا حد ذوب در نقطه مشخص و محدود است به علت سادگی و تمیزی از آنها استفاده می گردد. جریان آب در داخل فکها سبب جلوگیری از ذوب شدن آنها شده و این دستگاهها به اندازه های مختلف ساخته می شوند و علت اصلی ابداع نقطه جوش برای جوشکاری صفحات نازک می باشند که با دستگاههای دیگر جوشکاری به سختی ممکن می باشد.
قطعات مختلف نقطه جوش نوع شلاتر
توضیح اینکه کارخانجات شلاتر دارای انواع دستگاههای نقطه جوش یا جوش دادن نقطه بوده و از ریزترین قطعات تا بزرگترین قطعات را از لحاظ دستگاه جوشکاری با آمپراژ و قدرت مشخص تامین می نماید.

توصیف شکل
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

بازوهای جوشکاری نقطه جوش یا الکترودهای جوشکاری از پروفیل مخصوص
محل یا قلاب اتصال نقطه جوش (چون این نوع جوشکاری آویز در اکثر کارخانجات تولیدی استعمال می شود و بایستی کاملاً سریع التغییر و سریع العمل باشد).
دستگیره با محل گرفتن و فرمان دادن متخصص جوشکاری و قطعات و وسائل فرمان نیز دیده می شود برای سیلندر یا بدنه نقطه جوش
سیلندر نقطه جوش یا بدنه اصلی برای کورس دوبل یا تک با تغییر دهنده کورس سیلندر و ضربه گیر مربوطه که عمل تغییرات مکانی را به طور کلی انجام می دهد.
ترانسفورماتور جوشکاری که در خلاء ریخته شده و با آب سرد می شود . طبقه بندی ایزولاسیون . F
سردکنندگی سریع با آب در حداکثر زمان اتصال که چنانچه مدت زیادی هم وصل باشد سرد کنندگی انجام می گیرد.
محل اتصال کابل به دستگاه و سیمهای فرمان که بر طبق طول ضروری سری آن حداکثر 10 متر طول دارد و حداکثر دقت در طراحی و ساخت آن به عمل آمده تا از لحاظ اتصالات الکتریکی صیحیح باشد.
بازوی پائینی نقطه جوش که طوری طراحی گردیده است که احتیاج زیاد به رسیدگی و کنترل ندارد و مفاصل و اتصالات کاملاً دقیق می باشند.
فاصله صحیح و قابل تغییر مطابق با احتیاجات کار بازوی جوشکاری را می توان تغییر داد و بسته به ابعاد کار آن را تنظیم کرد.

مسئله مهم در نقطه جوش "اول ورود جریان آب و خروج آن ، از فک ها یا بازوهای جوشکاری است که بایستی دقیقاً کنترل شودکه باعث سوختن فک ها و دستگاه نشود.

مسئله دوم – زمان اتصال نقطه جوش است که در بعضی مواقع نیز از تامیر استفاده می گردد (قطع و وصل کننده دقیق زمان)

مسئله سوم- انتخاب صحیح الکترود یا دستگاه جوش با آمپر و و لتاژ مناسب می باشد که بسته به ضخامت کار بایستی طراحی و خریداری گردد.

مسئله چهارم – تمیز بودن فکهای جوشکاری به وسیله سنباده یا سوهان می باشد که اتصالات پهن و نا دقیق به دست ندهد و بایستی فکها پس از مدتی تیز شوند.

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
انواع وسایل نقطه جوش دستی و آویز و لوله های اتصال آب به فک های آنها نشان داده شده است این شکل نوعی آموزش بصری و توضیحی است که جایگزین عدم وجود امکانات کارگاهی دیگر می گردد.

جوشکاری فلزات رنگین

جوشکاری فلزات رنگین با گاز استیلن یا کاربیت ( یا فلزات غیر آهنی)
فلزات غیر آهنی یا فلزات رنگی به فلزاتی گفته می شود که فاقد آهن و یا آلیاژهای آن باشند مانند مس – برنج – برنز- آلومینیوم- منگنز- روی و سرب
تمام فلزات رنگین را با کمی دقت و مهارت و آشنائی با اصول جوشکاری می توان جوش داد و برای جوشکاری این نوع فلزات بایستی خواص فلز را در نظر گرفت.

جوشکاری مس با گاز
بهترین طریقه برای جوشکاری مس جوشکاری با اکسیژن است( جوش اکسیژن = اتوگن= استیلن= کاربید اصطلاحات مختلف متداول می باشند) ضمناً می توان جوشکاری مس را با قوس الکتریک یا جوش برق نیز انجام داد.

ورقه های مس را مانند ورقه های آهنی برای جوشکاری آماده می کنند یعنی سطح بالائی را تمیز نموده و از کثافات و روغن پاک نموده و در صورت لزوم سوهان می زنند. ولی چون خاصیت هدایت حرارت مس زیادتر است باید مقدار آمپر را قدری بیشتر گرفت. بهتر است همیشه با قطب مستقیم جوشکاری را انجام داد ( با جریان مستقیم و الکترود مثبت) زاویه الکترود نسبت به کار مانند جوشکاری فولاد است. طول قوس حداقل باید 10 تا 15 میلی متر باشد, برای جوشکاری مس می توان از الکترودهای ذغالی استفاده کرد. الکترودهای جوشکاری مس بیشتراز آلیاژ مس و قلع و فسفر ساخته شده اند و گاهی نیز از الکترودهای که دارای فسفر- برنز- سیلکان یا آلومینیوم هستند استفاده می کنند چون انبساط مس در اثر گرم شدن زیاد است فاصله درز جوش را در هر 30 سانتیمتر در حدود 2 تا 3 سانتیمتر زیادتر در نظر می گیرند. خمیر روانساز مس معمولاً در حرارت 700 تا 1000 درجه ذوب می شود و به صورت تفاله (گل جوش) سبکی روی کار قرار می گیرد و از تنه کار به علت کف کردن در روی کار نباید استفاده شود. بدون روانساز هم می توان مس را جوش داد و معمولاً از براکس استفاده می گردد. مس را به وسیله شعله خنثی جوش دهیم تا تولید اکسید مس نکند چون ضریب هدایت حرارت مس زیاد است باید پستانک جوشکاری مشعل 1 تا 2 نمره بیشتر از فولاد انتخاب شود. بهتر است مس را قبل از جوشکاری گرم نمائیم و با سیم جوشکاری مخصوص جوش داد برای جوشکاری صفحه 5 میلیمتری سیم جوش 4 میلیمتری کافی است و از وسط ورق شروع به جوشکاری می نمائیم و وقتی فلز هنوز گرم است روی آن چکش کاری می شود تا استحکام درز جوش زیاد شود.


جوشکاری سرب
در این نوع جوشکاری بیشتر از گاز هیدروژن و اکسیژن استفاده می گردد. در جوشکاری سرب احتیاج به گرد مخصوص نیست ولی باید قطعات کار را قبل از جوشکاری کاملاً صیقلی نموده سیم جوش سرب باید کاملاً خالص باشد چون سرب مذاب بسیار سیال می باشد. لذا جوشکاری درزهای قطعات سربی که به وضع قائم قراردارند بسیار دشوار و مستلزم مهارت و تجربه زیاد است.


جوشکاری چدن با برنج یا لحیم سخت برنج
چدن را می توان با برنج جوش داد. قطعات چدنی را باید همان طوری که برای جوشکاری با سیم جوش چدنی آماده می شوند برای برنج جوش آماده ساخت. لبه های درز جوش را باید به وسیله سوهان یا ماشین تراشید و هیچگاه لبه های درز قطعات چدنی را با سنگ سمباده پخ نزنید. زیرا ذرات گرافیت روی ذرات آهن مالیده می شوند و لحیم سخت خوب به چدن نمی چسبد. قطعات چدنی را قبل از شروع به جوش دادن حدود 210 تا 300 درجه سانتی گراد گرم کنید و گرد جوشکاری مخصوص چدن به کار برید تا بهتر به هم جوش بخورد.

نقطه ذوب سیمهای برنجی باید در حدود 930 درجه سانتی گراد باشد. سیمهای برنجی که برای جوش دادن قطعات چدنی به کار می روند دارای مقدار زیادی مس است و کمی نیکل نیز دارند . نیکل اتصال لحیم را به چدن آسان می کند و نقطه ذوب زیاد آن موجب سوختن گرافیت درز جوش می شود . در جوشکاری چدن با برنج از شعله ملایم پستانک بزرگ با فشار کم استفاده کنید. اگر فشار شعله زیاد باشد گرد جوشکاری از درز خارج می شود و در نتیجه قطعات چدنی خوب به هم جوش نمی خورند. قطعات چدنی را باید پس از جوشکاری در محفظه یا جعبه ای پر شن یا گرد آسپست قرار داد تا بتدریج خنک شود و سبب شکنندگی و ترک و سخت شدن چدن نگردد.


جوشکاری منگنز
از منگنز به صورت خالص استفاده نمی شود در جهت عکس از آلیاژهای ماگنزیوم استفاده می شود که برای ریختگی فشاری از آن استفاده می گردد . به جای آلیاژهای Mg. Mn و Mg. Al و Mg AlZn امروزه از آلیاژهای مخصوصاً محکم Zr و Th استفاده می شود.

برای جوشکاری ماگنزیوم و آلیاژهای آن از همان شرایط جوشکاری آلومینیوم استفاده می گردد.

قابلیت هدایت حرارت زیاد و انبساط سبب پیچش زیاد کار می شود. ماگنزیوم در درجه حرارت محیط به سختی قابل کار کردن است و در 250 درجه می توان به خوبی کار گرد.


جوشکاری برنج با گاز
برنج مهمترین آلیاژ مس است و از مس و روی و گاهی قلع و مقداری سرب تشکیل می شود، این فلز در مقابل زنگ زدگی و پوسیدگی مقاوم است. چون روی در حرارت نزدیک ذوب برنج تبخیر می گردد بنابراین جوشکاری با این فلز مشکل می باشد. برنج از 60 درصد مس و 40% روی و گاهی مقداری سرب تشکیل شده است. درموقع جوشکاری روی به علت بخار شدن و اکسید روی محل جوش را تیره کرده و عمل جوشکاری را مشکلتر می نماید. ضمناً گازهای حاصله خطرناک بوده و باید از محل کار تخلیه گردند. درموقع جوشکاری روی حرکت دست بسیار مهم است و باید حتی الامکان سرعت دست را زیاد کرده وگرده جوش کمتری ایجاد نمود تا فرصت زیادی برای تبخیر روی نباشد. برنج را می توان با الکترودهای گرافیتی و معمولی جوشکاری نمود، درجوشکاری برنج از قطب معکوس استفاده می شود.

فاصله قوس الکتریکی باید حداقل 5 تا 6 میلیمتر باشد. برنج ساده تر از فولاد و چدن و مس جوش داده می شود و استحکام و قابلیت انبساط آن درمحل درز جوش بسیار خوب است. توجه شود چون انقباض و انبساط برنج زیاد است نمیتوان به وسیله چند نقطه جوش به هم وصل کرد بلکه بایستی به کمک بست هائی که در حین جوشکاری می توان آنها را به هم متصل نمود از پیچیدگی جلوگیری شود.

توجه شود که در جوشکاری از سیمهای مخصوص جوشکاری برنج که مقدار مس آن 42 تا 82 درصد است استفاده نمائید و برای جلوگیری از اکسیداسیون از گرد جوشکاری استفاده می شود و از استعمال تنه کار در جوشکاری برنج باید خودداری شود زیرا درز جوش را خورده سوراخ سوراخ و متخلخل می سازد و شعله را باید طوری تنظیم کرد که اکسیژن آن از استیلن بیشتر باشد زیرا روی در حرارت 419 درجه ذوب و در 910 درجه تبخیر می شود و رسوبی از روی و اکسید روی در کنار درز جوش به وجود می آید. مقدار اکسیژن شعله بستگی به نوع آلیاژ دارد و می توان قبلاً قطعه ای از آن را به طور آزمایشی جوش داد و اگر درز جوش سوراخ و خورده نشد خوب است. و اکسیژن زیاد هم باعث کثیف شدن جوش می شود . ورقهای نازکتر از 4 میلیمتر را از راست به چپ و ورقهای ضخیم تر از 4 میلیمتر را از چپ به راست جوش می دهند. به چکش کاری و خروج دود خطرناک و استفاده از ماسک مخصوص وباز نمودن پنجره وهواکش باید توجه نمود.


جوشکاری فولاد زنگ نزن با گاز
قابلیت هدایت حرارت فولاد زنگ نزن کمتر از فولاد معمولی می باشد و می توان سر مشعل را کوچکتر انتخاب کرد. شعله جوشکاری باید برای جوش فولاد زنگ نزن خنثی باشد زیرا اکسیژن یا استیلن اضافی با عناصر تشکیل دهنده فولاد زنگ نزن ترکیب شده و درز جوش خورده پس از مدتی زنگ می زند . روانساز جوشکاری فولاد زنگ نزن را به صورت خمیر در آورده روی درز جوش می مالیم . سیم جوش باید حتی المقدور از نوع خود فولاد زنگ نزن انتخاب شود و بهتر است تسمه باریکی از جنس همان فولادی که باید جوش داده شود را بریده و به جای سیم جوشکاری استفاده کرد.
در روش جوشکاری این فولاد مشعل را باید طوری نگهداشت که زاویه آن نسبت به کار بین 80 تا 90 درجه باشد . زاویه سیم جوش در حدود 20 تا 40 درجه است وسیم جوشکاری را جلوی مشعل نگذارید تا همزمان با لبه کار ذوب شود و نوک مخروطی باید با ناحیه مذاب تماس داشته باشد تا از اکسیده شدن فلز جلوگیری کند. و شعله را نباید یک دفعه از کار دور نمود زیرا درجه انبساط فولاد زنگ نزن بیشتر از فولاد معمولی است و بابست های مخصوص از پیچیدن و کج شدن آن در موقع جوشکاری باید جلوگیری کرد فاصله لبه کار را باید برای هر 30 سانتیمتر 3 الی 4 میلیمتر بیشتر در نظر گرفت. پس از تمام شدن کار جوشکاری به وسیله برس و شتشو مواد اضافی تفاله و روانساز و یا گرد جوشکاری اضافی را باید کاملاً تمیز کرد و بر طرف نمود.


جوشکاری فولادهای مولیبدونی
وقتی که به فولاد مولیبدون اضافه شود مقاومت آن را بالا می برد مخصوصاً در حرارتهای زیاد ، بنابراین موارد استعمال این نوع فولاد بیشتر در لوله هائی که تحت فشار و حرارت زیاد باشد بیشتر است. بعضی از فولادهای مولیبدونی دارای مقداری کرم نیز هستند این آلیاژ را که مولی کرم می نامند بیشتر در ساختن قطعات مقاوم هواپیما به کار برده می شوند. جوشکاری این فولاد مانند جوشکاری آهن می باشد با این تفاوت که برای مقاوم بودن جوش باید از الکترود نوع E_7010 و E_7012 و E_7020 استفاده شود و برای قطعات ضخیم که گرده های پهن مورد احتیاج است می توان از فولادهای قلیائی (E_7016 ، E_7015 (LOWHYDROGE استفاده نمود. در مورد جوشکاری ورقهای 5 میلیمتر و ضخیمتر لازم است بعد از جوشکاری 1200 الی1250 درجه فارنهایت گرم کرده و برای ضخامت 5/12 میلیمتر به مدت یک ساعت گرم نگهداشت و بعد از آن باید قطعه به آهستگی سرد نمود به طوری که در هر ساعت 200 الی 250 درجه فارنهایت از حرارت آن کاسته شود وقتی که قطعه به 150 درجه فارنهایت رسید بعد می توان قطعه را در هوای معمولی سرد کرد.


جوشکاری مونل واینکونل
فلز مونل آلیاژی است از 67 % نیکل 30% مس و مقدار کمی آهن و آلومینیوم ومنگنز.
فلز اینکونل آلیاژی است از 80% نیکل ، 15% گرم و 5% آهن.
این دو فلز به علت مقاومت زیادی که در مقابل زنگ زدگی دارند برای ساختن تانکر و ظروف حامل مایعات به کار می روند.
مونل و اینکونل را می توان با الکترودهای پوشش دار به آسانی آهن جوشکاری کرد.
بنابراین جوشکاری این فلزات در تمام حالتها امکان پذیر است ولی بهتر است که درحالت تخت عمل انجام گیرد. قطعاتی که ضخامت آنها کمتر از 5/1 میلیمتر است نباید با قوس الکتریکی جوشکاری نمود. برای جوشکاری مونل واینکوئل باید عملیات زیر را انجام داد.

قشر نازک اکسید تیره رنگ را از نقاطی که باید جوشکاری کرد به وسیله برس یا سمباده پاک نمائید.
به گرم کردن قبلی احتیاجی نیست.
از الکترودهای با پوشش ضخیم استفاده به عمل آید.
درمورد جوشکاری حالت تخت زاویه الکترود نسبت به خط قائم درجه و در مورد حالتهای دیگر الکترود عمود بر صفحه باید باشد.
– گرده های باریک ایجاد گردد.


جوشکاری طلا
جوشکاری طلا به طریقه DC باجریان مستقیم انجام میگرد. الکترود را به قطب منفی وصل می نمائیم و یا با جریان فرکانس زیاد جریان متناوب کار میکنیم . ضمناً می توان برای جوشکاری طلا از طریقه جوشکاری نقطه جوش استفاده کرده که با الکترود و لفرامی عمل می نماید و پس از جوشکاری به وسیله صیقل نمودن با الکل کار را براق می نمائیم . ضمناً به وسیله جوشکاری کند پرسی نیز می توان طلا راجوش داد. جوش دادن متداول با شعلهای ریز و دقیق شبیه جوشکاری نقطه جوش می باشد.

boomba
13-12-2008, 11:57
فولاد هاي مقاوم حرارتي

امروزه فولادها در شرایط متغیر و گسترده ای ؛ شامل محیط هایی با دمای بالا و خورنده تحت شرایط تنش استاتیكی و دینامیكی بكار می روند. از قبیل دریچه های موتور هواپیما ، حامل های كوره ، رتورت ها ، واحدهای كراكینگ نفت و توربین های گازی . سه مشخصه برای فلزاتی كه در دمای بالا به كار می روند ؛ مورد نیاز است :


1- مقاومت به اكسیداسیون و پوسته شدن


2- حفظ استحكام در دمای كاری


3- پایداری ساختار ؛ با توجه به رسوب كاربیدها ، كروی شدن ، كاربیدهای سیگما، تردی بازپخت


دیگر ویژگی ها نیز ممكن است در كاربرد مهم باشند ؛ همچون مقاومت ویژه و ضریب حرارتی برای اهداف الكتریكی ، ضریب انبساط برای واحدهای ساختمانی و مقاومت به نفوذ در اثر پدیده سوختن در بعضی كاربردهای كوره ای . در مورد فولادهای توربین های گازی مشخصات دیگری نیز مطرح می شود ، ظرفیت میرایی داخلی و استحكام خستگی ، حساسیت به فاق و استحكام ضربه ای ( سرد و گرم ) ، مشخصه جوشكاری و ماشینكاری ، بویژه در رتورهای بزرگ كه باید با حداقل مقاطع جوشكاری شده ساخته شوند .


پوسته اكسیدی كه بر روی آهن شكل می گیرد متخلخل بوده و چسبنده نیست، اما این پوسته در اثر اضافه كردن عناصر ویژه ای به فولاد ، چسبنده و محافظ می شود . این عناصر كرم ، سیلیسیم و آلومینیوم هستند و آنها بوسیله میل تركیبی زیاد با اكسیژن توصیف می شوند ؛ اما واكنش بوسطه شكل گیری فیلم اكسیدی خنثی به سرعت متوقف می شود. مقاومت به اكسیداسیون فولاد نرم بوسیله شكل گیری آلیاژ آهن - آلومینیوم در سطح ، به مقدار زیادی بهبود می یابد. این عمل به وسیله حرارت دادن در 0C 1000 و تماس با پودر آلومینیوم (calorising ) یا اسپری حرارتی انجام می شود.


بهبود مقاومت خزشی نیز بوسیله روش های زیر بدست می آید :


- بالا بردن دمای نرم شدن بوسیله انحلال عناصر آلیاژی


- استفاده معقول از رسوب سختی در دمای كاری ، بدون پدیده فراپیری . سختی فاز ثانویه شدیدا وابسته به درجه و یكنواختی ، پراكندگی بدست آمده است و ضریب خزش وابسته به دامنه فاصله اجزا است .


- كنترل درجه كارسختی در بازه دمایی مناسب كه اغلب اندازه خزشی اولیه را كاهش می دهد.


- تغییرات در پروسه تولید ، اكسیژن زدایی و ذرات درون مرزهای كریستالی نیز می توانند روی خواص خزشی تاثیر گذار باشند.


- ذوب در خلا مزایایی دارد كه در روش های معمول نمی توان به آنها دست یافت .


خواص مكانیكی نیز بوسیله اضافه كردن عناصر گوناگون بهبود بخشیده می شود ؛ كبالت ، تنگستن و مولیبدن باعث استقامت فولاد در برابر عمل تمپر كردن می شود. فولادهای آستنیتی آلیاژی هیچ تغییری ندارندو بنابراین بوسیله سرد كردن در هوا سخت نمی شوند . اما مقاومت به سایش آنها خوب نیست . مقدار كافی از عناصر آلیاژی همچون سیلسیم و كرم خط Ac را بالا می برد. فولاد با درصد بالای نیكل نباید در دمای بالا در تماس با دی اكسید گوگرد و یا دیگر تركیبات گوگردی قرار گیرد ؛ چون فیلم های كریستالی سولفید نیكل شكل می گیرد.


در فولادهایی با كرم بالا كاربیدها به هم پیوسته و بزرگ می شوند، كه این منجر به كم كردن مسدود شدن رشد دانه های فریت در دمای بالای 0C 700 می شود. رشد بیش از اندازه دانه ها باعث كم شدن تافنس می شود. همچنین رشد دانه در بالای 0C 1000 در فولاد های آستنیتی اتفاق می افتد، اما هیچ مشكلی بوجود نمی آید . چون آنها حتی در شرایط دانه های درشت چقرمه و داكتیل باقی می مانند. هنگام گرم كردن در بازه 0C 500- 900 فولادهای آستنیته ، كاربیدها در طول مرزهای آستنیت رسوب نمی كنند و بعلت اینكه ترك های درون بلوری احتمالا افزایش می یابند اگر فولاد تحت تنش پیوسته در شرایط كششی در این رنج دمایی قرار گیرد. فولادهای فرتیك و آستنیتیك در تركیب ویژهای بوسیله شكل گیری فاز سیگما ترد می شوند.






منبع :


برای مشاهده محتوا ، لطفا وارد شوید یا ثبت نام کنید

boomba
14-12-2008, 12:23
كاربرد بیوتكنولوژی در متالوژی

بیوتكنولوژی به عنوان فنونی كه از میكروارگانیسم ها و یا بخشی از سلول برای دسترسی به بعضی از اهداف صنعتی و بهداشتی و زیست محیطی استفاده می كند، تعریف شده است. در صنایع معدنی و متالوژی نیاز روز افزون به مواد اولیه و كاهش ذخایر معدنی پرعیار ، ضرورت مصرف بهینه انرژی در رعایت دقیق معیار های زیست محیطی ، كاربرد روش های جدید ، ایجاد تحول در صنایع معدنی و متالوژی را ضروری كرده است. همچنین توسعه فن آوری های جدید برای فرآوری منابع كم عیار و یا منابعی كه روش های معمول كارایی لازم را برای آنها نداشته و یا ملاحظات اقتصادی امكان استفاده از آنها را نمی دهد. توجه به بازیابی مواد معدنی و متالوژی محور دیگری از این تحول می باشد. توسعه روش هایی جهت كاهش آلودگی های زیست محیطی كه منشا در گاز خروجی كارخانه ها و نیروگاه ها ، بخصوص صنایع متالوژی و پساب صنایع مختلف دارد، مانند جذب و بازیابی فلزات سنگین از پساب ها و كاهش گوگرد از سوخت های فسیلی. برخی از مشكلات صنایع معدنی و متالوژی با كاربرد فنونی كه از میكروارگانیسم ها استفاده می كنند، قابل حل می باشد و در نتیجه بسیاری از توسعه روش ها و فن آوری های جدید نیز بر این پایه قرار دارند.


كاربرد این روش ها در متالوژی نسبت به سایر صنایع جدید تر بوده و برای اولین بار از حدود چهل سال قبل شروع شده است . امروزه این فنون در متالوژی به منظور استفاده از مواد اولیه فقیر فلزی ، تصفیه پساب های صنعتی و بازیابی فلزات موجود در آن ، حل كردن مواد معدنی و غیره بكار می رود. با تغییر ساختار ژنتیكی میكروارگانیسم ها در جهت رسیدن به مشخصات مورد نیاز، موفق به تولید فرآورده هایی در صنعت متالوژی شده اند، كه امكان تهیه آن از طریق سایر روش هابه صورت اقتصادی میسر نبوده است.


میكروارگانیسم ها جهت سوخت و ساز و انجام فرآیند های حیاتی خود از منابع آلی و معدنی موجود در محیط تغذیه می كنند. از این رو واكنش های مختلف شیمیایی ، شیمی فیزیكی را در شرایط مختلف طبیعی و یا مصنوعی تحت تاثیر خود قرار می دهند. كاربرد مثبت واكنش های متابولیكی موجودات زنده در زمینه فرآوری مواد معدنی و استخراج فلزات قلمرو جدیدی است كه تحقیقات پیرامون آن بیشتر در بخش های بیوتكنولوژی و میكرو بیولوژی انجام می گیرد. برخی كاربردها مانندبهبود بازدهی و فرآیندهای اكسیده و حل كردن كانی های كم عیار سولفیدی و كانسنگ های طلا و یا اورانیوم ، امروزه در مقیاس صنعتی استفاده می شوند.


كاربرد بیو تكنولوژی در فر آوری و استخراج فلزات متعدد می باشد كه برخی از مهمترین آنها عبارت اند از:


- استفاده از میكروارگانیسم ها در كانه ارایی : میكروارگانیسم هایی در طبیعت وجود دارند كه ضمن داشتن بار الكتریكی منفی به شدت آب گریز اند و می توان از آنها برای تغلیظ بعضی از مواد معدنی استفاده كرد. بررسی های انجام شده نشان داده است كه گونه ای از میكروارگانیسم ها را می توان برای جدا سازی بعضی از كانی ها مانند فسفات ها ، ذرات ریز ذغال و كانی هماتیت مورد استفاده قرار داد.


- استفاده از میكروارگانیسم در تصفیه پساب ها : آب های خروجی بسیاری از صنایع حاوی تركیبات آلی و معدنی است ، كه طی فرآیند مورد استفاده قرار گرفته اند. این تركیبات مناسب با ماهیتشان به درجات متفاوت سمی می باشند. به عنوان مثال می توان از محلول های سیانور دار كه در استخراج طلا بكار برده می شود ، نام برد. بعضی از میكروارگانیسم ها و یا آنزیم ترشح شده از آنها در تجزیه سیانور آزاد موثر بوده و در نتیجه در بهبود و ضعیت زیست محیطی پساب های سیانوری تولید شده از واحد های هیدرو متالوژی فلزات گرانبها نقش مهمی دارند. بازیابی فلزات و جذب آنها از دور ریز ها توسط باكتری ها بسار سریع بوده و معمولا از چند دقیقه تجاوز نمی كند . عبور پساب آلوده از حجم آلوده باكتری ( بیوماس) برای حذف عناصر آلوده كننده آن كافی می باشد. آب خروجی راكتورهای اتمی معمولا حاوی مواد رادیواكتیو می باشد. كه مقدار آن از یك تا چند ppm تغییر می كند. و عملا بجز كاربرد باكتری ، سایر رو ش ها بصورت اقتصادی قادر به حذف آنها نیستند.


- استفاده در جذب یون های فلزی : بعضی از موجودات ذره بینی قادرند یون های فلزات سنگین را از محلول ، بویژه محلول های رقیق جذب سطح خارجی خود كرده و بدین ترتیب این یون های فلزی را از محلول جدا كنند. این روش برای جدا سازی فلزات از پساب هی صنعتی و یا از محلول های حاصل از فرآیندهای هیررو متالوژی كاربرد فرآوان دارند.


- استفاده در استخراج فلزات : در استخراج فلزات به روش هیدرو متالوژی یكی از مهمترین مراحل حل كردن كانی های معدنی به كمك حلال مناسب بنحوی كه در این فرآیند قسمت بیشتر فلز مورد نظر به صورت محلول و یا رسوب در آید . اكسیده كردن و انحلال میكروبی سنگ های معدنی بویژه سنگ های سولفوری كم عیار مهمترین جنبه كاربرد میكروارگانیسم ها به منظور افزایش بازدهی حل شدن می باشد كه در مورد كانی های طلادار و كانسنگ های اورانیم كاربرد صنعتی دارد. بكارگیری میكروارگانیسم ها جهت تسریع واكنش های مورد نظر در حل كردن كه در نهایت به آزاد سازی آنها منجر می شود. تحت عنوان فروشویی زیستی شناخته می شود. مزایایاین روش نسبت به روش های دیگر عبارت اند از :


* اثرهای مضر زیست محیطی به مراتب كمتر بر روی منابع آبی و هوا


* نیاز به انرژی كمتر


* عدم نیاز به تجهیزات پیچیده و در نتیجه سرمایه گذاری كمتر


* عمل حل كردن بیولوژیكی را می توان در اعماق زمین و بدون استخراج معدنی انجام داد.


محدودیت عمده بكار گیری این روش ناشی از نیاز به دانش فنی و آگاهی عمیق به مبانی بیوتكنولوژی می باشد. دست اندر كاران پروژه های تحقیقاتی در این زمینه باید حتما از مبانی میكروب شناسی ، بیوشیمی و بیوتكنولوژی اطلاع كافی داشته باشند.


چند نمونه كاربرد باكتری در مقیاس صنعتی و نیمه صنعتی :


1- حل كردن ارانیوم ( توسط باكتری های TF از سنگ معدن حاوی پیریت پیروتیت)


2- استخراج طلا از سنگ های مقاوم طلا دار ( سنگ معدن پیریت و ارسینو پیریت)


3- حل كردن بیولوژیك رس ها و تولید آلومین




- گوگرد زدایی زیستی: سوخت های فسیلی حاوی گوگرد در محصولات احتراق خود علاوه بر گاز های اكسید گوگرد و اكسیز ازت ، مقداری غبار نیز وجود دارد. كه مجموعا از عوامل آلوده كننده محیط زیست می باشند. باران های اسیدی ناشی از رها سازی اكسید گوگرد در فضا ، حیات بسیاری از گیاهان و جانداران و بخصوص آبزیان را به خطر بیندازند. بعلاوه این باران ها عامل خوردگی فلزات و سنگ های ساختمتنی نیز می باشند.


حذف گاز های الوده كننده از محصولات احتراق رقم بسیار بزرگی را تشكیل می دهد. از همین رو جذف و یا كاهش مقدار گوگرد در سوخت های فسیلی اهمیت بالایی برای صنایع دارد. حذف گوگرد مبتنی بر فن اوری های فیزیكی و شیمیایی ، مشكلاتی را به همراه دارد كه رویكرد به روش های بیوتكنولوژی را ناگزیر نموده است. از ویژگی های مثبت آن این است كه برخی از میكروارگانیسم ها به طور اختصاصی فقط پیوند كربن - گوگرد را شكسته و با جدا كردن گوگرد بقیه مولكول آلی را رها می كنند. در آینده نچندان دور گوگرد زدایی زیستی جایگزین روش های فیزیكی و شیمیایی می شود.







برای آشنایی بیشتر با این مفاهیم می توانید به كتاب " فناوری میكروبی در متالورژی" مراجعه كنید . نویسندگان این كتاب عبارت اند از : دكتر رامز وقار، دكتر منوچهر اولیا زاده و دكتر محمد رضا وقار. ناشر این كتاب دانشگاه صنایع و معادن ایران است.


شابك : 946-360-374-1

boomba
14-12-2008, 12:27
فولادهای ماریجینگ ( 18 % Ni)

یكی از نیازهای اساسی صنایع پیشرفته احتیاج به موادی با قابلیت اطمینان بالا از استحكام و تافنس شكست می باشد . در این راستا محققان زیادی فولادهای استحكام بالای مختلفی را گسترش داده اند ؛ كه در این میان تنها فولادهای ماریجینگ توانسته اند به هر دو نیاز صنایع پیشرفته پاسخ گویند . مهمترین كاربرد این فولاد ها در صنایع نظامی ، هوافضا ، اجزاء الكترومكانیكی و ... است.


این فولادها كه تعلق به خانواده آلیاژهای پایه آهن دارند . ابتدا تحت پروسه استحاله مارتنزیت قرار می گیرند و سپس به وسیله پیری یا رسوب سختی دنبال می شوند . كه كلمه Maraging از دو كلمه Martensite و Aging گرفته شده است .


فولادهای ماریجینگ دارای 18 % Ni به دو كلاس گسترده تقسیم می شوند. كه بستگی به عناصر تقویت كننده در آنالیز شیمیایی آنها دارد . فولاد ماریجینگ اورجینال در اوایل 1960 معرفی شد ، كه كبالت به عنوان عنصر تقویت كننده و استحكام بخش ( 7-12% ) در فولاد ماریجینگ 18 % Ni بكار برده می شد . در اوایل دهه 70 كار بر روی این فولادها كمرنگ شد . كه دلیل آن افزایش قیمت كبالت بود كه منجر به نوع جدیدی از فولادهای ماریجینگ شد ، این دسته تیتانیوم را به عنوان عامل اصلی تقویت كننده به همراه داشتند. درجه تقویت كبالت یا " C-type 18 Ni Maraging " به وسیله حرف " C " در شناسائی این كلاس انتخاب می شود ؛ همچنین درجه استحكام تیتانیوم یا " T-type 18 Ni Maraging " را با حرف " T " نشان می دهند.


این دو نوع فولاد با توجه به میزان استحكام آنها به 200 ، 250، 300، 350 درجه پیری طبقه بندی می شوند و به طور C-200 و T-200 آنها را نمایش می دهند . استحكام دهی به وسیله رسوب دهی آسان اجزاء فلزی در حین عملیات پیر سازی صورت می گیرد . كه این رسوب سختی به واسطه عناصر آلیاژی همچون Co , Mo , Ti در مارتنزیت Fe-Ni با كربن بسیار كم 0.03% یا كمتر صورت می گیرد.


فولاد های ماریجینگ در شرایط آنیل محلول سازی تهیه می شوند پس دارای چقرمگی و نرمی نسبی ( 28 - 32 RC ) هستند . پس به سهولت شكل می گیرند و ماشین می شوند . خواص كامل آنها از طریق پیرسازی مارتنزیت بدست می آید .


خصوصیات فولادهای ماریجینگ :


الف ) خواص مكانیكی عالی :


1-استحكام نهایی و استحكام تسلیم بالا


2-تافنس ، داكتیلیتی و مقاومت به ضربه بالا در مقایسه با فولاد كوئنچ و تمپر شده با استحكام مشابه


3-استحكام خستگی زیاد


4-استحكام فشاری بالا


5-سختی و مقاومت به سایش كافی برای بعضی از ابزار های كاربردی


ب) خصوصیات عملیات حرارتی :


1-دمای مورد نیاز برای كوره پایین است


2-رسوب سختی و عملیات حرارتی پیری


3-انقباض یكنواخت و قابل پیش بینی در طول عملیات حرارتی


4-حداقل اعوجاج در طول عملیات حرارتی


5-سخت شدن بدون كوئنچ كردن


6-درصد پایین كربن ، كه جلوگیری از مشكل دكربوره شدن می كند.


ج) كارپذیری عالی


1-ماشینكاری آسان


2-مقاومت بالا در برابر انتشار ترك


3-شكل پذیری آسان در حالت سرد ، گرم و داغ


4-قابلیت جوشكاری خوب به خاطر درصد پایین كربن


5-مقاومت به خوردگی خوب كه نرخ خوردگی آن در حدود نصف فولادهای كوئنچ و تمپر شده است


این فاكتورها نشان می دهد كه فولادهای ماریجینگ در كاربردهایی مثل شفت ها و اجزایی كه تحت خستگی ضربه ای همچون كلاچ ها و چكش ها بهترین استفاده را دارد.


تولید و فرآوری فولادهای ماریجینگ


روش متداول برای تولید فولادهای ماریجینگ به ترتیب زیر است :


1-ذوب و ریخته گری


2-همگن سازی


3-آهنگری و نورد گرم


4-آنیل معمولی


5-پیر سازی


در فولادهای ماریجینگ رسیدن به استحكام و تافنس بالا مستلزم كنترل دقیق ریزساختار می باشد. از طرف دیگر چون آخال های موجود در زمینه این نوع فولادها تاثیر منفی شدیدی بر روی تافنس شكست دارند. باید تركیب ، ابعاد و توزیع آخال ها كنترل گردد. در این نوع فولادها به علت زیاد بودن عناصر آلیاژی جدایش شدید این عناصر در حین انجماد وجود دارد كه این جدایش تاثیر زیادی بر روی كاهش قابلیت آهنگری ، نورد گرم و .. خواهد داشت . پس لازم است كه شرایط انجمادی مناسب به صورت كنترل شده و سریع برای فولادها مهیا گردد. برای تهیه این فولادها از روش ذوب چند مرحله ای استفاده می شود. روش استاندارد برای تهیه فولادهای ماریجینگ استفاده از روش ذوب تحت خلاء دو مرحله ای می باشد كه در آن ابتدا به روش ذوب القائی تحت خلاء آلیاژ سازی صورت گرفته و سپس شمش تهیه شده به روش ذوب مجدد قوسی تحت خلاء الیاژ سازی صورت گرفته و سپس شمش تهیه شده به روش ذوب مجدد قوسی تحت خلا تصفیه می گردد.


عملیات حرارتی همگن كردن نیز به منظور افزایش قابلیت شكل پذیری شمش ها صورت می گیرد . همگن سازی فولاد ماریجینگ در 1250 c0 به مدت 2 الی 3 ساعت انجام می گیرد و به دنبال آن فولاد تحت كار مكانیكی گرم قرار گرفته و یا اینكه سریع سرد می گردد. این فولادها تحت انواع كارهای مكانیكی از قبیل آهنگری ، نورد ، اكستروژن گرم قرار می گیرند . بعد از مراحل فوق فولادهای ماریجینگ تحت عملیات آستنیته و سپس پیری قرار می گیرند.


عملیات حرارتی فولادهای ماریجینگ


عملیات حرارتی كه روی این نوع فولادها انجام می گیرد عبارت است از عملیات محلول سازی در دمای بالاتر از 1000 C0 و نگهداری در این دما به مدت یك ساعت به منظور اینكه كاربیدهای آلیاژی كاملا حل شوند و ساختار 100% آستنیته تشكیل گردد.


به علت وجود عناصر آلیاژی منحنی TTT برای این فولاد به سمت راست حركت می كند. پس با سرد كردن این فولاد در هوا نیز ساختاری مارتنزیتی داریم كه مارتنزیت بدست آمده نرم بوده و قابلیت كار مكانیكی دارد. ساختار مارتنزیتی ایجاد شده را در 480-500 درجه تمپر می كنند. این تمپر كردن منجر به یك رسوب سختی قوی می گردد. رسوبات بین فلزی به واسطه مارتنزیت كه فوق اشباع از عناصر آلیاژی است صورت می گیرد . ساختار فولادهای ماریجینگ تجاری با حداكثر سختی می تواند شامل رسوبات كوهرنت از فاز نیمه پایدار Ni3Mo و Ni3Ti باشد. ذرات میان مرحله ای اینتر متالیك در فولاد ماریجینگ به شدت پراكنده هستند كه ناشی از رسوب آنها در نابجایی ها است . ساختار فولادهای ماریجینگ دارای دانسیته بالایی از نابجایی ها است . كه در چیدمان مجدد لتیس مارتنزیت ظاهر می شوند . در مارتنزیت دوقلویی نشده ، چگالی دیسلوكیشن ها 1011 - 1012 cm-2 است كه مشابه فلزات شدیدا كار سخت شده است.


این طور فرض می شود كه رسوب فازهای میان مرحله ای در هنگام تمپر كردن فولادهای ماریجینگ مقدم تر از جدایش اتم های اجزاء آلیاژی در دیسلوكیشن ها است . این اتمسفر شكل گرفته در دیسلوكیشن ها به عنوان مراكزی برای تمركز لایه های بعدی مارتنزیت كه با عناصر آلیاژی اشباع شده اند بكار می رود. در فولادهای ماریجینگ ساختار دیسلوكیشن ها كه در ضمن استحاله مارتنزیت شكل می گیرد . بسیار پایدار است . و در طی گرمادهی بعدی و در دمای بهینه تمپرینگ عملا بدون تغییر می ماند .


دانسیته بالای دیسلوكیشن ها در طی تمپرینگ ممكن است به علت فضای محسوس و پین شدن انها بوسیله تفرق رسوبات باشد . نگه داری زیاد در یك دمای تمپر بالا ( بیشتر یا 550 C0 ) می تواند رسوبات را درشت و فضای میان ذره ای را افزایش دهد . كه بر خلاف آن از دانسیته دیسلوكیشن ها كاسته می شود . با زمان نگه داری بالا رسوبات سمی كوهرنت اینتر متالیك با رسوبات درشت اینكوهرنت از فازهای پایداری چون Fe2Mo یا Fe2Ni جایگزین می شوند. در دمای افزایش یافته تمپرینگ ؛ فولادهای ماریجینگ ممكن است متحمل استحاله معكوس مارتنزیت شوند . به طور كلی می توان گفت كه خصوصیات استحكامی این نوع از فولاد ها بعد از یك نرمی به سوی ماكزیمم افزایش پیدا می كند . سختی موثر به علت شكل گیری جدایش در دیسلوكیشن ها و شكل گیری رسوبات كوهرنت از فازهای میانی همچون Ni3Ti و Ni3Mo است . دلیل نرم شدن را نیز می توان گفت كه به علت جایگزینی رسوبات پراكنده كه فضای میان ذره ای زیادی دارند و استحاله معكوس مارتنزیت است.

boomba
14-12-2008, 12:31
آنالیز EDX و WDX

EDX مخفف کلمات Energy Dispersive X ray است، که برخی اوقات به آن EDS یا EDAX هم می گویند.
این تکنیک روشی برای مشخص کردن ترکیب عنصری یک نمونه یا بخشی از یک نمونه است. EDX به تنهایی بکار نمی رود بلکه سیستمی است که به همراه میکروسکوپ الکترونی عبوری SEM بوده و در حقیقیت بخشی از این میکروسکوپ به شمار می رود.
در این روش سطح نمونه توسط یک اشعه الکترونی درون میکروسکوپ تحت بمباران قرار گرفته و با برخورد الکترونهای این اشعه به الکترونهای مربوط به اتمهای نمونه تحت بررسی، برخی از این الکترونها از جای خودشان خارج می شوند. با توجه به اینکه جای اتمها نمی تواند خالی مانده و بایستی به حالت تعادل برسند، الکترونهایی از لایه های بالاتر اتمی به این جای خالی مهاجرت کرده و جای آن را پر می کنند. برای انجام این عمل الکترونهایی لایه های بالاتر که انرژی بیشتری دارند، بایستی بخشی از انرژی خود را از دست بدهند تا به سطح انرژی لایه جدید رسیده و پایدار باشند که این انرژی بصورت اشعه ایکس منتشر می گردد.
مقدار انرژی آزاد شده بستگی نوع لایه ها دارد هم لایه ای که الکترون از آن جدا شده و هم لایه ای که الکترون به آن مهاجرت می کند. از طرفی اشعه ایکس اتمهای هر عنصر مقدار انرژی منحصر بفردی در حین انتقال از لایه ای به لایه دیگر اتمی ساطع از خودشان می کنند. بنابراین با اندازه گیری مقدار انرژی موجود در اشعه ایکس آزاد شده در یک نمونه در حین بمباران توسط اشعه الکترونی می توان نوع اتم موجود را مشخص نمود.
خروجی یک آنالیز EDX طیف EDX است(شکل2). طیف EDX فقط یک نمودار است که بر اساس دریافت انرژی ایکس از هر سطح انرژی رسم شده است.
هر یک از پیک های نشان داده شده در این نمودار مختص یک اتم بوده و بنابراین نشانگر فقط یک عنصر می باشند. پیک های با ارتفاع بیشتر در طیف به معنی غلظت بیشتر عنصر مورد نظر در نمونه است.
در خصوص طیف Edx این نکته را باید ذکر کرد که نوع اشعه X آزاد شده ممکن است متفاوت باشد، بطور مثال اگر الکترون از لایه L به لایه K مهاجرت کند به اشعه آزاد شده پیک K-Alpha و به پیک ناشی از رفتن الکترون از لایه M به لایه K پیک K-Beta می گویند

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

WDX Analysis (Wavelength Dispersive X ray)
این تکنیک به WDS نیز معروف است.روش کار این تکنیک مشابه EDX بوده با این تفاوت که آشکارساز این روش اشغه ایکسهای منشتره را بر اساس طول موجشان به حساب آورده و دسته بندی می کند. آشکارساز این سیستم از یک کریستال آنالیز کننده اشعه ایکس استفاده می کندکه فقط اجازه پراش طول موجهای دلخواه را به آشکارساز می دهد.
مزایای WDX در برابر EDX:
1- چلوگیری از روی هم قرار گرفتن پیکهای عناصر مختلف که در EDX معمول است که علت این امر وجود مزیت تمایز بهتر بین انرژی ها (energy resolution) در WDX می باشد.2- اغتشاشات (noise) موجود در زمینه (background) کمتر که اجازه آنالیز دقیق تر مقداری را به ما می دهد.
محدودیتها:1- وقت گیر بودن 2- آسیب بیشتری به نمونه و محفظه وارد می شود زیرا نیاز به اشعه با انرژی بیشتر است.
3- قیمت بالاتر
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

boomba
15-12-2008, 15:02
روش‌های پیشرفته اندودکاری فولاد

علي‌رغم اينكه زيبايي‌شناختي يكي از عوامل مهم در رنگ‌كاري سطحي قطعات است اما هنگامي كه عوامل محيطي بر روي پوشش‌دهي شيميايي و روش‌هاي اعمال آن تاثيرگذار باشد مقاومت در مقابل سايش و خوردگي نقش تعيين‌كننده‌اي را ايفا مي‌كنند.

پردازش سطحي نهايي فولاد بدون توجه به كاربرد آن خواه در كارخانه‌هاي اتومبيل‌سازي، خواه در بخش‌هاي ديگر صنعتي، هنگامي كه در معرض فضاي باز و عوامل محيطي قرار مي‌گيرد بسيار مهم و ضروري است.

فرمول‌هاي بسيار دقيق و سازگار با شرايط محيطي و نيز آماده‌سازي و ديگر فرآيندهاي مدرن، اين امكان را براي پردازش نهايي سطوح قطعات به‌وجود آورده‌اند كه بسيار مناسب و موافق با كاربرد نهايي مورد نظر هستند. در اين صورت نيازها براي افزايش كارايي، كيفيت بهتر و همچنين افزايش سازگاري با محيط مي‌تواند به خوبي و همزمان تامين شود.

از آن جايي كه فولاد مورد استفاده كارخانه‌هاي اتومبيل‌سازي قرار مي‌گيرد و در معرض فضاي آزاد است حفاظت آن در برابر خوردگي و سايش امري اجتناب‌ناپذير است و نيز بايد در برابر اشعه ماوراء بفنش، عوامل شيميايي، حلال‌ها و همچنين تنش‌هاي مكانيكي مقاومت لازم را داشته باشد در حالي‌كه زيبايي ظاهري خود را نيز بايد حفظ كند.

رنگ‌هاي مايع و پوشش‌هاي پودري كه در حال حاضر بسيار مطابق با اهداف اندودكاري قطعات هستند نه تنها باعث ايجاد بهبود در عرصه‌هاي كيفيت و قيمت محصولات شده‌اند بلكه مراحل بالاتري از سازگاري محيطي را نيز تضمين كرده‌اند.


رنگ‌كاري اتومبيل:

رنگ‌كاري وسايل موتوري همواره يكي از موضوعات مورد توجه در صنعت خودروسازي بوده است. رنگ و پردازش سطحي نهايي از يك طرف با ايجاد ظاهري زيبا بايد به جذب مشتري توجه داشته و از طرف ديگر داراي قابليت تحمل و مقاومت بالا در برابر تاثيرات فيزيكي، شيميايي و مكانيكي باشند و نيز سازگار با محيط‌زيست و با صرفه اقتصادي باشند. صنايع خودروسازي و رنگ‌كاري در حال بررسي و كنكاش بر روي روش‌هاي جديدي هستند كه بتواند تمام نيازهاي ذكر شده را برآورده سازد. از اين قبيل روش‌ها مي‌توان به فرآيند رنگ كاري يك پارچه كه توسط شركت BMW در منطقه Oxford كشور انگلستان بر روي بدنه خودروها انجام مي‌شود، اشاره كرد. اولين مرحله از مراحل جديد و پيشرفته پوشش‌دهي لايه‌اي بستر نقش آستر يا پركننده را در اين فرآيند لايه به‌لايه (wet-on-wet) ايفا مي‌كند. دومين مرحله بسترسازي ضامن مشخصات ظاهري از قبيل رنگ، بازتاب نور جذاب و عمق است كه عمدتا شامل پوشان براق لاك الكل است كه در لايه نهايي استفاده مي‌شود.

به‌دليل حذف استعمال و پخت محلول‌هاي حاوي آسترپوششي (Fillev Coat) مصرف انرژي و توليد گازهاي آلوده‌كننده محيط‌زيست به خوبي كاهش يافته است.

علاوه بر آن موجب افزايش قابل توجه سرعت و ظرفيت توليد شده است.

يكي از مهمترين انگيزه‌ها در پيشرفت پوشان‌هاي براق (Clear Coatsa)، افزايش مقاومت سايشي قطعات است. براي تحقق يافتن اين امر از روش‌هاي متفاوتي استفاده مي‌شود. مراحل متعارف روش‌هاي سنتي گذشته شامل افزايش چگالي پيوندهاي عرضي (Cross-Linking) از طريق مكانيزم‌هاي واكنشي خاص كه به‌صورت چسب عمل مي‌كند، بوده است.

روش ديگر كه فرونشيني (reflow) ناميده مي‌شود. شامل پوشان براق بسيار انعطاف‌پذير است كه اساس كار آن فشردگي عرضي (Cross-Lincking) بالا است كه توسط يك پليمر بي‌نهايت انعطاف‌پذير ايجاد مي‌شود و همه اين فرآيندها در دماي اتاق اتفاق مي‌افتد و هنگامي كه يك خراش كوچك روي آن ايجاد شود اين پوشان در اصطلاح به خود ترميمي (self vepaired) مي‌پردازد.

گزينه سوم شامل مخلوط كردن ذرات نانو از قبيل سيليس (2SiO) و گاهي اوقات اكسيد آلومينيوم و سولفات باريم با همان نسبت لاك الكل براق است. آنها يك لايه آب‌بندي شده و مقاوم در سطح پوشان براق ايجاد مي‌كنند كه به‌عنوان محافظ براي لايه پليمري زيرين در مقابل صدمات ناشي از عوامل مكانيكي به‌كار مي‌رود.

از ديگر پيش‌بيني‌هاي مفيد در اين راستا مي‌توان به استفاده از اين ذرات به‌طور مستقيم در لايه پليمري زيرين اشاره كرد.

از آخرين و مهمترين موارد مي‌توان به ترميم پوشان‌هاي براق به‌وسيله اشعه ماوراء بنفش اشاره كرد كه امكان افزايش مقاومت در مقابل سايش و خردش را به‌وجود آورده‌اند.

تقريبا در طي يك دهه گذشته آنها تكامل يافته‌اند و به روش‌هاي متفاوت و گوناگوني ارائه شده‌اند كه از آن قبيل مي‌توان به سيستم تك ترميمي اشعه ماوراء بنفش (Ov-monocurne) كه در حقيقت همان ترميم پوشان‌هاي براق توسط اشعه ماوراء بنفش است و همچنين سيستم دوگانه ترميمي اشعه ماوراء بنفش (urdual-cure) هنگامي كه در معرض نور اشعه ماوراء بنفش و گرما قرار مي‌گيرند به‌صورت عرضي فشرده مي‌شوند و در انتها نيز به اشعه درماني پوشان‌هاي پودري اشاره كرد.

فرآيندهاي رنگ‌كاري مورد استفاده در اتاقك‌هاي كاميون‌ها در شركت سوئدي Scania، پروسه‌هايي كاملا متفاوت با روش‌هاي رايج رنگ‌كاري است به اين صورت كه اين اتاقك‌ها از ورق‌هاي گالوانيزه فلزي ساخته مي‌شوند كه به‌عنوان آستر تحت تاثير مستقيم فرآيند فسفاته كردن (Phosphating) قرار مي‌گيرند. اين آستر همانند يك پوشان پودري به‌كار گرفته مي‌شود كه توسط شركت Akzo Nobel به‌طور ويژه مخصوص اين فرآيند توليد مي‌شود و مقاومت به‌خوردگي خوبي را از خود نشان مي‌دهد.

به‌ مدد استفاده از فولادهايي با كيفيت بالا تنها يك مرحله پوشش‌دهي نهايي كافي به‌نظر مي‌رسد و به اعمال مراحل اضافي پرداخت كاري قطعات نياز است. علاوه بر بهبود كارايي و كوتاه كردن خط توليد رنگ‌كاري اين امر باعث حذف فرايند زيرلايه نشاني غوطه‌وري كاتوديك (Cathodic dip undercoat) و همچنين كاهش آلودگي محيط‌زيست مي‌شود.


تكنولوژي‌هاي كاربردي:

راندمان كاربرد پوشان‌ها و رنگ‌هاي پايه آبي (water-bosed) كه در بخش‌هاي مختلف فولاد استعمال مي‌شود را مي‌توان با يك دستگاه تمام مكانيزه كه با يك توربين با كارايي بالا (كه توسط شركت Sames ساخته شده) تجهيز شده، افزايش داد. در گذشته اين روش پوشش‌دهي معمولا با استفاده از فرآيندي كه (Bell-gun) ناميده مي‌شد انجام مي‌گرفته كه در اين روش لايه آستر به‌وسيله يك دستگاه تميزكننده چرخنده با سرعت بالا (bells) بر روي سطح قطعه اسپري مي‌شود و لايه دوم كه داراي اهميت خاصي از نظر يكنواختي و يكدستي رنگ نهايي دارد توسط يك تفنگ (gun) متداول يا الكترواستاتيك بر روي سطح قطعه اعمال مي‌شود.

دستگاه تميزكننده چرخنده با سرعت بالا داراي راندمان كاري در حدود 65 درصد است در حالي‌كه تفنگ تمام مكانيزه هوايي (air-atomising) به سختي به راندمان در حدود 30 درصد مي‌رسد. در حال حاضر پيشرفت‌هاي كنوني اين امكان را فراهم آورده‌اند تا با استفاده از فرآيند (bell-bell) لايه اول را به‌خوبي لايه دوم به سطح قطعه بپوشانيم. همچنين امر باعث مي‌شود كه دستگاه تمام مكانيزه چرخنده با سرعت بالا ويژگي‌هاي رنگي برابر با ويژگي‌هاي دستگاه تفنگي (gan) ايجاد كند.


فرآيندهاي پوشش‌دهي پودري:

فرآيندهاي پوشش‌دهي پودري سازگاري محيطي خوبي را از خود نشان داده‌اند به‌علاوه اين فرآيندها ضخامت پوششي مناسبي را به ما مي‌دهند كه مي‌تواند با يك بار اعمال فرآيند ايجاد شود. فرآيند پوشش‌دهي پودري روش‌ها و راه‌حل‌‌هاي زيادي را براي پوشش‌دهي قطعات فولادي ايجاد كرده است. روش‌هاي آماده‌سازي بايد هماهنگ و سازگار با تنش‌هاي اعمالي بر قطعه در شرايط متفاوت باشند.

در شرايط فرسايش اندك (1C) يا حداقل تنش (طبقه‌بندي فرسايش 2C)

براي مثال فضايي داراي تنش حداقل و مناطق روستايي و كشاورزي غني از فسفر (پالايش شده با آهن ثانويه يا فسفات روي) كه غالبا اين فرآيندها استفاده مي‌شوند.

اگر قطعات فولادي در فضاي صنعتي شهري يا در مناطق ساحلي مورد استفاده قرار گيرد. به‌دليل وجود نمك يا فضاي حاوي 2SO (فرسايشي گروه 3C) داراي تنش‌هاي حداقل خواهد شد كه دو لايه پوشان بر روي آن اعمال مي‌شود، لايه آستر مقاوم به خوردگي و لايه نهايي كه با ضخامتي بيش از Mm60 نانومتر است.

اگر سطوح قطعات فولادي تميزكاري و گريس‌زدايي شوند حتي با وجود يك مرحله عمليات پوشش‌دهي مي‌توان به استانداردهاي 1C و 2C محيط‌هاي خوردگي رسيد. در محيط‌هاي پرتنش به دولايه پوششي نياز است كه شامل يك لايه آستر مقاوم در برابر خوردگي و يك لايه نهايي است. در اين حالت هر لايه بايد ضخامتي بيشتر از Mm60 داشته باشد تا استاندارد حفاظتي 3C اعمال شود. در شرايط آب و هوايي متداول در مناطق صنعتي و مناطق ساحلي با وجود تنش‌هاي متوسط به دليل وجود نمك (بر طبق استاندارد فرسايشي 4C) و همچنين استاندارد 5C (محيط‌هاي صنعتي داراي رطوبت بالا و فضاي پرتنش و مناطق ساحلي و دريايي كه به دليل وجود نمك داراي تنش‌هاي بسيار زيادي هستند)، لايه نهايي بايد ضخامتي بيشتر از Mm80 داشته باشد. در نتيجه فرآيند گالوانيزه كردن يا همان پوشش‌دهي با فلز روي يك لايه مستحكم نفوذناپذير و صاف به‌دست مي‌آيد اما با اين وجود لايه نازكي از روي در فولاد رسوب مي‌كند.

سپس فرآيند پوشش‌دهي پودري بعدي با يك يا دو لايه مي‌تواند بر روي سطح گالوانيزه شده اعمال شود. اما فرآيندهاي رويين‌سازي و فسفاته كردن بعد از عمليات پوشش‌دهي پودري و گالوانيزه كردن مي‌تواند انجام شود. اگر فرآيند پوشش‌دهي پودري دولايه‌اي انجام شود استاندارد حفاظتي 4C اعمال مي‌شود فرآيند گالوانيزه گرم يا غوطه‌وري در مذاب روي جاي خود را به‌عنوان يك روش اوليه آماده‌سازي براي قطعات مقاوم به خوردگي بالا تثبيت كرده است.

دليل اين امر را مي‌توان در اندك تخلخل به‌وجود آمده در لايه‌هاي ضخيم روي كه توانايي تشكيل فازهاي اينترمتاليك (Intermetalic) را در لايه‌هاي زيرين دارند، جست‌وجو كرد.

اين فرآيند پوشش‌دهي يك محافظ بسيار خوبي را در برابر خوردگي ايجاد مي‌كند اما به‌دليل ايجاد خلل و فرج در اين فرآيند با خروج گاز به راحتي انجام مي‌پذيرد كه اين امر موجب ايجاد تاثيرات قابل رويت از لايه‌هاي زيرين تا سطح قطعه مي‌شود.

شركت IGP pulvrtechnik يك آستر جديد را براي اين كاربرد خاص ابداع كرده است اين آستر با ايجاد يك لايه سطحي آب‌بندي شده تا حد قابل ملاحظه‌اي مشكلات خروج گاز را كاهش مي‌دهد. به‌عنوان لايه نهايي ترجيحا از يك پوشان پودري شامل رزين مصنوعي polyurethane استفاده مي‌كنند. دو لايه استفاده شده مناسب براي كاربرد در استاندارد محيطي 5C هستند.

پاشش مذاب روي به سطح قطعات (گالوانيزه گرم) اغلب باعث ايجاد لايه‌هاي حجيم روي بر روي سطح مي‌كنند كه اين لايه‌ها بسيار متخلخل هستند. اين امر باعث تشديد خروج گاز مي‌شود. در اين روش فرآيند پوشش‌دهي پودري براي آب‌بندي زيرلايه‌ها تا حد امكان امري اجتناب‌ناپذير است.

با توجه به اينكه لعاب پودري polyavethane ايجاد يك سطح بسته مي‌كند و منافذ خروج گاز را به خوبي مي‌بندد بنابراين در اين فرآيند نقش موثري را ايفا مي‌كند و در فرآيندهاي بعدي پوشش‌دهي نهايي نيز مي‌تواند مورد استفاده قرار گيرد. استفاده از آن در محيط‌هايي تا ميزان استاندارد خوردگي گروه 5C امكان‌پذير است.

همچنين Frei Lacke سيستم پوشش‌دهي دو لايه‌اي پودري را براي قطعات فولادي كه در معرض تنش‌هاي فرسايشي بي‌نهايت بالا قرار مي‌گيرند، توسعه داده است. لايه آستر كه ماده تشكيل‌دهنده آن نوعي رزين اپوكسي تقويت‌ شده خاصي است با يك چگالي فشردگي عرض بالا در دماهاي بيش از 160 درجه سانتيگراد كاملا ترميم مي‌شود. لعاب پودري كه به‌عنوان لايه بالايي به‌كار مي‌رود شامل يك رزين پلي استر (Polyester) است كه يك لايه نازك براق با خواص مكانيكي خوب در دماهاي فشردگي عرضي (Cross-linking) يعني بالاتر از 180 درجه سانتيگراد، ايجاد مي‌كند. بعد از ترميم كامل سيستم، نتايج بسيار خوبي در رابطه با مقاومت در برابر خوردگي و مواد شيميايي و افزايش پايداري در برابر اشعه ماوراء بنفش و هوا به‌دست مي‌آيد همچنين اين فرآيند براي پوشش‌دهي سازه‌هاي فولادي، تجهيزات ساختماني، ماشين‌آلات كشاورزي، تراكتورها و قطعات خودرو بسيار مناسب است.


آستر بدون ذرات روي:

نقش پوشان‌هاي پودري آستر روز به روز مهمتر مي‌شود كه اين امر به دليل سخت‌گيري‌هاي روزافزون كيفيتي مشتريان و شرايط محيطي دشوار كنوني است. امروزه به‌دليل بالا بودن چگالي مخصوص فلز روي و ايجاد مشكلات در سطح قطعات از قبيل كاهش كارايي و همچنين كاهش سرعت شكل‌دهي و صافكاري سطوح پوشش داده شده با ذرات روي، اكثر سفارشات برمبناي فرآيندهاي سطحي بدون ذرات (zinc) است. در رابطه با مقاومت فرسايشي آسترهاي پوششي پيشرفته كنوني كه در آنها از ذرات روي استفاده نمي‌شود نتايج قابل مقايسه‌اي به‌دست آمده علاوه بر آن اين آسترهاي مدرن داراي سازگاري محيطي قابل‌توجهي نيز هستند. همچنين اين سيستم در اشكال متنوع براي استفاده در مواد گوناگون در دسترس است كه به‌عنوان مثال مي‌توان به فولاد گالوانيزه شده يا بلاست شده اشاره كرد.

لايه‌هايي كه امروزه به‌عنوان آستر در فرآيندهاي پوشش‌دهي مورد استفاده قرار مي‌گيرند نه تنها داراي مزيت محافظ در برابر خوردگي هستند بلكه موجب كاهش نفوذپذيري بخار آب بر سطح قطعه نيز مي‌شوند و همچنين يك سطح چسبنده مناسب بين لايه آستري و لايه بالايي قطعه ايجاد مي‌كنند. پس با توجه به اين دلايل پوشان‌هاي آستر نقش مهمي را به‌عنوان يكي از عوامل چسبندگي در بين سطوح داراي چسبندگي پايين و پوشش‌هاي گرد و شكننده ايفا مي‌كنند. پوشان‌هاي غيرگرانيتي به همراه رنگ‌هايي با فشردگي عرضي بالا موادي هستند كه به‌منظور اعمال اين خصوصيت براي سطوح ارائه مي‌شوند.


صرفه‌جويي در مصرف انرژي در فرآيندهاي پوشش‌دهي:

به‌دليل افزايش هزينه‌هاي مصرف انرژي، دماي پخت يكي از مهمترين عوامل در توسعه روش‌هاي جديد لعاب‌دهي پودري قطعات مورد استفاده در فضاي باز است. بر طبق قوانين فيزيك با كاهش درجه به‌درجه دما افزايش حرارت در اين فرآيندها كه معمولا در كوره‌هاي پخت صورت مي‌گيرد به‌صورت خطي نيست بلكه اين افزايش افت حرارت به‌صورت تصاعدي انجام مي‌شود كه اين امر اهميت دماي پخت را به‌خوبي نشان مي‌دهد. مضافا بر كاهش دماي پخت به همراه صرفه‌جويي در مصرف انرژي باعث افزايش كارايي و توليد نيز مي‌شود. هرچه درجه حرارت فرآيند پايين‌تر آيد كوره‌هاي پخت در مدت زمان كمتري براي بارگيري قطعات بعدي آماده مي‌شود.

به خصوص در مواردي كه ما داراي قطعات حجيم با ضخامت جداره‌هاي قابل توجه باشيم كه معمولا سازه‌هاي فولادي را شامل مي‌شود اين امر از اهميت ويژه‌اي برخوردار است به دليل اينكه اين قطعات به‌تدريج انرژي حرارتي را توسط جداره‌هاي ضخيم خود جذب مي‌كنند. به‌علاوه مواد بعد از پخت به زمان كمتري براي سرد شدن نياز دارند بنابراين قطعات پوشش داده شده به سرعت به مراحل بالاتر فرآيند توليد انتقال مي‌يابند.

با ابداع پوشش‌هاي لعابي پودري جديد مقاوم در برابر اشعه ماوراء بنفش و تغييرات جوي كه ماده تشكيل‌دهنده آنها پلي استر (polyester) است، Ganzline توانايي كاهش دماي پخت از 180 درجه سانتيگراد به 160 درجه سانتيگراد را دارا است. با وجود دماي فرآيند پاييني يك پوشش لعابي پودري پلي‌استر از ماده Primid كه ساخته شود تيره نمي‌شود.

با توجه به شرايط گفته شده هنگامي كه پودر بيش از حد پخته مي‌شود باعث مي‌شود كه لايه‌هاي دوگانه حتي در شرايط دشوار جوي مانند مناطق ساحلي كارايي مناسبي از خود نشان دهند.


مترجم: علي غفوري
منبع: استيل تايمز

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

boomba
15-12-2008, 15:04
آشنايي با انواع چدن هاي معمولي


چدن هاي عمومي شامل آلياژهاي با منظور و مقاصد ويژه از جمله چدنهاي سفيد و آلياژي مي باشند که براي مقاومت در برابر سايش ، خوردگي و مقاوم در برابر حرارت بالا مورد استفاده قرار می‌گيرند.

اين چدن ها چزو بزرگترين گروه آلياژهاي ريختگي بوده و براساس شکل گرافيت به انواع زير تقسيم می‌شوند:

◄ چدن هاي خاکستري ورقه اي يا لايه اي:

چدن هاي خاکستري جزو مهمترين چدن هاي مهندسي هستند که کاربردي زياد دارند نام اين چدن ها از خصوصيات رنگ خاکستري سطح مقطع شکست آن و شکل گرافيت مشتق می‌شود.خواص چدن هاي خاکستري به اندازه ، مقدار و نحوه توزيع گرافيت‌ها و ساختار زمينه بستگي دارد. خود اين‌ها نيز به کربن و سيليسيم (C.E.V=%C+%⅓Si+%⅓P) و همچنين روي مقادير جزئي عناصر ، افزودنی‌هاي آلياژي ، متغيرهاي فرايندي مانند، روش ذوب ، عمل جوانه زني و سرعت خنک شدن بستگي پيدا می‌کنند. اما به طور کلي اين چدن ها ضريب هدايت گرمايي بالايي داشته، مدول الاستيستيه و قابليت تحمل شوکهاي حرارتي کمي دارند و قطعات توليدي از اين چدن ها به سهولت ماشينکاري و سطح تمام شده ماشينکاري آنها نيز مقاوم در برابر سايش از نوع لغزشي است. اين خواص آنها را براي ريختگي هايي که در معرض تنش‌هاي حرارتي محلي با تکرار تنشها هستند، مناسب می‌سازد. افزايش ميزان فريت در ساختار باعث استحکام مکانيکي خواهد شد. اين نوع حساس بودن به مقاطع نازک و کلفت در قطعات چدني بدنه موتورها مشاهده مي شود ديواره نازک و لاغر سيلندر داراي زمينه‌اي فريتي و قسمت ضخيم نشيمنگاه يا تاقان‌ها زمينه‌اي با پرليت زياد را پيدا می‌کند. همچنين در ساخت ماشين آلات عمومي ، کمپرسورهاي سبک و سنگين ، قالب‌ها ، ميل لنگ‌ها ، شير فلکه‌هاو اتصالات لوله‌ها و غيره از چدنهاي خاکستري استفاده می‌شود.

◄ چدن هاي ماليبل يا چکش خوار:

چدن هاي چکش خوار با ديگر چدن ها به واسطه ريخته گري آنها نخست به صورت چدن سفيد فرق می‌کنند. ساختار آنها مرکب از کاربيدهاي شبه پايدار در يک زمينه‌اي پرليتي است بازپخت در دماي بالا که توسط عمليات حرارتي مناسب دنبال می‌شود باعث توليد ساختاري نهايي از توده متراکم خوشه‌هاي گرافيت در زمينه فريتي يا پرليتي بسته به ترکيب شيميايي و عمليات حرارتي می‌شود. ترکيب به کار برده شده براساس نيازهاي اقتصادي ، نحوه باز پخت خوب و امکان جذب و امکان توليد ريخته‌گري انتخاب می‌شود. مثلا بالا رفتن Si بازپخت را جلو انداخته و موجب عمليات حرارتي خوب و سريعي با سيلکي کوتاه می‌شود و در ضمن مقاومت مکانيکي را نيز اصلاح می‌نمايد. تاثير عناصر به مقدار بسيار کم در اين چدن ها دست آورد ديگري در اين زمينه هستند. Te و Bi تشکيل چدن سفيد در حالت انجماد را ترقي داده، B و Al موجب اصلاح قابليت بازپخت و توام با افزايش تعداد خوشه‌هاي گرافيت می‌شود ميزان Mn موجود و نسبت Mn/S براي آسان کردن عمل بازپخت می‌بايستي کنترل گردد. عناصري از جمله Cu و Ni و Mo را ممکن است براي بدست آوردن مقاومت بالاتر يا افزايش مقاومت به سايش و خوردگي به چدن افزود. دليل اساسي براي انتخاب چدن هاي چکش خوار قيمت تمام شده پايين و ماشينکاري راحت و ساده آنهاست. کاربردهاي آنها در قطعات اتومبيل قطعات کشاورزي ، اتصالات لوله ها ، اتصالات الکتريکي و قطعات مورد استفاده در صنايع معدني است.

◄ چدن هاي گرافيت کروي يا نشکن:

اين چدن در سال 1948 در فيلادلفياي آمريکا در کنگره جامعه ريخته گران معرفي شد. توسعه سريع آن در طي دهه 1950 آغاز و مصرف آن در طي سال هاي 1960 روبه افزايش نهاده و توليد آن با وجود افت در توليد چدن ها پايين نيامده است. شاخصي از ترکيب شيميايي اين چدن به صورت کربن 3.7% ، سيليسيم 2.5% ، منگنز0.3% ، گوگرد 0.01% ، فسفر 0.01% و منيزيم 0.04% است. وجود منيزيم اين چدن را از چدن خاکستري متمايز می‌سازد. براي توليد چدن گرافيت کروي از منيزيم و سريم استفاده می‌شود که از نظر اقتصادي منيزيم مناسب و قابل قبول است. جهت اصلاح و بازيابي بهتر منيزيم برخي از اضافه شونده‌هايي از عناصر ديگر با آن آلياژ می‌شوند و اين باعث کاهش مصرف منيزيم و تعديل کننده آن است. منيزيم ، اکسيژن و گوگرد زدا است. نتيجتا منيزيم وقتي خواهد توانست شکل گرافيتها را به سمت کروي شدن هدايت کند که ميزان اکسيژن و گوگرد کم باشند. اکسيژن‌زداهايي مثل کربن و سيليسيم موجود در چدن مايع اين اطمينان را می‌دهند که باعث کاهش اکسيژن شوند ولي فرايند گوگردزدايي اغلب براي پايين آوردن مقدار گوگرد لازم است. از کاربردهاي اين چدن ها در خودروسازي و صنايع وابسته به آن مثلا در توليد مفصل‌هاي فرمان و ديسک ترمزها ، در قطعات تحت فشار در درجه حرارت هاي بالا مثل شير فلکه‌ها و اتصالات براي طرحهاي بخار و شيميايي غلتکهاي خشک‌کن نورد کاغذ ، در تجهيزات الکتريکي کشتی‌ها ، بدنه موتور ، پمپ‌ها و غيره است.

◄ چدن هاي گرافيت فشرده يا کرمي شکل:

اين چدن شبيه خاکستري است با اين تفاوت که شکل گرافيت‌ها به صورت کروي کاذب ، گرافيت تکه‌اي با درجه بالا و از نظر جنس در رديف نيمه نشکن قرار دارد. می‌توان گفت يک نوع چدني با گرافيت کروي است که کره‌هاي گرافيت کامل نشده‌اند يا يک نوع چدن گرافيت لايه‌اي است که نوک گرافيت گرد شده و به صورت کرمي شکل درآمده‌اند. ايت چدن ها اخيرا از نظر تجارتي جاي خود را در محدوده خواص مکانيکي بين چدن هاي نشکن و خاکستري باز کرده است.
ترکيب آلياژ موجود تجارتي که براي توليد چدن گرافيت فشرده استفاده می‌شود عبارت است از: Mg%4-5 ،Ti%8.5-10.5 ، Ca% 4-5.5 ، Al%1-1.5 ، Ce %0.2-0.5 ،Si%48-52 و بقيه Fe. چدن گرافيت فشرده در مقايسه با چدن خاکستري از مقاومت به کشش ، صلبيت و انعطاف‌پذيري ، عمر خستگي ، مقاومت به ضربه و خواص مقاومت در دماي بالا و برتري بازمينه‌اي يکسان برخوردار است و از نظر قابليت ماشينکاري ، هدايت حرارتي نسبت به چدن هاي کروي بهتر هستند. از نظر مقاومت به شکاف و ترک خوردگي برتر از ساير چدن ها است. در هر حال ترکيبي از خواص مکانيکي و فيزيکي مناسب ، اين چدن ها را به عنوان انتخاب ايده آلي جهت موارد استعمال گوناگون مطرح می‌سازد. مقاومت بالا در مقابل ترک‌خوردگي آنها را براي قالبهاي شمش‌ريزي مناسب می‌سازد. نشان دادن خصوصياتي مطلوب در دماهاي بالا در اين چدن ها باعث کاربرد آنها براي قطعاتي از جمله سر سيلندرها ، منيفلدهاي دود ، ديسکهاي ترمز ، ديسکها و رينگهاي پيستون شده است.

◄ چدن هاي سفيد و آلياژي مخصوص :
کربن چدن سفيد به صورت بلور سمانتيت (کربيد آهن ، Fe3C) می‌باشد که از سرد کردن سريع مذاب حاصل می‌شود و اين چدن ها به آلياژهاي عاري از گرافيت و گرافيت‌دار تقسيم می‌شوند و به صورتهاي مقاوم به خوردگي ، دماي بالا، سايش و فرسايش می‌باشند.

◄ چدن هاي بدون گرافيت:

شامل سه نوع زير مي باشد:
چدن سفيد پرليتي:

ساختار اين چدنها از کاربيدهاي يکنواخت برجسته و توپر M3C در يک زمينه پرليتي تشکيل شده است. اين چدنها مقاوم در برابر سايش هستند و هنوز هم کاربرد داشته ولي بی‌نهايت شکننده هستند لذا توسط آلياژهاي پرطاقت ديگري از چدن هاي سفيد آلياژي جايگزين گشته‌اند.

چدن سفيد مارتنزيتي (نيکل- سخت):

نخستين چدن هاي آلياژي که توسعه يافتند آلياژهاي نيکل- سخت بودند. اين آلياژها به طور نسبي قيمت تمام شده کمتري داشته و ذوب آنها در کوره کوپل تهيه شده و چدن هاي سفيد مارتنزيتي داراي نيکل هستند. Ni به عنوان افزايش قابليت سختي پذيري براي اطمينان از استحاله آستنيتي به مارتنزيتي در طي مرحله عمليات حرارتي به آن افزوده می‌شود. اين جدن ها حاوي Cr نيز به دليل افزايش سختي کاربيد يوتکتيک هستند. اين چدنها داراي يک ساختار يوتکتيکي تقريبا نيمه منظمي با کاربيدهاي يکنواخت برجسته و يکپاره M3C هستند که بيشترين فاز را در يوتکتيک دارند و اين چدنها مقاوم در برابر سايش هستند.
چدن سفيد پرکرم:

چدن هاي سفيد با Cr زياد ترکيبي از خصوصيات مقاومت در برابر خوردگي ، حرارت و سايش را دارا هستند اين چدنها مقاومت عالي به رشد و اکسيداسيون در دماي بالا داشته و از نظر قيمت نيز از فولادهاي ضد زنگ ارزان تر بوده و درجاهايي که در معرض ضربه و يا بازهاي اعمالي زيادي نيستند به کار برده می‌شوند اين چدنها در سه طبقه زير قرار می‌گيرند:

1.چدنهاي مارتنزيتي با Cr %12-28
2.چدنهاي فريتي با 34-30% Cr
3.چدنهاي آستنيتي با 30-15%Cr و 15-10% Niبراي پايداري زمينه آستنيتي در دماي پايين.

طبقه بندي اين چدنها براساس دماي کار ، عمر کارکرد در تنش هاي اعمالي و عوامل اقتصادي است. کاربرد اين چدنها در لوله‌هاي رکوپراتو ، ميله ، سيني ، جعبه در کوره‌هاي زينتر و قطعات مختلف کوره‌ها، قالب‌هاي ساخت بطري شيشه و کاسه نمدهاي فلکه‌ها است.

◄ چدن هاي گرافيت دار:
چدن هاي آستنيتي:

شامل دو نوع (نيکل- مقاوم) و نيکروسيلال Ni-Si ، که هر دو نوع ترکيبي از خصوصيات مقاومت در برابر حرارت و خوردگي را دارا هستند. اگرچه چدن هاي غير آلياژي به طور کلي مقاوم به خوردگي بويژه در محيط هاي قليايي هستند، اين چدنها به صورت برجسته‌اي مقاوم به خوردگي در محيط هايي مناسب و مختص خودشان هستند. چدن هاي نيکل مقاوم آستنيتي با گرافيت لايه‌اي که اخيرا عرضه شده‌اند از خواص مکانيکي برتري برخوردار بوده ولي خيلي گران هستند. غلظت نيکل و کرم در آنها بسته به طبيعت محيط خورنده شان تغيير می‌کند. مهمترين کاربردها شامل پمپهاي دنده‌اي حمل اسيد سولفوريک، پمپ خلا و شيرهايي که در آب دريا مصرف می‌شوند، قطعات مورد استفاده در سيستم‌هاي بخار و جابه‌جايي محلول‌هاي آمونياکي، سود و نيز براي پمپاژ و جابجايي نفت خام اسيدي در صنايع نفت هستند.

چدن هاي فريتي:

شامل دو نوع زير می‌باشد: چدن سفيد 5% سيليسيم در سيلال که مقاوم در برابر حرارت می‌باشد و نوع ديگر چدن پرسيليسيم (15%) که از مقاومتي عالي به خوردگي در محيطهاي اسيدي مثل اسيد نيتريک و سولفوريک در تمام دماها و همه غلظتها برخوردارند. اما برخلاف چدن هاي نيکل- مقاوم ، عيب آن ، ترد بودن است که تنها با سنگ‌زني می‌توان ماشينکاري نمود. مقاومت به خوردگي آنها در برابر اسيدهاي هيدروکلريک و هيدروفلوريک ضعيف است. جهت مقاوم سازي به خوردگي در اسيد هيدروکلريک می‌توان با افزودن Si تا 18-16% ، افزودن Cr%5-3 يا Mo %4-3 به آلياژ پايه ، اقدام نمود.

چدن هاي سوزني:

در اين چدنها Al به طور متناسبي جانشين Si در غلظت هاي کم می‌گردد. چدن هاي آلياژهاي Alدار تجارتي در دو طبقه بندي يکي آلياژهاي تا Al %6 و ديگري Al%18-25 قرار می‌گيرند. Al پتانسيل گرافيته‌شدگي را در هر دوي محدوده‌هاي ترکيبي ذکر شده حفظ کرده و لذا پس از انجماد چدن خاکستري بدست می‌ايد. اين آلياژ به صورت چدنهاي گرافيت لايه‌اي ، فشرده و کروي توليد می‌شوند. مزاياي ملاحظه شده شامل استحکام به کشش بالا ، شوک حرارتي و تمايل به گرافيته شدن و سفيدي کم می‌باشند که قادر می‌سازند قطعات ريختگي با مقاطع نازک‌تر را توليد کرد. چدن هاي با Al کم مقاومت خوبي به پوسته پوسته شدن نشان داده و قابليت ماشينکاري مناسبي را نيز دارا هستند. محل هاي پيشنهادي جهت کاربرد آنها منيفلدهاي دود ، بدنه توربوشارژرها ، روتورهاي ديسک ترمز، کاسه ترمزها ، برش سيلندرها، ميل بادامکها و رينگهاي پيستون هستند. وجود Al در کنار Si در اين نوع چدنها باعث ارائه خواص مکانيکي خوب توام با مقاومت به پوسته‌ شدگي در دماهاي بالا می‌شود. اين آلياژها مستعد به تخلخل‌هاي گازي هستند. آلومينيوم حل شده در مذاب مي توان با رطوبت يا هيدروکربنهاي موجود در قالب ترکيب شده و هيدروژن آزاد توليد کند. اين هيدروژن آزاد قابل حل در فلز مذاب بوده و باعث به وجود آوردن مک‌هاي سوزني شکل در انجماد می‌شود.

boomba
15-12-2008, 15:06
کوره تونلی و کوره هوفمن

کورهٔ تونلی یا Tunnel Kiln یکی از کوره‌های مورد استفاده در شاخه‌های مختلف صنایع سرامیک است. اولین کورهٔ تونلی در سال ۱۷۵۱ توسطی فردی به نام وینسنز ابداع شد [1] و در حال حاضر در صنایع آجر، سفال، مواد دیرگداز و چینی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این کوره در گروه کوره‌های پیوسته یا مداوم قرار دارد. در این کوره، محصولات متحرک و آتش ثابت است.

◄ ساختار کورهٔ تونلی:
کورهٔ تونلی یک تونل دراز و باریک است که کف آن ریل‌گذاری شده‌است و محصولات، با عبور از درون آن در معرض حرارت قرار می‌گیرند و پخته یا زینتر می‌شوند. محصولات برای عبور از کورهٔ تونلی می‌بایست بر روی واگن‌های مخصوصی چیده شوند. کورهٔ تونلی شامل سه مرحلهٔ پیش‌گرمایش، پخت و خنک‌کن می‌باشد. در ساده‌ترین نوع کورهٔ تونلی، مشعل‌های موجود در منطقهٔ پخت باعث گرم شدن هوای کوره می‌شود. این هوا با حرکت به سمت ورودی تونل (پیش‌گرمایش) آرام آرام حرارت خود را به واگن‌های این منطقه منتقل می‌کند و در نهایت از دودکش خارج می‌شود. از سوی دیگر هوای تازه از خروجی تونل وارد می‌شود و در مواجهه با واگن‌هایی که مرحلهٔ پخت را پشت سر گذاشته‌اند، آنها را آرام‌آرام خنک می‌کند و دمایش به تدریج افزایش می‌یابد تا به منطقهٔ پخت برسد و اکسیژن لازم برای احتراق مشعل‌های این منطقه را فراهم نماید. البته قسمتی از هوای گرم شده به بیرون از کوره هدایت می‌شود تا در خشک‌کن و بعضا برای تنظیم دمای هوای سالن تولید مورد استفاده قرار بگیرد. معمولا ۶۰درصد از طول کوره به منطقهٔ پخت، ۲۰درصد به منطقهٔ پیش‌گرمایش و ۲۰درصد به منطقهٔ خنک‌کن اختصاص دارد.
دمای مناطق مختلف کوره از طریق ترموکوبل و سیستم‌های کنترل اندازه‌گیری و تنظیم می‌شود. همچنین اتمسفر کوره نیز از نظر اکسیدی، احیایی یا خنثی بودن قابل کنترل است.

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

◄ مزایای کورهٔ تونلی:
استفاده از کورهٔ تونلی در مقایسه با سایر انواع کوره‌ها (کوره‌های سنتی، هوفمن و متناوب) دارای مزایایی است که برخی از آنها را می‌توان بدین شرح برشمرد:
کنترل مناسب‌تر دمای کوره و یکنواختی حرارت
افزایش کیفیت تولید
تشابه کیفی محصولات
افزایش سرعت تولید
کاهش نیروی انسانی
کاهش مصرف انرژی
کاهش آثار زیان‌بار زیست‌محیطی

◄ کاربرد کورهٔ تونلی در صنایع آجر و سفال:
کورهٔ تونلی یکی از پیشرفته‌ترین انواع کوره‌است که در صنایع آجر و سفال مورد استفاده قرار می‌گیرد. خشت‌های خام که قبلا از خشک‌کن تونلی عبور کرده‌ و بیشتر آب خود را از دست داده‌اند، وارد منطقهٔ پیش‌گرمایش می‌شوند و تا ۳۵۰ درجهٔ سانتی‌گراد گرم می‌شوند. خشت‌ها سپس وارد منطقهٔ پخت می‌شوند و با توجه به نوع مواد اولیه، در دمایی بین ۸۰۰ تا ۱۱۰۰ درجه سانتی‌گراد پخته می‌شوند.



◄ کوره هوفمن:
کورهٔ هوفمن یا کورهٔ هوفمان (Hoffmann kiln) یکی از کوره‌های مورد استفاده در شاخه‌های مختلف صنایع سرامیک است. این کوره در سال ۱۸۵۶ توسط فردی به همین نام ابداع شد و در حال حاضر در صنایع آجر، سفال و مواد دیرگداز مورد استفاده قرار می‌گیرد. این کوره در گروه کوره‌های پیوسته یا مداوم قرار دارد. در این کوره، محصولات ثابت و آتش متحرک است.

◄ چگونگی پخت محصولات در کورهٔ هوفمن:
کورهٔ هوفمن، تونل طویلی است که به شکل حلقه یا بیضی ساخته می‌شود و با استفاده از دیواره‌ها یا تیغه‌هایی به اتاقک‌هایی تقسیم می‌شود. اتاقک‌های کورهٔ هوفمن از کانال دریچه‌ها یا درهایی که در تیغه‌های جداکنندهٔ اتاق‌ها تعبیه شده‌است، با یکدیگر در ارتباط هستند. هر یک از اتاق‌ها نیز یک درب خروجی به بیرون دارند که برای بارگیری و تخلیهٔ کوره مورد استفاده قرار می‌گیرند. به این درها خمیره یا قمیره می‌گویند. اندازهٔ کورهٔ هوفمن با استفاده از این درها بیان می‌شود؛ مثلا یک کورهٔ ۳۲ قمیره‌ای، کوره‌ای است با ۳۲ درب که هر درب به یک اتاقک برای چیدن آجرها (یا سایر محصولات) مرتبط است. [محل استقرار سوخت‌پاش‌ها نیز در سقف قرار دارد.
در کورهٔ هوفمن، محصولات قبل از آنکه مستقیما توسط آتش پخته شوند، با حرارت سایر اتاقک‌ها گرم می‌شوند که اصطلاحا پیش‌گرمایش نامیده می‌شود. این حرارت همراه با گاز خروجی اتاقک پخت و از طریق دریچه‌هایی که قبلا تعبیه شده‌است حرکت می‌کند و به اتاق‌های مجاور وارد می‌شود و محصولات موجود در آن‌ها را پیش‌گرم می‌کند. زمانی که در یک اتاق، عملیات پخت در جریان است، در اتاقک مقابل (دورترین اتاق)، عملیات تخلیه و بارگیری در جریان است. این کار با استفاده از دری که اتاقک به بیرون کوره دارد انجام می‌شود. ضمن بار گیری، هوای خنک نیز وارد کوره می‌شود که به وسیلهٔ آتش موجود در اتاقک پخت و از طریق دریچه‌های تعبیه شده بین اتاق‌ها مکیده می‌شود. بنابراین هوا از اتاق‌هایی که عملیات پخت قبلا در آنها صورت گرفته‌است حرکت می‌کند و باعث خنک شدن محصولات پخته‌شده می‌شود. به این ترتیب در حلقهٔ کورهٔ هوفمن دو جریان هوا وجود دارد؛

هوایی که در نیم‌دایرهٔ اول، از اتاق پخت به سمت بیرون جریان دارد و اتاق‌های بعدی را پیش‌گرم می‌کند.
هوایی که در نیم‌دایرهٔ مقابل، از بیرون به سمت اتاقک پخت جریان دارد و اتاق‌های قبلی را خنک می‌کند.
با اتمام عملیات پخت در اتاق پخت، در اتاق روبرویی حلقهٔ هوفمن نیز عملیات بارگیری تمام می‌شود و درب آن به بیرون بسته می‌شود. در این مرحله، مشعل‌ها از سقف اتاق پخت به سقف اتاق بعدی منتقل می‌شوند و درب اتاق روبرویی این اتاق (اتاق پخت جدید) برای تخلیه و بارگیری گشوده خواهد شد.

◄ انواع کورهٔ هوفمان:
کوره‌های هوفمان در چند مدل مختلف ساخته می‌شود:

کورهٔ حلقوی
کورهٔ زیگ‌زاگ (zig-zag)
کورهٔ بوکس (Bocks)
کورهٔ هاریزن (Harrizon)


اما معمولا به کورهٔ حلقوی، کورهٔ هوفمن اطلاق می‌شود.

boomba
15-12-2008, 15:09
نقش پوشش‌هاي اسپري حرارتي در صنعت فولاد

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ] pwZztzaXplOjMwMHgzMDA7YXNwZWN0cmF0aW86VHJ1ZTs=/show.ashx

پوشش‌دهي اسپري حرارتي چيست؟

پوشش‌دهي اسپري حرارتي فرآيندي است براي نشاندن لايه‌هاي نازک از يک پوشان فلزي بر روي سطح مورد نظر که منجر به ايجاد خواص ويژه‌اي بر روي سطح مي‌شود.

مواد پوشان چه به صورت پودر يا به شکل مفتول، ابتدا در داخل يک منبع حرارتي ذوب مي‌شود و سپس با سرعت بسيار بالا از مخزن به بيرون رانده مي‌شود و به شدت به سطح آماده شده برخورد مي‌کند و تشکيل يک لايه نازک متراکم محافظتي را مي‌دهد.


انواع فرآيندهاي پوشش‌دهي اسپري حرارتي؟

فرآيندهاي پوشش‌دهي اسپري براساس شکل ماده پوشان و منبع حرارتي مورد استفاده به روش‌هاي زير طبقه بندي مي‌شوند:

پوشش‌دهي اسپري انفجاري، پوشش‌دهي اسپري پلاسما، پوشش‌دهي اسپري قوس سيمي، پوشش‌دهي اسپري شعله‌اي سيمي، پوشش‌دهي اسپري شعله‌اي پودري و پوشش‌دهي اسپري به روش HVOF
(High Velocity Oxy-Fuel) يا سوخت اکسي با سرعت بالا.


خواص ويژه ايجاد شده توسط پوشش‌دهي اسپري حرارتي

يکي از دلايل استفاده ازپوشش‌دهي اسپري حرارتي رسيدن به خواص سطحي ويژه زير است:

محافظ در برابر خوردگي فيزيکي، محافظ در برابر سايش، محافظ در برابر فرسودگي، محافظ در برابر برش، محافظ در برابر کشش سطحي، محافظ در برابر خراش، محافظ در برابر سوراخ شدن، محافظ در برابر خوردگي شيميايي، خوردگي ناشي از تاثيرات جوي، خواص محافظ در برابر خوردگي الکتريکي ـ پوشش‌هادي ـ پوشش‌هاي مقاومتي محافظ در برابر حرارت و اکسيداسيون و در نهايت پوشش‌هاي محافظ در برابر سايش و خراش با قابليت ترميم مجدد ابعاد.

پوشان‌ها از مواد مختلفي از قبيل سراميک‌ها، کاربيدها، برخي فلزات و آلياژها و سرمت (ترکيبي از سفال و فلز) ساخته مي‌شوند.


کاربرد پوشش‌هاي اسپري حرارتي در صنعت فولاد

پوشش‌هاي اسپري حرارتي به‌دليل عملکرد نوعي فراگيرشان، کاربرد گسترده‌اي در صنعت فولاد دارند. فرآيندهاي متفاوت اسپري حرارتي براي پوشش‌دهي قطعات مختلف با توجه به نوع کاربرد خدماتي آن مورد استفاده قرار مي‌گيرند. صنعت فولاد، يکي از مهمترين زير ساختارهاي صنعتي است که با مشکلات بسياري دست و پنجه نرم مي‌کند. وزن سنگين پوشش‌هاي فولادي، خوردگي و مشکلات بعدي محصولات با کيفيت نامناسب برخي از مشکلات بزرگي هستند که صنعت فولاد با آنها روبه‌رو است. طي دوره‌هايي از زمان در سراسر جهان اين امر اثبات شده که پوشش‌هاي به‌دست آمده به روش پوشش‌دهي اسپري انفجاري در مقابل چالش‌هاي پاسخگويي به نيازهاي خواص سطحي صنايع فولادي بسيار مفيد هستند.


مزاياي تکنولوژي پوشش‌هاي اسپري انفجاري (DEE GUN)

در اين فرآيند مواد پوشان بر اثر انفجار اکسيژن و گاز سوختني به شکل پودر بر روي سطح مورد نظر تزريق مي‌شوند که ذوب مي‌شود و با سرعت بسيار زياد از داخل لوله بلند گان (gun) شليک مي‌شود و به سطح مورد نظر برخورد کرده و بر روي آن پوشش يکنواختي ايجاد مي‌کند. به‌دليل سرعت بسيار بالاي برخورد، پوشش حاصل بسيار متراکم (ضريب تخلخل کمتر از يك درصد)، سخت و مقاوم در برابر سايش است همچنين اين پوشش داراي چسبندگي مناسبي با ماده پايه است. دماي لايه در طي پوشش‌دهي اسپري انفجاري هرگز از 150 درجه سانتيگراد تجاوز نمي‌کند و از اين رو در ماده پايه هيچ‌گونه تغييرات متالورژيکي روي نخواهد داد و نيز هيچ‌گونه اعوجاجي در قطعه موردنظر ايجاد نخواهد شد.


روش‌هاي پلاسما براي صنعت فولاد

در اينجا ما به بررسي برخي از موارد کاربردهاي مهم از قبيل نورد سرد، آنيلينگ و بخش‌هاي گالوانيزه در صنعت فولاد و پوشش‌هايي براي افزايش طول عمر اين قطعات مي‌پردازيم.


نورد bridle

از مهمترين ملزومات نورد bridle قرار دادن مواد مقاوم بين دستگاه نورد و کويل است که سطح نورد را از هرگونه سايش و عيوب در امان نگه مي‌دارد با توجه به اين که ماده محافظ به داخل کويل نيز نفوذ نمي‌کند. دماي کاري محافظ درحدود 550 درجه سانتيگراد است که در اين دما سختي خود را از دست نمي‌دهد و دچار اکسيداسيون و ديگر عوارض تاثيرات دماي بالا نمي‌شود. قدرت گرفتن کويل با اصطکاک کنترل شده و پرداخت نهايي نبايد هيچ‌گونه لغزشي در کويل به‌وجود آيد تا تاثير منفي بر روي سطح کويل نداشته باشد.


روش پلاسما: DEE-GUN به‌کار برده شده در پوشش‌دهي به روش کاربيد تنگستن

پوشش‌دهي ويژه کاربيد تنگستن به همان روش فرآيند پوشش‌دهي اسپري انفجاري (DEE-GUN) انجام مي‌شود. فرآيند پوشش‌دهي اسپري انفجاري پوشش‌هايي با باندي مستحکم ايجاد مي‌کند که بسيار متراکم هستند (ضريب تخلخل کمتر از يک درصد) و حاصل آن يک پوشش با مقاومت بالا در برابر سايش است. بافت اسپري پوشش کاملا محکم است و در ملزومات آماده‌سازي سطح مي‌توان پرداخت نهايي بيشتري را روي آن اعمال كرد. به‌طور معمول سطح نهايي براي نورد bridle بين 2 تا 5 ميکرون است که همين امر موجب مقاومت بالاي آن در برابر سايش است و خصوصيات سطح ابتدايي حاصل از نورد bridle داراي پايداري بيشتر از يک دوره طولاني در مقايسه با صفحات سخت کروم يا سطوح تحت فرآيند نورد bridle مشابه است. اين امر موجب مي‌شود تا هيچ‌گونه افت و لغزشي در طي فرآيند نورد کويل به‌وجود نيايد كه در نهايت منجر به افزايش کارايي و کيفيت محصول مورد نظر مي‌شود. ترکيب پوشش به اين‌گونه است که پايداري پوشش در مقابل اکسيداسيون و کاهش سختي در دماي کاري مطلوب است. به دليل استحکام سايشي، سختي بالا و ناپايداري کاربيدهاي موجود هيچ ماده‌اي بين سطح نورد و کويل کنده نمي‌شود و حاصل آن يک محصول با پايداري کيفي مطلوب است.

خواص پوشش ذکر شده به شرح زير است:

سختي = 1150Hv

استحکام کششي باند >10000psi

ضخامت <1/0 ميليمتر

ضريب تخلخل <1%


نورد‌هاي کوره‌اي

سطح نورد‌هاي کوره‌اي نياز به ويژگي‌هاي خاصي از قبيل مقاومت در برابر اکسيداسيون و سايش دارد تا منجر به متلاشي شدن (spalling) دستگاه نشود و ابعاد نورد را نيز کاهش مي‌دهد و در نهايت عمر نورد را پايين مي‌آورد. از اين رو نبايد اجازه هيچ‌گونه افت و لغزشي به کويل داده شود که معمولا به دليل پوشش‌هاي غير يکنواخت اتفاق مي‌افتد.


روش‌هاي پلاسما: DEE-GUN به‌کار برده شده در پوشش‌دهي

با توجه به اين که مسير نورد از مناطق دمايي مختلفي در کوره مي‌گذرد، پلاسما دو فرآيند پوشش‌دهي متفاوت را براي نوردهاي کوره‌اي اعمال مي‌کند. يکي از اين فرآيندها روش پوشش‌دهي کاربيد کروم است. آلياژ دماي بالا به اضافه سرمت (سراميک فلز) پوشش کاربيد کروم اين Dee-Gun داراي خواص ويژه زير است:

مقاوم در برابر سايش، خاصيت محافظ حرارتي (تقريبا تا بالاي 750 درجه سانتيگراد)، مقاوم در برابر اکسيدشدگي و خراش، مقاوم در ترک خوردگي در دماهاي عملياتي و چرخه معمول فرآيند، در اين روش مواد محافظ بين سطح نورد و کويل قرار مي‌گيرند و هيچ واکنشي بين فولاد يا عناصر آلياژي پوشش رخ نمي‌دهد. از خواص اين پوشش مي‌توان به موارد زير اشاره كرد:

سختي =775 Hv

استحکام کششي باند > 1000 psi

ضخامت <1/0 ميليمتر

ضريب تخلخل < يك درصد

با توجه به وجود آلياژهاي مقاوم در دماي بالا و با افزودن سرمت اين Dee-Gun به‌کار رفته در پوشش موجب ايجاد خواص زير مي‌شود:

مقاومت در برابر سايش، محافظ حرارتي (تا دماهاي بالاتر از 1100 درجه سانتيگراد)، محافظ در برابر اکسيد شدن و خراش، مقاوم در ترک خوردگي در دماهاي عملياتي و چرخه معمول فرآيند، در اين روش مواد محافظ بين سطح نورد و کويل قرار مي‌گيرند و هيچ واکنشي بين فولاد يا عناصر آلياژي پوشش رخ نمي‌دهد. از خواص اين پوشش مي‌توان به موارد زير اشاره كرد:

سختي = 800 Hv

استحکام کششي باند > 1000 psi

ضخامت <1/0 ميليمتر

ضريب تخلخل < يك درصد


نورد غوطه‌وري

در اين روش محصول نورد در درون حمامي از فلز مذاب روي آميخته با کف غني از فلز فرو برده مي‌شود و جذب کويل مي‌شود. همچنين توسط روي مذاب پوشيده مي‌شود که اين امر منجر به فرورفتگي و برجستگي مي‌شود. همه اين‌ها عواملي هستند که بر روي سطح کويل تاثير مي‌گذارند.


روش‌هاي پلاسما

با توجه به Dee-Gun به‌کار رفته در پوشش‌دهي کاربيد معمولا اين روش را براي محصولات نورد غوطه‌وري به کار مي‌برند که خواص زير را به همراه خواهد داشت:

مقاوم در برابر روي مذاب، مقاوم در برابر سايش توسط مواد پسماند فلز، مقاوم در برابر مواد کنده شده.

با توجه به موارد ذکر شده در مورد اين پوشش مي‌توان انتظار داشت که عمر نوردهاي غوطه‌وري در مقايسه با نوردهاي بدون پوشش تا چند برابر افزايش مي‌يابد.

مقادير خواص مکانيکي اين پوشش به شرح زير است:

سختي > 1000 Hv

استحکام کششي باند > 1000 psi

حداکثر دماي پايداري = 550 درجه سانتيگراد

ضخامت <1/0 ميليمتر

ضريب تخلخل < يك درصد


نتيجه نهايي

با توجه به مطالب گفته شده در حال حاضر با وجود فرآيند پوشش‌دهي به روش اسپري انفجاري (Dee-Gun) امکان مقابله با فرسايش‌هاي مختلف و مشکلات ناشي از خوردگي که در پيش روي صنعت فولاد قرار دارند، به‌وجود آمده است. علاوه بر روش‌هاي پوشش نامبرده شده در بالا، شرکت‌ها در مرحله گسترش و ابداع بسياري ديگر از روش‌ها و محلول‌هاي پوشش‌دهي محصولات صنعت فولاد قرار دارند.

روش پلاسماي شرکت A.P. يک پوشش‌دهي اسپري حرارتي با گواهي ايزو 2000ـ9001 تاييد شده بوده و راه‌حل‌هايي براي مقابله با مشکلات ناشي از خوردگي که توليدکنندگان فولاد با آن دست و پنجه نرم مي‌کنند، ارائه مي‌دهد. در سال 1988، شرکت توانايي خود را در ارائه راه‌حل‌هاي عملي براي مقابله با فرسايش مختلف و مشکلات ناشي از خوردگي در صنعت فولاد به اثبات رساند. يکي از بخش‌هاي برنامه گسترده شرکت فرآيند پلاسما بود که با تکنولوژي پوشش‌دهي اسپري انفجاري مطرح شد.

با توجه به قابليت دسترسي تکنولوژي پوشش‌دهي اسپري انفجاري، در حال حاضر فرآيند پلاسما راه‌حل‌هاي وسيعي را براي فرسايش و مشکلات ناشي از خوردگي در صنعت فولاد ارائه داده است.


مترجم: كمال‌الدين غفوري
منبع: ورلد‌استيل

boomba
15-12-2008, 15:14
متدی جدید در دسته بندی عیوب ریختگی

دسته اول: عيوب حفره اي يا مك
شامل دو دسته گازي و انقباضي است.
حفره گازي: به دليل عدم گاززدايي موفق در فرآيند كنترل كيفي مذاب است.
حفره انقباضي: به دليل عدم طراحي مناسب تغذيه و سيستم راهگاهي است.

دسته دوم: عيوب آخالي
شامل آخال سرباره، آخال گرافيتي و از قبيل چنين عيوبي.
آخال: آخال تنها دليل اين دسته عيوب است، بطور كلي آخال به كليه ي ناخالصيهاي تركيبي فلزي و غيرفلزي گفته ميشود كه در فلز مذاب به وجود مي‌آيند. آخالها، شامل مجموعه اكسيدهاي ساده ، سولفيدها ، نيتريدها، كلرورها و... ياتركيبات مختلف آنها هسند. آخال، روي خواص مكانيكي، متالورژيكي ، فيزيكي و ريخته گري فلزات تأثير مهمي دارد.

دسته سوم: عيوب فشرده
شامل نرمي و سختي پيش از حد در مناطقي از قطعه ي ريختگي است.
كنترل: تنها عامل عدم بروز اين عيب، كنترل قطعه قبل و بعد از بارريزي در بوته و بخصوص در تركيبات مذاب و سپس در سرد كردن قطعه ي ريختگي است.

دسته چهارم: عيوب انقباضي
شامل انقباض گوشه، انقباض ماهيچه و از قبيل چنين عيوبي.
تغذيه: اين عيب از لحظاتي با دسته ي اول مشابه است اما در اين دسته بندي عيوب گازي جايي ندارد و صرفاً عيب از مک به حفره هاي بزرگ تبديل مي‌شود. تنها عامل، عدم استفاده از تغذيه مناسب براي جبران مذاب در حين انجماد است.

دسته پنجم: عيوب پارگي و ترك
شامل سردشكني، گرم شكني ، پارگي گرم، پارگي سرد و از قبيل چنين عيوبي.
سرد شدن: پارگي هاي گرم و ترك ها در حين سرد شدن قطعات و در نتيجه تنش هاي كششي دروني به وجود مي آيد. اين عيوب از لحاظ ظاهر شبيه به هم بوده اما از لحاظ دليل به وجود آمدن مي تواننند به گروههاي مختلفي تقسيم شوند، كه در قسمت بعد به آن اشاره مي شود.

دسته ششم: عيوب آلياژي
شامل ضعف پيش از حد در خواص مكانيكي و قابليت هاي ماشينكاري ريخته‌گري و به طور كلي روشهاي توليد است.
مهندس آلياژ ساز: استفاده نابجا و يا افزايش و كاهش استفاده از يك يا چند عنصر آلياژي در مذاب علت اين سري عيوب است كه دليل عمده اين مشكل عدم توانايي آناليز مذاب توسط مهندس آلياژ ساز مي باشد.

دسته هفتم: عيوب تكنيكي
شامل راه شكن، كم آمد، دو پوستگي است.
تكنسين ها: دليل اصلي بروز اين عيب عدم توانايي بارريز براي محاسبه ي مقدار وزن مذاب باقي مانده براي قالب مورد نظر است و حتي در عيب راه شكن عامل اصلي ، واحد تميزكاري و قالبگيري مي باشند.

boomba
15-12-2008, 15:22
جنبه فنی اقتصادی تغلیظ و گندله‌سازی

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ] pwZztzaXplOjthc3BlY3RyYXRpbzpUcnVlOw==/show.ashx

مقدمه

هندوستان بزرگترین تولیدکننده آهن اسفنجی در جهان است. کل ظرفیت ناخالص این کشور حدود 30 میلیون تن در سال است که تقریبا 80 درصد آن توسط واحدهای زغالی بهره‌برداری می‌شوند.

به‌زودی 12 میلیون تن دیگر به ظرفیت این واحدهای زغالی افزوده خواهد شد. برای تولید این میزان آهن اسفنجی مورد نیاز به 50 میلیون تن سنگ‌آهن مرغوب نیاز است که به‌دلیل مصرف بالای آن تولیدکنندگان بالاجبار به عیار پایین‌تر سنگ‌آهن یعنی 63ـ62 درصد روی آورده‌اند.

استفاده از سنگ‌آهن با عیار پایین هزینه تولید را بالا بوده و در نتیجه تولید مواد زائد آن نیز افزایش یافته و از راندمان کوره ذوب کاسته است و در نهایت مصرف انرژی نیز به ازای تولید هر تن فولاد مذاب افزایش یافته است.

با توجه به رشد بی‌سابقه تقاضای فولاد هند و چین، تقاضا برای سنگ‌آهن مرغوب روزانه افزایش یافته و از ذخایر معدنی آن با سرعت بیشتری کاسته شده و در نتیجه نیاز به واحدهای تغلیظ و آگلومراسیون لحظه به لحظه افزوده می‌شود. روش‌های مختلف تغلیظ و به‌دنبال آن آگلومراسیون، جنبه فنی اقتصادی آن و روش بهینه تبدیل مواد اولیه به مواد تغذیه‌ای در هند در این مقاله مطرح شده است.


تغلیظ‌کننده‌ها

هدف از تغلیظ سنگ‌آهن رسیدن به یک کیفیت و عیار لازم برای تغذیه کوره است.

این فرآیند برای انواع مواد تغذیه‌ای طراحی می‌‌شود که پس از انجام تست‌های متعددی به‌دست می‌آید. بنابراین هزینه کارخانه و تجهیزات با توجه به نیازها متغیر خواهد بود. باید اقتصادی‌‌ترین کارخانه را انتخاب کرد که بتواند مواد تغذیه‌ای متفاوتی را مصرف کرده تا پس زدن آن حداقل باشد.

به‌طور در طی آتشباری و عملیات سایزبندی سنگ‌آهن 35 درصد نرمه (fines) تولید می‌شود و 15 درصد تا 25 درصد لجن در واحد شست‌وشو ایجاد می‌کند. لجن در سد باطله به‌عنوان مواد باطله تهدیدی است برای محیط‌زیست. سنگ‌آهن نرمه معمولا ماهیتا لاتریتیک (Lateritic) بوده و از نظر کانی‌شناسی هماتیت و goethite است. سنگ‌آهن و لجن حدودا دارای 58 درصد آهن، مقدار بالایی آلومینا (بالای 8 درصد) و سیلیکا (8 درصد) است. معمولا از نظر کیفی عیار سنگ‌آهن برای تغذیه اکثر کارخانه‌ها 64 درصد آهن است. افزایش یک درصد عیار سنگ تغذیه 2 درصد بهره‌وری چدن مذاب را افزایش داده و نیاز به کک را تا 8/1 درصد در کوره‌بلند کاهش می‌دهد. یک مطالعه موردی در خصوص نحوه فرآیند تغلیظ سنگ‌های باطله در استان اوریسا هند به‌شرح زیر انجام شده است.


شست‌وشو و سایزبندی

اندازه سنگ‌آهن خام 30ـ0 میلیمتر و دارای مقدار زیادی خاک رس چسبنده است که به آن چسبیده است. این سنگ‌های باطله نیاز به یک سری پیش عملیات برای حذف رس (مواد معدنی باطله) چسبیده به بدنه آن را دارد. این کار از طریق شست‌وشو انجام می‌شود. مشکل بتوان برای شست‌وشو در زمانی که روش پراکندگی و ته‌نشینی (dispersion-cum-settling) به‌کار گرفته می‌شود و از عوامل فعال سطحی استفاده می‌شود آب معمولی مصرف کرد. تجهیزات استفاده شده برای شست‌وشوی سنگ‌آهن شامل دستگاه‌های رده‌بندی، دستگاه شست‌وشوی Log، دستگاه شست‌وشوی بشکه‌ای و دستگاه شست‌وشوی غربالی هستند. در حالی کنونی از دستگاه شست‌وشوی غربالی استفاده می‌شود.

مواد تغذیه شونده به غربالی با مشخصات 30ـ0 میلیمتر ریخته می‌شود و سایز بزرگ 15+ میلیمتری توسط یک آسیاب مخروطی به ذرات 15ـ0 میلیمتری خرد می‌شود. سپس اندازه 15ـ0 میلیمتری به یک دستگاه رده‌بندی اسپیرال تغذیه می‌شود تا به ذرات 21/-0 میلیمتری به‌عنوان لجن سرریز تبدیل شود. این لجن‌ها به یک تغلیظ‌کننده با درجه بالا پمپ می‌شود تا آب گردشی آن بازیافت شود.

پس از آن خروجی دستگاه رده‌بندی‌کننده به یک غربال ریخته می‌شود تا ذرات 5/1 میلیمتری آن را جدا کند. اندازه‌های سرزیر 15ـ5/1 میلیمتری از غربال به یک جیگ (Jig) ضربانی هوایی ریخته می شود تا عیار سنگ از طریق جداسازی ثقلی افزایش پیدا کند. سنگ‌آهن با سنگینی بالاتر ته‌نشین شده و به یک غربال خشک با 5 میلیمتر اندازه ریخته می‌شود تا کنسانتره‌ای 5ـ5/1 میلیمتری و 15ـ5 میلیمتری تولید کند.

ذراتی به ابعاد 5/1ـ21/0 میلیمتری به حوضچه قبل از صاف شدن ریخته شده و سرریز حوضچه به تعدادی هیدروسیلکون پمپ می‌شود. آب سرریز هیدروسیکلون به یک جیگ ریخته می‌شود و لجن غلیظ رسوب کرده به یک غربال لجن با فرکانس بالا تغذیه می‌شود تا ذرات ریز آن جدا شده و آب آن بازیافت گردد. این ذرات ریز مجددا نسبت به وزن خود به یک تغلیظ‌کننده با درجه بالا ریخته می‌شود. لجن قبل از تصفیه که در زیر رسوب کرده است به یک رده‌بندی‌کننده اسپیرال با سرعت آهسته (sssc) ریخته می‌شود تا آب نرمه کمتر شود.

سنگ گرید 15ـ5/1 میلیمتری تا 55+ درصد آهن به 63 درصد آهن با کل بازیافت 43 درصدی بهبود می‌یابد. بازیافت 15ـ5 میلیمتری 33 درصد و 5ـ5/1 میلیمتری 10 درصد است.


آسیاب و جداسازی مغناطیسی نرمه‌ها

اندازه تغذیه کمتر از 5 میلیمتری را نمی‌توان در کوره آهن اسفنجی و کوره بلند استفاده کرد. بنابراین نرمه‌های 5ـ میلیمتری وارد مرحله آسیاب مقدماتی می‌شود تا اندازه آن به 5/0ـ میلیمتر کاهش پیدا کند.

این محصول 5/0 میلیمتری مجددا به یک جداساز مغناطیسی‌تر با شدت بالا (WHIMS) تغذیه می‌شود تا با فرآیند بعدی نرمه سنگ‌آهن با عیار 65 درصد به‌دست آید.

این محصولات با عیار بالا پس از عبور از WHIMS برای آسیاب نهایی و برای تهیه کنسانتره گندله با شکل هندسی مورد نظر آماده می‌شود. WHIMS می‌تواند مواد معدنی مانند هماتیت را که از نظر مغناطیسی ضعیف بوده را جدا کرده و حتی تغذیه آن بسیار ریز است.

این آسیاب توسط آسیاب توپی یا آسیاب صفحه‌ای (Rod Mill) یا توسط پرس غلطکی (Roller Press) انجام می‌شود. مواد پس‌زده توسط دستگاه تغلیظ‌کننده جدا شده و بیرون ریخته می‌شود. با کشف یا ابداع تکنولوژی تغلیظ‌کننده خمیری سطح لازم برای رفع لجن کاهش یافته و بازیافت آب در گردش به حداکثر می‌رسد.

هزینه سرمایه‌ای تولید یک واحد تغلیظ 5 میلیون تنی تقریبا 152 کرور روپیه خواهد بود که سهم تجهیزات و ماشین‌آلات از این مبلغ 90 کرور روپیه است.


گندله‌سازی

گندله‌سازی نوعی فرآیند آگلومراسیون است که مواد معدنی پودر شده توسط چسب به‌صورت توپ‌های کوچکی درمی‌آید. گندله‌سازی یک تکنولوژی رایجی است که محصولات آن در تولید آهن اسفنجی و نیز تولید فولاد در کوره بلند استفاده می‌شود. در این فرآیند از پودر سنگ‌آهن به‌صورت اقتصادی استفاده می‌شود. تولید گندله توسط یک دیسک یا غلتک صورت می‌پذیرد که پودر سنگ‌آهن توسط چسب بنتونیت و سنگ‌ آهک (گدازنده) درهم غلت خورده و تا حدی نیز آب بدان اضافه می‌شود. سپس این گلوله‌های سبز خشک می‌شوند، پیش گرم شده و در شرایط گرمایی و آتمسفر اکسیداسیون سخت می‌شوند و سپس به‌دقت خنک می‌شوند تا ترکی در آنها ایجاد نشود.

مشکل این فرآیند سخت کردن گندله‌ها از طریق گرمادهی است تا بتوان به حداقل استحکام 30 کیلوگرم برای هر گندله برسد. شرایط گرمایی 130ـ120 کیلوکالری بر هر کیلوگرم است. منابع گرمایی می‌تواند نفت و گاز یا زغال‌سنگ وارداتی کم خاکستر باشد. میزان درجه حرارت لازم برای مقاوم‌سازی 1300 درجه بوده و برای اقتصادی بودن این فرآیند باید از سوخت مناسبی استفاده کرد.

سه نوع تکنولوژی برای مقاومت گرمایی به‌کار گرفته می‌شود که یکی تکنولوژی کوره شافتی، آسیاب نوسانی یا فرآیند آسیاب مستقیم (straight grate process) فرآیند کوره آسیابی (grate-kiln process) هستند. کوره شافتی برای گندله‌های مغناطیسی متناسب‌تر است و هزینه سوخت برای ایجاد سختی‌ گرمایی افزایش می‌یابد. مزیت عمده آن کنترل زون‌ها یا قسمت‌های حرارتی مختلف است که می‌توان به رژیم‌های لازم دست یافت.

آسیاب سایشی نوسانی نوع تکامل یافته ماشین آگلومراسیون (Sintering) است که برای خشک کردن، پیش گرمایی آتش‌زنی (Firing) و خنک کردن گندله در یک واحد تنها مناسب است و دارای مناطق حرارتی مجزای واحد و کنترل درجه حرارت مختلف برای انواع سنگ‌ها است. متداول‌ترین فرآیند کوره آسیابی
(grate-kiln) است.

خشک کردن، پیش گرمایی و اکسیداسیون در واگن یا اتاقک آسیاب انجام می‌شود. گندله‌ها در کوره چرخشی شعله‌ور می‌شوند. گندله‌های گرم در خنک‌کننده گردشی یا خنک‌کننده استوانه‌ای خنک می‌شود.

هوای گرم از تجهیزات مختلف برای کاهش هزینه‌ها مجددا استفاده می‌شود. با توجه به اینکه واحدهای حرارتی از هم جدا هستند کنترل حرارتی کوره آسیابی آسان است. معمولا گندله‌سازی‌ها از گاز کوره بلند به‌عنوان سوخت اصلی استفاده می‌کنند و کنسانتره به‌صورت تراز کارخانه گندله‌سازی به کارخانه فولادسازی حمل می‌شود.

در حال حاضر واحدهای گندله‌سازی را در نزدیکی معادن می‌سازند تا از خاکستر روغن و زغال به‌جای گاز کوره بلند استفاده شود.

چین توانسته است با موفقیت تکنولوژی زغال کم خاکستر (کمتر از 12 درصد) را ابداع کرده و آن را در کوره آسیابی آتش می‌زنند.

طراحی‌های واحدهای گندله‌سازی استاندارد دارای ظرفیت‌های بالاتری است اما نیاز روز به واحدهای کوچکتر است، طراحی مدول‌های جدید کوچکتر که امروزه ساخته شده‌اند دارای ظرفیت‌های 3/0، 6/0 و 2/1 میلیون تن در سال هستند.


نتیجه

هند فقط 9 درصد ذخیره سنگ‌آهن جهان را در اختیار دارد و در حال حاضر سنگ‌آهن نرمه نامرغوب خود را صادر می‌کند و در آینده خود واردکننده سنگ‌آهن مرغوب خواهد بود و آینده صنعت فولاد این کشور بستگی به شرایط احداث واحدهای تغلیظ و آگلومراسیون و واحدهای گندله‌سازی در آن دارد.

boomba
18-12-2008, 09:49
بررسي انواع عيوب ريخته گري در قطعات آلومينيومي ريختگي تحت فشار (HPDC)


مقدمه و تاريخچه:
دايکاست يا ريخته گري تحت فشار عبارت است از روش توليد قطعه از طريق فلز مذاب و تحت فشار به درون قالب که پس از بسته شدن قالب ، مواد مذاب به داخل يک نوع پمپ يا سيستم تزريق هدايت شود سپس در حاليکه پيستون پمپ مواد مذاب را با سرعت از طريق سيستم تغذيه قالب به داخل حفره مي فرستد ، هواي داخل حفره از طريق سوراخهاي هواکش خارج مي شود . اين پمپ در بعضي از دستگاهها داراي درجه حرارت محيط و در برخي ديگر داراي درجه حرارت مذاب مي باشد .
از ابتداي قرن 20 کاربرد قطعات ريخته گري آلومينيوم رشد خود را آغاز نمود اولين محصولات آلومينيوم مختص به وسايل آشپزخانه و قطعات تزئيني بود بعد از جنگ جهاني دوم رشد سريعي در صنعت ريخته گري آلومينيوم بوقوع پيوست و علت اصلي آن نسبت وزن / استحکام عالي آلياژهاي AL بود .
از سال 1945 به دليل توسعه صنايع ريخته گري تزريقي ، ميزان مصرف و کاربرد آلومينيوم ريختگي شديدا افزايش پيدا نمود و بيشترين آن در صنايع اتومبيل سازي بود بخصوص در کشورهايي مثل ژاپن سرعت رشد مصرف آلياژهاي AL به صورت صعودي رو به افزايش بوده است که از طريق مواد آلومينيوم مي تواند وزن اتومبيل را کاهش دهند


توجه: يک عيب در دايگست هميشه قراردادي است زيرا به نوع استفاده و نحوه برداشت هر مشتري از عملکرد و کارآيي قطعه بستگي دارد بنابراين آنچه براي يک مشتري عيب محسوب مي شود ممکن است براي مشتري ديگر نقطه ضعف به حساب نيايد تعريف اين که چه چيز عيب محسوب مي شود به عهده مشتري است و مسأله اصلي نيازهاي خاص هر قطعه مي باشد



◄ عيب سرد جوشي:
سردجوشي عبارت است از برخورد دو جبهه از فلز مذاب اکسيد شده که باعث ناپيوستگي در قطعه ريخته شده مي شود . در صورتي که انجماد فلز خيلي پيشرفته باشد اتصال دو جبهه مذاب بطور کامل انجام شده و سردجوشي به صورت کشيدگي در قطعه ظاهر مي شود .

نحوه ايجاد عيب سرد جوشي:
سردجوشي نتيجه تقسيم شدن موج مذاب در طول پر شدن قالب مي باشد اين تقسيم شدن مي تواند در اثر وجود يک مانع در راه عبور مذاب ( پين يا ماهيچه ) باشد و يا در اثر يک انسداد ناشي از جاري شدن به صورت جت مي باشد حضور اکسيد در فلز مذاب قبل از ريخته گري پديده سردجوشي را شديدتر مي نمايد

◄ عيب نيامد:
نيامد عيبي است که در اثر نرسيدن مذاب به قسمت هايي از قطعه ايجاد مي شود اين عيب مي تواند در نواحي نازک قطعه ايجاد شود و از نظر ظاهري به عيب سردجوشي شبيه است

نحوه ايجاد عيب نيامد:
عيب نيامد نتيجه تقسيم شدن جبهه مذاب در حين پر شدن قالب است فلز خيلي سرد بوده و يا زمان پر شدن قالب خيلي طولاني مي باشد و يا حتي ممکن است جهت حرکت مذاب در قالب در حين پرشدن قالب نامناسب باشد به طوري که مذاب مسير طولاني را براي رسيدن به هدف بپيمايد در اين حال قبل از اينکه قالب توسط مذاب پر شود انجماد آغاز شده و نيامد ايجاد مي شود .

◄ عيب مک هاي گازي:
اين عيب به صورت مک هايي با ديواره صاف ظاهر مي شود که شکل کروي داشته و با سطح خارجي نيز ارتباطي ندارند سطح داخلي اين مک ها معمولا ً براق بوده اما گاهي ممکن است تا حدودي اکسيده نيز شده باشد که بستگي به منشأ ايجاد مک ها دارد .

نحوه ايجاد عيب مک هاي گازي:

الف ) حبس هوا در حين پر شدن قالب : پرشدن قالب هاي ريخته گري تحت فشار معمولا ً به صورت تلاطمي انجام شده و اين تلاطم باعث حبس هوا در قالب مي شود .

ب) حبس هوا در محفظه نگهدارنده مذاب : در ماشين هاي محفظه سرد در هنگام اولين فاز تزريق ذوب هوا مي تواند وارد مذاب شده و در هنگام پر شدن قالب هوا در بخش هاي زيادي از مذاب محبوس گردد .

پ) حبس گاز در محفظه سيلندر تزريق : اين حالت در اثر تبخير و يا تجزيه ماده حلال موجود در روانساز پيستون ايجاد مي شود در نتيجه در هنگام ورود مذاب به اين قسمت ها بايد ماده روانساز به صورت خشک باشد .

ت) حبس گاز از طريق مواد مذاب : همان فرآيند ذکر شده در فوق مي باشد که ناشي از تبخير ناقص روانساز قالب و يا تجزيه آن هنگام رسيدن مذاب مي باشد .

ث) آزاد شدن گاز حل شده در فلز مذاب : آلومينيوم و آلياژهاي آن به راحتي آب و ديگر ترکيبات هيدروژن دار ( مانند روغن و گريس ) را تجزيه مي نمايند هيدروژن آزاد شده در هنگام اين تجزيه در فلز حل شده و هر چه دما باشد ميزان ورود هيدروژن به فلز نيز بيشتر خواهد بود برعکس حلاليت هيدروژن درآلومينيوم در حالت جامد عملا ً ناچيز است در نتيجه در حين انجماد هيدروژن حل شده در مذاب آزاد شده و ايجاد سوراخ هاي ريز مي نمايد .

◄ عيب مک هاي انقباضي :
مک هاي انقباض به صورت حفره با فرم و اندازه متغير مي باشند اين مک ها بر عکس مک و حفره هاي گازي سطوح صاف و براق نداشته و کم و بيش حالت کندگي و سطوح دندريتي دارند .

نحوه ايجاد عيب مک هاي انقباضي:
در هنگام انجماد فلز دچار انقباض حجمي گرديده و در صورت عدم وجود فلز مذاب جبران کننده انقباض ، اين انقباض به صورت يک يا چند حفره ظاهر مي گردد اين حفره ها مي توانند در سطح قطعات ريختگي ظاهر شوند ( مثلا ً در مواردي که مذاب در شمش ريزي منجمد مي شود ) و يا برعکس به صورت بسته در داخل قطعه محبوس گردند که معمولا ً در ريخته گري تحت فشار مشاهده مي شود .

◄ عيب آبلگي :
عيب آبلگي همانند حفره هاي گازي است اما در سطح قطعه ظاهر مي شود همچنين در مورد قطعات نازک اين عيب مي تواند در دو سطح قطعه نيز ظاهر شوند .

طريقه ايجاد عيب آبلگي :
روش ايجاد آبلگي همانند ايجاد عيب حفره هاي گازي است ولي در اين مورد آزاد شدن هيدروژن حل شده بر خلاف ايجاد حفره هاي گازي ، به صورت غير کافي انجام مي گيرد در اين حال در صورتي که درجه حرارت قطعه در هنگام باز کردن قالب بيش از حد بالا باشد مقاومت مکانيکي آلياژ بسيار ضعيف بوده و حفره هاي گازي ايجاد شده تحت فشار فوق العاده قوي موجب تغيير شکل قطعه در نواحي نزديک سطح مي شوند همچنين در صورت نازک بودن قطعه نسبت به قطر حفره گازي نيز عيب فوق به وجود مي آيد

◄ عيب مک هاي سوزني ( ريزمک) :
ريز مک هاي سطحي به صورت سوراخ هاي بسيار ريز ( چند صدم ميلي متر ) و اغلب به صورت گروهي مشاهده مي گردند .

نحوه ايجاد عيب مک هاي سوزني

الف ) حبس گاز : در اين مورد تاول هاي ريزي به وسيله حباب هاي گازي که در نواحي بسيار نزديک سطح محبوس گرديده اند ايجاد مي شود .

ب) اکسيدها : اکسيدهاي موجود در فلز نيز مي توانند عيب فوق را ايجاد نمايند .

◄ عيب ترک خوردگي:
عيب ترک خوردگي به صورت ايجاد ترک هاي کم و بيش نازک و عميق ظاهر مي شود در برخي موارد اين ترک ها مي توانند حتي ضخامت قطعه را نيز طي نمايند .

نحوه ايجاد عيب ترک خوردگي:
اين نوع ترک ها بين دانه اي بوده و به فرم هاي غيرمنظم مي باشند اين ترک ها هنگامي ايجاد مي شوند که آلياژ در انتهاي انجماد تحت تنش باشد . در اغلب موارد خطر ايجادترک در نواحي از قطعه که مستعد ايجاد تنش مي باشند و در نقاط گرم بيشتر است .

◄ عيب سخت ريزه:
اين عيب به صورت ناهنجاري ساختاري و يا حضور اجسام خارجي مي باشد که در حين ساخت و يا فرسايش و يا شکست ابزار برش ايجاد مي شوند .

نحوه ايجاد عيب سخت ريزه:
عيب سخت ريزه در ريخته گري تحت فشار مي تواند مبدأ متفاوتي داشته باشد .

الف ) ترکيبات بين فلزي

الف – 1 – ترکيبات m-Al(Fe,Mn)Si

اين ترکيبات بر روي برش هاي قطعات به صورت سوزن هاي کوتاه ديده مي شود که در حقيقت به صورت ذرات بريده مشاهده مي شود .

الف – 2 – ترکيبات x-Al(Fe,Mn)Si

اين ترکيبات به فرم خطوط چيني ريز مشاهده مي شوند اين ترکيبات نسبت به ترکيبات قسمت قبل (m-Al(Fe,Mn)Si) بر روي خواص مکانيکي ضرر کمتري داشته و در فرآيند ساخت عملا ً مشکلي را ايجاد نمي نمايند .

الف – 3 – ترکيبات c-Al(Fe,Mn)Si

اين ترکيبات به شکل بلورهاي چند وجهي با طول متغير مي باشند اين نوع ترکيبات هنگامي ايجاد مي شوند که درجه حرارت حمام مذاب به کمتر از حد معيني باشد که اين حد بستگي به مقدار آهن ، منگنز و کروم در آلياژ دارد .

ب) اکسيداسيون ، واکنش با ديرگدازه ها

آلياژهاي آلومينيوم مخصوصا ً در حالت مايع طبيعتا ً بسيار اکسيد شونده هستند روي حمام آلياژ مذاب معمولا ً لايه اي از اکسيد آلومينيوم ايجاد مي شود که به آن اکسيد آلومينيوم گاما مي گويند اين لايه به شدت محافظت کننده است اما طي چند ساعت يا چند ده ساعت به اکسيد آلومينيوم آلفا تبديل مي شود سرعت تبديل تابعي از درجه حرارت مي باشد از طرفي سرعت اکسيداسيون همچنين به حضور برخي عناصر آلياژي و از همه مهم تر در ريخته گري تحت فشار بستگي به حضور فلز روي در آلياژ دارد .

پ) ذرات خارجي

آزمايش سيستماتيک بر روي تعداد زيادي از نمونه ها به کمک ميکروسکوپ الکترونيکي نشان داده اند که اغلب ذرات خارجي موجود در قطعات ، متشکل از ذرات ديرگدازنشان داده اند که اغلب ذرات خارجي موجود در قطعات ، متشکل از ذرات ديرگداز ،(احتمالا ً با شکل تغيير يافته در اثر واکنش با آلومينيوم و يا ذرات بوته ) مي باشند .

◄ عيب قطره هاي سرد:
قطرات سرد به صورت طبله هاي کم و بيش کروي به صورت محبوس در روي قطعه ظاهر مي شوند واغلب موارد نيز قابل حل شدن و ايجاد پيوستگي ساختاري با فلز اطراف خود نمي باشند تنها راه تشخيص اين عيوب ، بررسي ريز ساختار آنها مي باشد .

نحوه ايجاد عيب قطره هاي سرد:
قطرات سرد قسمت هايي از فلز هستند که به سمت ديواره هاي قالب و يا ماهيچه پاشيده شده اند و بلافاصله نيز منجمد گرديده اند بدون آنکه بتوانند توسط مذاب بعدي حذف گردند اين قطرات منجمد در داخل قطعه محبوس شده ، بدون آنکه ذوب مجدد شده باشند اين قطرات فقط باعث ايجاد يک غيرهمگوني در ساختار فلزي مي شوند .

◄ طبقه بندي علل عيوب قطعات آلومينيومي ريختگي تحت فشار:
◄ علل عيب سرد جوشي:
عدم تنظيم حرکت پيستون تزريق
طرح نامناسب سيستم مذاب رساني
پايين بودن سرعت دومين فاز مرحله تزريق
بيش از حد بودن مقدار مذاب تزريق شونده
سرد بودن قالب
سرد بودن مذاب هنگام تزريق
کوتاه بودن کورس ( زمان ) دومين مرحله تزريق

◄ علل عيب مک هاي گازي:
طرح نامناسب سيستم مذاب رساني
کم بودن سرعت دومين مرحله تزریق
بالا بودن سرعت دومين مرحله تزريق
طولاني بودن زمان مرحله تزريق
مشکل قالب گيري
عدم وجود هواکش به ميزان کافي در قالب
کيفيت نامناسب مذاب ( تميز نبودن يا حضور اکسيدها
عدم تنظيم سرعت مرحله اول تزريق

◄ علل عيب مک هاي انقباضي:
فشار نامناسب مرحله سوم ( تزريق
عدم تنظيم حرکت پيستون تزريق
طرح نامناسب سيستم مذاب رساني
سرعت خيلي پايين مرحله دوم تزريق
گرم بودن قالب
کيفيت نامناسب مذاب ( تميز نبودن يا حضور اکسيدها


◄ علل عيب آبلگي:
عدم تنظيم حرکت پيستون تزريق
سرعت پايين مرحله دوم تزريق
بالا بودن سرعت مرحله دوم تزريق
طولاني بودن زمان مرحله دوم تزريق
مشکل قالب گيري
عدم وجود هواکش به اندازه کافي در قالب
کيفيت نامناسب مذاب ( تميز نبودن يا وجود اکسيدها
عدم تنظيم سرعت مرحله اول تزريق

◄ علل عيب مک هاي سوزني:
طرح نامناسب سيستم مذاب رساني
طولاني بودن زمان مرحله دوم تزريق
زمان نامناسب قالب گيري
عدم وجود هواکش به ميزان کافي در قالب
کيفيت نامناسب آلياژ مذاب ( تميز نبودن يا وجود اکسيدها
عدم تنظيم سرعت مرحله اول تزريق

◄ علل عيب ترک خوردگي:
نامناسب بودن عمل تزريق
فشار نامناسب مرحله سوم تزريق
گرم بودن قالب
گرم بودن مذاب تزريق شونده
مشکل قالب گيري
کيفيت نامناسب مذاب ( تميز نبودن يا وجود اکسيدها


◄ علل عيب سخت ريزه:
نامناسب بودن ترکيب شيميايي آلياژ
نامناسب بودن زمان انجماد
وجود ترکيبات بين فلزي در آلياژ
اکسيد شدن آلياژ و واکنش با ديرگدازه ها
وجود هر گونه ذرات خارجي در آلياژ

◄ علل عيب قطرات سرد:
عدم تنظيم حرکت پيستون تزريق
طرح نامناسب سيستم مذاب رساني
پايين بودن سرعت مرحله دوم تزريق
سرد بودن مذاب تزريق شونده
کوتاه بودن زمان مرحله دوم تزريق

◄ بررسي روش هاي جلوگيري از ايجاد عيوب در قطعات آلومينيومي ريختگي تحت فشار:
◄ مشکلات تزريق:

مشکلات مربوط به تزريق مذاب منجر به ايجاد ترک در حد قابل توجهي مي شوند به خصوص هنگامي که بيرون اندازه ها به طور موضعي روي قطعه فشار وارد کرده و قطعات هنگام خروج دچار تغيير شکل شوند در اين حال فشار زيادي بر قطعات وارد شده و منجر به شکست يا ايجاد ترک مي گردد جهت حل اين عيب سه راه حل وجود دارد .

الف ) کوتاه کردن بيرون اندازه ها .

ب) افزايش ضخامت راهگاه در محل تماس با قطعه .

پ) بازبيني نحوه توزيع بيرون اندازه ها روي قطعه و يا افزايش قطر آنها .

◄ اضافه فشار يا زمان بالا آمدن ذوب:

تأثير فشار اضافي در فاز سوم با دو فاکتور در ارتباط مي باشد مقدار فشار اعمال شده و تأخير در کاربرد اين فشار

الف ) مقدار فشار اعمال شده : فشار اضافي اثر مطلوبي بر کاهش عيوب به ويژه در مورد مک هاي انقباضي به وسيله اعمال فشار در فاز يوتکتيکي دارد در اين حال تأثير اين فشار اضافي بر روي حفره هاي گازي کمتر محسوس مي باشد حداکثر فشار قابل اعمال بستگي به نيروي بسته شدن قالب دارد .

ب) تأخير در اعمال فشار : با ايجاد تأخير در اعمال فشار اضافي در مرحله سوم ريخته- گري تحت فشار ، انجماد سريعا ً انجام مي پذيرد به همين دليل لازم است فشار مرحله سوم بلافاصله پس از پر شدن قالب اعمال گردد در غير اين صورت قسمت هاي نازک قطعات منجمد گرديده و مانع هر گونه انتقال فشار بر بقيه قسمت هاي قطعه مي گردد .

◄ گريپاژ يا توقف نابهنگام پيستون تزريق:

حرکات ناگهاني پيستون تزريق عامل ايجاد انواع عيوب است از جمله سرد جوشي ، نيامد، مک هاي انقباضي و حتي عيب قطرات سرد ، گريپاژ پيستون به راحتي قابل تشخيص است به شرط آنکه منحني جابجايي و فشار آن را در اختيار داشته باشيم .

منشأ گريپاژ پيستون اغلب در سرد شدن نامناسب پيستون بوده که خود دو علت دارد .

الف ) کارکرد نامناسب سيستم خنک کننده پيستون تزريق .

ب) دبي غير کافي آب که ، نياز به بازبيني و رگلاژ دارد .

از طرفي علت هاي ديگري نيز جهت گريپاژ پيستون وجود دارند :

الف ) سرد شدن بيش از حد پيستون تزريق

ب) بسته شدن شير تزريق و يا ديگر عيوب مربوط به سيستم هيدروليک

پ) گرفتگي فلر در سيلندر تزريق

ت) طرح سيستم تغذيه قالب

چند عامل جهت نامناسب بودن قالب را مي توان ذکر نمود :

الف ) روش طراحي – سيستمي که از طريق تجربي طراحي شده باشد و يا حتي بدتر از آن طراحي بدون محاسبه موجب ايجاد عيوب مي گردد .

ب ) کوتاه بودن طول راهگاه ورودي مذاب – در اين حال برخي نقاط قطعه به سختي از مذاب تغذيه شده و يا برعکس موجب چرخش مجدد مذاب در داخل قالب مي گردد

boomba
18-12-2008, 09:54
جوشکاری به روش MAG) GMAW)

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

دي اكسيد كربن از گازهاي ديگري كه در روش قوس الكتريكي استفاده مي شوند، ارزانتر است. اولين گازي كه در دستگاه هاي تمام اتوماتيك بكار رفت دي اكسيد كربن بود. اكنون هم از اين گاز در دستگاه هاي تمام اتوماتيك و نيمه اتوماتيك استفاده مي شود. دي اكسيد كربن خاصيت حفاظتي بسيار خوبي دارد و به طول قوس بسيار حساس است، در موقع استفاده از اين گاز بايد طول قوس را ثابت نگه داشت، بنابراين در دستگاه‌هاي تمام اتوماتيك و نيمه اتوماتيك كه طول قوس بايد ثابت نگه داشته شود استفاده از اين گاز ايده آل است. درموقع استفاده از اين گاز براي ثبات قوس و پيشگيري از ناجور شدن آن، از الكترودهاي روپوش شده يا تنه كار استفاده مي كنند. بيشترين گازي كه در جوشكاري فولاد معمولي بكار مي رود CO2 است. بزرگترين مزيت اين گاز همانطور كه گفته شد ارزان قيمت بودن آن است(1/0 بهاي آرگون) بر خلاف گازهاي اتمي، دي اكسيد كربن در محل قوس الكتريكي به اكسيژن و مونو اكسيد كربن تجزيه مي شود، هر چند گازهاي مزبور بعد از خنك شدن به CO2 تبديل مي شوند. در اين حالت گازها و ساير مواد موجود قبل از جامد شدن جوش از آن خارج مي شوند. جريان بيشتري كه در موقع استفاده از CO2 مصرف مي شود (در حدود %25) باعث تلاطم بيشتر حوضچه مذاب شده و در نتيجه حباب هاي گازهاي موجود در داخل جوش به سطح فلز صعود كرده و قبل از انجماد از آن خارج مي شوند، در نتيجه تخلخل جسم كمتر خواهد بود. چون درموقع جوشكاري مقداري مونو اكسيد كربن و حتي گازهاي اُزُن توليد مي شوند، كارگاه حتماً بايد بخوبي تهويه شود، به هر حال بايد از جمع شدن گازهاي سمي در اطراف جوش جلوگيري كرد.

نكته: دراين جوش از جريان مستقيم با قطب معكوس استفاده مي شود.
تجربه نشان داده كه درصورتي كه بتوانيم از ورود گازهاي موجود در هوا يعني اكسيژن و نيتروژن به منطقه جوش پيشگيري كنيم جوش از خواص شيميايي و فيزيكي بهتري برخوردار خواهد بود.جوشكاري قوس الكتريكي با گاز محافظ CO2 يك روش بسيار مفيد و فراگير است. اين روش براي جوشكاري فلزات سخت و غير سخت در تمامي ضخامت ها مورد استفاده قرار مي گيرد و يك روش بسيار مناسب براي جوشكاري صفحات فلزي نازك و مقاطع نسبتاً ضخيم فلزات غير سخت مي باشد كه در شركت ايران خودرو بعد از جوش مقاومتي بالاترين ميزان استفاده را در سالن هاي بدنه سازي به خود اختصاص داده است.
در اين روش قوس الكتريكي و حوضچه مذاب كاملاً براي جوشكاري واضح و آشكار است. در جوشكاري با CO2 گاهي يك لايه نازك سرباره روي گرده جوش را مي پوشاند كه بايد اين لايه از روي سطح جوش برطرف شود.


◄ مزاياي جوش MAG:
اين فرايند طوري است كه مي تواند در مورد بيشتر فلزات مغناطيسي و غير مغناطيسي مفيد باشد.
دراين شيوه ميزان جرقه كم مي باشد.
سيم جوش به طور مستمر تغذيه مي گردد، بنابراين زمان براي تعويض الكترود صرف نمي شود.
اين شيوه به راحتي مي تواند در تمام وضعيت ها استفاده شود.
حوضچه مذاب و قوس الكتريكي براحتي قابل مشاهده است.
سرباره حذف شده يا بسيار اندك است.
از الكترودي با قطر نسبتاً كم استفاده مي شود، كه باعث بالا رفتن چگالي جريان مي شود.
درصد بالايي از سيم جوش در منطقه اتصال رسوب مي كند.


◄ نكاتي راجع به استفاده صحيح از سيم جوش CO2
اندازه شيار قرقره كشنده واير فيدر دستگاه جوش بايد با قطر سيم جوش مصرفي همخواني داشته باشد.
نازل ورودي انتهاي تورچ جوشكاري دقيقاً در مقابل شيار قرقره كشنده جوش قرار گرفته باشد. ضمناً نوك اين نازل تيز باشد، زيرا باعث آسيب زدن به سيم جوش مي گردد.
فنر هدايت كننده سيم جوش در دادن غلاف تورچ داراي مشخصات زير باشد:
1- فنريت خود را در اثر گرم شدن از دست نداده باشد.
2- له شدگي نداشته باشد.
3- كوتاه نباشد.
فشار پيچ و فنر نگهدارنده قرقره هاي كشنده روي سيم جوش در حدي باشد كه:
سيم جوش له نشود.
سيم جوش به هنگام كار متوقف نگردد
پيچ و فنر در (ريل هاب) كه در مركز قرقره سيم جوش قرار دارد، بيش از حد لازم سفت يا شل نباشد، چون سفت بودن آن به موتور واير فيدر فشار وارد نموده و شل بودن آن باعث بيرون ريختن سيم از قرقره مي شود.
نازل سيم جوش از نظر قطر داخل با سيم جوش مصرفي همخواني داشته باشد. (گشاد يا تنگ نباشد) و همچنين رزوه آن با انبردست محكم شده باشد.
ميزان ريزش گاز محافظ با قطر سيم جوش تنظيم گردد. (ميزان گاز محافظ عبوري 10 برابر قطر سيم جوش باشد)
در صورت استفاده از گاز محافظ CO2 بعداز مانومتر كپسول، بايد گرمكن گاز نصب گردد و همواره قبل از شروع عمليات جوشكاري از صحت كاركرد گرمكن اطمينان حاصل شود. فنر تورچ در مدت زمان لازم (بستگي به ساعت كاركرد دارد) تميز و عاري از هر گونه آلودگي گردد، در غير اين صورت فنر دچار اشكال مي گردد. (براي تميز كردن فنر تورچ مي توان فنر را به صورت حلقه در آورد و در داخل بنزين قرار داد و سپس با فشار باد آن را تميز كرد).
آمپر و ولتاژ جوشكاري زماني با هم همخواني دارند كه ريزترين و مداوم ترين صداي ريزش قطرات سيم جوش هنگام كار شنيده شود.
بعد از تنظيم ولتاژ و آمپر بايد خروجي كابل اتصال منفي روي دستگاه جوش نسبت به ضخامت قطعه ميزان گرماي لازم انتقالي به قطعه، صحيح انتخاب گردد. در اين صورت پاشش جرقه جوشكاري زياد خواهد بود.
فاصله نوك نازل سيم جوش تا نوك شعله هنگام مصرف ازگاز CO2 به ميزان mm2 و هنگام استفاده ازاين گاز با مخلوطي ازآرگون mm8 داخل تر باشد. به هنگام جوش كاري، زاويه اين جوش نسبت به خط عمود بركار بيشتر از 25 درجه نباشد زيرا باعث خواهد شد:
فاصله سيم آزاد زياد شود.
گاز محافظ به طور كامل روي حوضچه جوش نريزد.
جهت جلوگيري از چسبيدن جرقه ها به داخل شعله جوش و اطراف نازل سيم جوش در ابتدا و همچنين در فواصل بين كار و بعد از تميز نمودن آثار جرقه ها از اسپري ضد جرقه استفاده گردد.


◄ معايب جوش MAG :
تا به حال تعدادي از قطعات و اتصالات فلزي مهم و ايمني دربدنه خودرو در اثر ايجاد بعضي عيوب در فلز جوش يا منطقه مجاور آن شكسته شده و موجب خسارات مالي و جاني فراواني شده‌اند. همانطور كه مي‌دانيم جوش ايده‌آل و خالي از نقص تقريباً غير ممكن است و معمولاً جوش‌ها داراي معايبي هستند، مخصوصاً جوشكاري‌هايي كه به صورت دستي انجام مي‌شوند.
در جوش CO2 به دليل اين كه تجهيزات و ادوات جوشكاري نسبت به جوش‌هاي ديگر بيشتر است لذا عيوب آن هم نسبت به جوش‌هاي ديگر بيشتر است كه در حد ممكن بايد از مواد مصرفي مناسب مانندگاز CO2 مرغوب و خالي از رطوبت، سيم جوش متناسب با زاويه جوشكاري و قطعه‌كار عاري از كثيفي مانند چربي، زنگ زدگي، اكسيده بودن، رنگ و رطوبت استفاده كرد.
البته بعضي از پارامترها در اختيار كنترل ما نيست به عنوان مثال اگر بدنه در ايستگاه قبل با دقت و توجه كم مونتاژ شده باشد و ورق مورد نظر براي جوشكاري داراي فاصله هوايي باشد ، جوشكار ناچار است به دليل به وجود نيامدن توقف در خط هر طور كه شده پروسه جوشكاري فلز روي بدنه و محل مورد نظر انجام دهد .
ورق هايي كه گالوانيزه هستند در حين جوشكاري فلزروي از طريق پوشش گالوانيزه وارد مذاب مي شود كه :
باعث تردي و بالا بردن ميزان حساسيت درمقابل ترك برداشتن مي شود .
دراثر سوختن و بخار شدن ايجاد دود سفيدي مي‌كند كه مشكلات تنفسي و عدم رويت كامل عمليات جوشكاري را براي شخص جوشكار به وجود مي‌آورد.
مي‌تواند باعث ايجاد حفره و تخلخل در گرده جوش شود.
عيوب جوش CO2 در اثر عوامل مختلف و متفاوت اعم از اتصال، مناسب نبودن مواد مصرفي شامل فلز قطعه‌كار، گاز CO2، سيم جوش مصرفي و پارامترهاي جوشكاري مانند ولتاژ، جريان، سرعت تغذيه سيم، قطر، سرعت حركت تورچ، نوع دستگاه و عدم مهارت جوشكار در نحوه انجام عمليات جوشكاري و نيز پيش‌گرم و يا پس‌گرم كردن مي‌توان نام برد.
هر كدام از عيوب جوش بنا به حساسيت كاربردي موضع اتصال، مجاز هستند. و همكاران در بخش QC (كنترل كيفيت) از طريق آزمايشات مختلف ميزان اين عيوب را با استانداردهاي مربوطه مقايسه كرده و آنها را قبول يا رد مي‌كنند.
عيوبي كه مي‌توانند در ايستگاه ايجاد شوند:
- عيوب مربوط به قطعه گذاري نامناسب
- عيوب ناشي از نامناسب بودن سطح كار (روغني بودن، آبكاري نامناسب، رنگ، زنگ‌زدگي)
- عيوب مربوط به خارج از اندازه بودن ابعاد جوش - مشكلات مربوط به تغيير حالت سرشاسي و دفرمگي قطعات و فاصله هوايي آنها
- تنظيم نبودن دستگاه از نظر جريان، ولتاژ، سرعت تغذيه سيم، ميزان عبور گاز محافظ،
- تورچ و شعله‌پوش
- عدم مهارت جوشكار دراجراي پروسه جوشكاري
ايرادهايي كه در اثر نادرست بودن تجهيزات دستگاه جوش MAGايجاد مي‌شوند :
- نازل سيم جوش از نظر قطر داخلي با سيم جوش مصرفي همخواني نداشته باشد .
- اطراف شعله جوش دچار خوردگي و سايئدگي شده باشد چون در پوشش منطقه اختلال ايجاد مي كند .
- اندازه شيار قرقره كشنده واير فيلدر Wire filder دستگاه با قطر سيم جوش مصرفي همخواني نداشته باشد .
- جهت جلوگيري از چسبيدن جرقه هابه داخل شعله پوش واطراف نازل سيم جوش در ابتدا و در فواصل بين كار از اسپري ضد جرقه استفاده گردد .


◄ نكته:
قطرات ريز را كه از منطقه جوش در بين اتصالات ذوبي به اطراف پرت مي شوند يا ترشح مي گويند . اين قطرات مي توانند از حوضچه جوش يا سيم جوش پركننده ناشي شده باشند . هنگامي كه دانه هاي كروي و مذاب قطرات از سيم جوش به طرف حوضچه جوش منتقل مي شوند و ايجاد پل در فاصله قوس مي كنند مدار بسته (اتصال كوتاه ) به وجود مي آيد كه عبور شدت جريان از آن باعث گداخته شدن فوق العاده اين پل مي شود كه با انفجار آن باراني از جرقه هاي گداخته به وجود مي آورد . جرقه هاي درشت در فرايند جوشكاري CO2با تورچ دستي در اثر قوس اضافي و جرقه هاي ريز ناشي از جريان اضافي مي باشد.
جرقه‌ها اغلب در حين پرواز در روي سطح فقط ايجاد لكه‌هايي مي‌كنند. اغلب جرقه‌هاي چسبيده بر روي سطح در فواصل دور، با برس سيمي و وسايل مشابه به راحتي تميز مي‌شوند. اما جرقه‌هاي چسبيده شده در نزديكي مسير اتصال به راحتي نمي شوند و ظاهر جوش را بد منظره مي كنند. علاوه براين جرقه و ترشح يكي از عواملي است كه باعث سوزاندن پوست و لباس جوشكار مي شود، كه با تنظيم پارامترهاي جريان، ولتاژ، قطب، سرعت تغذيه سيم، عبور گاز CO2 مي توان از بروز آنها جلوگيري كرد.


◄ - سوراخ شدن و ريزش جوش:
اگرفلز جوش بيش از حد در قطعات جوش دادني نفوذ كند حوضچه مذاب ، ريشه جوش را سوراخ كرده پايين مي ريزد . توليد شدن گرماي بيش از حد لزوم موجب سوختن سيم جوش ومقداري از سطح قطعه كار مي شود . اين ايراد بيشتر از نادرست بودن پارامترهاي دستگاه جوشكاري ناشي مي شود ، البته مهارت دست جوشكار هم بي تاثير نيست .
- نفوذ ناقص يا بيش از اندازه مذاب در قطعه كار:
اين نقص به علت پيشروي سريع جوشكار ممكن است ايجاد شود ، زيرا در اين حالت سيم جوش CO2 به طور كامل به محل اتصال دو قطعه كار نخواهد رسيد و باعث گود شدن و نفوذ بيش از حد مذاب در قطعه كار خواهد شد.


◄ - ايجاد خوردگي:
هنگامي كه جوش از كناره هاي لبه جوش پايين تر قرار گيرد عيب پديدار شده را خوردگي جوش مي نامند . عوامل بروز اين عبارتنداز : تمركز زياد حرارت در محل جوش ، بكارگيري روش نامتناسب براي انجام پروسه جوشكاري مورد نظر . با تنظيم دستگاه به طور دقيق ، ممانعت ا زرسيدن گرماي اضافي به ناحيه جوشكاري و انتخاب تكنيك صحيح جوشكاري از ايجاد انواع خوردگي در درزهاي اتصال مي توان جلوگيري كرد

boomba
18-12-2008, 10:01
تکنولوژی نانو پودر طلا و نقره

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

نگاه به فرآیندهای شیمیایی و بیولوژیکی از دید نانومتری یعنی در ابعاد اتمی اطلاعاتی به دست می‌دهد که بسیار راحت‌تر می‌توان مسیر حرکتی آن را مشخص و خواسته‌ها و نظرهای شخصی را در آن اعمال کرد. آنچه که امروز تحت عنوان نانوتکنولوژی مطرح است آشنا شدن و کنترل کردن بسیاری از پدیده‌ها در ابعاد اتمی و آنگسترومی است.

پیشرفت‌های اخیر در ساخت کربن تیوب، موتورهای بیومولکولی، سنسورهای با ابعاد باکتری، فیلترهای میکرونی و دیگر موارد موجبات تغییر و تحول در علوم مختلف از جمله کامپیوتر، الکترونیک، هوافضا، بیوشیمی، محیط‌زیست، شیمی و دیگر علوم را فراهم آورده است. در این زمینه، علم شیمی نیز بی‌بهره نبوده و با حضور روش‌های میکروسکوپی و الکترودهایی با ابعاد نانومتر امکان بررسی ساختار و شناسایی بسیاری از سطوح فلزی و غیرفلزی میسر شده است.

اولین اثر کاهش اندازه ذرات افزایش سطح است، افزایش نسبت سطح به حجم نانو ذرات موجب می‌شود که اتم‌های واقع در سطح اثر بسیار بیشتری نسبت به اتم‌های درون حجم ذرات بر خواص فیزیکی ذرات داشته باشند. این ویژگی واکنش‌پذیری نانو ذرات را به‌شدت افزایش می‌دهد به‌گونه‌ای که ذرات به‌شدت تمایل به آگلومره یا کلوخه‌ای شدن داشته باشند.

به عنوان مثال در مورد نانو ذرات فلزی به محض قرارگیری در هوا به سرعت اکسید می‌شوند. البته این خاصیت مزایایی هم دربر دارد. به عنوان مثال با استفاده از این خاصیت می‌توان کارایی کاتالیزور‌های شیمیایی را به نحو موثری بهبود بخشید و یا در تولید کامپوزیت‌ها با استفاده از این ذرات پیوند‌های شیمیایی مستحکم‌تری بین ماده زمینه و ذرات برقرار کرد.

علاوه بر این افزایش سطح ذرات فشار سطحی را تغییر داده و منجر به تغییر فاصله بین ذرات یا فاصله بین اتم‌های ذرات می‌شود. فاصله بین اتم‌های ذرات با کاهش اندازه آنها کاهش می‌یابد. البته این امر بیشتر برای نانو ذرات فلزی صادق است. در مورد نیمه ‌هادی‌ها و اکسید‌های فلزی مشاهده شده است که با کاهش قطر نانو ذرات فاصله بین اتم‌های آنها افزایش می‌یابد.

اگر اندازه دانه باز هم بیشتر کاهش یابد تغییرات شدید دیگری نیز رخ می‌دهد. از جمله این تغییرات آن است که اتم‌ها می‌توانند خودشان را در هندسه‌هایی که در جامدات توده‌ای غیرممکن است، آرایش دهند.


نانو مواد

نانو مواد به دو دسته کلی تقسیم می‌شوند: نانو ذرات و مواد نانو ساختار (یا مواد نانوکریستال) و مواد نانو ساختار به نانوسیم‌ها و نانو لوله‌ها، نانو لایه‌ها طبقه‌بندی می‌شوند.

تغییر در فاصله بین اتم‌های ذرات و نسبت سطح به حجم زیاد در نانو ذرات تاثیر متقابلی در خواص ماده دارد.برای مثال ترکیبات کاربیدی و نیتریدی پراکنده شده در یک ماتریس آمورف سختی‌های قابل مقایسه و یا بالاتر از الماس در مورد آنها گزارش شده است.

این تغییر در فاصله بین اتم‌های انرژی آزاد سطح پتانسیل شیمیایی را نیز تغییر می‌دهد.

این امر در خواص ترمودینامیکی ماده (مثل نقطه ذوب) تاثیرگذار است.

ملاحظه می‌شود که نقطه ذوب با کاهش اندازه ذرات کاهش می‌یابد و نرخ کاهش ذوب در اندازه خیلی کوچک بسیار شدید است.


روش‌های تولید نانو مواد

اصلی‌ترین روش‌های ساخت مواد نانو را می‌توان در دو روش کلی 1. روش بالا به پایین و 2. روش پایین به بالا خلاصه کرد.

1. روش بالا به پایین: در این روش با استفاده از یک سری ابزارها، مواد از جسم حجیم جدا شده و جسم کوچک می‌شود تا به اندازه‌های نانومتری برسد.


2. روش پایین به بالا: این روش درست در جهت مخالف روش بالا به پایین است. در این روش مواد نانو با استفاده از به هم پیوستن بلوک‌های سازنده مانند اتم‌ها و مولکول‌ها و قرار دادن آنها در کنار یکدیگر و یا استفاده از خودآرایی، تولید می‌شوند. خودآرایی عبارت است از طراحی مولکول‌ها و ابرمولکول‌هایی که اساس تشکیل آنها مکمل بودن شکل ساختاری است.

باید توجه داشت که اتم‌ها و مولکول‌ها همیشه در جایی که مورد نظر ماست قرار نخواهند گرفت و عاملی که محل قرارگیری آنها را تعیین می‌کند انرژی آنها است. به این صورت که مولکول‌ها در جایی قرار خواهند گرفت که کمترین انرژی آزاد را داشته باشند و به سمت انرژی آزاد ( ) منفی تمایل دارند. انرژی آزاد در یک سیستم به‌وسیله استحکام پیوند و انتروپی تعیین می‌شود.

روش‌های تولید انبوه که در تولید مواد نانو متری به کار می‌روند عبارتند از:

1. روش مکانیکی

2. روش سل ـ ژل

3. واکنش حالت‌های جامد ـ مایع

4. چگالش فاز گازی


1. روش مکانیکی

این روش یک نمونه از روش‌های بالا به پایین است و براساس متلاشی شدن ساختار دانه‌های درشت استوار است.

تکنیک آلیاژسازی مکانیکی روشی است که در آن با استفاده از یک آسیاب ساچمه‌ای انرژی بالا مخلوط پودرهای مختلف را در سطح اتمی با یکدیگر آسیاب و ترکیب می‌کنند. با استفاده از این تکنیک علاوه بر پودرهای عنصری خالص از پودرهای آلیاژی و سرامیک‌ها، نظیر اکسیدها، نیتریدها و غیره برای ایجاد آلیاژها و کامپوزیت‌ها استفاده می‌شود. مکانیزمی که در حقیقت به‌کار می‌رود، مکانیزم سایش مکانیکی همراه با خرد شدن است.

شکست دانه‌ها در حقیقت به علت انرژی است که به آنها انتقال داده می‌شود، که این انرژی به سرعت دورانی (یا ارتعاشی)، محفظه، اندازه و تعداد توپ‌ها نسبت جرم توپ به ذرات، مدت سایش در حین فرآیند سایش بستگی دارد.

معایب این روش نیز به شرح زیر است:

آلودگی و ناخالصی ناشی از ماده ساینده.

ایجاد ساختار خشن در پودرهای تولیدی.

عدم یکنواختی در اندازه دانه‌ها.

ترکیب شیمیایی غیر یکنواخت.


2. سل ـ ژل

سل ژل عبارتست از یک فرآیند خودآرایی خود به‌هم پیوستگی یا خود انباشتگی که در طی آن نانو مواد تشکیل می‌شوند.

کلوئیدی که در یک مایع معلق شده است سل نامیده می‌شود. سوسپانسیونی که شکل خودش را حفظ می‌کند ژل نامیده شود. در نتیجه سل ‌ـ ژل‌ها سوسپانسیون‌هایی از کلوئید‌ها در مایعات هستند که شکل را نگه می‌دارند. فرآیند سل ـ ژل همان‌طوری که از نامش پیداست مستلزم تکمیل تدریجی شبکه‌ها از طریق تشکیل یک سوسپانسون کلوئیدی (سل) و ژله‌ای شدن سل ـ برای تشکیل شبکه‌ای در یک فاز مایع پیوسته (ژل) است. پیش ماده‌های لازم برای سنتز این کلوئید‌ها عموما شامل یون‌هایی از یک فلز است اما گاهی اوقات سایر عناصر از طریق گونه‌های فعالی که لیگاند‌ها نامیده می‌شوند احاطه شده‌اند. الکوکسید‌ها و الکوکسیلان‌ها بیشتر متداول هستند به دلیل این که سریعا با آب وارد واکنش می‌شوند. تشکیل سل ـ ژل در چهار مرحله به‌وقوع می‌پیوندد:

1. هیدرولیز

2. تراکم و پلیمری شدن منومر‌ها برای تشکیل ذرات

3. رشد ذرات

4. به‌هم چسبیدن ذرات و توده‌ای شدن آنها از طریق تشکیل شبکه‌هایی که در سراسر محیط مایع گسترش یافته‌اند سبب زخیم شدن آنها می‌شود که تشکیل یک ژل می‌دهد.


3. واکنش حالت‌های جامد ـ مایع

این روش از برگرفتن رسوب دانه‌ها از فاز محلول استفاده می‌شود و فرآیند آن بر پایه وجود هسته مورد نظر استوار است. برای مثال پودر دی اکسید تیتانیم با اندازه‌های بین 70 تا 300 نانومتر با استفاده از این روش، از تیتانیوم تترا ایزو پروپوکساید تولید می‌شود.


4. چگالش فاز گازی

این روش به‌طور کلی بر مبنای پیرولیز ماده اصلی تولید نانو ذرات استوار است و فرآیند آن بدین‌گونه است که یک گاز حامل بی‌اثر و خالص وارد محفظه حاوی مایع اصلی تولید نانو ذرات می‌شود. مایع در این محفظه توسط یک مشعل تجزیه شده و به‌وسیله گاز حامل به مبرد فرستاده می‌شود. بخارات در مبرد سرد شده و به صورت دانه یا خوشه در می‌آید اندازه دانه‌های تولید شده در این روش به عوامل زیر بستگی دارد:

نوع گاز بی‌اثر به‌کار برده شده.

فشار گاز بی‌اثر.

زمان باقی ماندن ذرات در محدوده رشد.

نسبت نرخ تبخیر به فشار بخار ماده تبخیر شده.

مزایا:

کنترل بهینه بر روی اندازه دانه‌ها.

خلوص محصولات تولیدی در سیستم‌های تولید خلاء بالا.

معایب:

بالا بودن قیمت تجهیزات و عدم امکان تولید در ابعاد صنعتی


کاربرد‌های نانو ذرات

یکی از خواص نانو ذرات نسبت سطح به حجم بالای این مواد است. با استفاده از این خاصیت می‌توان کاتالیزور‌های قدرتمندی در ابعار نانو متری تولید کرد. این نانو کاتالیزورها راندمان واکنش‌های شیمیایی را به‌شدت افزایش داده و همچنین به میزان چشمگیری از تولید مواد زاید در واکنش‌ها جلوگیری خواهند کرد. به‌کارگیری نانو ذرات در تولید مواد دیگر می‌تواند استحکام آنها را افزایش دهد و یا وزن آنها را کم کند. مقاومت شیمیایی و حرارتی آنها را بالا ببرد و واکنش آنها را در برابر نور و تشعشعات دیگر تغییر دهد. با استفاده از نانو ذرات نسبت استحکام به وزن مواد کامپوزیتی به‌شدت افزایش خواهد یافت. اخیرا در ساخت شیشه ضدآفتاب از نانو ذرات اکسید روی استفاده شده است. استفاده از این ماده علاوه بر افزایش کارایی این نوع شیشه‌ها عمر آنها را نیز چندین برابر کرده است. از نانو ذرات همچنین در ساخت انواع ساینده‌ها رنگ‌ها و لایه‌های محافظتی جدید و بسیار مقاوم برای شیشه‌ها و عینک‌ها (ضدجوش و نشکن) کاشی‌ها و در حفاظ‌های الکترومغناطیسی شیشه‌های اتومبیل و در پنجره استفاده می‌شود. پوشش‌های ضدنوشته برای دیوار‌ها و پوشش‌های سرامیکی برای افزایش استحکام سلول‌های خورشیدی نیز با استفاده از نانو ذرات تولید شده‌اند. وقتی اندازه ذرات به نانومتر می‌رسد یکی از خواصی که تحت تاثیر این کوچک شدن اندازه قرار می‌گیرد تاثیرپذیری از نور و امواج الکترومغناطیسی است. با توجه به این موضوع اخیرا چسب‌هایی از نانو ذرات تولید شده‌اند که کاربرد‌های مهمی در صنایع الکترونیکی دارند. نانو لوله‌ها در موارد الکتریکی مکانیکی اپتیکی بسیار مورد توجه بوده است مثلا کاربرد نانو لوله‌های طلا در الکترونیک و بیوشیمی و تولید آنها بر پایه محلول و فاز بخار که روش رشد نانو لوله‌ها در قالب توسط Martin مطرح شد.

نانو لایه‌ها در پوشش‌های حفاظتی با افزایش مقاومت در خوردگی و افزایش سختی در سطوح و فوتولیز و کاهش شیمیایی کاربرد دارد. نانو ذرات نیز به‌عنوان پیش ماده یا اصلاح‌ساز در پدیده‌های فیزیکی و شیمیایی مورد توجه قرار گرفته‌اند.

Haruta وThompson اثبات کردند که نانو ذرات فعالیت کاتالیستی وسیعی دارند مثل تبدیل مونو اکسید کربن به دی اکسید کربن، هیدروژنه کردن استیرن به اتیل بنزن و هیدروژنه کردن ترکیبات اولفیتی در فشار بالاو فعالیت کاتالیستی نانوذرات مورد استفاده در سنسورها که مثل آنتن الکترونی بین الکترود و الکترولیت ارتباط برقرار می‌کنند در پیوست در لیست بعضی از شرکت‌هایی که بر روی نانو کار می‌کنند آمده است.


نانو طلا و کاربرد‌های آن

با توجه به مطالب فوق مشخص است که تغییر خواص فیزیکی مواد با آرایش اتمی، اندازه جامد (در یک، دو و سه بعد) و ترکیب شیمیایی آنها ارتباط مستقیمی دارد. از گذشته نیز اثر ذرات کوانتومی روی خواص مواد مورد بررسی قرار گرفته بوده است. درکنار افزایش مطالعات بر روی خواص فیزیکی نانو ذرات به روش‌های مختلف نانوذرات فلزی توجه ویژه‌ای شد به‌ویژه در زمینه هسته‌گذاری، رشد بلور و انباشتگی ذرات. در این پروژه تهیه نانو ذرات فلزی طلا مورد اهمیت بوده است که از محلول حاصل از اسیدشویی که در مرحله نهایی طلا به‌دست آمده است به ذرات نانو تبدیل می‌شود. نانو ذرات طلا در وسایل نوری و الکترونیک و بیوشیمی، بیوتکنولوژی کاربرد فراوان دارد. از نانو ذرات طلا برای تولید الکترود با حساسیت و قابلیت انتخابی بالا برپایه خودآرایی نانو ذرات طلا و همچنین نشاندن ذرات طلا روی الکترود از طریق پیوندهای کووالانسی یا الکتروستاتیکی یا الکتروشیمیایی بررسی شده‌اند. به‌طور کلی نانو ذرات در الکتروشیمی به علت خواص فیزیکی و شیمیایی خود مورد استفاده قرار گرفته‌اند همچنین استفاده از الکتروشیمی در نانو تکنولوژی بسیار مورد توجه بوده است، کاربردهای نانو ذرات طلا در شیمی به‌عنوان کاتالیزور در زیر اشاره شده است:

1. پلیمر همراه ذرات طلا در تبدیل اپوکسید به کربامات همراه دی اکسید کربن.

2. استفاده از نانو ذرات طلا به‌عنوان کاتالیزور در تهیه پلی وینیل پیرولیدین در آب. در اینجا اندازه ذرات طلا بسیار مهم است زیرا هرچه اندازه ذرات کوچکتر باشد فعالیت کاتالیتی بیشتری دارد و اکسیژن بیشتری جذب می‌کند.

3. استفاده از نانو ذرات طلا به‌عنوان کاتالیزور برای بستن زنجیرهای اولفینی به‌صورت حلقه و نشانه‌گذاری کردن DNA.

4. استفاده از نانو ذرات طلای پوشش داده شده اِن اکتان تیولات به همراه Rh ـ دی فسفین (کایرال) به‌عنوان کاتالیزور.

5. تهیه نانو کلاسترهای آنانتیومری طلا توسط گروه فعال تیول و پنیسیلین آمین که برای تشخیص کایرالیته به‌کار برده می‌شوند.

6. افزایش قابلیت اکسیداسیون فوتو کاتالیتی AgCl به وسیله ذرات طلا در اکسیداسیون آب.

7. همچنین از خصوصیات نوری و دمایی پروب‌های نانو ذرات طلای جدا از هم و مجتمع، به‌عنوان یک روش تشخیص پزشکی استفاده می‌شود.


نانو نقره و کاربردهای آن

همان‌طور که گفته شد، خواص فیزیکی ماده ارتباط مستقیم با ترکیب شیمیایی، آرایش اتمی و اندازه جامد دارد. در ارتباط با نانو ذرات گزارشات متعددی در خصوص تغییرات خواص فیزیکی در اثر کاهش اندازه ذرات ارائه شده است.

علم ذرات فلز با آزمایش فاراده آغاز شد. بعد از فاراده ذرات فلزی متفاوت در اندازه مختلف سنتز شد. در زمینه نانو ذرات فلزی، هسته‌گذاری و رشد بلور و انباشتگی ذرات مورد توجه قرار گرفت.

در این‌جا برای ما ساخت نانو ذرات نقره از بین بقیه فلزات بیشتر اهمیت پیدا می‌کند زیرا در محلول حاصل از اسیدشویی مقدار قابل ملاحظه نقره دور ریخته می‌شود. در حال حاضر تلاش خواهد شد تا ضمن معرفی مواد نانوپودر نقره، به بررسی روش‌های مختلف برای تهیه نانوپودر نقره پرداخته شود. در تولید نانو ذرات نقره روش‌های مختلفی از جمله سنتز فلزی، فوتولیز، الکتروشیمیایی، کاهش شیمیایی وجود دارد.

روش‌های متعددی برای ساختن ذرات فلزی در ماتریس‌های سرامیک و پلیمرها نیز ارائه شده است.

نانوذرات نقره یکی از پرمصرفترین مواد در مهندسی موادند. چون خاصیت چکش‌خواری، ضد میکروبی و هدایت الکتریکی و گرمایی بالایی دارند.

استفاده از نانو پودرهای نقره توسط سر لوله‌های میکرو الکترود و سیم‌های‌ هادی در الکترونیک و همچنین استفاده از نانو نقره در سنسورهای بیولوژیکی و فوتو شیمی هم بررسی شده است.

به‌دلیل بالا بودن سطح مقطع نقره در این مقیاس، در برخورد با سلول‌ها خاصیت جالب‌توجهی از خود بروز می‌دهند که به ممانعت با متابولیسم سلولی از آن یاد می‌شود و جلوی تنفس و رشد و تکثیر هرگونه باکتری یا قارچ را می‌گیرد و اثرات موثری در بهبود زخم ، تاول، خارش یا بیماری دارد.

محصولاتی که امروزه از نانو نقره در آنها استفاده می‌شود فراوانند همچون دام و طیور، کشاورزی، باندهای زخم، ضدتاول، لوازم جراحی، ژل‌های مرطوب‌کننده، ضدجوش‌ها، در بهداشت زنان، زایمان، شلوارهای طبی، دستمال کاغذی و نیز کولرها، یخچال‌ها و غیره. نقره در ابعاد نانو بر متابولیسم، تنفس و تولید مثل میکرو اورگانیزم اثر می‌گذارد.

ذرات نقره ریز استفاده زیادی در الکترونیک، صنایع شیمیایی و دندانپزشکی، به‌خاطر مقاومت بالای اکسایش و مقاومت در برابر فعالیت‌های باکتریایی دارد.

مکانیزم اثرگذاری نقره را به سه دسته زیر می‌توان تقسیم کرد:

الف: تولید اکسیژن فعال توسط نقره

ب: دگرگون ساختن میکرو ارگانیزم

ج: افزایش بار مثبت نقره در ابعاد نانو که موجب تخریب غشاء سلولی میکرو اورگانیزم می‌شود.

استفاده از نانو سیلور همراه با مواد مختلف از جمله الیاف، رنگ، پلیمر، سرامیک ما را قادر می‌سازد محصولاتی تولید کنیم که محیط‌زیست ما را عاری از میکروب سازد و این در حالی است که ضرری را متوجه محیط‌زیست نمی‌کند.


روش‌های تولید نانو طلاو نقره

1. سنتز فازبخار

سنتز فازبخار ذرات، برای تولید نانو ذرات فلزی مناسب است به این صورت که مخلوط فاز بخار به‌طور دینامیکی ناپایدار است تا مواد در حد نانو تهیه شود ، ذرات به صورت همگن هسته‌گذاری می‌کنند و بعد از یکبار مرحله هسته‌گذاری، بخار فوق اشباع باقی مانده به وسیله متراکم شدن و واکنش با ذرات باعث رشد ذره‌ها می‌شود، در این جا رشد ذره بیش از مرحله هسته‌گذاری اتفاق می‌افتد (در ابتدا باید بخار فوق اشباع تشکیل داد به این صورت که یک جامد را حرارت می‌دهیم تا به‌صورت بخار در یک گاز پایه درآید، سپس با یک گاز سرد آن را مخلوط می‌کنیم تا دمای آن کاهش یابد بعد از این مرحله باید سیستم را خاموش کرد که با برداشتن منبع بخار فوق اشباع یا کاهش سینتیکی واکنش انجام می‌شود و از رشد ذرات جلوگیری می‌شود).


2. الکتروشیمیایی

برای تهیه نانو ذرات طلا و نقره از طریق روش‌های الکتروشیمیایی نیز اقداماتی شده است که سایز ذرات با تنظیم شدت جریان تغییر می‌کند. در روش‌های الکتروشیمیایی در تولید نانو ذرات اثرات پارامترهای گوناگون مثل دما، جنس کاتد، اورولتاژ، دانسیته جریان، زمان، نوع الکترولیت بر روی اندازه و ساختار ذات بررسی شده است یکی از روش‌های سنتز نانو ذرات فلزی طی روش الکتروشیمی الکترو پالس است این روش بر پایه استفاده از الکتروشیمی پالسی و شیمی صوت است و به تجهیزات بالا احتیاج دارد. روشی برای جانشینی الکتروستاتیکی طلا روی سطح الکترود در الکتروشیمی و ایجاد باند بین طلا با تیول‌ها و دی‌سولفیدها گزارش شده است.

رسوبگذاری الکتروشیمیایی بر پایه، سولفات، کلرید، برمید و یدید نقره انجام می‌شود. در تمام موارد لایه‌ای از نقره تشکیل می‌شود. از جمله فواید روش‌های الکتروشیمیایی برای تهیه نانو پودرها این است که به راحتی ایزوله و جدا می‌شوند و محصول فرعی حاصل از ماده کاهنده را هم تولید نمی‌کنند و بسیار انتخابی عمل می‌کنند. برای جلوگیری از جانشینی خودبخودی Ag+ روی سطح پتانسیل را باید کنترل کرد.


3. فوتولیز

سنتز نانو ذرات به روش پرتو کافت گاما نیز میسر است طی این کاهنده قوی به‌وجود می‌آید که باعث کاهش یون فلز شده و عدد اکسایش فلز را به صفر می‌رسانند.

boomba
19-12-2008, 15:40
اساس فولادهای مقاوم در برابر عوامل شیمیایی

موضوع :

اول – طبقه بندی 1-بر حسب حدود مصرف
الف: فولادهای زنگ نزن و ضد اسید
ب- فولادهای مقاوم در حرارت و پوسته شدن
2- بر حسب ساختمان مولکولی
الف- فولادهای فریتی ( فولادهای فریتی خالص و فولادهای فریت مارتنزیتی کرم دار)
ب – فولادهای اوستینتی ( فولادهای اوستینیتی کامل و فولادی اوستنیت فریتی )


دوم – اثر عناصر آلیاژِی در مقاومت به عوامل شیمیائی
الف- عناصر آلیاژی در فولادهای زنگ نزن
کرم – نیکل – مولیبدنم – مس – تیتانیوم – تانتالوم – نیوبیوم
ب- عناصر آلیاژی در فولادهای مقاوم در حرارت
کرم – نیکل – آلومینیوم – سیلیسیوم – تینایوم – نیوبیوم

کرم : کرم از 13% به بالا با تشکیل یک قشر حافظ اکسیدی فولاد را تا وقتی که دارای سطح خارجی بدون عیب و نقص باشد منفی نگه می دارد. در این حال فولاد زنگ نزن است با اضافه شدن کرم فولاد در مقابل بسیاری از اسیدها هم مقاومت پیدا می کند.
نیکل : این عنصر مقاومت شیمیائی زنگ نزنی و ضد اسیدی فولاد را بالا برده و در مقاومت فولاد در برابر گرما اثر مثبت دارد.
سیلیسیوم و آلومینیوم : این فلزات هر دو به مقاومت فولاد در گرما و پوسته شدن کمک می کنند و اثری مشابه کرم دارند. مخصوصاً مقاومت علیه پوسته شدن را زیاد می نمایند.
مولیدن و مس : این عناصر مقاومت ضد اسیدی فولاد را بالا می برند تا در برابر مواد خورنده مقاومت نمایند.
تیتانیوم – تانتالوم – نیوبیوم- این مواد مربوط به ثبات هستند که فولاد مقاوم در عوامل شیمیائی را از خوردگی انترکریستال یا ریختن گوشه ها حفظ می نماید. یعنی این مواد فولاد را در حال آلوتروپی خود که اغلب اوستنیت است ثابت نگه داشته و تغییرات درجه حرارت وضع آنها را عوض نمی کند و به این جهت نقطه ضعفی برای خورده شدن یا اکسیدشدن نشان نمی دهد.


سوم – انواع خورندگی های شیمیائی
1- خورندگی سطحی:
در این حالت خورندگی در تمام سطح به طور یکنواخت پخش شده و منضماً از ضخامت می کاهد( زنگ زدن- پوسته شدن – حل شدن در اسیدها)
2- خورندگی موضعی یا عمقی :
این نوع خورندگی در اثر نفوذ یونهای محلولهای حاوی هالوژنها ( کلر- ید – برم – فلوئور) به قشر حافظ اکسیدی است زیرا این قشر عملاً هیچگاه بدون نقش نمی باشد و ممکن است مواد خورنده از نقاط ضعیف نفوذ نمایند. در بسیاری از اوقات می توان با اضافه کردن مولیبدن به فولاد از این اثر جلوگیری به عمل آورد.
3- خورندگی شکاف :
در این حالت در شکافهای کوچک و ترکها یکنواختی قشر حافظ اکسیدی به هم خورده و ممکن است به خوردگی شیمیائی منجر شود.
4- خورندگی اتصالی:
این نوع خورندگی وقتی پیدا می شود که دو فلز با اختلاف پتانسیل مختلف به هم وصل شده و ماده محرکه ای ( الکترولیت) پیدا شود. در این صورت یک پیل گالوانی تشکیل شده و تجزیه شیمیائی ( الکترولیز) انجام می گیرد.
5- خورندگی در ترکهای ناشی از تنش :
چنانچه در اثر تنش در قطعه ترکهائی پیدا شود و ماده خورنده ضعیفی هم یافت شود این نوع خوردگی به وجود می آید. اغلب در این ترکها پیش روی انترکریستال ( پارگی ) پیدا می شود.
6- خورندگی انترکریستال :
با جدا شدن کربن هنگام سرد شدن فولاد و تشکیل کربور کرم که همراه این پدیده است کرم در فولاد کم شده و در حدود گوشه ها مقاومت شیمیائی خود را از دست می دهد و ممکن است هنگام اثر اسیدها از داخل خورده شود.

این نوع خوردگی یعنی خوردگی انترکریستال را می توان به طرق زیر برطرف کرد:

با تاباندن در حمام نمک مذاب تا 1050 درجه سانتیگراد و سرد کردن بلافاصله و سریع آن
با کاهش مقدار کربن به کمتر از 1/0% در فولاد و ثابت کردن آن با تیتانیوم با تانتالوم و یا نیوبیوم.
با کاهش مقدار کربن تا حداکثر 03/0


چهارم : اثر عناصر آلیاژ در ساختمان مولکولی
الف – تشکیل دهندگان فریت
کرم – مولیبدن – سیلیسیوم – آلومینیوم - تیتانیوم – تانتالوم – نیوبیوم
ب- تشکیل دهندگان اوستنیت
نیکل – کربن – منگنز – ازت
ساختمان مولکولی فولادی را می توان از دیاگرام شفلر پیدا کرد. بر حسب ترکیبات فولاد عواملی به نام هم ترازی کرم و هم ترازی نیکل محاسبه می شود که با تقاطع این دو مقدار حساب شده در دیاگرام شفلر می توان نوع ساختمان مولکولی فولاد را تشخیص داد. هم ترازی نیکل شامل تمام عوامل تشکیل دهنده اوستنیت و همترازی کرم شامل همه عوامل تشکیل دهنده فریت می باشد.

boomba
19-12-2008, 15:44
تحقیق برشكاري حرارتي

فرآيند‌هاي برشكاري براي برش و جدا سازي قطعات، تكه‌برداري و پخ‌سازي لبه‌هاي مورد جوش و يا برداشتن مناطقي از جوش عيب‌دار كاربرد دارد. براي آماده‌سازي اجزاء يك اسكلت نيز اغلب عمليات برشكاري قبل از جوشكاري ضروري است. يكي ديگر از موارد كاربردي آن با برشكاري سيستم‌هاي راهگاهي و تغذيه و قسمت‌هاي اضافي قطعات ريختگي مي‌باشد.

عمليات برشكاري مي‌تواند بوسيله وسايل مكانيكي (اره، ماشين‌كاري، و سنگ زدن)، ذوب كردن با شعله‌ و واكنش‌ شيميائي ( اكسيد كردن) و يا ذوب كردن با قوس‌الكتريكي بعدي كه خود شامل چندين نوع است موضوع اين بخش را تشكيل مي‌دهد. برشكاري با اكسيژن (ox fuel gas) Oxygen – cutting، برشكاري با فلاكس شيميايي chemical flux – cutting برشكاري با پودر فلزي Metal powder cutting برشكاري قوس- اكسيژن oxygen – arc cutting گروهي از فرآيند‌هاي برشكاري را تشكيل مي‌دهد كه حرارت مسير برشكاري را ذوب كرده و اكسيژن آنرا اكسيد كرده و از درز برش به بيرون ريخته مي‌شود.

گروه ديگر از فرآيند‌هاي برشكاري فلزي كه موضوع پروژه مي‌باشد. به كمك حرارت ناشي از قوس‌الكتريكي بين الكترود و سطح كار ذوب شده و مذاب بر اساس نيروي ثقل يا بكمك فشار پلاسما جت هوا يا اكسيژن به بيرون جاري مي‌شود و شامل فرآيند‌هاي برشكاري: هوا – كربن ARI- Carbon الكترود فلزي – گازGas metal- arc، الكترود تنگستن – گاز Gas tungsten – arc قوس پلاسما plasma- arc والكترود پوشش‌دار shielded metal- arc مي‌باشد.

ترجمه شده توسط: صادق بیگدلی

boomba
19-12-2008, 15:46
بازرسی جوش

مقدمه:

در بسیاری از برنامه های تدوین شده توسط سازنده جهت کنترل کیفیت محصولات،از آزمون چشمی به عنوان اولین تست و یا در بعضی موارد به عنوان تنها متد ارزیابی بازرسی ،استفاده می شود.اگر آزمون چشمی بطور مناسب اعمال شود،ابزار ارزشمندی می تواند واقع گردد.

بعلاوه یافتن محل عیوب سطحی، بازرسی چشمی می تواند بعنوان تکنیک فوق العاده کنترل پروسه برای کمک در شناسایی مسائل و مشکلات مابعد ساخت بکار گرفته شود.

آزمون چشمی روشی برای شناسایی نواقص و معایب سطحی می باشد.نتیجتا هر برنامه کنترل کیفیت که شامل بازرسی چشمی می باشد،باید محتوی یک سری آزمایشات متوالی انجام شده در طول تمام مراحل کاری در ساخت باشد.بدین گونه بازرسی چشمی سطوح معیوب که در مراحل ساخت اتفاق می افتد،میسر میشود.

کشف و تعمیر این عیوب در زمان فوق،کاهش هزینه قابل توجهی را در بر خواهد داشت.بطوری که نشان داده شده است بسیاری از عیوبی که بعدها با روشهای تست پیشرفته تری کشف می شوند،با برنامه بازرسی چشمی قبل،حین و بعد از جوشکاری به راحتی قابل کشف می باشند.سازندگان فایده یک سیستم کیفیتی که بازرسی چشمی منظمی داشته است را بخوبی درک کرده اند.

میزان تاثیر بازرسی چشمی هنگامی بهتر می شود که یک سیستمی که تمام مراحل پروسه جوشکاری(قبل،حین و بعد از جوشکاری) را بپوشاند،نهادینه شود.



قبل از جوشکاری:



قبل از جوشکاری ،یک سری موارد نیاز به توجه بازرس چشمی دارد که شامل زیر است:



مرور طراحی ها و مشخصات Wps
چک کردن تاییدیه پروسیجرها و پرسنل مورد استفاده PQR
بنانهادن نقاط تست
نصب نقشه ای برای ثبت نتایج
مرور مواد مورد استفاده
چک کردن ناپیوستگی های فلز پایه
چک کردن فیت آپ و تراز بندی اتصالات جوش
چک کردن پیش گرمایی در صورت نیاز


اگر بازرس توجه بسیار دقیقی به این آیتم های مقدماتی بکند،می تواند از بسیاری مسائل که بعدها ممکن است اتفاق بیافتد،جلوگیری نماید.مساله بسیار مهم این است که بازرس باید بداند چه چیزهایی کاملا مورد نیاز می باشد.این اطلاعات را می توان از مرور مستندات مربوطه بدست آورد.با مرور این اطلاعات،سیستمی باید بنا نهاده شود که تضمین کند رکوردهای کامل و دقیقی را می توان بطور عملی ایجاد کرد.





نقاط نگهداری:



باید بنا نهادن نقاط تست یا نقاط نگهداری جایی که آزمون باید قبل از تکمیل هر گونه مراحل بعدی ساخت انجام شود، در نظر گرفته شود. این موضوع در پروژه های بزرگ ساخت یا تولیدات جوشکاری انبوه،بیشترین اهمیت را دارد.





روشهای جوشکاری:



مرحله دیگر مقدماتی این است که اطمینان حاصل کنیم آیا روشهای قابل اعمال جوشکاری ،ملزومات کار را برآورده می سازند یا نه؟مستندات مربوط به تایید یا صلاحیت های جوشکاران هر کدام بطور جداگانه باید مرور شود.طراحی ها و مشخصات معین می کند که چه فلزهای پایه ای باید به یکدیگر متصل شوند و چه فلز پرکننده باید مورد استفاده قرار گیرد.برای جوشکاری سازه و دیگر کاربردهای بحرانی،جوشکاری بطور معمول بر طبق روشهای تایید شده ای که متغیرهای اساسی پروسه را ثبت می کنند و بوسیله جوشکارانی که برای پروسه ،ماده و موقعیتی که قرار است جوشکاری شود،تایید شده اند،انجام می گیرد.در بعضی موارد مراحل اضافی برای آماده سازی مواد مورد نیاز می باشد.بطور مثال در جاهایی که الکترودهای از نوع کم-هیدروژن مورد نیاز باشد،وسایل ذخیره آن باید بوسیله سازنده در نظر گرفته شود.





موادپایه:



قبل از جوشکاری ، شناسایی نوع ماده و یک تست کامل از فلزات پایه ای مربوطه باید انجام گیرد.اگر یک ناپیوستگی همچون جدالایگی صفحه ای وجود داشته باشد و کشف نشده باقی بماند روی صحت ساختاری کل جوش احتمال تاثیر دارد.در بسیاری از اوقات جدالایگی در طول لبه ورقه قابل رویت می باشد بخصوص در لبه هایی که با گاز اکسیژن برش داده شده است.




مونتاژ اتصالات:

برای یک جوش،بحرانی ترین قسمت ماده پایه،ناحیه ای است که برای پذیرش فلز جوشکاری به شکل اتصال،آماده سازی می شود.اهمیت مونتاژ اتصالات قبل از جوشکاری را نمی توان به اندازه کافی تاکید کرد.بنابراین آزمون چشمی مونتاژ اتصالات از تقدم بالایی برخوردار است. مواردی که قبل از جوشکاری باید در نظر گرفته شود شامل زیر است:

زاویة شیار (Groove angle)
دهانه ریشه (Root opening)
ترازبندی اتصال (Joint alignment)
پشت بند (Backing)
الکترودهای مصرفی (Consumable insert)
تمیز بودن اتصال (Joint cleanliness)
خال جوش ها (Tack welds)
پیش گرم کردن (Preheat)
هر کدام از این فاکتورها رفتار مستقیم روی کیفیت جوش بوجود آمده،دارند.اگر مونتاژ ضعیف باشد،کیفیت جوش احتمالا زیر حد استاندارد خواهد بود.دقت زیاد در طول اسمبل کردن یا سوار کردن اتصال می تواند تاثیر زیادی در بهبود جوشکاری داشته باشد.اغلب آزمایش اتصال قبل از جوشکاری عیوبی را که در استاندارد محدود شده اند را آشکار می سازد،البته این اشکالات ،محلهایی می باشند که در طول مراحل بعدی بدقت می توان آنها را بررسی کرد.برای مثال،اگر اتصالی از نوع T (T-joint) برای جوشهای گوشه ای(Fillet welds)، شکاف وسیعی از ریشه نشان دهد،اندازه جوش گوشه ای مورد نیاز باید به نسبت مقدار شکاف ریشه افزوده شود. بنابراین اگر بازرس بداند چنین وضعیتی وجود دارد،مطابق به آن ،نقشه یا اتصال جوش باید علامت گذاری شود، و آخرین تعیین اندازه جوش به درستی شرح داده شود.




حین جوشکاری:

در حین جوشکاری، چندین آیتم وجود دارد که نیاز به کنترل دارد تا نتیجتا جوش رضایتبخشی حاصل شود.آزمون چشمی اولین متد برای کنترل این جنبه از ساخت می باشد.این می تواند ابزار ارزشمندی در کنترل پروسه باشد.بعضی از این جنبه های ساخت که باید کنترل شوند شامل موارد زیر می باشد:




(1) کیفیت پاس ریشه جوش() weld root bead



(2) آماده سازی ریشه اتصال قبل از جوشکاری طرف دوم



(3) پیش گرمی و دماهای میان پاسی



(4) توالی پاسهای جوش



(5) لایه های بعدی جهت کیفیت جوش معلوم



(6) تمیز نمودن بین پاسها



(7) پیروی از پروسیجر کاری همچون ولتاژ،آمپر،ورود حرارت،سرعت.







هر کدام از این فاکتورها اگر نادیده گرفته شود سبب بوجود آمدن ناپیوستگی هایی می شود که می تواند کاهش جدی کیفیت را در بر داشته باشد.





پاس ریشه جوش:



شاید بتوان گفت بحرانی ترین قسمت هر جوشی پاس ریشه جوش می باشد.مشکلاتی که در این نقطه وجود دارد...



در نتیجه بسیاری از عیوب که بعدها در یک جوش کشف می شوند مربوط به پاس ریشه جوش می باشند.بازرسی چشمی خوب روی پاس ریشه جوش می تواند بسیار موثر باشد.وضعیت بحرانی دیگر ریشه اتصال در درزهای جوش دو طرفه هنگام اعمال جوش طرف دوم بوجود می آید. این مساله معمولا شامل جداسازی سربار() slag و دیگر بی نظمی ها توسط تراشه برداری(chipping)،رویه برداری حرارتی(thermal gouging) یا سنگ زنی(grinding) می باشد.وقتی که عملیات جداسازی کاملا انجام گرفت آزمایش منطقه گودبرداری شده قبل از جوشکاری طرف دوم لازم است.این کار به خاطر این است که از جداشدن تمام ناپیوستگی ها اطمینان حاصل شود.اندازه یا شکل شیار برای دسترسی راحت تر به تمام سطوح امکان تغییر دارد.





پیش گرمی و دماهای بین پاس:



پیش گرمی و دماهای بین پاس می توانند بحرانی باشند و اگر تخصیص یابند قابل اندازه گیری می باشند.محدودیت ها اغلب بعنوان می نیمم،ماکزیمم و یا هر دو بیان می شوند.همچنین برای مساعدت در کنترل مقدار گرما در منطقه جوش،توالی و جای تک تک پاسها اهمیت دارد .بازرس باید ازاندازه و محل هر تغییر شکل یا چروکیدگی(shrinkage) سبب شده بوسیله حرارت جوشکاری آگاه باشد. بسیاری از اوقات همزمان با پیشرفت گرمای جوشکاری اندازه گیری های تصحیحی گرفته می شود تا مسائل کمتری بوجود آید.





آزمایش بین لایه ای:



برای ارزیابی کیفیت جوش هنگام پیشروی عملیات جوشکاری،بهتر است که هر لایه بصورت چشمی آزمایش شود تا از صحت آن اطمینان حاصل شود.همچنین با این کار می توان دریافت که آیا بین پاسها بخوبی تمیز شده اند یا نه؟ با این عمل می توان امکان روی دادن ناخالصی سرباره در جوش پایانی را کاهش داد.بسیاری از این گونه موارد احتمالا در دستورالعمل جوشکاری اعمالی،آورده شده اند.

در این گونه موارد،بازرسی چشمی که در طول جوشکاری انجام می گیرد اساسا برای کنترل این است که ملزومات روش جوشکاری رعایت شده باشد.





بعد از جوشکاری:



بسیاری از افراد فکر می کنند که بازرسی چشمی درست بعد از تکمیل جوشکاری شروع می شود.به هر حال اگر همه مراحلی که قبلا شرح داده شد،قبل و حین جوشکاری رعایت شده باشد،آخرین مرحله بازرسی چشمی به راحتی تکمیل خواهد شد.از طریق این مرحله از بازرسی نسبت به مراحلی که قبلا طی شده و نتیجتا جوش رضایت بخشی را بوجود آورده اطمینان حاصل خواهد شد. بعضی از مواردی که نیاز به توجه خاصی بعد از تکمیل جوشکاری دارند عبارتند از:



(1) ظاهر جوش بوجود آمده



(2) اندازه جوش بوجود آمده



(3) طول جوش



(4) صحت ابعادی



(5) میزان تغییر شکل



(6) عملیات حرارتی بعد از جوشکاری



هدف اساسی از بازرسی جوش بوجود آمده در آخرین مرحله این است که از کیفیت جوش اطمینان حاصل شود. بنابراین آزمون چشمی چندین چیز مورد نیاز می باشد.بسیاری از کدها و استانداردها میزان ناپیوستگی هایی که قابل قبول هستند را شرح می دهد و بسیاری از این ناپیوستگی ها ممکن است در سطح جوش تکمیل شده بوجود آیند.





ناپیوستگی ها:



بعضی از انواع ناپیوستگی هایی که در جوشها یافت می شوند عبارتند از:



۱- تخلخل



۲- ذوب ناقص



۳- نفوذ ناقص در درز



۴- بریدگی( سوختگی ) کناره جوش



۵- روی هم افتادگی



۶-ترکها



۷- ناخالصی های سرباره



۸- گرده جوش اضافی



در حالی که ملزومات کد امکان دارد مقادیر محدودی از بعضی از این ناپیوستگی ها را تایید نماید ولی عیوب ترک و ذوب ناقص هرگز پذیرفته نمی شود.

برای سازه هایی که تحت بار خستگی و یا سیکلی (cyclic) می باشند، خطر این ناپیوستگی های سطحی افزایش می یابد. در اینگونه شرایط،بازرسی چشمی سطوح ،پر اهمیت ترین بازرسی است که می توان انجام داد.

وجود سوختگی کناره (undercut)،رویهم افتادگی(overlap) و کنتور نامناسب سبب افزایش تنش می شود؛ بار خستگی می تواند سبب شکستهای ناگهانی شود که از این تغییر حالتهایی که بطور طبیعی روی می دهد، زیاد می شود.به همین خاطر است که بسیاری اوقات کنتور مناسب یک جوش می تواند بسیار با اهمیت تر از اندازه واقعی جوش باشد،زیرا جوشی که مقداری از اندازه واقعی کمتر باشد،بدون ناخالصی ها و نامنظمی های درشت،می تواند بسیار رضایت بخش تر از جوشی باشد که اندازه کافی ولی کنتور ضعیفی داشته باشد.

برای تعیین اینکه مطابق استاندارد بوده است ،بازرس باید کنترل کند که آیا همه جوشها طبق ملزومات طراحی از لحاظ اندازه و محل(موقعیت) صحیح می باشند یا نه؟اندازه جوش گوشه ای(Fillet) بوسیله یکی از چندین نوع سنجه های جوش برای تعیین بسیار دقیق و صحیح اندازه تعیین می شود.

در مورد جوشهای شیاری(Groove) باید از لحاظ گرده جوش مناسب دو طرف درز را اندازه گیری کرد.بعضی از شرایط ممکن است نیاز به ساخت سنجه های جوش خاص داشته باشند.





عملیات حرارتی بعد از جوشکاری:



به لحاظ اندازه،شکل، یا نوع فلز پایه ممکن است عملیات حرارتی بعد از جوش در روش جوشکاری اعمال شود.این کار فقط از طریق اعمال حرارت(گرما) در محدوده دمایی بین پاس یا نزدیک به دمای آن ،صورت می گیرد تا از لحاظ متالورژیکی خواص جوش بوجود آمده را کنترل نمود. حرارت دادن در درجه حرارت دمای بین پاس،ساختار بلوری را به استثناء موارد خاص تحت تاثیر قرار نمی دهد.بعضی از حالات ممکن است نیاز به عملیات تنش زدایی حرارتی داشته باشند.بطوری که قطعات جوش خورده بتدریج در یک سرعت مشخص تا محدوده تنش زدایی تقریبا °F1100 تا F °1200 (590 تا 650 درجه سانتی گراد) برای اکثر فولادهای کربنی گرما داده می شود.

بعد از نگهداری در این دما به مدت یک ساعت برای هر اینچ از ضخامت فلز پایه،قطعات جوش خورده تا دمای حدود °F600 (315 درجه سانتی گراد) در یک سرعت کنترل شده سرد می شود. بازرس در تمام این مدت مسئولیت نظارت بر انجام کار را دارد تا از صحت کار انجام شده و تطابق با ملزومات روش کار اطمینان حاصل نماید.





آزمایش ابعاد پایانی:



اندازه گیری دیگری که کیفیت یک قطعه جوشکاری شده را تحت تاثیر قرار می دهد صحت ابعادی آن می باشد. اگر یک قسمت جوشکاری شده بخوبی جفت و جور نشود،ممکن است غیر قابل استفاده شود اگرچه جوش دارای کیفیت کافی باشد.

حرارت جوشکاری ، فلز پایه را تغییر شکل داده و می تواند ابعاد کلی اجزاء را تغییر دهد.بنابراین، آزمایش ابعادی بعد از جوشکاری ممکن است برای تعیین متناسب بودن قطعات جوشکاری شده برای استفاده موردنظر مورد نیاز واقع شود.

boomba
19-12-2008, 15:50
ممانعت كننده ها Inhibitors

ممانعت كننده ها افزودنی هایی هستند كه با ایجاد تغییر و تحول بر روی سطح فلزات ، محیط و یا هر دو خوردگی را تحت كنترل در آورده ، شیوه عمل آنها ایجاد تغییرات در واكنش های آندی ، كاتدی و یا هر دو آنها است . ممانعت كننده های بسیار زیادی با تركیبات مختلف موجود می باشند ؛ اكثر این مواد با آزمایشات تجربی پیدا شده و اصلاح یافته اند و بسیاری از آنها با نام های تجاری عرضه می گردند و تركیب شیمیایی آنها مخفی نگه داشته می شود . به همین دلیل فرآیند حفاظت به این روش به طور كامل مشخص و روشن نیست . ممانعت كننده ها را می توان بر حسب مكانیزم و تركیب طبقه بندی نمود . با توجه به تركیب ممانعت كننده ها به دو دسته اصلی معدنی ( Inorganic) و آلی ( Organic) تقسیم می گردند . بر حسب مكانیزم عمل دو نوع مشخص بازدارنده وجود دارد :

نوع A : كه لایه یا فیلمی محافظ روی سطح فلز تشكیل داده یا نوعی واكنش با فلز انجام می دهند ( مثلا روئین كردن )


نوع B : موادی كه قدرت خورندگی محیط را كم می كنند.


ضمنا بازدارنده های AB هم وجود دارند كه هم می توانند با فلز واكنش انجام داده و هم قدرت خورندگی محیط را كم كنند ، ولی همیشه یكی از خاصیت ها حاكم بر دیگری است. بازدارنده های نوع A بسیار متداول بوده در حالیكه بازدارنده های نوع B كمتر متداول هستند . انواع اصلی بازدارنده ها به ترتیب زیر طبقه بندی می شوند :


نوع ІA: بازدارنده هایی كه سرعت خوردگی را كم می كنند ولی كاملا مانع آن نمی شوند .


نوع ІІA : بازدارنده هایی كه باعث به تاخیر انداختن حمله خوردگی برای مدت زیادی می شوند . به طوری كه فلز در مقابل خوردگی مصونیت موقتی پیدا می كند.


نوع ІІІA : بازدارنده های روئین كننده كه لایه های روئین بر سطح فلز تشكیل می دهند . این لایه ها غالبا اكسید یا نمك های غیر محلول فلزی هستند ، مانند فسفات و كرمات برای فولاد . اگر مقدار بازدارنده ای كه به محلول اضافه می گردد كم باشد لایه های ناپیوسته تشكیل می گردد كه ممكن است خوردگی حفره ای یا حمله تسریع شده موضعی بوجود آید.


نوع ІB : بازدارنده هایی هستند كه واكنش خوردگی را آهسته می كنند . بدون آنكه كاملا مانع آن شوند . این بازدارنده ها غالبا در ضمن عمل حفاظت مصرف می شوند . مانند هیدرازین و سولفیت سدیم .


نوع ІІB : بازدارنده هایی هستند كه در اثر تركیب با موادی كه باعث خوردگی در یك محیط مشخص می شوند ، خوردگی را به تاخیر می اندازند.


به طور كلی بازدارنده های نوع ІA ، ІІA ، ІІB تركیبات آلی هستند و انواع ІІІA و ІB مواد معدنی .


موارد عمده كاربرد ممانعت كننده ها مربوط به 4 محیط زیر است :


1- محلول های آبی از اسید هایی كه در فرآیند های تمیز كردن فلزات بكار می روند مثل اسید شویی


2- آب های طبیعی ، آب های تهیه شده برای سرد كردن در مقیاس صنعتی با PH طبیعی


3- محصولات اولیه و ثانویه از نفت و پالایش و حمل و نقل آن


4- خوردگی گازی و اتمسفری در محیط های محدود در حین حمل و نقل و انبار كردن و موارد مشابه


صنایعی همانند نفت كه با H2S و CO2 در ارتباط اند . در مجاورت آب و بخصوص آب شور و دیگر ناخالصی ها مشكلات ناشی از خوردگی را دو چندان می نمایند . ممانعت كننده هایی همانند نفتنیك ، آمین و دی آمین های ( RNH(CH2)n) بكار گرفته می شوند كه R یك زنجیر هیدرو كربوری و n = 2-10 است.


لازم به ذكر است كه ممانعت كننده ها از نظر فلز ، محیط خورنده ، درجه حرارت و غلظت معمولا منحصر به فرد هستند. غلظت و نوع ممانعت كننده ای كه در یك محیط خورنده بایستی استفاده شوند با آزمایش و تجربه تعیین می گردند و اینگونه اطلاعات را معمولا از تولید كننده گان آن مواد می توان دریافت نمود . در صورتی كه غلظت ممانعت كننده كمتر از اندازه كافی باشد ، ممكن است خوردگی تسریع شود ، مخصوصا خوردگی های موضعی مثل حفره دار شدن .


لذا در صورتی كه غلظت ممانعت كننده ها كمتر از اندازه كافی باشد ، خصارت بیشتر از موقعی خواهد بود كه ممانعت كننده اصلا بكار برده نشود . برای پرهیز از این خطر بایستی غلظت ممانعت كننده همواره بیش از مقدار مورد نیاز باشد و غلظت آن به طور متناوب تعیین گردد . موقعی كه دو یا چند ممانعت كننده به یك سیستم خورنده اضافه گردند ، تاثیر آنها گاهی اوقات بیشتر از تاثیر هر كدام به تنهایی است .


اگرچه در موارد بسیاری از ممانعت كننده ها به خوبی می توان استفاده نمود ، ولی محدودیت هایی نیز برای این نوع محافظت از خوردگی وجود دارد . ممكن است اضافه كردن ممانعت كننده به سیستم بخاطر آلوده كردن محیط عملی نباشد . به علاوه بسیاری از ممانعت كننده ها سمی بوده و كاربرد آنها محدود به محیط هایی است كه به طور مستقیم یا غیر مستقیم در تهیه مواد غذلیی یا محصولات دیگری كه مورد استفاده انسان قرار می گیرد ، نمی باشند.

boomba
21-12-2008, 16:10
متالوگرافی:

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

آماده سازي نمونه متالوگرافي را تا حد زيادي مي توان يک هنر دانست معمولا در آزمايشگاه هاي مختلف از شيوه هاي متفاوتي براي آماده سازي نمونه استفاده مي شود با توجه به اينکه فلزات از نظر سختي و بافت با يکديگر متفاوت هستند و از اين نظر با توجه به نوع فلز مورد آزمايش روش آماده سازي نمونه ممکن است کمي متفاوت باشد ولي بطور کلي عمليات آماده سازي نمون ها مشابه است به منظور آشنايي با فرايند آمده سازي يک نمونه متالوگرافي روش رايج در مورد آهن و فولاد مورد بررسي قرار مي گيرد آنچه که مورد بحث قرار مي گيرد تنها يک توضيح کلي است و براي دستيابي به اطلاعات دقيق تر بايد به مرجع مناسب تري مراجعه شود آماده سازي نمونه متالوگرافي را تا حد زيادي مي توان يک هنر دانست معمولا در آزمايشگاه هاي مختلف از شيوه هاي متفاوتي براي آماده سازي نمونه استفاده مي شود با توجه به اينکه فلزات از نظر سختي و بافت با يکديگر متفاوت هستند و از اين نظر با توجه به نوع فلز مورد آزمايش روش آماده سازي نمونه ممکن است کمي متفاوت باشد ولي بطور کلي عمليات آماده سازي نمون ها مشابه است به منظور آشنايي با فرايند آمده سازي يک نمونه متالوگرافي روش رايج در مورد آهن و فولاد مورد بررسي قرار مي گيرد آنچه که مورد بحث قرار مي گيرد تنها يک توضيح کلي است و براي دستيابي به اطلاعات دقيق تر بايد به مرجع مناسب تري مراجعه شود شرح :يک نمونه کوچک که از يک قطعه فولادي جدا شده را در نظر بگيريد که يک سطح تخت مناسب در يک طرف اين نمونه بوسيله اره کردن و سنگ زني آمده شده است روش معمول اينست که اين نمونه در يک قرص پلاستيکي با قطر يک اينچ 25 ميليمتر و ضخامت يک دوم اينچ نصب مي شود به طوري که آن سطح از نمونه که قرار است پوليش شود در يک طرف ديسک قرار بگيرد دريک روش براي توليد اين قرص نمونه در داخل يک قالب ساده استوانه اي قرار داده شده و سپس رزين اپوکسي مايع در داخل قالب ريخته مي شود اين مراحل به چهار مرحله مختلف طبقه بندي مي شود.

1) سايش نرم
2) پرداخت خشن
3) پرداخت نهايي
4) اچ کردن

در سه قسمت اول هدف اصلي کاهش ضخامت لايه تغيير شکل يافته زير سطح نمونه است عمليّات برش سنگ زني و سايش فلز نزديک به سطح را به شدت تغيير شکل مي دهند ساختار واقعي فلز تنها زماني آشکار مي شود که لايه تغيير شکل يافته کاملا از روي سطح برداشته شود چون هر مرحله از آماده سازي نمونه نيز به خودي خود باعث تغيير شکل در سطح مي شود ، بنابراين در هر مرحله بايد از ساينده هاي نرم تر از قبلي استفاده شود هر ساينده سبب جدا شدن لايه تغيير شکل يافته ناشي از مرحله قبل مي شود در حالي که همين ساينده ، يک لايه اعوجاج يافته با عمق کمتر نيز توليد مي کند سايش نرم در اين مرحله سطح نمونه با استفاده از پودر هاي کاربيد سيليسيم که بر ريو کاغذ هاي مخصوص تعبيه شده اند ساييده مي شود ممکن است نمونه بصورت دستي روي کاغذ سنباده اي که روي يک سطح تخت نظير يک تکه شيشه تخت قرار دارد ساييده شود همچنين ممکن است کاغذ سنباده روي سطح يک چرخ دوار افقي و تخت چسبانيده شده و سپس نمونه متالوگرافي روي آن قرار داده شود در هر دو روش معمولا از آب به عنوان يک روانساز استفاده مي شود که باعث حمل ذرات جدا شده از سطح نيز مي شود سه نوع ساينده با شماده هاي 320 ،400، 600 که در آنها به ترتيب اندازه ذرات کاربيد سيليسيم برابر 33 ، 23 ، 17 ميکرون است مورد استفاده قرار مي گيرند در هر يک از مراحل سايش اوليه نمونه بصورتي روي يک سطح حرکت داده مي شود که خراش ها فقط دريک جهت تشکيل شود هنگام تعويض يک کاغذ سنباده نمونه به اندازه تقريبي 45 درجه دوران داده مي شود که در نتيجه خراش هاي جديد تشکيل شده در روي سطح با خراش هاي قبلي زاويه مي سازند سايش تا زماني ادامه مي يابد که خراش هاي تشکيل شده از مراحل قبل ناپديد شوند.پرداخت خشن اين مرحله بسيار حساس است در حال حاضر ماده ساينده مورد استفاده براي عمليات پرداخت خشن پودر الماس با اندازه دانه تقريبي 6 ميکرون است پودر الماس در خميري قابل حل در روغن نگه داري و حمل نقل مي شود در اين مرحله مقدار کمي از اين خمير بر روي سطح يک چرخ دوار که با يک پارچه نايلوني پوشيده است قرار مي گيرد روانساز مورد استفاده در حين عمليات پرداخت روغني مخصوص است نمونه روس چرخ دوار با فشار قابل ملاحظه اي فشار داده مي شود در طول اين مرحله نمونه در يک محل خاص و ثابت روي چرخ دوار با فشار قابل ملاحظه اي فشار داده مي شود در طول اين مرحله نمونه در يک محل خاص ثابت روي چرخ پرداخت نگه داشته نمي شود و د حول چرخ و در جهت مخالف دوران چرخ حرکت داده مي شود در نتيجه عمل پرداخت با يکنواختي بالايي انجام مي شود ذرات الماس خاصيت داده مي شود در نتيجه عمل پرداخت با يکنواختي بالايي انجام مي شود ذرات الماس خاصيت برش شديدي داشته و در جدا کردن لايه عميق تغيير شکل يافته ناشي از عمليات سايش اوليه بسيار موثرند پودر الماس 6ميکرون قادر به جدا سازي لايه تغيير شکل يافته حاصل از ساينده کاربيد سيليسيم 17 ميکروني در مرحله آخر سايش اوليه است پرداخت نهايي در اين مرحله خراش هاي ظريف و لايه هاي اعوجاج يافته بسيار ريز که از مرحله پرداخت خشن باقي مانده اند جدا مي شوند ماده پرداخت مورد استفاده اغلب پودر آلومينا از نوع گاما با اندازه دانه 05/0 ميکرون است اين پودر روي يک چرخ دوار پوشيده شده با پارچه ريخته شده و از آب مقطر به عنوان رونساز استفاده مي شود بر خلاف پارچه نايلوني بدون پرز استفاده شده در پوليش خشن ، پارچه مورد استفاده در مرحله عموما پرزدار است چنانچه اين مرحله و مرحله قبلي با دقت کافي انجام شوند ، سطحي عاري از خراش و تقريبا بدون هيچ لايه فلزي اعوجاج يافته قابل تشخيص تشکيل مي شود اچ کردن معمولا در نمونه متالوگرافي ساختار داده ها پس از پايان عمليات پرداخت نهايي در زير ميکروسکوپ مشخص نيست ضخامت مرز دانه هاي يک فلز در بهترين حالت در حد ضخامت چند اتم است در حالي که توان آشکار سازي يک ميکروسکوپ بسيار کمتر از حد لازم براي تشخيص آنهاست تنها در فلزي که بلور هايي با رنگ هاي مختلف در تماس با يکديگر باشند ، قابل رويت ساختن مرز دانه ها نمونه هاي متالوگرافي اچ مي شوند که اين عمليات با فرو بردن سطح نمونه پوليش شده در يک محلول اچ ضعيف اسيدي يا قليايي انجام مي شود رايج ترين محلول مورد استفاده براي فولاد هاي نايتال نام دارد که محتوي محلول 2% اسيد نيتريک در الکل است در بعضي حالات مي توان عمل اچ را توسط مالش ملايم يک تکه پنبه آغشته به محلول اچ بر روي سطح انجام داد در هر صورت در نتيجه اين عمل مقداري از سطح فلز حل شده و از سطح خارج مي شود چنانچه محلول اچ مورد استفاده مناسب باشد سطح فلز بصورت يکنواخت حل نمي شود گاهي عامل اچ کننده به مرز دانه ها سريع تر از سطح دانه ها حمله مي کند ساير محلول ساير محلول هاي اچ ، دانه هاي مختلف را بر اساس جهت گيري آن ها حل خواهند کردپس از اچ کردن مرز ها به صورت پله هايي کم عمق در سطح ظاهر مي شوند جداره هاي عمودي اين پله ها نور را همانند سطوح بلوري نسبتا صاف به عدسي هاي شيئ ميکروسکوپ منعکس نمي کنند و در نتيجه محل مرز بلوري در زير ميکروسکوپ قابل رويت مي شوند پرداخت الکتريکي و اچ الکتريکي در فلزاتي نظير فولاد زنگ نزن تيتانيم و زير کونيم که از بين بردن لايه هاي سطحي اعوجاج يافته بسيار مشکل است پوليش مکانيکي مناسب نيست بنابراين اغلب اين مواد توسط روش پرداخت الکتريکي در آخرين مرحله پرداخت مي شوند در اين حالت نمونه به عنوان آند و يک ماده غير قابل حل به عنوان کاتد در يک حمام الکتروليتي به صورت مناسب قرار مي گيرند چنانچه از دانسيته جريان مناسب استفاده شود مي توان سطح نمونه را به صورتي حل کرد که يک سطح پرداخت مناسب توليد شود در روش پرداخت الکتريکي حمام و دانسيته جريان بايد به صورت مجزا طوري کنترل شوند که سطحي صاف و بودن پستي و بلندي توليد شود همچنين با تغيير ترکيب شيميايي حمام و دانسيته جريان مي توان سطحي با پستي بلندي هاي مناسب عمليات اچ را توليد کرد به اين مراحل پرداخت الکتريکي گويند

boomba
21-12-2008, 16:11
بررسی انواع خوردگی

خوردگی از 8 روش می تواند به سطوح فلزی حمله کند . هشت دلیل موجه برای به کارگیری کامپوزیت ها در سازه های نظامی و غیرنظامی . این 8 روش عبارتند از :

حمله یکنواخت Uniform Attack در این نوع خوردگی که متداول ترین نوع خوردگی محسوب می شود ، خوردگی به صورتی یکنواخت به سطح فلز حمله می کند و به این ترتیب نرخ آن از طریق آزمایش قابل پیش بینی است .
خوردگی گالوانیک Galvanic Corrosion
این نوع خوردگی وقتی رخ می دهد که دو فلز یا آلیاژ متفاوت ( یا دو ماده متفاوت دیگر همانند الیاف کربن و فلز ) در حضور یک ذره خورنده با یکدیگر تماس پیدا کنند . در منطقه تماس ، فرایندی الکترو شیمیایی به وقوع می پیوندد که در آن ماده ای به عنوان کاتد عمل کرده و ماده دیگر آند می شود . در این فرآیند کاتد در برابر اکسیداسیون محافظت شده و آند اکسید می شود .

خوردگی شکافی Crevice Corrosion
این ساز و کار وقتی رخ می دهد که یک ذره خورنده در فاصله ای باریک ، بین دو جزء گیر کند . با پیشرفت واکنش ، غلظت عامل خورنده افزایش می یابد . بنابراین واکنش با نرخ فزاینده ای پیشروی می کند.

آبشویی ترجیحی Selective Leaching این نوع خوردگی انتخابی وقتی رخ می دهد که عنصری از یک آلیاژ جامد از طریق یک فرآیند خوردگی ترجیحی و عموما ً با قرار گرفتن آلیاژ در معرض اسیدهای آبی خورده می شود . متداول ترین مثال جدا شدن روی از آلیاژ برنج است . ولی آلومینیوم ، آهن ، کبالت و زیرکونیم نیز این قابلیت را دارند .

خوردگی درون دانه ای Intergranular Corrosion
این نوع خوردگی وقتی رخ می دهد که مرز دانه ها در یک فلز پلی کریستال به صورت ترجیحی مورد حمله قرار می گیرد . چندین عامل می توانند آلیاژی مثل فولاد زنگ نزن آستنیتی را مستعد این نوع خوردگی سازند . از جمله حضور ناخالصی ها و غنی بودن یا تهی بودن مرزدانه از یکی از عناصر آلیاژی .
خوردگی حفره ای Pitting Corrosion این نوع خوردگی تقریبا ً همیشه به وسیله یون های کلر و کلرید ایجاد می شود و به ویژه برای فولاد ضد زنگ بسیار مخرب است ؛ چون در این خوردگی ، سازه با چند درصد کاهش وزن نسبت به وزن واقعی اش ، به راحتی دچار شکست می شود . معمولا ً عمق این حفرات برابر یا بیشتر از قطر آنهاست و با رشد حفرات ، ماده سوراخ می شود .

خوردگی فرسایشی Erosion Corrosion این نوع خوردگی وقتی رخ می دهد که محیطی نسبت به یک محیط ثابت دیگر حرکت کند ( به عنوان نمونه مایع یا دوغابی که درون یک لوله جریان دارد ) یک پدیده مرتبط با این گونه خوردگی ، سایش Fretting است که هنگام تماس دو ماده با یکدیگر و حرکت نسبی آنها از جمله ارتعاش به وجود می آید . این عمل می تواند پوشش های ضد خوردگی را از بین برده و باعث آغاز خوردگی شود .

خوردگی تنشی Stress Corrosion این نوع خوردگی وقتی رخ می دهد که ماده ای تحت تنش کششی در معرض یک محیط خورنده قرار گیرد . ترکیب این عوامل با هم ، ترک هایی را در جزء تحت تنش آغاز می کند .

منبع: فصلنامه كامپوزيت

boomba
21-12-2008, 16:16
جوشکاري به روش GTAW


جوشکاري قوسي با الکترود تنگستني و در پناه گاز محافظ که گاهي اوقات Heliarc و يا جوش تيگ TIG(جوشکاري با تنگستن و گاز خنثي) نيز ناميده مي شود، در سال 1930 براي جوشکاري فلز منيزيم اختراع شد.Russell Meredith از الکترود تنگستني همراه با گاز خنثي هليوم براي جوشکاري فلز منيزيم استفاده کرد.اين روش جايگزين روش پرچ براي اتصال قطعات هواپيما از جنس آلومينوم و منيزيم شد.روش جوشکاري Heliarc در طي اين مدت تا کنون اصلاح زيادي يافته است ولي مکانيسم اصلي آن همان است که مرديت آن را بکار برده بود.
درجه حرارت ذوب براي اتصال از نگهداري قوس بين الکترود تنگستن و قطعه کار فراهم مي شود.(شکل1) دماي حوضچه مذاب تا 2500 C ميرسد.گاز خنثي حوضچه مذاب را احاطه مي کند وآنرا در مقابل آلودگي هاي اتمسفري محافظت مي کند.معمولا گاز خنثي آرگون،هليوم و يا مخلوطي از آن دو است.

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

کاربردها:
روش جوشکاري با الکترود تنگستن و گاز محافظ براي جوشکاري فولادهاي زنگ نزن ،آلومينوم ،منيزيم،مس و فلزات فعال(مثل تيتانيوم و تانتالوم) ونيز فولادهاي کربني و آلياژي استفاده مي شود.در جوشکاري فولادهاي کربني معمولا براي جوشکاري پاس هاي ريشه کار مي رود.

◄ مزايا و محدوديت ها:
مزاياي روش GTAW عبارتند از:

· جوش با کيفيت بالا و اعوجاج کم توليد مي کند.
· پاشش مذاب در مقايسه با روش هاي ديگر در اين روش وجود ندارد.
· در هر دو حالت با و بدون فلزپرکننده مي توان استفاده کرد.
· منابع نيروي مختلفي رامي توان بکار گرفت.
· انواع مختلفي از فلزات حتي فلزات غيرمشابه را مي توان با اين روش جوشکاري کرد
· کنترل دقيقي بر روي ميزان گرماي توليدي و ورودي مي توان دشات.
روش GTAW زماني استفاده مي شود که به جوش با کيفيت بالا نياز باشد.همانطوريکه در بالا اشاره شد، گرماي توليدي که ميتواند اثر منفي بر فلز داشته باشد،بدقت کنترل مي شود و نيز حوزه ديد جوشکار بوسيله دودهاي حاصله محدود نمي شود.

محدوديت هاي اين روش در زير آمده اند:

· نرخ رسوب آن در مقايسه با جوشکاري با الکترودهاي مصرفي پايين تر است.
· به جوشکار ماهر نياز دارد.(نسبت به SMAW,GMAW)
· براي جوشکاري ضخامت هاي بيشتر از 9.5 mm مقرون به صرفه نمي باشد.
· در وضعيت هاي جوشکاري غير تخت جوشکاري مشکل است زيرا حفاظت قوس کامل نيست.


علاوه بر مشکلات يادشده مي توان به برخي از مشکلات اين روش نيز در ذيل اشاره کرد:


· در صورتيکه الکترود تنگستني با حوضچه مذاب تماس داشته باشد، آخالهاي تنگستن مي تواند وارد فلز جوش شود.
· اگر حفاظت قوس و مذاب توسط جريان مداوم گاز خنثي انجام نشود و يا مختل شود،فلز مذاب آوده مي شود.
· آلودگي يا حفره در مذاب تحت تاثير نشتي آب از تورچها سرد شونده با آب
· وزش و يا انحراف قوس مثل روش هاي ديگر

منابع نيرو براي GTAW از نوع جريان ثابت همراه با منحني ولتاژ – آمراژ منفي مي باشند.راکتورهاي قابل اشباع و نيز واحدهاي کنترل شده با تريستور نيز مرسوم هستند.پيشرفت هايي که در صنايع الکتريکي اتفاق افتاده است،در اين حوزه نيز موثر بوده وباعث شده است که منابع نيروي با کارايي بيشتر و با وزن کمتر توليد شوند.امروزه منابع نيروي ترانزيستوري با جربان مستقيم نيز بسيار استفاده مي شوند و منابع نيرو يکسوکننده –مبدل ها بسيار پيچيده تر هستند.مبدل هاي نيرو شامل سه نوع تبديل هستند:

· جريان متناوب اوليه 60 mHz به جريان مستقيم تبديل مي شود.
· جريان مستقيم به جريان متناوب با فرکانس بالا تبديل مي شود.
· اين جريان متناوب به جريان مستقيم تبديل مي شود.

مبدل ها را مي توان از حالت جريان مستقيم به جريان متناوب براي جوشکاري GMAW تغيير داد و بکار برد که اين سبب کاهش هزينه و صرفه جويي در آن خواهد شد.منابع نيرو که با مبدل کنترل مي شوند در مقايسه با منابع سيليکوني SCR زمان هاي پاسخ سريعتري دارند.در شکل 2 رفتار دو نوع ماشين جوشکاري با کنترل مبدلي و با کنترل تريستوري نشان داده مي شود.

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

ساختمان تورچ: تورچ جوشکاري الکترود را نگهداشته و جريان الکتريکي را به سمت قوس هدايت مي کند و گاز لازم براي محافظت قوس و مذاب را به محل جوش انتقال مي دهد. قطعات تورچ در شکل 3 نشان داده مي شود.

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

تورچهاي جوشکاري که زير جريان 200 A بکار ميروند،معمولا با هوا سرد مي شوند،به عبارتي گاز خنثي از اطراف کابل حرکت ميکند و سردايش لازم را فراهم مي کند.اما در جوشکاري هاي پيوسته که با آمپراژهاي بالا سروکار دارد،و نيز در روش ماشيني از تورچهايي استفاده مي شود که با آب سرد مي شوند.
الکترودها.الکترودهاي غيرمصرفي که در روش GTAW بکار مي روند ، از تنگستن و يا آلياژهاي آن ساخته مي شوند.متداولترين اين آلياژها،آلياژ 2% ThO2-W يا EWTh-2 مي باشد.اين آلياژ از ويژگي هاي کاري خوبي برخوردار است و پايداري بهتري دارد.توريا راديواکتيو بوده وفلذا هنگام تيز کردن آن بايد مواظب بود که گرد و غبار آن استنشاق نشود.سنگ زني مي تواند خطرات جدي در پي داشته باشد و بايد قوانين زيست محيطي را رعايت کرد.الکترودهاي لانتانوم دار EWLa-1 و ايتريم دار الکترودهايي هستند که ويژگي هاي شروع خوبي داشته و پايداري قوس آنها حتي در ولتاژهاي کم نيز قابل قبول و مناسب است.الکترودهاي تنگستن سريم دار EWCe-2 نسبت به الکترودهاي توريم دار از لحاظ پايداري قوس و نرخ ذوب کردن کمي بهترند.هرکدام از الکترودهاي مذکور جوش هاي قابل قبولي توليد مي کنند.توانايي آسان ساطع کردن الکترون در ولتاژ پايين الکترودهاي لانتالوم دار ازعلل اصلي کارکرد خوب آنهاست.
تنگستن خالص در جوشکاري ac استفاده مي شود وبالاترين نرخ مصرف را دارند.گاهي اوقات از الکترودهاي زيرکني نيز استفاده ميشود.الکترودهاي تنگستن براساس ترکيب شيمايي شان طبقه بندي مي شوند.(جدول1)شرايط لازم براي اين الکترودها در AWS A5.12 ذکر مي شود.شکل نوک الکترودها بر شکل حوضچه مذاب موثر است.الکترودهايي که زاويه 60-120° دارند،پايدارترند و عمق نفوذ خوبي را دارند.الکترودهاي با زاويه کمتر 5-30° براي جوش شياري مناسب هستند تا از ايجاد قوس بين ديواره هاي محل اتصال جلوگيري کند.
سيستم تغذيه سيم:از تعدادي قطعه تشکيل شده است که از سيستم ساده تا پيجيده را در بردارند.سيستم اصلي آن درواقع وسيله اي است که سيم را با قلاب گرفته و سپس آن را از قرقره کشيده و بعد آنرا از طريق لوله راهنما به سمت محل جوشکاري انتقال مي دهد.براي حرکت موتور و نيز کنترل آن از کنترل و سوئيچ هاي الکترونيکي استفاده مي شود.
کابل،شلنگ و رگولاتورها براي انتقال جريان الکتريکي،آب و گاز خنثي به محل جوشکاري لازم مي باشند.

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

نوسان قوس در هر دو حالت جوشکاري دستي و ماشيني استفاده مي شود.مزاياي موجوددر جوشکاري دستي پايه و اساس کنترل جوش هنگام تنظيم تغييرات اتصال جوش و گپ موجود است.در جوشکاري ماشيني،نوسان از طريق حرکت مکانيکي تورچ جوشکاري و يا حرکت دادن پلاسماي قوس با کمک ميدان مغناطيسي خارجي انجام مي شود.نوسان باعث مي شود که گرماي توليدي در محل هاي دقيق انتقال داده شود.اين وضعيت براي زماني که جوشکاري قطعات با اشکال پيچيده انجام مي شود،يک مزيت بشمار مي رود.وقتي از نوسان جوش استفاده مي شود،تعداد پاس ها و نيز مقدار کل گرماي توليدي کاهش مي يابد زيرا هزينه حذف انقباض ها و عيوب ديگر را از هزينه کلي جوش کم مي کند.
شکل 4 اثر نوسانات مغناطيسي بر اعوجاج را نشان مي دهد.در برخي از آلياژها لازم است که از چند پاس براي ايجاد اثر برگشتي پاس هاي بعدي و بصورت جوش مستقيم string استفاده شود که در اين صورت نوسان Oscillation بکار نمي رود.براي پايداري قوس،کمتر کردن وزش قوس و نيز حرکت دادن پلاسماي قوس در امتداد حرکت تورچ مي توان از ميدان مغناطيس خارجي استفاده کرد.اينکار سبب مي شود ظاهر جوش بهتر شده و سرعت جوشکاري افزايش يابد.

◄ پارامترهاي فرايند:
جريان جوشکاري: جريان جوشکاري يکي از مهمترين پارامتر هاي جوشکاري است که بايد در هر روش جوشي کنترل شود زيرا بر عمق نفوذ،سرعت جوشکاري،کيفيت جوش و نرخ رسوب موثر است.

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

در کل سه نوع انتخاب براي جريان جوشکاري وجود دارد:

جريان مستقيم الکترود منفي DCEN
جريان مستقيم الکترود مثبت DCEP
جريان متناوب
در شکل هاي 5 و6 تاثير نوع جريان (ac,dc) بر شکل ظاهري جوش نشان داده مي شوند. هم چنين نوع جريان نسبت به ماده انتخابي در جدول 2 آورده شده است.
در جريان متناوب ،در 60 Hz پولاريته بين قطعه کار و الکترود تغيير مي کند. اين تغيير سريع در پولاريته باعث مي شود که يک نوع فرايند کاتدي ايجاد شود که در حذف لايه هاي اکسيدي در سطح فلزات بالاخص فلزات آلومينوم ومنيزيم بسيار مفيد است.در هر نيم سيکل که شرايط DCEP برقرار مي شود، الکترودها گرم مي شوند.لازمه اين کار اينست که از الکترودهاي با قطر بزرگ که از تنگستن خالص ساخته شده اند، استفاده شود. در فرايند GTAW بيشتر از جريان مستقيم با الکترود منفي استفاده مي شود.در اين حالت، گرماي بيشتري وارد قطعه کار شده و در نتيجه نرخ ذوب افزايش مي يابد.

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

boomba
22-12-2008, 15:10
بررسي انواع عيوب ريخته گري در قطعات آلومينيومي ريختگي تحت فشار (HPDC)

مقدمه و تاريخچه:
دايکاست يا ريخته گري تحت فشار عبارت است از روش توليد قطعه از طريق فلز مذاب و تحت فشار به درون قالب که پس از بسته شدن قالب ، مواد مذاب به داخل يک نوع پمپ يا سيستم تزريق هدايت شود سپس در حاليکه پيستون پمپ مواد مذاب را با سرعت از طريق سيستم تغذيه قالب به داخل حفره مي فرستد ، هواي داخل حفره از طريق سوراخهاي هواکش خارج مي شود . اين پمپ در بعضي از دستگاهها داراي درجه حرارت محيط و در برخي ديگر داراي درجه حرارت مذاب مي باشد .
از ابتداي قرن 20 کاربرد قطعات ريخته گري آلومينيوم رشد خود را آغاز نمود اولين محصولات آلومينيوم مختص به وسايل آشپزخانه و قطعات تزئيني بود بعد از جنگ جهاني دوم رشد سريعي در صنعت ريخته گري آلومينيوم بوقوع پيوست و علت اصلي آن نسبت وزن / استحکام عالي آلياژهاي AL بود .
از سال 1945 به دليل توسعه صنايع ريخته گري تزريقي ، ميزان مصرف و کاربرد آلومينيوم ريختگي شديدا افزايش پيدا نمود و بيشترين آن در صنايع اتومبيل سازي بود بخصوص در کشورهايي مثل ژاپن سرعت رشد مصرف آلياژهاي AL به صورت صعودي رو به افزايش بوده است که از طريق مواد آلومينيوم مي تواند وزن اتومبيل را کاهش دهند


توجه: يک عيب در دايگست هميشه قراردادي است زيرا به نوع استفاده و نحوه برداشت هر مشتري از عملکرد و کارآيي قطعه بستگي دارد بنابراين آنچه براي يک مشتري عيب محسوب مي شود ممکن است براي مشتري ديگر نقطه ضعف به حساب نيايد تعريف اين که چه چيز عيب محسوب مي شود به عهده مشتري است و مسأله اصلي نيازهاي خاص هر قطعه مي باشد



◄ عيب سرد جوشي:
سردجوشي عبارت است از برخورد دو جبهه از فلز مذاب اکسيد شده که باعث ناپيوستگي در قطعه ريخته شده مي شود . در صورتي که انجماد فلز خيلي پيشرفته باشد اتصال دو جبهه مذاب بطور کامل انجام شده و سردجوشي به صورت کشيدگي در قطعه ظاهر مي شود .

نحوه ايجاد عيب سرد جوشي:
سردجوشي نتيجه تقسيم شدن موج مذاب در طول پر شدن قالب مي باشد اين تقسيم شدن مي تواند در اثر وجود يک مانع در راه عبور مذاب ( پين يا ماهيچه ) باشد و يا در اثر يک انسداد ناشي از جاري شدن به صورت جت مي باشد حضور اکسيد در فلز مذاب قبل از ريخته گري پديده سردجوشي را شديدتر مي نمايد

◄ عيب نيامد:
نيامد عيبي است که در اثر نرسيدن مذاب به قسمت هايي از قطعه ايجاد مي شود اين عيب مي تواند در نواحي نازک قطعه ايجاد شود و از نظر ظاهري به عيب سردجوشي شبيه است

نحوه ايجاد عيب نيامد:
عيب نيامد نتيجه تقسيم شدن جبهه مذاب در حين پر شدن قالب است فلز خيلي سرد بوده و يا زمان پر شدن قالب خيلي طولاني مي باشد و يا حتي ممکن است جهت حرکت مذاب در قالب در حين پرشدن قالب نامناسب باشد به طوري که مذاب مسير طولاني را براي رسيدن به هدف بپيمايد در اين حال قبل از اينکه قالب توسط مذاب پر شود انجماد آغاز شده و نيامد ايجاد مي شود .

◄ عيب مک هاي گازي:
اين عيب به صورت مک هايي با ديواره صاف ظاهر مي شود که شکل کروي داشته و با سطح خارجي نيز ارتباطي ندارند سطح داخلي اين مک ها معمولا ً براق بوده اما گاهي ممکن است تا حدودي اکسيده نيز شده باشد که بستگي به منشأ ايجاد مک ها دارد .

نحوه ايجاد عيب مک هاي گازي:

الف ) حبس هوا در حين پر شدن قالب : پرشدن قالب هاي ريخته گري تحت فشار معمولا ً به صورت تلاطمي انجام شده و اين تلاطم باعث حبس هوا در قالب مي شود .

ب) حبس هوا در محفظه نگهدارنده مذاب : در ماشين هاي محفظه سرد در هنگام اولين فاز تزريق ذوب هوا مي تواند وارد مذاب شده و در هنگام پر شدن قالب هوا در بخش هاي زيادي از مذاب محبوس گردد .

پ) حبس گاز در محفظه سيلندر تزريق : اين حالت در اثر تبخير و يا تجزيه ماده حلال موجود در روانساز پيستون ايجاد مي شود در نتيجه در هنگام ورود مذاب به اين قسمت ها بايد ماده روانساز به صورت خشک باشد .

ت) حبس گاز از طريق مواد مذاب : همان فرآيند ذکر شده در فوق مي باشد که ناشي از تبخير ناقص روانساز قالب و يا تجزيه آن هنگام رسيدن مذاب مي باشد .

ث) آزاد شدن گاز حل شده در فلز مذاب : آلومينيوم و آلياژهاي آن به راحتي آب و ديگر ترکيبات هيدروژن دار ( مانند روغن و گريس ) را تجزيه مي نمايند هيدروژن آزاد شده در هنگام اين تجزيه در فلز حل شده و هر چه دما باشد ميزان ورود هيدروژن به فلز نيز بيشتر خواهد بود برعکس حلاليت هيدروژن درآلومينيوم در حالت جامد عملا ً ناچيز است در نتيجه در حين انجماد هيدروژن حل شده در مذاب آزاد شده و ايجاد سوراخ هاي ريز مي نمايد .

◄ عيب مک هاي انقباضي :
مک هاي انقباض به صورت حفره با فرم و اندازه متغير مي باشند اين مک ها بر عکس مک و حفره هاي گازي سطوح صاف و براق نداشته و کم و بيش حالت کندگي و سطوح دندريتي دارند .

نحوه ايجاد عيب مک هاي انقباضي:
در هنگام انجماد فلز دچار انقباض حجمي گرديده و در صورت عدم وجود فلز مذاب جبران کننده انقباض ، اين انقباض به صورت يک يا چند حفره ظاهر مي گردد اين حفره ها مي توانند در سطح قطعات ريختگي ظاهر شوند ( مثلا ً در مواردي که مذاب در شمش ريزي منجمد مي شود ) و يا برعکس به صورت بسته در داخل قطعه محبوس گردند که معمولا ً در ريخته گري تحت فشار مشاهده مي شود .

◄ عيب آبلگي :
عيب آبلگي همانند حفره هاي گازي است اما در سطح قطعه ظاهر مي شود همچنين در مورد قطعات نازک اين عيب مي تواند در دو سطح قطعه نيز ظاهر شوند .

طريقه ايجاد عيب آبلگي :
روش ايجاد آبلگي همانند ايجاد عيب حفره هاي گازي است ولي در اين مورد آزاد شدن هيدروژن حل شده بر خلاف ايجاد حفره هاي گازي ، به صورت غير کافي انجام مي گيرد در اين حال در صورتي که درجه حرارت قطعه در هنگام باز کردن قالب بيش از حد بالا باشد مقاومت مکانيکي آلياژ بسيار ضعيف بوده و حفره هاي گازي ايجاد شده تحت فشار فوق العاده قوي موجب تغيير شکل قطعه در نواحي نزديک سطح مي شوند همچنين در صورت نازک بودن قطعه نسبت به قطر حفره گازي نيز عيب فوق به وجود مي آيد

◄ عيب مک هاي سوزني ( ريزمک) :
ريز مک هاي سطحي به صورت سوراخ هاي بسيار ريز ( چند صدم ميلي متر ) و اغلب به صورت گروهي مشاهده مي گردند .

نحوه ايجاد عيب مک هاي سوزني

الف ) حبس گاز : در اين مورد تاول هاي ريزي به وسيله حباب هاي گازي که در نواحي بسيار نزديک سطح محبوس گرديده اند ايجاد مي شود .

ب) اکسيدها : اکسيدهاي موجود در فلز نيز مي توانند عيب فوق را ايجاد نمايند .

◄ عيب ترک خوردگي:
عيب ترک خوردگي به صورت ايجاد ترک هاي کم و بيش نازک و عميق ظاهر مي شود در برخي موارد اين ترک ها مي توانند حتي ضخامت قطعه را نيز طي نمايند .

نحوه ايجاد عيب ترک خوردگي:
اين نوع ترک ها بين دانه اي بوده و به فرم هاي غيرمنظم مي باشند اين ترک ها هنگامي ايجاد مي شوند که آلياژ در انتهاي انجماد تحت تنش باشد . در اغلب موارد خطر ايجادترک در نواحي از قطعه که مستعد ايجاد تنش مي باشند و در نقاط گرم بيشتر است .

◄ عيب سخت ريزه:
اين عيب به صورت ناهنجاري ساختاري و يا حضور اجسام خارجي مي باشد که در حين ساخت و يا فرسايش و يا شکست ابزار برش ايجاد مي شوند .

نحوه ايجاد عيب سخت ريزه:
عيب سخت ريزه در ريخته گري تحت فشار مي تواند مبدأ متفاوتي داشته باشد .

الف ) ترکيبات بين فلزي

الف – 1 – ترکيبات m-Al(Fe,Mn)Si

اين ترکيبات بر روي برش هاي قطعات به صورت سوزن هاي کوتاه ديده مي شود که در حقيقت به صورت ذرات بريده مشاهده مي شود .

الف – 2 – ترکيبات x-Al(Fe,Mn)Si

اين ترکيبات به فرم خطوط چيني ريز مشاهده مي شوند اين ترکيبات نسبت به ترکيبات قسمت قبل (m-Al(Fe,Mn)Si) بر روي خواص مکانيکي ضرر کمتري داشته و در فرآيند ساخت عملا ً مشکلي را ايجاد نمي نمايند .

الف – 3 – ترکيبات c-Al(Fe,Mn)Si

اين ترکيبات به شکل بلورهاي چند وجهي با طول متغير مي باشند اين نوع ترکيبات هنگامي ايجاد مي شوند که درجه حرارت حمام مذاب به کمتر از حد معيني باشد که اين حد بستگي به مقدار آهن ، منگنز و کروم در آلياژ دارد .

ب) اکسيداسيون ، واکنش با ديرگدازه ها

آلياژهاي آلومينيوم مخصوصا ً در حالت مايع طبيعتا ً بسيار اکسيد شونده هستند روي حمام آلياژ مذاب معمولا ً لايه اي از اکسيد آلومينيوم ايجاد مي شود که به آن اکسيد آلومينيوم گاما مي گويند اين لايه به شدت محافظت کننده است اما طي چند ساعت يا چند ده ساعت به اکسيد آلومينيوم آلفا تبديل مي شود سرعت تبديل تابعي از درجه حرارت مي باشد از طرفي سرعت اکسيداسيون همچنين به حضور برخي عناصر آلياژي و از همه مهم تر در ريخته گري تحت فشار بستگي به حضور فلز روي در آلياژ دارد .

پ) ذرات خارجي

آزمايش سيستماتيک بر روي تعداد زيادي از نمونه ها به کمک ميکروسکوپ الکترونيکي نشان داده اند که اغلب ذرات خارجي موجود در قطعات ، متشکل از ذرات ديرگدازنشان داده اند که اغلب ذرات خارجي موجود در قطعات ، متشکل از ذرات ديرگداز ،(احتمالا ً با شکل تغيير يافته در اثر واکنش با آلومينيوم و يا ذرات بوته ) مي باشند .

◄ عيب قطره هاي سرد:
قطرات سرد به صورت طبله هاي کم و بيش کروي به صورت محبوس در روي قطعه ظاهر مي شوند واغلب موارد نيز قابل حل شدن و ايجاد پيوستگي ساختاري با فلز اطراف خود نمي باشند تنها راه تشخيص اين عيوب ، بررسي ريز ساختار آنها مي باشد .

نحوه ايجاد عيب قطره هاي سرد:
قطرات سرد قسمت هايي از فلز هستند که به سمت ديواره هاي قالب و يا ماهيچه پاشيده شده اند و بلافاصله نيز منجمد گرديده اند بدون آنکه بتوانند توسط مذاب بعدي حذف گردند اين قطرات منجمد در داخل قطعه محبوس شده ، بدون آنکه ذوب مجدد شده باشند اين قطرات فقط باعث ايجاد يک غيرهمگوني در ساختار فلزي مي شوند .

◄ طبقه بندي علل عيوب قطعات آلومينيومي ريختگي تحت فشار:
◄ علل عيب سرد جوشي:
عدم تنظيم حرکت پيستون تزريق
طرح نامناسب سيستم مذاب رساني
پايين بودن سرعت دومين فاز مرحله تزريق
بيش از حد بودن مقدار مذاب تزريق شونده
سرد بودن قالب
سرد بودن مذاب هنگام تزريق
کوتاه بودن کورس ( زمان ) دومين مرحله تزريق

◄ علل عيب مک هاي گازي:
طرح نامناسب سيستم مذاب رساني
کم بودن سرعت دومين مرحله تزریق
بالا بودن سرعت دومين مرحله تزريق
طولاني بودن زمان مرحله تزريق
مشکل قالب گيري
عدم وجود هواکش به ميزان کافي در قالب
کيفيت نامناسب مذاب ( تميز نبودن يا حضور اکسيدها
عدم تنظيم سرعت مرحله اول تزريق

◄ علل عيب مک هاي انقباضي:
فشار نامناسب مرحله سوم ( تزريق
عدم تنظيم حرکت پيستون تزريق
طرح نامناسب سيستم مذاب رساني
سرعت خيلي پايين مرحله دوم تزريق
گرم بودن قالب
کيفيت نامناسب مذاب ( تميز نبودن يا حضور اکسيدها


◄ علل عيب آبلگي:
عدم تنظيم حرکت پيستون تزريق
سرعت پايين مرحله دوم تزريق
بالا بودن سرعت مرحله دوم تزريق
طولاني بودن زمان مرحله دوم تزريق
مشکل قالب گيري
عدم وجود هواکش به اندازه کافي در قالب
کيفيت نامناسب مذاب ( تميز نبودن يا وجود اکسيدها
عدم تنظيم سرعت مرحله اول تزريق

◄ علل عيب مک هاي سوزني:
طرح نامناسب سيستم مذاب رساني
طولاني بودن زمان مرحله دوم تزريق
زمان نامناسب قالب گيري
عدم وجود هواکش به ميزان کافي در قالب
کيفيت نامناسب آلياژ مذاب ( تميز نبودن يا وجود اکسيدها
عدم تنظيم سرعت مرحله اول تزريق

◄ علل عيب ترک خوردگي:
نامناسب بودن عمل تزريق
فشار نامناسب مرحله سوم تزريق
گرم بودن قالب
گرم بودن مذاب تزريق شونده
مشکل قالب گيري
کيفيت نامناسب مذاب ( تميز نبودن يا وجود اکسيدها


◄ علل عيب سخت ريزه:
نامناسب بودن ترکيب شيميايي آلياژ
نامناسب بودن زمان انجماد
وجود ترکيبات بين فلزي در آلياژ
اکسيد شدن آلياژ و واکنش با ديرگدازه ها
وجود هر گونه ذرات خارجي در آلياژ

◄ علل عيب قطرات سرد:
عدم تنظيم حرکت پيستون تزريق
طرح نامناسب سيستم مذاب رساني
پايين بودن سرعت مرحله دوم تزريق
سرد بودن مذاب تزريق شونده
کوتاه بودن زمان مرحله دوم تزريق

◄ بررسي روش هاي جلوگيري از ايجاد عيوب در قطعات آلومينيومي ريختگي تحت فشار:
◄ مشکلات تزريق:

مشکلات مربوط به تزريق مذاب منجر به ايجاد ترک در حد قابل توجهي مي شوند به خصوص هنگامي که بيرون اندازه ها به طور موضعي روي قطعه فشار وارد کرده و قطعات هنگام خروج دچار تغيير شکل شوند در اين حال فشار زيادي بر قطعات وارد شده و منجر به شکست يا ايجاد ترک مي گردد جهت حل اين عيب سه راه حل وجود دارد .

الف ) کوتاه کردن بيرون اندازه ها .

ب) افزايش ضخامت راهگاه در محل تماس با قطعه .

پ) بازبيني نحوه توزيع بيرون اندازه ها روي قطعه و يا افزايش قطر آنها .

◄ اضافه فشار يا زمان بالا آمدن ذوب:

تأثير فشار اضافي در فاز سوم با دو فاکتور در ارتباط مي باشد مقدار فشار اعمال شده و تأخير در کاربرد اين فشار

الف ) مقدار فشار اعمال شده : فشار اضافي اثر مطلوبي بر کاهش عيوب به ويژه در مورد مک هاي انقباضي به وسيله اعمال فشار در فاز يوتکتيکي دارد در اين حال تأثير اين فشار اضافي بر روي حفره هاي گازي کمتر محسوس مي باشد حداکثر فشار قابل اعمال بستگي به نيروي بسته شدن قالب دارد .

ب) تأخير در اعمال فشار : با ايجاد تأخير در اعمال فشار اضافي در مرحله سوم ريخته- گري تحت فشار ، انجماد سريعا ً انجام مي پذيرد به همين دليل لازم است فشار مرحله سوم بلافاصله پس از پر شدن قالب اعمال گردد در غير اين صورت قسمت هاي نازک قطعات منجمد گرديده و مانع هر گونه انتقال فشار بر بقيه قسمت هاي قطعه مي گردد .

◄ گريپاژ يا توقف نابهنگام پيستون تزريق:

حرکات ناگهاني پيستون تزريق عامل ايجاد انواع عيوب است از جمله سرد جوشي ، نيامد، مک هاي انقباضي و حتي عيب قطرات سرد ، گريپاژ پيستون به راحتي قابل تشخيص است به شرط آنکه منحني جابجايي و فشار آن را در اختيار داشته باشيم .

منشأ گريپاژ پيستون اغلب در سرد شدن نامناسب پيستون بوده که خود دو علت دارد .

الف ) کارکرد نامناسب سيستم خنک کننده پيستون تزريق .

ب) دبي غير کافي آب که ، نياز به بازبيني و رگلاژ دارد .

از طرفي علت هاي ديگري نيز جهت گريپاژ پيستون وجود دارند :

الف ) سرد شدن بيش از حد پيستون تزريق

ب) بسته شدن شير تزريق و يا ديگر عيوب مربوط به سيستم هيدروليک

پ) گرفتگي فلر در سيلندر تزريق

ت) طرح سيستم تغذيه قالب

چند عامل جهت نامناسب بودن قالب را مي توان ذکر نمود :

الف ) روش طراحي – سيستمي که از طريق تجربي طراحي شده باشد و يا حتي بدتر از آن طراحي بدون محاسبه موجب ايجاد عيوب مي گردد .

ب ) کوتاه بودن طول راهگاه ورودي مذاب – در اين حال برخي نقاط قطعه به سختي از مذاب تغذيه شده و يا برعکس موجب چرخش مجدد مذاب در داخل قالب مي گردد.

boomba
22-12-2008, 15:12
تبدیل درصد وزنی و اتمی به یکدیگر

الف تبدیل درصد وزنی به اتمی:

در ابتدا باید وزن را برحسب گرم در نظر گرفت. پس در ۱۰۰ گرم از آلیاژ Fe-7wt%C به میزان ۷ گرم کربن و ۹۳ گرم آهن وجود دارد.

وزن اتمی آهن ۵۶ و وزن اتمی کربن ۱۲ است. عدد آووگادرو ۶/۰۲۲ x 1023 می باشد.

تعداد اتمها در ۷ گرم کربن برابر است با:

۷ ضربدر عدد آووگادرو تقسیم بر وزن اتمی کربن

۷ x 6.022 x 1023 / 12= 3.513 x 1023

برای ۹۳ گرم آهن به همین ترتیب داریم:

۹۳ x 6.022 x 1023 / 56= 10.000 x 1023

بنابراین درصد اتمی کربن برابر است با:

تعداد اتمهای کربن ضربدر ۱۰۰% بخش بر مجموع اتمهای کربن و آهن

۳/۵۱۳ x 1023x 100 / (3.513 + 10.000) x 1023= 26%

پس آلیاژ Fe-7wt%C معادل با Fe-26at%C می باشد.


--------------------------------------------------------------------------------

الف تبدیل درصد اتمی به وزنی:

سمانتیت در Fe-25at%C تشکیل می شود. این فاز را درچه درصد وزنی خواهیم داشت؟

در نظر بگیرید یک نمونه دارای ۱۰۰ اتم می باشد. برای مثال، نمونه ای از Fe-25at%C دارای ۲۵ اتم کربن و ۷۵ اتم آهن است.

وزن ۲۵ اتم کربن= ۲۵ ضربدر وزن اتمی کربن بخش بر عدد آووگادرو= ۴/۹۸ واحد جرم اتمی

وزن ۷۵ اتم آهن= ۷۵ ضربدر وزن اتمی آهن بخش بر عدد آووگادرو= ۶۹/۷۴ واحد جرم اتمی

بنابراین:

درصد وزنی کربن = وزن اتمهای کربن ضربدر ۱۰۰ بخش بر مجموع وزن اتمهای کربن و آهن=

۴/۹۸ x 100 / (4.98 + 69.74)= 6.66%

پس at%C 25 معادل با ۶/۶۶wt%C است.

boomba
22-12-2008, 15:14
رسم نمودار فازی بخش اول

چگونه یک نمودار فازی رسم کنیم:


یک دیاگرام فازی دوتایی نشان دهنده فازهای تشکیل شده و موجود در درصدهای مختلف از مخلوط دو عنصر و در یک دامنه دمایی می باشد.

ترکیب شیمیایی از ۱۰۰ درصد در مورد عنصر A در سمت چپ نمودار آغاز و با در نظر گرفتن تمامی مخلوطهای ممکن به ۱۰۰ درصد از عنصر B در سمت راست پایان می یابد.

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

ترکیب شیمیایی یک آلیاژ به شکل A - x%B نشان داده می شود. برای نمونه Cu - 20%Al دارای ۸۰ درصد مس و ۲۰ درصد آلومینیوم می باشد.

برای نشان دادن خواص عناصر آلیاژی معمولا از درصد وزنی (Weight percentage ) استفاده می شود از درصد اتمی ( Atomic percentage ) هم می توان استفاده نمود.د درصد وزنی با wt% و درصد اتمی باا at%نشان داده می شود. در این نوشته ما از درصد وزنی استفاده می کنیم.

تفاوت درصد وزنی و اتمی را با یک مثال نشان می دهیم:

وقتی از Cu-27at%Al حرف می زنیم، یعنی در این آلیاژ ۲۷% اتمها مربوط به آلومینیوم و ۷۳ % اتمها مس هستند و هنگامی که آلیاژ به شکل Cu-27wt%Al باشد، ۲۷% از وزن آلیاژ Al و ۳۷% Cu خواهد بود.

boomba
22-12-2008, 15:15
رسم نمودار فازی بخش دوم

تمایل در آلیاژها انجماد در یک دامنه دمایی (به جای انجماد در دمایی خاص مانند آنچه در عناصر خالص رخ می دهد)، می باشد.

در هر یک از دو سر نمودار فازی فقط یکی از عناصر (۱۰۰% A یا ۱۰۰%B) و در نتیجه یک نقطه ذوب خاص وجود دارد.

در برخی مواقع نیز مخلوطهایی وجود دارند که مانند عناصر خالص در یک دمای ویژه منجمد می شوند. این نقطه به نام نقطه یوتکتیک نامیده می شود. امکان وجود بیش از یک نقطه یوتکتیک در برخی نمودار های فازی وجود دارد. نقطه یوتکتیک نقطه ای است که واکنش یوتکتیک رخ می دهد.

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

نقطه یوتکتیک را می توان به صورت تجربی با رسم نمودارهای نرخ سرد شدن در دامنه ای از ترکیب شیمیایی آلیاژ به دست آورد.


نمودارهای فازی برای آلیاژهای بسیار ساده دوتایی دارای نقطه یوتکتیک نیست. در این حالت مخلوط مذاب (مایع) در یک دامنه انجماد (دامنه دمایی) سرد شده و محلی جامد از دو عنصر تشکیل دهنده بوجود می آید.

این نمودار ساده فازی معمولا فقط وقتی بوجود می آید که دو عنصر بسیار شبیه به هم تشکیل آلیاژی را داده و یا بخشی از یک نمودار فازی پیچیده باشند.

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

boomba
22-12-2008, 15:17
رسم نمودار فازی بخش سوم

با سرد کردن آلیاژ از حالت مذاب و ثبت کردن نرخ سرد شدن آن، می توان دمای شروع انجماد را مشخص و در نمودار فازی رسم نمود. با انجام دادن آزمایشات تجربی به تعداد کافی در دامنه ای از ترکیب شیمیایی، یک منحنی شروع انجماد را در نمودار می توان رسم نمود. این منحنی به سه نقطه انجماد ساده (Single) ختم می شود و به خط لیکیدوس معروف است. بالای این خط فقط حالت مایع از آلیاژ وجود خواهد داشت.

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

به همان روشی که شکر در چای داغ حل می شود(محلول مایع)، برای یک عنصر نیز امکان اینکه در یک عنصر دیگر حل شده ،در حالی که هر در حالت جامد باقی بمانند، وجود دارد. به این امر حلالیت جامد می گویند که مشخصاً تا چند درصد وزنی وجود دارد. این حد حلالیت معمولا با دما تغییر می کند.

گستردگی منطقه حلالیت جامد را می توان در نمودار فازی رسم کرده و نامگذاری نمود. محلول جامدی از عنصر Bدر A(یعنی عمدتا عنصر A وجود داشته باشد)، به نام فاز آلفا(فاز تشکیل شده در سمت چپ نمودار) و وارون این حالت بتا (فاز تشکیل شده در سمت راست نمودار)نامیده می شود.


نکته قابل توجه در در مورد برخی از عناصر این است که برخی از این عناصر در حالت آلیاژی با یکدیگر دارای حلالیت صفر هستند(در همدیگر حل نمی شود). یک شاهد بسیار خوب آلیاژ های Al – Si است که آلومینیوم در سیلیکون حلالیت برابر با صفر دارد.

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

boomba
22-12-2008, 15:22
رسم نمودار فازی بخش چهارم

اگر ترکیب شیمیایی یک آلیاژ در منطقه کوچک محلول جامد و یا در کناره های نمودار فازی قرار نگیرد، آلیاژ در نقطه یوتکتیک به شکل کامل جامد می شود که این به شکل خط یوتکتیک در نمودار فازی نشان داده شده است.
در دماها و ترکیبات شیمیایی بین شروع انجماد و نقطه ای که جامد کامل به دست می آید(دمای یوتکیتیک)، مخلوطی خمیری از هر دو فاز آلفا یا بتا به شکل توده های جامد با مخلوطی مایع از A و B بوجود خواهد آمد. این منطقه را که به صورت جزیی جامد شده است، در نمودار فازی زیر می توانید مشاهده کنید.

منطقۀ قرار گرفته در زیر خط یوتکتیک و خارج از منطقۀ محلول جامد، مخلوطی از آلفا و بتا خواهد بود

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

خطوط ارتباطی و قانون اهرم Lever

آلیاژی را که در نمودار زیر نشان داده شده است، در دما و ترکیب مشخص ده در نظر بگیرید. در این دما آلیاژ مخلوطی از فازهای آلفا و مایع(مذاب) است اما ترکیب دقیق شیمیایی در این دما چیست؟

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

یک خط ایزوترمال(دمای ثابت) از نقطه مورد نظر رسم کنید. این خط دو منحنی حلالیت مجاورش را قطع می کند و به نام خط ارتباطی نامیده می شود(Tie Line). دوسر انتهایی این خط نشان دهنده ترکیب شیمیایی دو فاز موجود در حالت تعادل با دیگر فاز در این دما می باشد.

از نمودار می دانیم که فازهای آلفا و مذاب وجود دارند. خط ارتباطی نشان می دهد که فاز آلفا ۵/۲% B و فاز مذاب ۳۴/۵%B در این دما است. توجه داشته باشید که ترکیب کلی نمونه بدون تغییر مانده و ما فقط ترکیب شیمیایی فازهای تشکیل دهنده نمونه را تعیین می کنیم.

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

برای یک آلیاژ که در ترکیب شیمیایی Co و دمای Tx سرد شده است، خطوط ارتباطی برای جواب دادن به پرسشهای زیر بکار می رود:

-چه فازهایی وجود دارند؟

- ترکیب شیمیایی آنها چیست؟

- اگر دما تا Ty کاهش یابد، ترکیب شیمیایی دو فاز چگونه تغییر می کند؟

چون ترکیب شیمیایی Co و دمای Tx در منطقه فازی بتا + مذاب همدیگر را قطع می کنند، بنابراین فاز بتا و مذاب فازهای موجود هستند.

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

پاسخ پرسش دوم دربارۀ ترکیب شیمیایی:

بایستی خطی افقی از نقطه مورد نظر به نزدیکترین مرزهای نمودار فازی رسم کرد. این خط نشان دهنده موارد زیر خواهد بود:

<!--[if !supportLists]-->- <!--[endif]-->مذاب: X درصد وزنی از B

<!--[if !supportLists]-->- <!--[endif]-->فاز بتا: Y درصد وزنی B

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

با کاهش دما تا Ty خط جدیدی از نقطه مورد نظر که از تقاطع این دما و ترکیب شیمیایی به دست می آید، رسم کنید.

ترکیب شیمیایی عبارتست از:

<!--[if !supportLists]-->- <!--[endif]-->مذاب: X’ درصد وزنی از B

<!--[if !supportLists]-->- <!--[endif]-->فاز بتا: Y’ درصد وزنی B

بنابراین، هر دو فاز مذاب و بتا وقتی نمونه سرد شود،غنی تر از عنصر A می شود.

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

اکنون ما ترکیب شیمیایی دو فاز را می دانیم و نیاز به این داریم دریابیم که چه مقدار از هر فاز در دمای داده شده وجود دارد.

نسبت کسری از هر دو فاز را بوسیله قانون اهرم Lever می توان به دست آورد.

در نگاه اول این قانون گیج کننده به نظر می رسد. در واقع این قانون تبدیل جرم بوده و می توان آن را به شکل ریاضی تبدیل کرد.

ما ابتدا با یک ترکیب شیمیایی کلی Co آغاز کردیم. از خط ارتباطی رسم شده دریافتیم که دو فاز موجود در یک دمای خاص دو ترکیب شیمیایی مختلف دارند، اما مقدار کلی این دو ترکیب شیمیایی بایستی به مقدارترکیب کلی آلیاژ اضافه شود. این اساس قانون اهرم است.

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

boomba
22-12-2008, 15:29
EBSD 1

برای مبتدیانEBSD
مقدمه:
پراش الکترونی از الکترونهای برگشتی(EBSD) روشی است که برای بدست آوردن اطلاعات کریستالوگرافیک از یک نمونه در میکروسکوپ SEM است.در این راهنما سعی شده است که مفید بودن این تکنیک و مکانیسم آن توضیح داده شود.
مواد کریستالی و ریزساختار آنها:
مواد شناخته شده مانند فلزات، مواد معدنی و سرامیکها جزء مواد کریستالی هستند. در مواد کریستالی اتمها که تشکیل دهنده ماده هستند، در فضا به صورت متناوب تکرار می شوند.
به شبکه ۳ بعدی از نقاط که اتمها در این نقاط قرار گرفته اند، شبکه کریستالی می گویند. البته مشخص است که اندازه اتمها و فاصله بین گروههای تکرار شونده اتمها بسیار کوچک است. برای مثال در فلز آلومینیوم، اتمها در گوشه ها و وجوه یک مکعب قرار گرفته اند. هر ضلع مکعب طولی برابر ۰/۴۰۵ نانومتر (هر نانومتر برابر ۹-۱۰ متر است) دارد.

در مقیاس اتمی ساختار کربستالی مواد بسیار منظم و با قاعده است. برخی اوقات اتمها می توانند تشکیل تک کربستال ایی را می دهند که حتی در مقیاس میلیمتری دارای ساختار یکنواخت می باشند. همه ما شکل ظاهری کریستالهای طبیعی معدنی مانند کوارتز را می شناسیم. در این موارد شکل و تقارن کربستال نشان دهنده وجود نظم و قاعده در ساختار اتمی است. همچنین تک کریستالها را می توان به روشهایی ساخت. برای نمونه، قرصهای سیلیکونی تک کریستال مورد استفاده در صنایع میکروالکترونیک را می توان نام برد که دارای پهنهایی تا ۳۰ میلیمتری هستند.

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
سلول واحد آلومینیوم. اتمها در گوشه ها و مرکز وجوه مکعب قرار گرفته اند

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
سلول واحد آلومینا شامل اتمهای آلومینیوم (قرمز) و اکسیژن (سبز)

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
مواد معمولا تجمعی از دانه های تک کریستال هستند

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
ساختار کربستالی قابل مشاهده در یک قطعه ریختگی

به هر حال ساختار کربستالی فقط در فواصل کوتاه یکنواخت است. معمولا مواد متشکل از توده ای از دانه های تک کربستال هستند. برخی مواد به نام پلی کریستال معروف هستند که اندازه دانه ها می تواند از چند نانومتر تا دانه هایی که به چشم غیر مسلح قابل دیدن باشند، متغیر باشد. حتی در تک کریستال ها هم دانه ها دارای شبکه کامل و بدون نقص نیستند و می توانند دارای نقایصی باشند که اثر قابل توجهی بر رفتار مواد دارند. ریزساختار یک ماده وابسته به اجتماعی از دانه ها با یکدیگر به همراه دیگر اجزای میکروسکوپی از قبیل حفرات و آخال ها می باشد. مواد مهندسی از قبیل فولادها و آلومینیوم مواد پلی کربستال بوده و درنتیجه استفاده از روشهایی که بتوان ساختار این مواد را به صورت کامل و با آنالیز کرد، ضروری است. از نقطه نظر EBSD دو فاکتور مهم در مواد پلی کریستال وجود دارد که در آنالیز کردن این مواد کاربرد دارد. نخست اینکه در مواد پلی کریستال، کریستالها در دانه های مختلف دارای جهت گیری (Orientation) متفاوت هستند. یعنی اینکه لبه های شبکه کریستالی در دانه های مختلف دارای جهت گیری متفاوت هستند.در این باره بیشتر توضیح خواهد داده شد. دوم اینکه مواد پلی کربستال شامل مناطقی هستند که دانه های مختلف همدیگر را ملاقات می کنند، که به این نواحی مرزدانه می گوبند

boomba
24-12-2008, 10:12
پدیده اکسیداسیون در بوته های ذوب

منظور از اکسیداسیون یک بوته ذوب تغییر بافت شیمیایی و فیزیکی مواد آن- که نتیجه سوختن و از بین رفتن آرام و آهسته گرافیت می باشد- است.
گرافیت جزء اصلی بوته های رسی- گرافیتی است. این ماده در بوته های کاربید سیلیکونی نیز وجود دارد. حضور گرافیت یک هدایت دمایی و الکتریکی خوب و یک مقاومت به شوک دمایی عالی را تضمین می کند.این ماده نسبت به حملات شیمیایی مقاومت بسیار بالایی داشته و تنها در مذاب آهن حل می شود.گرافیت به عنوان یک جزء بوته، در دمای حدود 700 درجه سانتیگراد در حضور اکسیژن شروع به سوختن می کند.
از این رو، کلیه بوته های محتوی گرافیت لعاب داده می شوند. این لعاب باعث کاهش سوختن گرافیت بوته در فرایند ساخت حین پروسه آتش کاری و نیز موقع استفاده از آن در کارگاه ریخته گری خواهد شد.
با وجود این، اکسیداسیون عارضه عادی کلیه بوته های کهنه استفاده شده در ریخته گری های ذوب آلومینیوم است.
اگر بوته ها بدرستی جابجا و نگهداری شوند، سایش مکانیکی زیادی از خود نشان نخواهند داد؛ اما به هر حال در نهایت مجبور خواهیم شد به علت هدایت دمایی نامطلوب آنها را تعویض نماییم.
از طرف دیگر؛ بوته های ذوب فلزات سنگین توسط فلاسکهای ذوبی مذاب و شلاکه های مایع بتدریج فرسوده و از بین رفته ، و در نتیجه کاهش ضخامت دیواره در نهایت می بایست آنها را تعویض نماییم.
بوته های رسی- گرافیتی تنها دارای یک لعاب هستند. بوته های سیلیکونی بطور اضافه ای توسط مواد خاصی- که به طرز موثر از اکسیداسیون زودرس گرافیت ممانعت میکند- عمل آورده می شوند. این بدان معنی است که- با بعضی استثنائات- بوته های کاربید سیلیسیمی به دلیل دوام بهترشان، جهت ریخته گری آلومینیوم ترجیح داده می شوند.
منشاء اصلی اکسیداسیون به عنوان عارضه عادی استهلاک بوته های کهنه مورد استفاده همانا وقوع ترکهای مویی در لعاب، به علت تغییرات مکرر درجه حرارت است. در اینجا اتمسفر اکسید کننده کوره به داخل مواد بوته نفوذ کرده و اجازه سوختن بوته را می دهد.
در ریخته گری های آلومینیوم- بویژه تا آنجا که به بوته های نگهدار مرتبط است- دماهای کوره ها آنقدر پایین است که امکان Seal شدن برای این ترکها ی ظریف مقدور نخواهد بود.
در ریخته گری های فلزات سنگین، دماهای بالاتر، ترکهای مویی روی لعاب را مسدود خواهد کرد در نتیجه در اینجا اکسیداسیون- به شرطی که اتمسفر کوره بشدت اکسیدان نباشد- ناچیز خواهد بود.
اکسیداسیون عادی یک بوته بصورت ذیل پیشرفت می کند:
این پدیده را نمی توان روی بوته رویت کرد. افزایش آهسته از دست دادن گرافیت با کاهش ظرفیت حرارتی بوته معلوم می گردد.به عبارت دیگر؛ زمان به ازای هر بار ذوب و مصرف انرژی افزایش می یابد. هیچ چیزی نمی تواند مانع این پروسه گردد. در نهایت، هدایت حرارتی این بوته تا آن حد تنزل خواهد کرد که مجبور خواهیم شد آنرا با بوته ای نو تعویض نماییم.
با شکستن یک چنین بوته استفاده شده ای، بوضوح تغییر رنگی در مواد آن آشکار می شود:
این سطح شکسته دیگر رنگ آبی- سیاه اصلی، درخشش کریستال های SiC و ذرات گرافیت را از خود نشان نمی دهد، و توده ای متخلخل، تیره و کدر با تنها تعدادی کریستال SiC با رنگ روشن تا تیره خاکستری رنگ نشان خواهد داد.
به علت سوختن گرافیت، مواد اکسیده شده بوته: وزن، استحکام مکانیکی، هدایت الکتریکی، هدایت دمایی و مقاومت به شوک حرارتی خود را از دست می دهند. آنها متخلخل، ترد و عایق حرارت می گردند. آنها تحت تنشهای حرارتی بالاتر قرار گرفته، پوسته پوسته شده و فرو خواهند ریخت.
شروع و پیشرفت اکسیداسیون بستگی به روش حرارت دهی کوره و اتمسفر کوره دارد.
با توجه به حساسیت بوته به اکسیژن، شعله می بایست خنثی یا اندکی اکسیدی باشد.
المنتهای حرارتی در کوره های الکتریکی مقاومتی اتمسفر اوزنی O3 بوجود آورده که منجر به اکسیداسیون سریع بوته خواهند شد.
سازنده ها بوته های مورد استفاده در یک چنین کوره هایی را با لعابهای مخصوص در برابر این اکسیداسیون زودرس محافظت می کنند.
معمولا شرایط مشابهی در کوره های گاز سوز به علت افزوده شدن بخار آب محتوی در گازهای خروجی بوجود می آید.
در کوره های گازوئیل سوز شرایط اتمسفر کوره متفاوت است. اگر نوک زبانه های شعله در دودکش، رنگ سبز روشن به خود بگیرد، اتمسفر اندکی اکسیدان بوجود می آید.
یک شعله- از اندکی بیشتر- اکسیدان وقتی بوجود می آید که در همان محل زبانه های بلند و به شدت سبز مشاهده شود. این چنین شعله ای اکسیداسیون بوته را افزایش می دهد و می بایست از آن اجتناب کرد. در این اکسیداسیون نرمال و عادی بوته های مستعمل – کل جداره خارجی دیواره- بویژه در ذوب آلومینیوم- تحت تاثیر عارضه های این پدیده قرار می گیرد.
این امر بویژه در لبه بوته آنجا که بوته با سرپوش یا کاور کوره تلاقی میکند، مشاهده می گردد به علاوه، اتمسفر گردشی در داخل بوته ها باعث اکسیداسیون جداره داخلی آنها به سمت پایین تا سطح مذاب خواهد گشت. در این چنین مواردی منطقه لبه به سرعت ترد شده، در چندین نقطه ترک خورده، شکسته و فرو خواهد ریخت.
برای کاهش این اثرات، استفاده از یک طوقه محافظ آهنی توصیه می شود.
وقوع سایش در کوره هایی که بوته در آنها فرو برده می شود؛ نظیر انواع گذاشتن و برداشتن بوته بعید بنظر می رسد.
اکسیداسیون زیاد تری در جداره داخلی دیواره بوته وقوع خواهد یافت اگر بوته حرارت دیده تنها تا اندازه ای پر شده باشد یا حتی در مدت مدیدی خالی بماند.
برخی حالتها نیز وجود دارند که در آنها بدلایل ذیل، اکسیداسیون تنها به بعضی قسمتهای بوته محدود خواهد شد:
1- جذب رطوبت حین حمل انبار داری
2- آسیب های مکانیکی حین حمل و نقل
3- آسیب های مکانیکی حین استفاده
4- از دست دهی لعاب به علت تنظیم غلط شعله
جذب حتی اندکی رطوبت منجر به ترکیدن و ریختن لعاب حتی حین اولین حرارت دهی بوته شده و باعث تجزیه و حل شدن لعاب در بخشهای پائینی بوته خواهد شد. حتی بعد از چند ذوب اول، گرافیت بطور کامل سوخته، می بایست به علت عملکرد ضعیف بوته آنرا تعویض نماییم.
(شکل 1)
لبه های ته این بوته در نتیجه سوختن عمیق به طرز شدیدی آسیب دیده است. این بوته در حین جابجایی و حمل بصورت غلتاندن و یکبر کردن روی زمین آسیب دیده است. لعاب از لبه ته شکسته و از جداره پایین بوته شل شده است. اکسیداسیون از همان لحظه اول شروع شده و نواحی وسیعی را در بر گرفته است: از این طریق بوته عملا بی مصرف شده است.(شکل 2)
لبه های بوته نشان دهنده آسیب هایی است که از برخورد و ضربات مکرر ابزارها(مثلا میله های همزنی، پاتیل ها، ابزارهای کف و شلاکه گیر و...) ایجاد گشته است. این نقاط آسیب دیده و فرسوده ممکن است از هل دادن شمشها روی بوته نیز حاصل شده باشد.(شکل3)
شمشها می بایست به کمک انبر در داخل بوته قرار داده شوند ته داخل بوته تحت نیرویی که از طرف ابزارها جهت کندن و تراشیدن شلاکه ها به آن وارد آمده آسیب دیده است. دیواره بوته به دلیل آغاز اکسیداسیون پوسته پوسته شده و ریخته، و آنچنان نازک شده که در موقع قرار دادن شمش بعدی احتمالا خواهد شکست.
یک مشعل بد تنظیم شده باعث ایجاد شعله ای کوتاه و سخت گشته، این شعله بطور مستقیم به روی بوته برخورد داشته و از این طریق باعث بیش از حد حرارت دیدن آن از یک جانب گشته است.
لعاب چکه چکه ریزش کرده، اکسیداسیون شدید شروع شده و مواد سوخته شده بوته بصورت لایه هایی شکسته و ریخته شده است. اما در بقیه قسمتهای بوته هیچ عارضه ای ناشی از بیش از حرارت دیدگی غیر عادی مشاهده نمی شود.(شکل4)
یک شعله سخت و شدید- که گاهی بدلیل ایجاد مانعی جزیی جلوی نازل حاصل می آید- باعث ایجاد یک ناحیه گداخته به اندازه یک کف دست گشته است. دمای این ناحیه آنچنان بالا بوده که پروسه زینتر شدن منجر به ایجاد ترکهای انقباضی عمیقی گردیده است.(شکل5)
یک بوته برای ذوب برنز که در معرض شعله ای سخت و کوتاه بوده، لعاب بوته از این ناحیه ذوب شده و ریخته است. از این بدتر اپراتورها با شعله ای که مشخصا اکسید کننده بوده کار میکرده اند؛ و یک اکسیداسیون شدید و سریع در این ناحیه بی حفاظ بوته آغاز گشته است. بوته عملکردش را به سرعت از دست داده و تنها بعد از چند ذوب دهی مجبور شده اند آنرا تعویض نمایند

boomba
24-12-2008, 10:13
مهندسی معکوس چیست؟

مقدمه :

اگر سابقه ی صنعت و چگونگی رشد آن در کشورهای جنوب شرقی آسیا را مورد مطالعه قرار دهیم به این مطلب خواهیم رسید که در کمتر مواردی این کشورها دارای ابداعات فن آوری بوده اند و تقریبا در تمامی موارد، کشورهای غربی (‌آمریکا و اروپا) پیشرو بوده اند. پس چه عاملی باعث این رشد شگفت آور و فنی در کشورهای خاور دور گردیده است؟

در این نوشتار به یکی از راهکارهای این کشورها در رسیدن به این سطح از دانش فنی می پردازیم.

در صورتی که به طور خاص کشور ژاپن را زیر نظر بگیریم، خواهیم دید که تقریبا تمامی مردم دنیا از نظر کیفیت، محصولات آنها را تحسین می کنند ولی به آنها ایراد می گیرند که ژاپنی ها از طریق کپی برداری از روی محصولات دیگران به این موفقیت دست یافته اند.

این سخن اگر هم که درست باشد و در صورتی که کپی برداری راهی مطمئن برای رسیدن به هدف باشد چه مانعی دارد که این کار انجام شود. این مورد، به خصوص درباره ی کشورهای در حال توسعه و یا جهان سوم به شکاف عمیق فن آوری بین این کشورها و کشورهای پیشرفته دنیا، امری حیاتی به شمار می رود و این کشورها باید همان شیوه را پیش بگیرند (البته در قالب مقتضیات زمان و مکان و سایر محدودیت ها) به عنوان یک نمونه، قسمتی از تاریخچه ی صنعت خودرو و آغاز تولید آن در ژاپن را مورد بررسی قرار می دهیم:

تولید انبوه خودرو در ژاپن قبل از جنگ جهانی دوم و در سال 1920 بوسیله ی کارخانه های "ایشی کاواجیما" آغاز شد که مدل ژاپنی فورد آمریکایی را کپی کرده و به شکل تولید انبوه به بازار عرضه نمود.

همچنین شورلت ژاپنی AE جزو اولین خودرو های کپی شده آمریکایی توسط ژاپنی ها بود که به تعداد زیاد تولید می شد. سپس با تلاش های فراوانی که انجام شد (آنهم در شرایط بحرانی ژاپن در آن دوره) مهمترین کارخانه‌ی خودروسازی ژاپن یعنی "تویوتا" درسال 1932 فعالیت خود را با ساخت خودرویی با موتور "کرایسلر" آغاز نمود ، در سال 1934، نوع دیگری از خودرو را با موتور "شورلت" ساخته و وارد بازار نموده و از سال 1936، اولین تلاش ها برای ساخت خودروی تمام ژاپنی آغاز شد. البته تا مدت ها ژاپنی ها مشغول کپی برداری از اتومبیل های آمریکایی و اروپایی بودند.

آنها خودروی پاکارد و بیوک آمریکایی و رولزرویس، مرسدس بنز و فیات اروپایی را نیز تولید کردند که همین تولیدها زمینه ساز گسترش فعالیت خودروسازی ژاپن شد و سرانجام در دهه ی 1960 میلادی پس از سعی و کوشش فراوان ، اولین اتومبیل تمام ژاپنی که ضمنا دارای استاندارد جهانی بود، تولید و به بازار عرضه شد.

در تمامی مطلب فوق رد پای یک شگرد خاص و بسیار مفید به چشم می خورد که "مهندسی معکوس"(Reverse Engineering ) نام دارد.

مهندسی معکوس روشی آگاهانه برای دستیابی به فن آوری حاضر و محصولات موجود است. در این روش، متخصصین رشته های مختلف علوم پایه و کاربردی از قبیل مکانیک، فیزیک و اپتیک، مکاترونیک، شیمی پلیمر، متالورژی،الکترونیک و ...جهت شناخت کامل نحوه ی عملکرد یک محصول که الگوی فن آوری مذکور می باشد تشکیل گروه های تخصصی داده و توسط تجهیزات پیشرفته و دستگاه های دقیق آزمایشگاهی به همراه سازماندهی مناسب تشکیلات تحقیقاتی و توسعه های R&D "سعی در به دست آوردن مدارک و نقشه های طراحی محصول فوق دارند تا پس از مراحل نمونه سازی (Prototyping) و ساخت نیمه صنعتی (Pilot plant) در صورت لزوم ، تولید محصول فوق طبق استاندارد فنی محصول الگو انجام خواهد شد . همان گونه که اشاره شد استفاده از روش مهندسی معکوس برای کشورهای در حال توسعه یا عقب مانده روش بسیار مناسبی جهت دسترسی به فن آوری ، رشد و توسعه ی آن می باشد. این کشورها که در موارد بسیاری از فن آوری ها در سطح پایینی قرار دارند، در کنار روش ها و سیاست های دریافت دانش فنی، مهندسی معکوس را مناسب ترین روش دسترسی به فن آوری تشخیص داده و سعی می کنند با استفاده از روش مهندسی معکوس، اطلاعات و دانش فنی محصولات موجود ، مکانیزم عمل کرد و هزاران اطلاعات مهم دیگر را بازیابی کرده و در کنار استفاده ار روش های مهندسی مستقیم (Forward Engineering) و روش های ساخت قطعات ، تجهیزات ، تسترهای مورد استفاده در خط مونتاژ و ساخت مانند قالب ها ،گیج و فیکسچرها و دستگاههای کنترل، نسبت به ایجاد کارخانه ای پیشرفته و مجهز جهت تولید محصولات فوق اقدام نمایند. همچنین ممکن است مهندسی معکوس، برای رفع معایب و افزایش قابلیت های محصولات موجود نیز مورد استفاده قرار می گیرد. به عنوان مثال در کشور آمریکا ، مهندسی معکوس توسط شرکت "جنرال موتور" بر روی محصولات کمپانی "فورد موتور" و نیز برعکس، برای حفظ وضعیت رقابتی و رفع نواقص محصولات به کار برده شده است.

بسیاری از مدیران کمپانی های آمریکایی، هر روز قبل از مراجعت به کارخانه، بازدیدی از جدیدترین محصولات عرضه شده در فروشگاه ها و نمایشگاه های برگزار شده انجام داده و جدیدترین محصولات عرضه شده مربوط به محصولات کمپانی خود را خریداری نموده و به واحد تحقیق و توسعه (R&D) تحویل می دهند تا نکات فنی مربوط به طراحی و ساخت محصولات مذکور و آخرین تحقیقات ، هر چه سریع تر در محصولات شرکت فوق نیز مورد توجه قرار گیرد.

جالب است بدانید که مهندسی معکوس حتی توسط سازندگان اصلی نیز ممکن است به کار گرفته شود . زیرا به دلایل متعدد، نقشه های مهندسی اولیه با ابعاد واقعی قطعات (مخصوصا زمانی که قطعات چندین سال پیش طراحی و ساخته و به دفعات مکرر اصلاح شده اند)مطابقت ندارد برای مثال جهت نشان دادن چنین نقشه هایی با ابعاد واقعی قطعات و کشف اصول طراحی و تلرانس گذاری قطعات، بخش میکروسوئیچ شرکت(Honywell) از مهندسی معکوس استفاده نموده و با استفاده از سیستم اندازه گیری (CMM Coordinate Measuring Machine) با دقت و سرعت زیاد ابعاد را تعیین نموده و به نقشه های مهندسی ایجاد شده توسط سیستم CAD منتقل می کنند.

متخصصین این شرکت اعلام می دارند که روش مهندسی معکوس و استفاده از ابزار مربوطه، به نحو موثری زمان لازم برای تعمیر و بازسازی ابزارآلات ، قالب ها و فیکسچرهای فرسوده را کم می کند و لذا اظهار می دارند که "مهندسی معکوس زمان اصلاح را به نصف کاهش می‌دهد."

مهندسین معکوس، اضافه بر اینکه باید محصول موجود را جهت کشف طراحی آن به دقت مورد مطالعه قرار دهند، همچنین باید مراحل بعد از خط تولید یعنی انبارداری و حمل و نقل را از کارخانه تا مشتری و نیز قابلیت اعتماد را در مدت استفاده ی مفید مورد تجزیه و تحلیل قرار دهند. چرا که مثلا فرایند آنیلینگ مورد نیاز قطعه،ممکن است برای ایجاد مشخصات مورد نظر در هنگام عمل کرد واقعی محصول یا در طول مدت انبارداری و حمل و نقل طراحی شده و لزوم وجود آن تنها در هنگام اجرای مراحل مذکور آشکار خواهد شد.

چه بسا که بررسی یک پیچ بر روی سوراخی بر بدنه ی محصول (که به قطعات و اجزای دیگر متصل نشده) ، متخصصان مهندسی معکوس را ماه ها جهت کشف راز عملیاتی آن به خود مشغول کند، غافل از اینکه محل این پیچ، امکانی جهت تخلیه ی هوا، تست آب بندی یا امکان دسترسی به داخل محصول جهت تست نهایی می باشد. از سوی دیگر مهندسین معکوس باید عوامل غیر مستقیمی را که ممکن است در طراحی و تولید محصول مذکور تاثیر بگذارند، را به دقت بررسی نمایند. به دلیل اینکه بسیاری از این موارد با توجه به خصوصیات و مقتضیات زمانی و مکانی ساخت محصول مورد نظر، توسط سازندگان اصلی توجیه پذیر باشد اما ماجرای آن به وسیله ی مهندسین معکوس فاجعه ساز باشد. مثلا فرایند تولید قطعات تا حدود قابل توجهی بستگی به تعداد محصولات مورد نیاز و ... دارد . اگر تعداد محصولات مورد نیاز جهت کشور ثانویه در بسیار کمتر از کشور اصلی که در حد جهانی و بین‌المللی فعالیت نموده باشد پس به عنوان مثال تعیین فرایند یک قطعه با باکالیتی (نوعی مواد پلیمری) از طریق ساخت قالب های چند حفره ای با مکانیزم عملکرد خود کار با توجه به معضلات پخت قطعه در داخل قالب ، می تواند برای مجریان مهندسی معکوس فاجعه ساز باشد ( اگر که این مهندسان از فرایند های ساده تر با توجه به تیراژ تولید محصول و نیز خصوصیات تکنولوژیکی کشور خود استفاده نکنند.) بنابراین، مرحله ی بعد از کشف طراحی، تطبیق طراحی انجام شده بر مقتضیات زمانی و مکانی کشور ثانویه می‌باشد که باید به دقت مورد توجه متخصصین مهندسی معکوس واقع شود.

خلاصه اینکه مهندسی معکوس ممکن است یک کاربرد غیر معقول و نامناسب از کاربرد هنر و علم مهندسی به نظر برسد، اما آن یک حقیقت از زندگی روزمره ی ما به شمار می رود.


منبع :
برای مشاهده محتوا ، لطفا وارد شوید یا ثبت نام کنید

boomba
25-12-2008, 12:15
جوشکاري قوس برقي و جوشکاري با گاز يا شعله

◄ تاريخچه مختصراز جوشکاري دستي قوس برقي(S.M.A.W):
قوس برقي در سال 1807توسط سرهمفري ديوي کشف شد ولي استفاده از آن در جوشکاري فلزات به يکديگر هشتاد سال بعد از اين کشف ، يعني در سال 1881 اتفاق افتاد. فردي به نام آگوست ديمري تنز در اين سال توانست با استفاده از قوس برقي و الکترود ذغالي صفحات نگهدارنده انباره باطري را به هم متصل نمايد.بعد از آن يک روسي به نام نيکولاس دي بارنادوس با يک ميله کربني که دسته اي عايق داشت توانست قطعاتي را به هم جوش دهد. وي در سال 1887 اختراع خود را در انگلستان به ثبت رساند.اين قديمي ترين اختراع به ثبت رسيده در عرصه جوشکاري دستي قوسي برقي مي باشد.فرايند جوشکاري با الکترود کربني در سالهاي 1880و1890در اروپا و آمريکا رواج داشت ولي استفاده از ولت زياد (100 تا 300ولت)و آمپر زياد (600تا 1000آمپر)در اين فرايند و فلز جوش حاصله که به علت ناخالصيهاي کربني شکننده بود همه باعث مي شد اين فرايند با اقبال صنعت مواجه نشود.
جهش از اين مرحله به مرحله فرايند جوشکاري با الکترود فلزي در سال 1889 صورت گرفت.در اين سال يک محقق روس به نام اسلاويانوف و يک آمريکايي به نام چارلز کافين(بنيانگذار شرکت جنرال الکتريک)هرکدام جداگانه توانستند روش استفاده از الکترود فلزي در جوشکاري با قوس برقي را ابداع نمايند.
در آغاز قرن بيستم جوشکاري دستي با قوس برقي مورد قبول صنعت واقع شد. عليرغم ايرادهاي فراوان(استفاده از مفتول لخت و بدون روکش)مورد استفاده قرار گرفت.در آمريکااز مفتول لخت که داراي روکش نازکي از اکسيد آهن که ماحصل زنگ خوردگي طبيعي و يا بخاطر پاشيدن عمدي آب بر روي کلافهاي مفتول قبل از کشيده شدن نهايي بود استفاده مي شد و گاهي اين مفتول لخت با آب آهک آغشته مي شد تا در هر دو وضعيت بتواند ثبات قوس برقي را بهتر فراهم آورد.آقاي اسکار کجل برگ سوئدي را بايد پدر الکترودهي روکش دار مدرن شناخت وي نخستين شخصي بود که مخلوطي از مواد معدني و آلي را به منظور کنترل قوس برقي و خصوصيات مورد نظر از فلز جوش حاصله با موفقيت به کار برد.وي اختراع خود را در سال 1907 به ثبت رساند.ماشينهاي جوشکاري با فعاليت هاي فوق الذکر به روند تکاملي خود ادامه مي دادند.در سالهاي 1880 مجموعه اي از باطري پر شده به عنوان منبع نيرو در ماشين هاي جوشکاري به کار گرفته شد.تا اينکه در سال 1907 نخستين دستگاه Generator جوشکاري به بازار آمريکا عرضه شد.

◄ جوشکاري با گاز يا شعله:
جوشکاري با گاز يا شعله يکي ازاولين روشهاي جوشکاري معمول در قطعات آلومينيومي بوده و هنوز هم در کارگاههاي کوچک در صنايع ظروف آشپزخانه و دکوراسيون و تعميرات بکارميرود. در اين روش فلاکس يا روانساز يا تنه کار براي برطرف کردن ليه اکسيدي بکار ميرود.
مزايا:سادگي فرايند و ارزاني و قابل حمل و نقل بودن وسايل
محدوده کاربرد:ورقهاي نازک 8/0تا 5/1ميليمتر
محدوديتها:باقي ماندن روانساز لابلاي درزها و تسريع خوردگي - سرعت کم – منطقه H.A.Zوسيع است .
قطعات بالاتر از 5/2ميليمتر را به دليل عدم تمرکز شعله و افت حرارت بين روش جوش نميدهند.
حرارت لازم در اين روش از واکنش شيميايي گاز با اکسيژن بوجود مي ايد.
حرارت توسط جابجايي و تشعشع به كار منتقل مي شود. قدرت جابجايي به فشار گاز و قدرت تشعشع به توان چهارم درجه حرارت شعله بستگي دارد. لذا تغيير اندکي در درجه حرارت شعله مي تواند ميزان حرارت تشعشعي و شدت آنرا بمقدار زيادي تغيير دهد.درجه حرارت شعله به حرارت ناشي از احتراق و حجم اکسيژن لازم براي احتراق و گرماي ويژه و حجم محصول احتراق(گازهاي توليد شده) بستگي دارد. اگر از هوا براي احتراق استفاده شود مقدار ازتي که وارد واکنش سوختن نمي شود قسمتي از حرارت احتراق راجذب کرده و باعث کاهش درجه حرارت شعله مي شود.بنابرين تنظيم کامل گاز سوختني و اکسيژن لازمه ايجاد شعله بادرجه حرارت بالاست. گازهاي سوختني نظير استيلن يا پروپان يا هيدروژن و گاز طبيعي نيز قابل استفاده است که مقدار حرارت احتراق و در نتيجه درجه حرارت شعله نيز متفاوت خواهد بود. در عين حال معمولترين گاز سوختني گاز استيلن است.
تجهيزات و وسايل اوليه اين روش شامل سيلندر گاز اکسيژن و سيلندر گاز استيلن يا مولد گاز استيلن و رگولاتور تنظيم فشار براي گاز و لوله لاستيکي انتقال دهنده گاز به مشعل و مشعل جوشکاري است.
استيلن با فرمول C2H2 و بوي بد در فشار بالا ناپيدار و قابل انفجار است و نگهداري و حمل و نقل آن نيازبه رعايت و مراقبت بالا دارد.فشار گاز در سيلندر حدود psi 2200است و رگولاتورها اين فشار را تا زير psi 15 پايين مي آورند.و به سمت مشعل هدايت مي شود.(در فشارهاي بالا ايمني کافي وجود ندارد).توجه به اين نکته نيز ضروري است که اگر بيش از 5 مترمکعب در ساعت ازاستيلن استفاده شود از سيلندر استن بيرون خواند زد که خطرناک است.
بعضي اوقات از مولدهاي استيلن براي توليد گاز استفاده مي شود. بر اساس ترکيب سنگ کاربيد با آب گاز استيلن توليد ميشود.
CaC2 + 2 H2O = C2H2 + Ca(OH)2


روش توليد گاز با سنگ کاربيد به دو نوع کلي تفسيم ميشود.

1-روشي که آب بر روي کاربيد ريخته ميشود.
2-روشي که کاربيد با سطح آب تماس حاصل ميکند و باکم و زياد شده فشار گاز سطح آب در مخزن تغييرمي کند.

رگولاتورها(تنظيم کننده هاي فشار) هم داراي انواع گوناگوني هستند و براي فشارهاي مختلف ورودي و خروجي مختلف طراحي شده اند.رگولاتورها داراي دو فشارسنج هستند که يکي فشار داخل مخزن و ديگري فشار گاز خروجي را نشان ميدهند. رگولاتورها در دو نوع کلي يک مرحله اي و دو مرحله اي تقسيم ميشوند که اين تقسيم بندي همان مکانيزم تقليل فشار است. ذکر جزييات دقيق رگولاتورها در اينجا ميسر نيست اما اطلاع از فرايند تنظيم فشار براي هر مهندسي لازم است(حتما پيگير باشيد).

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

کار مشعل آوردن حجم مناسبي از گاز سوختني و اکسيژن سپس مخلوط کردن آنها و هدايتشان به سوي نازل است تا شعله مورد نظر را يجاد کند.

◄ اجزا مشعل:
الف-شيرهاي تنظيم گاز سوختني و اکسيژن
ب-دسته مشعل
ج-لوله اختلاط
د-نازل

قابل ذکر اينکه طرحهاي مختلفي درقسمت ورودي گاز به لوله اختلاط مشعل وجود دارد تا ماکزيمم حرکت اغتشاشي به مخلوط گازها داده شود و سپس حرکت گاز در ادامه مسير در ادامه مشعل کندتر شده تا شعله اي آرام بوجود ايد.
در انتها يادآور مي شود مطالب بسيار زيادي در اين خصوص وجود داشت که بدليل عدم امکان نمايش تصاوير که عمدتا اسکن هم نشده اند بيش از اين به شرح و توضيح آنها نپرداختم.از جمله ين مطالب شناسايي نوع شعله(از لحاظ قدرت و کاربرد) بود. يا نشان دادن چند نوع رگولاتور از نماي شماتيک و ... .

◄ پيچيدگي (Distortion) :
پيچيدگي و تغيير ابعاد يکي ازمشکلاتي است که در اثر اشتباه طراحي و تکنيک عمليات جوشکاري ناشي ميشود. با فرض اجتناب از ورود به مباحث تئوريک تنها به اين مورد اشاره ميکنيم که حين عمليات جوشکاري به دليل عدم فرصت کافي براي توزيع يکنواخت بار حرارتي داده شده به موضع جوش و سرد شدن سريع محل جوش انقباضي که ميبايست در تمام قطعه پخش ميشد به ناچار در همان محدوده خلاصه ميشود و اين انقباض اگر در محلي باشد که از نظر هندسي قطعه زاويه دار باشد منجر به اعوجاج زاويه اي(Angular distortion) ميشود.در نظر بگيريد تغيير زاويه اي هرچند کوچک در قطعات بزرگ و طويل چه ايراد اساسي در قطعه نهايي ايجاد مي کند.
حال اگر خط جوش در راستي طولي و يا عرضي قطعه باشد اعوجاج طولي و عرضي(Longitudinal shrinkage or Transverse shrinkage) نمايان ميشود. اعوجاج طولي و عرضي همان کاهش طول قطعه نهايي ميباشد. اين موارد هم بسيار حساس و مهم هستند.
نوع ديگري از اعوجاج تاول زدن يا طبله کردن و يا قپه (Bowing) ميباشد.
ذکر يکي از تجربيات در اين زمينه شايد مفيد باشد. قطعه اي به طول 20 متر آماده ارسال براي نصب بود که بنا به خواسته ناظرميبايست چند پاس ديگر در تمام طول قطعه جوش داده ميشد.تا ساق جوش 2-3ميليمتر بيشتر شود.بعد از انجام اينکارکاهش 27ميليمتري در قطعه بوجود آمد. و اين يعني فاجعه .چون اصلاح کاهش طول معمولا امکان پذير نيست و اگر هم با روشهاي کارگاهي کلکي سوار کنيم تنها هندسه شکل رااصلاح کرده ايم و چه بسا حين استفاده از قطعه آن وصله کاري توان تحمل بارهاي وارده را نداشته باشد و ايرادات بعدي نميان شود.
بهترين راه براي رفع اين ايراد جلوگيري ازبروز Distortion است. و(طراح يا سرپرست جوشکاري خوب) کسي که بتواند پيچيدگي قطعه را قبل ازجوش حدس بزند و راه جلوگيري از آن راهم پيشنهاد بدهد.

◄ بعضي راهکارهاي مقابله با اعوجاج:

1- اندازه ابعاد را کمي بزرگتر انتخاب کرده ...بگذاريم هر چقدر که ميخواهد در ضمن عمليات تغيير ابعاد و پيچيدگي در آن ايجاد شود.پس از خاتمه جوشکاري عمليات خاص نظير ماشين کاري...حرارت دادن موضعي و يا پرسکاري براي برطرف کردن تاب برداشتن و تصحيح ابعاد انجام ميگيرد.
2- حين طراحي و ساخت قطعه با تدابير خاصي اعوجاج را خنثي کنيم.
3- از تعداد جوش کمتر با اندازه کوچکتر براي بدست آوردن استحکام مورد نياز استفاده شود.
4-تشديد حرارت و تمرکز آن بر حوزه جوش در اينصورت نفوذ بهتري داريم و نيازي به جوش اضافه نيست.
5- ازدياد سرعت جوشکاري که باعث کمتر حرارت ديدن قطعه ميشود.
6- در صورت امکان بالا بردن ضخامت چراکه در قطعات با ضخامت کم اعوجاج بيشتر نمود دارد.
7- تا حد امکان انجام جوش در دوطرف کار حول محور خنثي
8- طرح مناسب لبه مورد اتصال که اگر صحيح طراحي شده باشد ميتواند فرضاً مصالح جوش را در اطراف محور خنثي پخش کند و تاحد زيادي از ميزان اعوجاج بکاهد.
9- بکار بردن گيره و بست و نگهدارنده باري مهار کردن انبساط و انقباض ناخواسته درقطعه

◄ عوامل مهم بوجود آمدن اعوجاج :
1- حرارت داده شده موضعي , طبيعت و شدت منبع حرارتي و روشي که اين حرارت به کار رفته و همچنين نحوه سرد شدن
2- درجه آزادي يا ممانعت بکار رفته براي جلوگيري از تغييرات انبساطي و انقباظي. اين ممانعت ممکن است در طرح قطعه وجود داشته باشد و يا از طريق مکانيکي (گيره يا بست يا نگهدارنده و خالجوش)اعمال شود.
3- تنش هاي پسماند قبلي در قطعات و اجزا مورد جوش گاهي اوقات موجب تشديد تنش هاي ناشي از جوشکاري شده و در مواردي مقداري از اين تنش ها را خنثي ميکند.
4- خواص فلز قطعه کار واضح است که در شرايط مساوي طرح اتصال(هندسه جوش) و جوشکاري مواردي مانند ميزان حرارت جذب شده در منطقه جوش و چگونگي نرخ انتقال حرارت و ضرايب انبساط حرارتي و قابليت تغيير فرم پذيري و استحکام و بعضي خواص ديگر فلز مورد جوش تاثير قابل توجهي در ميزان تاب برداشتن دارد. مثلا در قطعات فولاد آستنيتي زنگ نزن مشکل پيچيدگي به مراتب بيشتر از فولاد کم کربن معمولي ميباشد

boomba
25-12-2008, 12:20
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

1. آبکاری فلزات – اسرافيل بشارت – انتشارات طراح – 1380

2. آزمايشگاه متالوگرافی – افسانه ربيعی – انتشارات جزيل – 1371

3. آزمون مواد – ورنون جان – علی حائريان – انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد – 1375

4. آشنايی با تجزيه شيميايی پلاستيکها - ا.کروس - ا.لانگ - محمود محراب زاده - مرکز نشر دانشگاهی تهران – 1365

5. آشنايی با متالورژی فيزيکی – س. ه. اونر – علی اکبر آهنی – انتشارات فن افراز – 1375

6. آلياژهای سبک : آلومينيوم، منيزيم و تيتانيم – آی. جی. پالمير – رضا محمودی – اردشير طهماسبی – انتشارات ارکان – 1380

7. آماده سازی سطوح فلزی – روشهای رنگ آميزی – سيد محمود کيثريها – حسين ذبيحی – ناشر: سيد محمود کيثريها – حسين ذبيحی - 1365

8. ابزار شناسايی ساختار مواد – يوسف خرازی – امير شيخ غفور – مرکز انتشارات دانشگاه علم و صنعت ايران – 1380

9. استخراج فلزات ( پيرو ، هيدرو و الکترو متالورژی ) – رضا قاسم زاده – مرکز انتشارات دانشگاه علم و صنعت ايران – 1377

10. اصول تئوری و عملی آندايزينگ آلومينيوم – محمدتقی صالحی – حسين بيدختی – مرکز انتشارات دانشگاه علم و صنعت ايران – 1380

11. اصول خوردگی و حفاظت فلزات – جمشيد مفيدی – انتشارات دانشگاه تهران – 1377

12. اصول ريخته گری متالورژی – تکنولوژی – جلال حجازی – انتشارات دانشگاه علم و صنعت – 1375

13. اصول شکل دهی فلزات – اiS.Kumar – عليرضا فلاحی – فتح الله حسينعلی ثانی – انتشارات جهاد دانشگاهی دانشگاه صنعتی امير کبير - 1378

14. اصول طراحی سيستمهای راهگاهی و تغذيه گذاری چدنها – رحمان خسروی – انتشارات جامعه ريخته گران ايران – 1368

15. اصول طراحی قالبهای پلاستيک و باکليت – ال. سورس – مصطفی نجومی – ناشر : قائم – 1373

16. اصول طراحی مدلها و قالبهای ريخته گری – مراد سليمی – ناشر : مؤلف - 1370

17. اصول طراحی مدل و قالب قطعات ريخته گری – محمدحسن جولازاده – انتشارات جهاددانشگاهی واحد اصفهان – 1372

18. اصول علم مواد( خواص و مهندسی مواد) – حسين تويسرکانی – انتشارات دانشگاه صنعتی اصفهان – 1370

19. اصول متالورژی مکانيکی – و.ج.مک گريگور تگارت – علی حائريان اردکانی – انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد – 1370

20. اصول مهندسی نورد – محمد حسن مشکسار – انتشارات دانشگاه شيراز – 1381
21. اصول نقشه کشی و طراحی قالب از غارها تا کامپيوتر – يوسف ستاره شناس – 1371

22. اصول نوين جوشکاری –اAndrew D.Althouse-Carl H. Turinquist- William A.Dowditchi– محمد سلطان بيگی – اردشير هنربخش – انتشارات آذر – 1370

23. اصول و کاربرد عمليات حرارتی فولادها (ويرايش دوم) – محمد علی گلعذار – انتشارات دانشگاه صنعتی اصفهان - 1378

24. الاستيسيته نظری و کاربردی – هربرت رايزمن – پيتر پاوليک – عباس راستگو – مؤسسه انتشارات و چاپ دانشگاه تهران – 1380

25. انتخاب مواد برای طراحی مهندسی – محمود ام. فرق – علی حائريان اردکانی – محسن حدادسبزوار – فاتح فاضلی – انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد – 1379

26. انتقال حرارت در متالورژی – رضا قاسم زاده – انتشارات دانشگاه علم و صنعت ايران – 1373

27. انجماد فلزات – احمد منشی – رضا مرادی عليعربی – انتشارات ارکان – 1378

28. انجماد و اصول متالوژِيكی ريخته گری – جلال حجازی – انتشارات دانشگاه علم و صنعت ايران – 1372

29. برنامه ريزی مهندسی حمل و نقل و تحليل جابجايی مواد – محمد سيدحسينی – مرکز انتشارات دانشگاه علم و صنعت ايران – 1380

30. پرکننده ها، نگرشی بر خواص و موارد استفاده ی آنهادر صنعت لاستيک – شرکت مهندسی و تحقيقات صنايع لاستيک – ناشر : مرکز نشر سحر – 1377

31. ترموديناميک مواد (جلد اول) – دويد و. راگون – جعفر خليل علافی – انتشارات دانشگاه صنعتی سهند – 1377

32. تصاوير استريوگرافی و کاربرد آنها در مکانيک سنگ – استيفن پريست – محمود فاطمی عقدا – وحيد صائب فر – انتشارات دانشگاه هرمزگان – 1377

33. تعيين ساختار بلور – ويليام کلگ – محمد خراسانی – احمد خراسانی – انتشارات دانشگاه شهيد بهشتی – 1381

34. تکنولوژی جوشکاری – علی رمضانخانی – انتشارات قائم – 1378

35. تکنولوژی رنگ کاری در صنايع چوب – عباسعلی طهماسبی – انتشارات سازمان آموزش فنی و حرفه ای کشور – 1374

36. تکنولوژی فرآوری مواد معدنی روشهای پرعيارسازی ثقلی – بهرام رضايی – انتشارات دانشگاه هرمزگان – 1377

37. تکنولوژی فرزکاری: شامل روش تراش کره – نيم کره داخلی – مته – کوپلينگ تيغ فرز – بادامک – هزارخار و ... – محمدعلی نقی زاده – 1368

38. تکنولوژی قالب های فورجينگ و فورمينگ – مهدی اشتری – انتشارات خجسته – 1379

39. تکنولوژی و فرآيند توليد چدن در کوره بلند – سيروس مؤتمن – انتشارات جهاد دانشگاهی دانشگاه صنعتی اصفهان با همکاری انتشارات ذوب آهن - 1367

40. تکنولوژی و کاربرد مواد چندسازه (کامپوزيتها) – ای. آندرسون – ب. لوکس – سعيد دروديانی – انتشارات مرکز نشر دانشگاهی – 1373
--------------------------------------------------------------------------------

41. تکنيک علمی و عملی جوشکاری – محمد علی شکری هراتی – انتشارات علم و صنعت 110 - 1370

42. تئوری و عملی متالورژی – ال- ک- آلن – علی اکبر قاری نيت – انتشارات ثمين - 1373

43. تئوری و فناوری ساخت لعابهای سراميک – بهمن ميرهادی – انتشارات : مرکز نشر پروفسور حسابی – 1380

44. جوشکاری با قوس الکتريکی – علی رمضانخانی – انتشارات : سازمان آموزش فنی و حرفه ای کشور مديريت پژوهش – 1372

45. جوشکاری پلاستيک ها – افسانه ربيعی – انتشارات شهر آب - 1370

46. چوب خشک کنی در هوای آزاد – ريموند ريتس – رفوس پيج – قنبر ابراهيمی – انتشارات علمی و فنی – 1362

47. خستگی فلزات – ميرکو کلسينل – پيتر لوکاچ – علی اکبر اکرامی – انتشارات مرکز نشر دانشگاهی - 1380

48. خمکاری – انتشارات سازمان آموزش فنی حرفه ای کشور – مديريت پژوهش – 1373

49. خمکاری (مسائل برگ ارزيابی صفحات کار) – مديريت پژوهش – انتشارات سازمان آموزش فنی و حرفه ای کشور – 1373

50. خوردگی آلياژهای مهندسی در دمای بالا – مرتضی تميزی فر – مهرداد عضوامينيان – انتشارات دانشگاه علم و صنعت ايران - 1378

51. درآمدی بر تعادل فازی در سراميکها – کليفتون. جی. برگرون – سابهاش. اچ. ريسبود– فتح الله مضطرزاده – واهاک مارقوسيان – اسماعيل صلاحی – انتشارات دانشگاه علم و صنعت ايران – 1378

52. دوره آموزشی ساخت کامپوزيتها ، فايبرگلاسها ، کامپوزيتهای کربنی – انجمن سازندگان مواد مرکب سی. اف. ای. – مسعود اسماعيلی – نشر طراح – 1381

53. راهنمای جوش و اتصالات جوشی – شاپور طلاحونی – نشر توسعه ايران – 1380

54. روش آموزش قالب سازی – گروه صنايع بوش آلمان – ژرهايرر آشوقيان – نشر قطره – 1370

55. ريخته گری پوسته فولاد – هانس ف. شروه – محمد رضا افضلی – مرکز انتشارات صنعت فولاد - 1370

56. ريخته گری چدن – محمد حسين فتحی – انتشارات جهاد دانشگاهی واحد صنعتی اصفهان – 1374

57. ريزساختار قطعات ريختگی – فرهاد رهبری – انتشارات : جامعه ريخته گران ايران - 1371

58. زغال سنگ و بيوتکنولوژی – قاسم نجف پور – انتشارات دانشگاه هرمزگان – 1378

59. ساختار فلزات زير ميکروسکوپ نوری – ا. تومر – داود خرازيکار – انتشارات دانشگاه صنعتی سهند

60. سراميکها و مواد نسوز – احمد منشی – انتشارات جهاد دانشگاهی دانشگاه صنعتی اصفهان - 1
--------------------------------------------------------------------------------

61. شکل دادن فلزات (مکانيک و متالورژی) – ويليام ف. هاسفورد – رابرت م. کدل – محمد رضا افضلی – مؤسسه انتشارات علمی دانشگاه صنعتی شريف – 1374

62. شمش ريزی – جلال حجازی – انتشارات : جامعه ريخته گران ايران – 1370

63. شناخت و کاربرد سراميکها – هيأت مؤلفان – انتشارات : نشر يزد – 1378

64. شناسايی سريع و غيرتخريبی فلزات با استفاده از آزمايش قطره – ام. ال. ويلسون – مهدی اعتزازی – محمدرضا باطنی – مجيد خائفی – نشر ارکان اصفهان – 1376

65. صنعت ورق کاری روشهای ساخت و توليد – ن. مدوديوک – ی. يوخنا – انتشارات علمی و فنی – تهران – 1379

66. طراحی اجزاء – مهدی اخلاقی – انتشارات دانشگاه صنعتی اميرکبير - 1364

67. iطراحی و ساخت قالبهای دايکاست – اErnestBrunhuber – محمدرضا فرامرزی – عبدا... ولی نژاد – انتشارا ت طراح – 1378

68. طراحی و ساخت قالب و قيود –iKeller , Eberhardا– عبدالله ولی نژاد – انتشارات : مؤسسه نشر علوم نوين – 1376

69. طراحی و ساخت مدلهای ريخته گری – رالف رلر – عبدالله ولی نژاد – ناشر : مؤسسه نشر علوم نوين – 1375

70. طراحی و محاسبه انواع قالب های فلزی – غلامحسين اردلان – مؤسسه انتشارات قائم – 1371


71. طرح و تحليل پلاستيک قاب ها – ج. بيکرو – علی کاوه – انتشارات دانشگاه علم و صنعت ايران – 1368
72. عمليات حرارتی چدن ها، فولادها و آلياژهای غير آهنی – محمود منيرواقفی – انتشارات : اصفهان شفق – 1369
73. عمليات کارگاهی آلومينيم – و. همگن – اردشير طهماسبی – انتشارات : مرکز نشر دانشگاهی تهران – 1367

74. عمليات گرمايی، ساختار و خواص آلياژهای غيرآهنی – چارل ار. بروکس – اردشير طهماسبی – مرکز نشر دانشگاهی – 1380

75. عيوب عمليات حرارتی – محمدحسن جولازاده – انتشارات جهاد دانشگاهی صنعتی اصفهان با همکاری ذوب آهن اصفهان – 1371

76. فرايندهای فلزکاری – پ. پلوخين – خسرو نادران طحان – انتشارات : مرکز نشر دانشگاهی - 1369

77. فولادسازی در کوره های زيمنس – مارتين و کنورتر – ج. اويکس – احمد پاکزاد – انتشارات : مرکز نشر دانشگاهی - 1366

78. فولادها ، ساختار ميکروسکپی و خواص – آر. هانی کامب – انتشارات جهاددانشگاهی دانشکده فنی دانشگاه تهران – 1370

79. کاربرد مواد افزودنی در ماسه های ريخته گری – رحت الله عمادی – انتشارات ارکان – 1370

80. کاربرد و عمليات حرارتی فولادها – ای. کامنيچنی – مسعود رضا شاکری – انتشارات مرکز نشر دانشگاهی – 1372
81. كائوچوهای مصنوعی ؛ فرمولاسيون ، خواص و كاربردها – شركت مهندسی و تحقيقات صنايع لاستيك – انتشارات سمر – 1375

82. کائوچوی طبيعی ، ساختمان ، خواص و کاربردها – شرکت مهندسی و تحقيقات صنايع لاستيک – مرکز نشر سمر - 1376

83. کتاب جامع فلزکاری – ماکينکو – بيژن شادپی – انتشارات گوتنبرگ – 1372

84. کنترل خوردگی در صنايع – سيد محمد سيدرضی – انتشارات: انجمن خوردگی ايران – 1375

85. کنترل فرايند توليد واختلالات در کوره بلند – ثانی عابدينی – انتشارات ارکان اصفهان – 1377

86. کوره های سراميک – کی ميو کيوتانی – علی نمازی – مرکز نشر دانشگاهی – 1372

87. گام به گام طراحی و ساخت قالبهای برش – پاکوئين جی آر – عبدالله ولی نژاد – انتشارات : نشر طراحی - 1379

88. لحيم کاری (اصول لحيم کاری – لحيم کاری در الکترونيک) – هوشنگ نحوی – انتشارات پژوهش - 1366

89. مبانی آميزه كاری و فراورش لاستيك – هری لانگ – عبدالرضا جعفری و ديگران – مركز نشر دانشگاهی – 1375

90. مبانی ترموديناميک در متالورژی (جلد اول) – ديويد گسکل – علی سعيدی – مرکز انتشارات جهاد دانشگاهی واحد صنعتی اصفهان – 1378

91. مبانی تصفيه فلزات – تورول ابل انگ – محمدرضا ابوطالبی – محمدرضا افشار مقدم – مرکز انتشارات دانشگاه علم و صنعت ايران – 1377

92. مبانی فيزيک خاک – عبدالرحمن برزگر – انتشارات دانشگاه شهيد چمران اهواز – 1380

93. متابوليسم سرب و مسموميتهای ناشی از آن – عباس صاحبقدم لطفی – انتشارات دانشگاه تربيت مدرس - 1367

94. متالورژی پاتيلی – ی. زکلی – ی. کارلسون – ل. هلی – پيام منصوری – عباس حداديان – مرکز انتشارات صنعت فولاد – 1373

95. متالورژی پودر – راندل ژرمن – مجتبی ناصريان ريابی – انتشارات : نشر ميلاد – 1375

96. متالورژی پودر – فريتس وی. لنل – پروين عباچی – مؤسسه انتشارات علمی دانشگاه صنعتی شريف - 1386

97. متالورژی مکانيکی – جورج دنيز – گروه متالورژی جهاد دانشگاهی دانشگاه علم و صنعت – انتشارات جهاد دانشگاهی دانشگاه علم و صنعت – 1367

98. متالورژی فيزيکی (اصول و مبانی) – و. راقاوان – مرتضی تميزی فر – مالک نادری – حسين ميرحسينی – مرکز انتشارات علمی دانشگاه آزاد اسلامی – 1377

99. متالورژی کاربردی فولادها (1) – مرعش مرعشی – انتشارات شرکت نورد و توليد قطعات فولادی - 1373

100.متالورژی مس – حکمت رضوی زاده – رامز وقار – انتشارات دانشگاه علم و صنعت ايران – 1372
101.متالورژی مکانيکی : آشنايی با نابجاييها – درک هال – دی. جی. بيکن – علی اکبر اکرامی – مؤسسه انتشارات علمی دانشگاه صنعتی شريف – 1374

102.مجموعه مقالات متالورژی (1) – زير نظر محمد تقی بانکی – انتشارات : مرکز نشر صنعت فولاد - 1370

103.مقدمه ای بر انجماد فلزات – دبليو. سی. وينگارد – فخرالدين اشرفی زاده – حسن ابطحی فروشانی – مرکز انتشارات دانشگاه صنعتی اصفهان – 1376

104.مقدمه ای بر مبانی آميزه کاری و تکنولوژی لاستيک – شرکت مهندسی و تحقيقات صنايع لاستيک – مرکز نشر ثمر – 1375

105.مکانيک سنگ رفتار برشی درزه های سنگ ( پايداری و تغيير شکل پذيری ) – عبدالعظيم اميرشاه کرمی – انتشارات جهاد دانشگاهی واحد صنعتی اميرکبير – 1381

106.مواد اوليه لعابها و رنگها و محاسبه آنها – بهمن ميرهادی – انتشارات : مرکز نشر پروفسور حسابی - 1380

107. مواد قالبگيری برای ريخته گری فلزات – محمدحسين فتحی – انتشارات اركان اصفهان - 1370

108. مواد کاپوزيت با نگرشی بر روشهای نوين آناليز حرارتی – محمد رضا فيروزمنش باهمکاری سيمين يزدان – نشر نگاه دانش – تهران – 1379

109. مواد مهندسی و کاربردهای آنها – فلين – حبيب الله ناظری – انتشارات ذوقی – تبريز

110. مواد و فرايندهای پرسکاری – ا. د. لاسکوئه – هادی اسماعيل زاده – مرکز انتشارات صنعت فولاد – 1371

111. مونتاژ توليدات فلزی – وزارت کار و امور اجتماعی – انتشارات صندوق کارآموزی - 1353

112. مهندسی خوردگی و حفاظت از فلزات – منصور فرزام – مؤسسه چاپ و انتشارات يادواره کتاب – 1378

113. مهندسی طلا سازی تئوری و عملی – ارهارد برپل – محمدرضا فرامرزی – نشر طراح – 1380

114. نگرشی نوين بر طراحی سيستمهای راهگاهی – محمد علی بوترابی – غلامرضا کزازی – بهرام مصلح – شهروز نفيسی – انتشارات مرکز تحقيقات ريخته گری – 1376

115. هيدرومتالورژی : کتاب مرجع درسی – فتحی حبشی – ضياءالدين شفائی – محمود عبداللهی – انتشارات دانشگاه شاهرود – 1378

116. ورقکاری – جواد فرازمند – انتشارات سازمان آموزش فنی و حرفه ای – 1363

boomba
27-12-2008, 15:15
ريخته گري فولاد

در فولاد ريزي دو روش عمده ريخته گري داريم :
1- روش شمش ريزي: كه ريخته گري جهت توليد آلياژ انجام مي شود.
2- شكل ريزي: كه ريخته گري جهت توليد قطعه انجام مي شود.
خواص مكانيكي فولادها :
1- استحكام مناسب كه بين 400تا 2000 مگاپاسكال مي باشد
2- قابليت شكل پذيري بالا
3- مقاومت خستگي مناسب
4- مقاومت در درجه حرارت پايين مقاومت در درجه حرارت بالا
5- قابليت جوشكاري
دسته بندي فولاد ها :
معمولا به سه دسته فولاد هاي ساده كربني فولاد هاي پر آلياژي فولاد هاي كم آلياژي

انواع فولادهاي ساده كربني :

فولادهاي كم كربن – كربن متوسط و پر كربن :
فولاد هاي كم كربن: كه در اين فولاد ها مقدار كربن كمتر از 0.2% مي باشد لذا قابليت شكل پذيري و فرم دهي بالا دارد كه در صنعت بيشتر در مواردي به كار مي رود كه استحكام پايين همراه با قابليت انعطاف بالا در نظر باشد
فولاد هاي كربن متوسط : كه در اين فولاد ها مقدار كربن بين 0.2تا 0.5% مي باشد كه در مقايسه با فولاد كربني استحكام و سختي بالاتري دارند ولي انعطاف پذيري پايين تري دارند كه عموما در صنايع راهسازي و ماشين سازي از اين گروه استفاده مي شود

فولاد هاي پركربن : كه در اين فولاد ها مقدار كربن پس از 0.5% مي باشد كه افزايش درصد باعث افزايش سختي و كاهش انعطاف پذيري مي شود در مواردي استفاده مي شود كه نياز به سختي و مقاومت به سايش بالا باشد
فولاد هاي كم آلياژي : در اين فولاد ها ميزان عناصر آلياژي كمتر از 8% مي باشد . وجود عناصر آلياژي باعث افزايش خواص مكانيكي فولاد مي شود وجود عناصر آلياژي باعث جلوگيري از تغيير فرم – تابيدگي و ترك خوردن آلياژ در حين عمليات حرارتي مي شود كه عمدتا در ساخت قطعات و قالبهاي خاص صنعتي ساخته مي شود
فولاد هاي پرآلياژي : ميزان عناصر آلياژي در اين نوع فولادها بيش از 8% مي باشد و در مواردي مصرف مي شود كه خواص خالي را در نظر داشته باشيم به عنوان مثال مقاومت به خوردگي بالا و مقاومت به سايش بالا و با توجه به اينكه قيمت عناصر بالا مي باشد و همچنين تكنولوژي اضافه كردن اين عناصر نيز بالاتر مي باشد لذا فولاد هاي آلياژي از نظر قيمت بالاتر مي باشد .
انواع كوره هاي ذوب در فولاد ريزي :
كوره هايي كه در ذوب فولاد استفاده مي شود شامل كوره هاي زيمنس مارتين كوره هاي القايي و قوس كوره هاي كوپل و كنوتر دوپله كردن كوپل و كنورترمي باشد .
مراحل دوبله كردن كوپل و كنورتر :
1- تهيه مذاب در كوره كوپل
2- انتقال به پاتيل با جداره بازي و گوگرد زدائي
3- تخليه مذاب در كنورتر به روش اكسيژن و هوا كه با دمش هوا كربن سوخته مي شود و واكنش هاي زيررا به وجود مي آورد .
Fe+O=FeO
Si+FeO=SiO+Fe+Q
Mn+FeO=MnO+Fe+q
C+FeO=CO+Fe+Q
كه كربن لحظه به لحظه مي سوزد و مذاب به مذاب فولادتبديل مي شود وجوشش كربن صورت مي گيرد لحظه اي كه درصد كربن به 0.5% در مذاب مي رسد فرآيند جوشش كربن به حدي مي رسد كه فرآيند حرارت را در مذاب نداريم كه براي افزايش راندمان به جاي هوا اكسيژن تزريق مي كنند در روش هاي جديد براي كنترل بيشتر مذاب مذاب به كورههاي القايي منتقل مي شود و تركيب شيميايي آن كنترل مي شود
عمليات كيفي در تهيه قطعات فولادي : شامل اكسيژن زدايي سرباره گيري ريخته گري قطعات تميزكاري و جوشكاري مي باشد .
جهت اكسيژن زدايي در مراحل اوليه از فروسيليس – سيليكم منگنز و فرومنگنز استفاده مي شود در صورتي كه بخواهيم ميزان اكسيژن به زير 0.1% برسد از Alو Ti در آخرين مرحله استفاده مي شود .
تميزكاري: معمولا از طريق شات بلاست و سند بلاست انجام مي شود
جوشكاري : كه بر خلاف چدن در قطعات فولادي به علت قابليت جوشكاري بالا انجام مي شود كه شامل پر كردن اثرات انقباضي-گازي و نيامد در كردن در طي فرآيند ريخته گري مي باشد
مراحل جوشكاري : انتخاب نوع الكترود و اندازه الكترود عمليات پيش گرم كردن قطعات قبل از جوشكاري عمليات تنش زدايي بعد از جوشكاري تميز كاري
تست هاي غير مخرب : نظير ماوراء بنفش التراستيگ ايكسريد

تاثير عناصر جزئي بر فولاد ها ساده كربني :
منگنز : جزء عناصر موجود در فولاد هاي ساده كربني مقدار آن 0.6تا 0.85 درصد كه پيش از اين مقدار به عنوان عنصر آلياژي در فولاد ها مي باشد باعث افزايش سختي استحكام و مقاومت به ضربه فولاد مي شود مي تواند به عنوان اكسيژن زدا درفولاد ها استفاده شود .

Si سيليس : به عنوان اكسيژن زدا استفاده مي شود مانع از پايداري سمنتيت مي شود مقدار آن 0.06% مي باشد و بيشتر از اين مقدار به عنوان عنصر آلياژي مي شود

Niو Cu : تا حدود 0.5 باعث افزايش سختي پذيري و خواص مكانيكي مي شود كه پايدار كننده ي آستينيت مي باشد بيشتر از اين مقدار به عنوان عنصر آلياژي محسوب مي شود
ساير عناصر آلياژي نظير كرم موليبدن واناديم و تنگستن تا حدود 0.05% در فولاد هاي ساده كربني وجود دارد كه باعث افزايش خواص مكانيكي مي شود
Al&TI :به عنوان اكسيژن زدا در مراحل توليد استفاده مي شود.

ازت : مقدار آن بين 0.005 تا 0.12 درصد مي باشد تا اين مقادير باعث افزايش خواص مكانيكي مي شود بيش از اين مقدار به علت تشكيل مك و حفره گازي در قطعات توليدي باعث كاهش خواص مكانيكي مي شود

گوگرد : از عناصر مضر در فولاد مي باشد به علت تشكيل فاز FeSتا سولفيد آهن كه فازي با نقطه ذوب پايين و ترد مي باشد و در مراحل انتهايي انجماد در مرز دانه رسوب مي كند باعث كاهش شديد خواص مكانيكي مي شود همچنين به هنگام عمليات حرارتي به علت ذوب موضعي در مرز دانه باعث ايجاد ترك موسوم به ترك سرخ مي شود وجود منگنز تشكيل فاز MnS يا سولفيد منگنز را مي دهد اين فاز نرم بوده و تاثير سوءكمتري نسبت به FeS دارد MnS در داخل دانه پخش مي شود .

فسفر : تمايل به جدايش بيشتري دارد لذا در محل هايي كه آخرين انجماد را دارند جمع مي شوند تشكيل فاز فسفيد آهن ياFe3P را مي دهد اين فاز تشكيل يوتكتيك سه تايي مي دهد كه نقطه ذوب پايين دارد كه در مرز دانه ها رسوب كرده و باعث شكست دانه ها مي شود ميزان فسفر و گوگرد كمتر از 0.05 درصد مي باشد
سيستم راهگاهي در فولاد ريزي :
شامل حوضچه بارريز – راهگاه بارريز حوضچه پاي راهگاه راهگاه اصلي آشغالگير كانال هاي فرعي و اصلي مي باشد .
عموما نوع سيستم راهگاهي فشاري بوده s>r>g نكاتي كه در طراحي سيستم راهگاهي در فولاد ريزي بايد درنظر بگيريم :
بين راهگاه بارريز و حوضچه بارريز شيب زيادي وجود داشته باشد وجود اين شيب از نفوذ آخال و هوا به داخل سيستم راهگاهي مي شود .
راهگاه بارريز مخروطي مي باشد
گوشه هاي راهگاه اصلي و فرعي گرد مي شود
انتهاي راهگاه اصلي بعد از آخرين راهگاه فرعي ادامه پيدا مي كند تا ناخالصي ها وارد سيستم راهگاهي نشود
در انتهاي راهگاه بارريز حوضچه پاي راهگاه را در نظر مي گيرند
مقطع راهگاه اصلي به طرف راهگاه فرعي كم مي شود
حدالامكان از راهگاه اصلي و فرعي عريض استفاده نشود
انجماد جهت دار به طرف تغذيه
جنس راهگاه اصلي در مورد قطعات بزرگ از مواد ديرگداز با نقطه زينتر بالا باشد

تقسيم بندي سيستم راهگاهي بر اساس ابعاد قطعات : عموما چهار نوع راهگاه در فولاد ريزي وجود دارند
1) راهگاه از بالا براي قطعات با ارتفاع كم
2) راهگاه از بقل براي قطعات با ارتفاع متوسط وابعاد بزرگ
3) راهگاه از پايين براي قطعات با ارتفاع بلند در حالت بايد فوق ذوب زياد در نظرگرفته شودتا از انجماد زود رس در سطح مذاب جلوگيري شود
4) راهگاه پله اي : كه براي قطعات با ارتفاع زياداستفاده مي شود هر يك اين روش نسبت به روش فوق اين است كه مذاب در هر لحظه مذاب گرم به سطح مذاب هدايت مي شود براي جلوگيري از ورود آخال از راهگاه هاي مورب استفاده مي شود.
تعيين ابعاد سيستم راهگاهي :
نكته : در بين راهگاه اصلي و فرعي معمولا يك آشغال گير قرار مي دهند

تعين ابعاد آشغال گير:
آشغال گير و ----- محفظه اين دو بين راهگاه اصلي و فرعي مي باشد كه به منظور آخال گيري و جدا كردن آخال و جلوگيري از ورود آن ها به محفظه قالب تهيه ميشود .

boomba
27-12-2008, 15:18
فناوری لیزر

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

مقدمه

لیزر این نور شگفت از نظر ماهیت هیچ تفاوتی با نور عادی ندارد و خواص فیزیکی لیزر ، آنرا از نورهای ایجاد شده از سایر منابع متمایز می‌سازد. از نخستین روزهای تکنولوژی لیزر ، به خواص مشخصه آن پی برده شد. و ما بصورتی گزینشی به این خواص از ماهیت فرآیند لیزر می‌پردازیم که خود این خواص بستری عظیم برای کاربردهای وسیع این پدیده ، در علوم مختلف بخصوص صنعت و پزشکی و ... ایجاد کرده است. به جرأت می‌توان گفت پیشرفت علوم بدون تکنولوژی لیزر امکان پذیر نیست. شاید مهترین بخش فیزیک اتمی بحث مربوط به فیزیک لیزر باشد. می دانید که با دادن انرژی به الکترونهای یک اتم می توان آنها را

به مدارهای بالاتری برد. (حتماً با این تصویر کلاسیک که الکترون ها مدارهایی با انرژی مشخصی به دور هسته وجود دارند، آشنایید.) اما این خانه جدید برای الکترونها خیلی وضعیت پایداری ندارد و الکترونها ترجیح می دهند با پس دادن انرژی به مدار اصلی خودشان برگردند. این انرژی به صورت یک فوتون با فرکانس مشخص آزاد می شود. یعنی یک واحد انرژی ... اما می دانید که نور از همین فوتونها ساخته می شود. پس اگر با تعداد زیادی از اتمها به طور هم زمان این کار را انجام دهیم، می توانیم پرتو نوری تک فرکانس ایجاد کنیم . علاوه بر اینکه با روشهایی و دقت هایی می توان پرتوهای هم فاز تولید کرد. زیاد نمی خواهیم راجع به لیزر و ویژگیهای آن توضیح دهیم اما همین مهم است که بدانیم که این پدیده اساس تولید پرتوهای لیزر است. کلمه لیزر که "LASER"

انگلیسی آن است مخفف عبارت:" شدت بخشی نور با استفاده از انتشار تحریک شده تابش" است.

) Light Amplification by thestimulated Emission of Rodiation(



اما سوال مهم این است که برای داشتن لیزر با ویژگیهای خاص از اتمهای چه موادی ، در چه شرایطی (غلظت، دما، فشار، ......) می توان استفاده کرد. پاسخ بیشتر این سوالات در آزمایشگاه به دست می آیند، پس فیزیک لیزر جزو مباحث تجربی فیزیک جای می گیرد.در ایران نیز مراکزی چون مرکز تحقیقات لیزر، سازمان انرژی اتمی و ... مهمترین مراکزی هستند که پذیرای فیزیکدانان اتمی و لیزر هستند.

آنچه که سبب می شود پرتو لیزر از نورهای دیگر متمایز شود در حقیقت ویژگیهای منحصر بفرد آن است که در هیچ منبع نوری دیگر یافت نمی شود. چهار ویژگی عمده لیزر عبارتند از:همدوسی ، تک رنگی ، واگرایی کم ، موازی بودن پرت نگاه اجمالی

لیزر کشفی علمی می‌باشد که به عنوان یک تکنولوژی در زندگی مدرن جا افتاده است. لیزرها به مقدار زیاد در تولیدات صنعتی ، ارتباطات ، نقشه ‌برداری و چاپ مورد استفاده قرار می‌‌گیرند. همچنین لیزر در پژوهشهای علمی و برای محدوده وسیعی از دستگاههای علمی‌، موارد مصرف پیدا کرده است. برتری لیزر در این است که از منبعی برای نور و تابشهای کنترل شده ، تکفام و پرتوان تولید می‌کند. تابش لیزر ، با پهنای نوار طیفی باریک و توان تمرکزیابی شدید ، چندین برابر درخشانتر از نور خورشید است.





دید کلی

از هنگام بوجود آمدن لیزر به علت دارا بودن محسنات خلوص فرکانسی ، پهنای باند و سیع ، راستاوری خوب و غیره ، بررسی موارد کاربرد آن به عنوان حامل در مخابرات و در نتیجه بکار گیری محاسن فوق تا کنون ادامه داشته است. در ابتدا گفته می‌شد به علت اینکه فرکانسها صدها هزار برابر می‌شود (حدود 105 برابر) ، تعداد کانالها افزایش می‌یابد که با ارزیابی خوشبینانه تری توام گشته است. استفاده از نور در مخابرات با پیدایش انسان شروع شد و بعد از اختراع لیزر ، دانشمندان توجه خاصی به استفاده از نور جهت انتقال اطللاعات مبذول داشتند. استفاده از لیزر نیم رسانا و تار نوری با تلفات کم از پیشرفتهای مهم در این خصوص بوده است.





ریشه لغوی Laser

کلمه لیزر از حروف ابتدای عبارت " تقویت نور بوسیله گسیل القایی تابش" (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation)

در لاتین ساخته شده است که معمولاً در طول موجهای مادون قرمز نزدیک ، مرئی و ماورای بنفش طیف الکترومغناطیس می‌باشد. به گسیلهای لیزر گونه طول موجهای بلندتر ناحیه میکروویو " میزر" گفته می‌شود. لیزر اصولاً به منبع نور همدوس و تکرنگ گفته می‌شود.



تاریخچه

میمن برای نخستین بار لیزر یاقوت را در سال 1959 ساخت.پس از دو سال آقای ایمان اخوان، دانشمند ایرانی برای نخستین بار لیزر گازی هلیوم- نئون را ساخت. از حدود سال 1966 لیزر نیم رسانا در مخابرات نوری در ژاپن و آمریکا مورد توجه قرار گرفت و نسبت به امکان مد گردانی مستقیم آن تا فرکانسهای فوق‌العاده زیاد شناخت حاصل شده است.پیشنهاد استفاده از گسیل القایی از یک سیستم با جمعیت معکوس برای تقویت امواج میکروویو بطور مستقل بوسیله وبر ،جوردون،زیگر،باسو،تانز و پروخورو داده شد. اولین استفاده عملی از چنین تقویت کننده‌هایی توسط گروه جوردون ، زیگر و تاونز در دانشگاه کالیفرنیا انجام شد.این گروه نام میزر را که از ابتدای حروف تشکیل شده بود برای آن برگزیدند:

"Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation"

اولین میزر با استفاده از گذار میکروویو در مولکولهای آمونیاک ساخته شد. در سال 1958 اولین بار پیشنهاد فعالیت میزر در فرکانسهای نوری در مقاله‌ای توسط اسکاولو و تاونز داده شد.در سال 1960 یعنی کمتر از دو سال دیگر ، میلمن موفق به ساخت لیزر پالسی یاقوت شد.این لیزر کار که لیزر گازی هلیوم نئون بود، در سال 1961 توسط علی جوان ایرانی ساخته شد. در سال 1962 نیز پیشنهاد لیزرهای نیمه ‌هادی مطرح گردید.





سیر تحول و رشد

با پیشرفت روزافزون مکانیک کوانتومی و جنبه‌های ذره‌ای نور و تولید آینه‌هایی با توان بالا دانشمندان لیزرهایی را با توان خروجی بهتر(لیزرهای توان بالا) و همدوسی بالاتر ساخته شدند. اختراع لیزر به سال 1958 با نشر مقالات علمی در رابطه با میزر اشعه مادون قرمز و نوری بر می‌گردد. نشر مقالات مذکور سبب افزایش تحقیقات علمی توسط دانشمندان در سر تا سر جهان گردید. در بخش ارتباطات نیز کارشناسان توانایی لیزر را که جایگزین ارسال یا مخابره الکتریکی شود، تأیید نمودند. اما اینکه چگونه پالسها را مخابره نمایند، مشکلات زیادی را بوجود آورد. در سال 1960 دانشمندان پالس نور را مخابره نمودند، سپس از لیزر استفاده کردند. لیزر ، نور خیلی زیادی را تولید نمود که بیش از میلیونها بار روشنتر از نور خورشید بود. متأسفانه پرتو لیزر می‌تواند خیلی تحت تأثیر شرایط جوی مثل بارندگی ، مه ، ابرهای کم ارتفاع ، چیزهای موجود در آزمایشهای مربوط به هوا از قبیل پرندگان قرار گیرد. دانشمندان نیز طرحهای جدیدی را جهت حمایت نور از برخورد با موانع را پیشنهاد نمودند. قبل از اینکه لیزر بتواند سیگنالهای تلفن را ارسال دارد. اختراع مهم دیگر موجبر فیبر نوری بود که شرکتهای مخابراتی برای ارسال صدا ، اطلاعات و تصویر از آن استفاده می‌کنند. امروزه ارتباطات الکترونیکی بر پایه فوتونها استوار می‌باشد. تکنولوژی تسهیم طول موج یا رنگهای مختلف نوری برای ارسال تریلیون بیت فیبر نوری استفاده می‌کند. بعد از اینکه لیزر دی اکسید کربن در سال 1964 اختراع شد کاربرد لیزر در زمینه‌های پزشکی خیلی توسعه یافت و برای جراحان این امکان را فراهم نمود تا بجای استفاده از چاقوهای جراحی از فوتون استفاده نمایند. امروزه لیزر می‌تواند وارد بدن گردد، اعمال جراحی را انجام دهد، در صنایع و در کارهای ساختمانی ، در وسایل نظامی و غیره کاربردهای فراوان آنرا می‌توان مشاهده نمود.





ساز و کار لیزر

نخست لازم است تا به محیط فعال لیزری به نحوی انرژی داده شود. به این عمل پمپاژ لیزر می‌گویند. عمل پمپاژ به روشهای گوناگونی صورت می‌گیرد که می‌توان به پمپاژ نوری، پمپاژ الکتریکی، پمپاژ توسط لیزرهای دیگر (پمپاژ لیزری)و جز اینها نام برد.





گونه های لیزر

لیزرها را براساس مواد لیزرزا به چند گروه زیر بخش بندی می‌کنند : لیزرهای جامد، لیزرهای گازی، لیزرهای مایع یا رزینه، لیزرهای الکترون آزاد و لیزرهای نیمه رسانا لیزرها را بر پایه خروجی آنها به دو دسته لیزرهای تپی و لیزرهای پیوسته کار تقسیم بندی می‌کنند. غالبا لیزرهای توان بالا را از نوع تپی (پالسی) میسازند.







ساختار لیزر

ساختار لیزر

یک سیستم لیزری عموما از سه بخش عمده تشکیل شده است: منبع انرژی ( که معمولا یک پمپ و یا یک منبع مشابه است) -1 بستر تشدید کننده یا بستر لیزر -2 ۳ - آینه و یا مجموعه‌ای از آینه ها که یک افزایش دهندهٔ نوری را تشکیل می‌دهند.

یک منبع پمپی قسمتی است که انرژی لازم را برای سیستم لیزری فرآهم می‌کند. نمونه هایی از منابع پمپی شامل تخلیه کننده‌های الکتریکی، لامپهای درخشنده، لامپهای جرقه ای، نور لیزرهای دیگر، واکنشهای شیمیایی و حتی وسایل انفجاری میباشند. نوع منبع پمپ مورد استفاده اصولا بستگی به بستر تشدید کننده دارد و این بستر است که عموما تعیین می‌کند چه میزان انرژی بایستی به بستر منتقل شود. یک لیزر هلیوم- نئونی در مخلوط گاز هلیوم - نئون از تخلیهٔ الکتریکی استفاده می‌کند و لیزر یاقوتی از نوری که از لامپ درخشندهٔ زنونی ساطع شده متمرکز می‌شود و در آخر لیزرهای اگزایمر از یک واکنش شیمیایی استفاده می‌کنند. بستر تشدید کننده عامل اصلی تعیین کنندهٔ طول موج در هنگام استفاده و خصوصیات دیگر لیزر می‌باشد. اگر نگوییم هزاران بستر مختلف، قطعا صدها بستر تشدید ساز مختلف وجود دارد که در آن کارایی مورد نظر بدست میآید. بستر تشدید کننده توسط یک منبع پمپ انرژی تحریک شده تا فراوانی معکوسی تولید کند و در ادامه بستر تشدید کننده بتواند انتشار خود به خود و تحریک شده‌ای از فوتونها را ایجاد کند که نهایتا باعث عمل تشدید نوری و یا ارتقاء نوری می‌شود. نمونه هایی از بسترهای مختلف تشدید کننده شامل موارد زیر هستند: مایعات مثل لیزرهای رنگی. این مایعات عموما حلالهای شیمیایی آلی هستند. مواردی همچون متانول، اتانول، یا اتیل گلیکول که رنگهایی شیمیایی همچون کومارین یا رودامین و فلوئورسین به آنها افزوده می‌گردد. ساختار شیمیایی واقعی ملکولهای رنگ تعیین کنندهٔ طول موج بدست آمده از لیزرهای نوریست. گازها مثل دی اکسید کربن، آرگون، کریپتون و مخلوطی از هلیوم و نئون. این لیزرها اغلب از تخلیهٔ الکتریکی برای پمپ کردن استفاده می‌کنند. جامدات مثل کریستال ها یا شیشه ها. مواد جامد بکار گرفته شده معمولا با یک ناخالصی خاص مثل کروم، نئودیمیوم، اربیوم، یا یونها تیتانیوم ترکیب می‌گردند.مواد جامد بکار گرفته شده عموما یاقوت و یا یاقوت کبود و شیشه‌های سیلیکونی هستند. نمونه هایی از بسترهای لیزری جامد شامل: : YAG, Ti: sapphire, Cr: sapphire, Cr: LiSAF (chromium-doped lithium strontiumaluminium fluoride), Er: YLF and Nd: glass

میباشند.لیزرهای جامد عموما توسط لامپهای درخشان و یا نور لیزرهای دیگر پمپ میشوند. نیمه هادی ها، نوعی از جامدات هستند که در آنها حرکت الکترونها بین ماده با سطوح مختلف ناخالص ساز ها می‌تواند منجر به ایجاد عملکرد لیزر شود. لیزرهای نیمه هادی عموما بسیار کوچک هستند و می‌توانند با یک جریان سادهٔ الکتریکی پمپ شوند که این خصوصیت آنها، باعث ایجاد توانایی طراحی و ساخت ابزارهایی فراوان و همه جا در دسترسی همچون دستگاههای نمایش سی دی شده است.تشدید کننده‌های نوری و یا حفره‌های نوری در ساده‌ترین شکل خود دو آینهٔ موازی هستند که در اطراف بستر تشدید کننده قرار میگیرند. نور ساطع شده از بستر توسط انتشار خود به خود تولید شده و توسط آینه هایی که آنرا به بستر باز می‌گردانند بازتابیده می‌شود. در اینجاست که این پرتو می‌تواند بازتابیده و یا تشدید شود. نور ممکن است از آینه ها بازتابیده شده و یا از بستر تشدید کننده بگذرد که در این حالت صدها بار بیشتر از زمانی که در حفره نوری بود می‌باشد. در لیزرهای پیچیده تر، تنظیم توسط 4 و یا تعداد بیشتری آینه باعث ایجاد حفره‌های مورد نظر می‌شود. طراحی و تنظیم آینه ها با توجه به بستر برای تعیین طول موج مورد نیاز و دیگر خصوصیات سیستم لیزری انجام میگیرد. دیگر ابزارهای نوری همچون آینه‌های گردان، تعدیل کننده ها، ----- ها و جاذب ها ممکن است در تشدید کنندهٔ نوری لحاظ شوند تا بتوانند اثرات مختلف و کاملا اختصاصی ای بر روی تولید امواج نور لیزری بگذارند.







اسکن میکروسکوپی لیزری هم کانون

اسکن میکروسکوپی لیزری هم کانون ابزاری مفید برای بازسازی سه بعدی و بدست آوردن تصاویر سه بعدی با کیفیت بالاست. خصوصیت کلیدی میکروسکوپی هم کانون توانایی آن در ایجاد تصاویر بدون کدورت از نمونه ها ی ضخیم در عمقهای مختلف است. اصول این نوع خاص از میکروسکوپی توسط ماروین مینسکی در سال1953 کامل شد اما هنوز سی سال دیگر زمان لازم بود تا لیزر بتواند بعنوان یک منبع نور نقطه‌ای برای میکروسکوپی هم کانون و بعنوان روشی استاندارد در اواخر دههٔ 1980 مورد استفاده قرار بگیرد.







تشکیل تصویر

در اسکن میکروسکوپی لیزری هم کانون یک پرتو لیزری از روزنهٔ منبع نوری گذشته و سپس توسط عدسی های شیئی به حجم کانونی کوچکی بر روی یک نمونهٔ فلورسانت متمرکز می‌شود. سپس مخلوطی از نور فلورسانت تابیده شده و لیزر بازتابیده شده از نقطهٔ مورد تابش قرار گرفته توسط عدسی های شیئی جمع آوری می‌شود. یک جدا کنندهٔ طیفی مخلوط نور را با گذر انتخابی نور لیزری و بازتاباندن نور فلورسانت به دستگاه جداساز از هم مجزا می‌کند. پس از گذر این نور، نور فلورسانت توسط یک وسیلهٔ جدا کنندهٔ نور( لولهٔ تشدید کنندهٔ نور و یا دیود بهمن نوری) باعث تغییر سیگنال نوری به یک سیگنال الکترونیکی شده که در مرحلهٔ بعد این سیگنال الکتریکی توسط رایانه قرائت می‌شود. روزنهٔ جداساز از ورود نور به اصطلاح تنظیم نشده یعنی نور فلورسانسی که از سطح کانونی عدسی های شیئی منشاء گرفته ممانعت به عمل می‌‌آورد. پرتوهای نوری از زیرسطح کانونی قبل از رسیدن به جداساز متمرکز می‌گردند و بخش عمده‌ای از آنها بواسطهٔ متمرکز نبودن بر روزنهٔ جداساز حذف می‌گردند و بقیهٔ پرتو ها به جداساز میرسند. در این روش بخش خارج از کانون قسمت بالا و پایین به میزان زیادی کاهش میابد که نهایتا باعث تشکیل تصویری واضح تر نسبت به روش های میکروسکپی سنتی می‌گردد. نور جداسازی شده‌ای که از بخش نورانی نمونه منشاء گرفته در تصویر حاصله بشکل یک نقطه نمایش داده می‌شود. بنابراین تصویر نهایی ردیف به ردیف و نقطه به نقطه تشکیل می‌گردد و درخشش نهایی تصویر حاصله با شدت نور جداسازی شدهٔ فلورسانت مطابقت خواهد داشت. پرتو سرتاسر نمونه را بشکل صفحه‌های افقی و با استفاده از آینه‌های نوسانگر خود مهار شونده اسکن می‌کند. این روش اسکن( پویش) کردن معمولا امکان ایجاد واکنشهای نهفتهٔ کمتری دارد و با کم شدن سرعت آن نسبت قابل قبول تری از سیگنال به خطا را نتیجه می‌دهد و نهایتا تباین و کیفیت بالاتری نتیجه می‌دهد. اطلاعات لازم را می‌توان با صفحه‌های کانونی متعدد و با تغییر سطح میکروسکوپ به سمت بالا و پایین بدست آورد. رایانه می‌تواند یک تصویر سه بعدی از نمونه را بوسیلهٔ سری زدن تعداد زیادی از تصاویر دو بعدی متوالی ایجاد کند.

بعلاوه میکروسکوپی کانونی پیشرفت زیادی را در کیفیت نهایی و ظرفیت برش نوری سری مناسب فراهم کرده که این امر حتی در نمونه‌های زندهٔ با حداقل آماده سازی قابل مشاهده است. با توجه به اینکه این روش وابسته به فلورسانس است، نمونه ها معمولا بایستی با رنگهای فلورسانس رنگ آمیزی شوند. با اینحال بایستی توجه کرد که غلظت مواد خارجی به حدی کم باشد که بر روی ساز و کار طبیعی زیستی تاثیر منفی نگذارد. برخی ابزار ها حتی قادر به ردیابی یک ملکول خاص فلورسانس نیز میباشند. همچنین روشهای ترنس ژنیک می‌توانند ارگانیسمهایی را بوجود بیاورند که خودشان ملکول فلورسانس تولید کنند.(مثل پرونئینهای سبز فلورسانت).





ارتقاء کیفیت با بکارگیری اصول هم کانونی

وقتی روش مورد استفادهٔ ما روش میکروسکوپی لیزری هم کانون باشد روشی که برای توصیف تفکیک پذیری مورد استفاده قرار میگیرد بسادگی قابل مقایسه با دیگر روشهای اسکن همچون اسکن میکروسکوپی تونلی می‌باشد. این روش با اسکن نوک اتمی بر روی سطح هادی انجام می‌شود و همراه با تونلهای مجزاییست که هر جزء سطح را پایش می‌کند. اگر نوک اتمی کند شود، یعنی اگر شامل جند اتم شود کیفیت تصویر حاصله کاهش میابد.

SCM در روش

یک نمونه یفلورسانت توسط یک منبع نقطه‌ای لیزر مورد تابش قرار گرفته و کیفیت تصویر هر کدام از اجزا با شدت تابش فلورسانت حاصله متناسب خواهد بود. در اینجا اندازهٔ نوک اسکن کننده که برای کیفیت پایانی بسیار حیاتی است توسط حد انکسار سیستم نوری تعیین می‌گردد. این حالت موید این حقیقت است که تصویر منبع نقطه‌ای لیزر اسکن کننده یک نقطهٔ بی نهایت کوچک نیست بلکه از یک الگوی سه بعدی انکساری تبعیت می‌کند. اندازهٔ الگوی انکسار و اندازهٔ کانونی توسط اندازهٔ روزنهٔ عدسی های شیئی سیستم و طول موج لیزر مورد استفاده تعیین می‌گردد. این حالت را می‌توان بسادگی در حد تفکیک میکروسکوپهای نوری قدیمی مشاهده کرد که به اصطلاح به آن تابندگی گسترده می‌گویند. با اینهمه این مشکل با تکنیکهای تابندگی نور به اندازهٔ کوچکی که در هر زمان جداسازی می‌شود قابل بر طرف کردن است. با اینهمه این بسیار مهم است که حجم موثر نور تولیدی معمولا کمتر از حجم تابندگیست یعنی الگوی انکسار تولید نور قابل جداسازی دقیق تر و البته کوچکتر از الگوی انکسار تابندگیست. این به آن معناست که حد تفکیک میکروسکوپهای هم کانون نه تنها به احتمال تابندگی بستگی دارد بلکه به احتمال ایجاد فوتونهای قابل جداسازی نیز وابسته اند. بسته به خصوصیات فلوئورسانس رنگهای بکار رفته پیشرفتهای محدودی می‌تواند در کیفیت جانبی میکروسکوپهای سنتی بوجود آید. با اینهمه با استفاده از فرایند تولید نور با احتمال کمتر وقوع ایجاد اثرات ثانویه، با تمرکز بر نقطهٔ محدود با بالاترین کیفیت ممکن می‌توان به ارتقاء کیفیت جانبی به اندازه‌ای قابل توجه امید وار بود. متاسفانه احتمال تولید فوفتونهای قابل جداسازی اثر نامطلوبی بر نسبت سیگنال به خطا دارد. این مشکل را می‌توان بوسیلهٔ استفاده از فوتو دیتکتورهای بیشتر و یا با افزایش شدت منبع نقطه‌ای لیزر تابیده شده جبران کرد. افزایش شدت این خطرات باعث بی رنگ شدن و یا آسیب به نمونهٔ مورد نظر می‌شود خصوصا اگر آزمایشاتی برای مقایسهٔ درخشش فلورسانس مورد نیاز باشد.





LASEK در مقابلLASIK

LASEK

فرآیندیست که در آن تغییرات دایمی قرنیه با استفاده از لیزر اگزایمر برای برداشتن مقدار کمی از بافت جلوی چشم، بافتی که درست زیر لایهٔ خارجی اپیتلیوم قرار دارد انجام می‌شود. بر خلاف لیزیک در این فرایند اپیتلیوم از پردهٔ قرنیه برداشته نمیشود و اپیتلیوم باعث حفاظت از چشم در طی انجام این فرآیند شده و بعدها بصورت یک بانداژ طبیعی برداشته می‌شود. از آنجایی که بر خلاف لیزیک در این فرایند از چاقو/میکروکرماتور یا لیزر برنده استفاده نمیشود، پایداری قرنیه کاملا بدون تغییر باقی میماند اما درد یشتر و بهبودی دید آهسته تر از فرآیند لیزیک خواهد بود. همانند پی پی کا در لیزک خطر جابجا شدن پرده‌های قرنیه که ممکن است به کرات در اثر ضربه حتی سالها بعد از فرآیند لیزیک رخ دهد وجود ندارد.





ایمنی در لیزر

لیزر منبع نوریست که می‌تواند برای اشخاصی که با آن در تماسند خطرناک باشد. حتی لیزرهای با نور کم هم می‌تواند برای بینایی اشخاص مخاطره آمیز باشد. لنسجام ذاتی و پخش اندک نور لیزر به این معناست که این پرتو قادر است در نقطهٔ بسیار کوچکی در شبکیهٔ چشم متمرکز گردد که نتیجتا در عرض چند ثانیه منجر به سوختگی موضعی و آسیبهای دایمی خواهد شد. طول موجهای خاصی از لیزر قادرند ایجاد آب مروارید یا کاتاراکت کرده و حتی منجر به جوش آمدن مایع زجاجیه گردند. علاوه بر این لیزرهای مادن قرمز و فرابنفش خطر بیشتری را متوجه فرد می‌کنند چرا که واکنش بسته شدن پلک در انسان در مواقع خطر احتمالی برای چشم تنها در مواقعی که نور مرئی باشد انجام می‌شود.





دسته بندی

لیزرها بر اساس طول موج و حداکثر توان خروجیشان در رده‌های زیر طبقه بندی می‌گردند:



دستهٔ اول: اساسا بی خطر؛ هیچگونه احتمالی برای آسیب رساندن به چشم در این گروه وجود ندارد. این امر می‌تواند بدلیل توان خروجی محدود آنها( که حتی در تماسهای طولانی هم خطری را متوجه چشم شخص نمیکنند) باشد و یا به این دلیل باشد که محصور بودن آنها و عدم تماس در شرایط طبیعی کار بطور کلی احتمال خطر تماس را از بین میبرد مثل حالتی که در دستگاه‌های خواندن سی دی وجود دارد.

دستهٔ دوم: واکنش طبیعی یسته شدن چشمها از آسیب جلوگیری خواهد کرد و توان خروجی آنها حدود

1 mw

می‌باشد.

دستهٔ سوم اولیه: لیزرهایی که در این دسته قرار میگیرند بواسطهٔ بکار گرفته شدن در ابزاری که ممکن است باریکهٔ نور را تغییر دهند خطرناک در نظر گرفته میشوند. توان خروجی آنها

5-1mw

می‌باشد، اغلب لیزرهای نقطه‌ای در این گروه قرار دارند.

دستهٔ سوم ثانویه: این دسته زمانی خطرناک محسوب میشوند که باریکه نور مربوط به لیزر مستقیما بدرون چشم تابیده ویا منعکس شود. این گروه مربوط به لیزرهایی می‌شود که قدرتی حدود

5-500 mw

دارند. انعکاسهایی که با پراکنده شدن باریکهٔ نوری همراه باشند بعنوان یک خطر جدی در نظر گرفته نمیشوند.

دستهٔ چهارم: لیزرهای این دسته بینهایت خطرناکند. حتی اگر انعکاس پراکنده شدهٔ آنها هم به پوست و یا چشم تابیده شود هم می‌تواند خطرناک باشد. لیزرهایی که توان بیش از

500 mW

و یا توانایی تولی امواج نوری داشته باشند در این دسته قرار میگیرند. اگرچه که شدت نور خروجی آنها ممکن است تنها چند برابر نور درخشان خورشید باشد ولی بایستی توجه داشت که این نور مستقیما بر نقطهٔ بسیار کوچکی متمرکز می‌گردد. نیروهایی که برای لیزرهای بالا ذکر شد انواع معمول توانها میباشند. دسته بندی ما مستقل از طول موج و موجی و یا پیوسته بودن لیزر می‌باشد و تنها بر ایمنی تاکید دارد.



رهنمودها

استفاده از پوشش محافظتی برای لیزرهای دستهٔ سوم ثانویه و دستهٔ چهارم قویا توصیه می‌شود و طبق نظر سازمان مدیریت خطرات و ایمنی شغلی ایالات متحده الزامیست. با اینهمه تحقیقات صورت گرفته نشان داده‌اند که دانشمندان محقق حتی در شرایطی که با لیزرهای گروه چهارم سر و کار دارند معمولا از پوششهای محافظ چشمی استفاده نمیکنند. مشکل اینجاست که محافظهایی همچون عینکها پس از مدت کوتاهی ناخوشایند و عذاب آور خواهند بود. برای مثال در طیف سنجی آرایش تجربی دائما تغییر کرده و تنظیم آن مستلزم اینست که شخص مسیر طیف گسیل شده را ببیند. اینکار به اسانی با چشم غیر مسلح قابل انجام است ولی انجام آن با دوربین به مراتب مشکل تر است. در این شرایط افراد بیش از آنکه به ایمنی اهمیت دهند به سادگی و راحتی کار اولویت می‌دهند و معمولا قوانین ایمنی را نقض می‌کنند. گاهی اوقات هم رعایت موازین غیر قابل اجتناب است. برای مثال زمان کار کردن با لیزر: RGB

از نظر فنی به استفاده از عینکهای ایمنی کاملا مشکی نیاز است. با اینکه شاید تمامی افرادی که در این زمینه مشغول به کارند با رهنمودهای زیر موافق نباشند ولی قطعا اکثر دانشمندان این رهنمودها را در عرصهٔ کاری رعایت می‌کنند.هر کسی که با لیزر تماس دارد باید از خطرات آن بطور کامل مطلع باشد. این آگاهی نباید بسته به زمان تماس باشد بلکه بایستی توجه داشت که کارکرد طولانی با خطرات غیر قابل دیدن(مثل خطرات مربوط به پرتوهای لیزر مادون قرمز) معمولا باعث کاهش هشیاری و سهل انگاری افراد می‌گردند.بسیاری از افرادی که در شرایطی کار می‌کنند که کارشان بر روی میزهای نوری انجام می‌شود و تمامی طیف لیزر در یک سطح افقی حرکت می‌کند و در لبهٔ میز متوقف می‌گردد احساس کاذب ایمنی در برابر لیزر دارند. این افراد تنها به این امر بسنده می‌کنند که اگر چشمانشان در امتداد طیف افقی لیزر قرار نگیرد کاملا ایمن هستند ولی باید دانست که بشکل تصادفی امکان منعکس شدن این طیف در همه حال وجود دارد. رهنمودهای زیر ممکن است در کاهش خطراتن نقش زیادی داشته باشد ولی باید دانست که هنوز هم بسیاری از خطرات تنها بدلیل استفاده نکردن عینکهای محافظ است. در یک تنظیم نوری مهم، اطمینان از اینکه تمامی آینه ها، فیلترها، و عدسی ها کاملا در حالت عمودی قرار گرفته‌اند مشکل است. این حالت خصوصا زمانی که شرایط کار تغییر می‌کند اهمیت بیشتری میابد. انعکاسهای اتفاقی رو به بالا ممکن است توسط ساعت و یا جواهرات ایجاد شوند. حتی اگر استفاده از زیور آلات ممنوع باشد باز هم امکان انعکاس از وسایل و ابزار شخص که وارد محدودهٔ باریکهٔ نور شده‌اند مثلا توسط پیچ گوشتی امکانپذیر است. بایستی توجه داشت که معمولا انعکاس ها تا زمانی که منجر به آسیب نشده‌اند ناشناخته باقی میمانند. زمانی که چیزی را از سطح زمین بلند میکنید با بستن پلک چشم توانید جلوی خطر لیزرهای چند واتی را بگیرید و بایستی از پوشش معمولا کدر چشمی استفاده کنید. این حالت خصوصا زمانی که لیزرها پرتوهای مادون قرمز باشند بیشتر موضوعیت دارد. بستن هر دو چشم در زمین زانو زدن می‌تواند بعنوان یک روش طبیعی برای محافظت از چشم برای کارگرانی که در محدوده کار می‌کنند مطرح باشد. هیچکس نمیتواند بدون استفاده از محافظهای چشمی از تمامی خطرات ذکر شده جلوگیری کند. خصوصا که در برخی محیطهای کاری از پرتوهای نامرئی مادون قرمز استفاده می‌شود که هیچ نشانهٔ ظاهری هم ندارند. به این ترتیب کار کردن بدون عینک در چنین شرایطی مترادف با معاوظهٔ سلامتی با راحت طلبییست. عدم استفاده از عینک با اینکه معمول است ولی در هیچ قانون حرفه‌ای و مستدلی نگاشته نشده است.

محافظ چشمی مناسب برای هر کسی که در اتاق هست الزامیست و نباید فقط برای کسی که مشغول کار است الزامی در نظر گرفته شود.مسیر پرتوهای با شدت بالا که معمولا تعدیل نمیشوند بایستی به لولهٔ سیاهی هدایت شوند. این موضوع در خصوص پرتوهای فرابنفش ضعیفتر هم بواسطهٔ احتمال سرطان پوست صدق می‌کند. زمانی که عمل تعدیل و میزان کردن بر روی پرتو لیزر انجام می‌شود این امکان که انرژی آن تا حد بی خطر کاهش یافته و سپس بطور ناگهانی به حد بسیار شدید برسد وجود دارد. احتیاط خاصی بایستی در رابطه با وارد کردن و خارج کردن آینه ها در مسیر طیف پرتو انجام پذیرد. میزان کردن پرتو هم می‌تواند در جای خود خطرناک باشد چرا که ممکن است در این بین پرتو به تیرکهای فلزی محل تابیده و منعکس گردد. سبکهای بی احتیاط کار کردن ممکن است بواسطهٔ دلایل زیر ایجاد شده و یا تسریع گردد. سخت بودن دسترسی به حفاظهای چشمی مناسب( خصوصا زمانی که کارگران با طول موجهای مختلف کار می‌کنند) ابزارهای محافظ بسیار ناراحت و آزار دهنده ارزیابی غیر منطقی خطرات قوانین ایمنی بسیار سختگیرانه که باعث تشویق کارگران به نقض کردن آنها می‌شودونداشتن دانش کلی در خصوص موضوعات مربوط به ایمنی.









ایمنی الکتریکی


بحث در مورد ایمنی لیزر را نمیتوان بدون در نظر گرفتن ایمنی الکتریکی در شکل عمومی کامل دانست. لیزرها عموما در ولتاژ بالا هستند. بطور مثال لیزرهای موجی کوچک

5mj

400 ولت به بالا هستند و این میزان به اندازهٔ چندین کیلوولت برای لیزرهای قوی تر افزوده می‌گردد. این نیرو در کنار آب پر فشاری که برای خنک کردن لیزرها مورد استفاده قرار میگیرد و یا ابزارهای الکتریکی مربوطه باعث ایجاد خطر بیشتری در خصوص لیزرها می‌گردد. بطور کلی این کاملا ضروریست که برای جلوگیری از ایجاد شوک الکتریکی در زمان آب گرفتگی احتمالی محل تمام قطعات الکتریکی حداقل 10 اینچ از زمین فاصله داشته باشند. میز نوری، لیزرها و دیگر تجهیزات بایستی بشکل صحیحی نصب گردند.



جوشکاری فلزی توسط لیزر

جوشکاری توسط پرتو لیزر در تولیدات صنعتی بشکل روزافزونی در حال گسترش است و دامنهٔ استفادهٔ آن از میکرو الکترونیک تا کشتی سازی گسترده شده است. تولید انبوه خودکار در این بین از بیشترین توسعه برخوردار گشته‌اند که این پیشرفتها را می‌توان مرهون عوامل زیر دانست:حرارت ورودی محدود منطقهٔ حرارت پذیرفتهٔ کوچک میزان ناصافی اندک سرعت بالای جوشکاری این خصوصیات جوشکاری لیزری را گزینهٔ منتخب بسیاری از قسمتهای صنعتی کرده که از جوشکاری مقاومتی در گذشته استفاده میکردند. با توجه به خصوصیات منحصر به فرد این روش می‌توان بکارگیری گستردهٔ آنرا در زمینهٔ کاربردهای مختلف انتظار داشت. فرآیندهای ترکیبی که از ترکیب لیزر و قوس MIG

استفاده می‌کنند برای قرار گرفتن بر سطحی که بایستی جوشکاری در آن انجام شود طراحی شده اند. علاوه بر این تجهیزات ویژهٔ بکار گرفته شده بشکل قابل توجهی ابزارهای مورد نیاز برای آماده سازی لبهٔ مورد نظر برای جوشکاری را کاهش می‌دهند. آلیاژهایی که برای سیمهای پر کننده در قسمت درز گیری بکار میروند باعث یکدست شدن فیزیکی آن ناحیه میشوند. علاوه بر این فرآیندهای ترکیبی بکار گرفته شده قادر اند سرعت انجام کار را بشکل قابل توجهی افزایش دهند. همچنین در نفوذ عمقی و درزگیری کلی هم موثرند. پیشرفتهای بی نظیر اخیر در زمینهٔ دیودهای لیزری موقعیت جدیدی را برای حل مشکلات همیشگی صنعتی فراهم کرده است. البته باید در نظر داشت که این فرآیندها برای همگون شدن با قسمتهای مورد نظر بایستی بشکلی اختصاصی تغییر یابند. لیزرهای دی اکسید کربنی

2- 10 kw قدرتمند

در حال حاضر در جوشکاری بدنهٔ اتومبیلها، قسمتهای حمل و نقل، مبادله کننده‌های حرارتی و پر کردن حفره ها مورد استفاده قرار میگیرند. سالها لیزرهای یاقوتی کمتر از

500w

برای جوش بخشهای کوچک مورد استفاده قرار می‌گرفتند. برای مثال قسمتهای کوچک و ظریف ابزارهای پزشکی، بسته‌های الکترونیکی و حتی تیغ های اصلاح صورت. لیزرهای یاقوتی چند کیلوواتی از گذراندن پرتو از فیبرهای نوری استفاده میکردند. اینکار بسادگی توسط روبوت ها انجام می‌شد و دامنهٔ وسیعی از کاربردهای سه بعدی مثل برش لیزری و جوش بدنهٔ اتومبیلها را ممکن میکرد. پرتو لیزر در نقطهٔ کوچکی متمرکز می‌شود و باشدتی که در آن نقطه ایجاد می‌کند باعث ذوب و حتی بخار کردن فلز می‌شود. برای تمرکز نیروی لیزرهای دی اکسید کربنی قدرتمند، آینه‌های خنک شونده توسط آب بجای عدسی ها مورد استفاده قرار می‌گرفتند. جوشکاری بطور کلی به دو شکل انجام می‌شود. در شکل هدایتی جوشکاری، حرارت از طریق هدایت گرمایی به فلز منتقل می‌گردد. این روش مختص لیزرهای یاقوتی نسبتا کم انرژی تر است کهم معمولا جوشکاری های کم عمق تر با آنها انجام می‌شود. جوشکاری با لیزرهای پر انرژی معمولا در پر کردن حفره ها مورد استفاده قرار میگیرد. در این قسمت است که ذوب و تبخیر فلز اتفاق می‌‌افتد.





ساختار لیزر

لیزرها بطور معمول از یک محیط فعال و یک مشدد نوری ساخته می‌شون مشدد نوری از دو آینه که یکی بازتابنده تقریبا کامل و دیگری نیمه گذرنده-بازتابنده است تشکیل می‌شود که خروجی لیزر از آینه نیمگذرنده است.





کاربردهای لیزر

کاربرد در پزشکی : چاقوی لیزری، مته لیزری و جراحی لیزری ، ساخت چاقوی ظریف لیزری ، جلوگیری از خونریزی جراحیها و...

کاربرد در صنعت : جوشکاری لیزری، برشهای لیزری، برش الماس، مسافت یاب لیزری و تراشکاری ، سوراخ کردن با لیزر و...

کاربردهای نظامی : ردیاب لیزری، تفنگ لیزری و ردیاب لیزری ، فاصله یاب لیزری ، بمب لیزری و...

کاربرد اساسی لیزر در اسپکتروسکوپی است.



سرمایش لیزری و تولید دماهای خیلی پایین.





لیزر مخفف عبارت:

Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation

می‌‌باشد و به معنای تقویت نور توسط تشعشع تحریک شده است .لیزر وسیله‌ای برای تبدیل نور معمولی به پرتوی باریک و متراکم است. دستگاه لیزر یک جریان الکتریکی را از ماده‌ای که می‌‌تواند جامد, مایع یا گاز باشد عبور می‌‌دهد. بعضی از اتم های ماده انرژی جذب می‌‌کنند و کوانتوم ساطع می‌‌کنند. این امر موجب می‌‌شود که اتم های دیگر نیز کوانتوم ساتع کنند. این کوانتوم ها (بسته‌های تشعشع) بین آینه هایی به عقب و جلو منعکس می‌‌شوند و نهایتاً به صورت نوری با یک طول موج واحد شلیک می‌‌شوند. اولین لیزر جهان توسط « تئودور مایمن » اختراع گردید که در آن از یاقوت استفاده شده بود. در سال ۱۹۶۲ پروفسور علی جوان, اولین لیزر گازی را به جهانیان معرفی نمود و بعدها نوع سوم و چهارم لیزرها که لیزرهای مایع و نیمه رسانا بودند اختراع شدند. در سال ۱۹۶۷ فرانسویان توسط اشعه ی لیزرِ ایستگاههایِ زمینیشان, دو ماهواره ی خود را در فضا تعقیب کردند, بدین ترتیب لیزر بسیار کار بردی به نظر آمد. نوری که توسط لیزر در یک سو گسیل می‌‌گردد بسیار پر انرژی و درخشنده است و قدرت نفوذ بالایی نیز دارد به طوری که در الماس فرو می‌‌رود. امروزه استفاده از لیزر در صنعت به عنوان جوش آورنده ی فلزات و چاقوی جراحی بدون درد در پزشکی بسیار متداول است. لیزرها سه قسمت اصلی دارند : 1) پمپ انرژی یا چشمه ی انرژی: که ممکن است این پمپ اپتیکی یا شیمیایی و یا حتی یک لیزر دیگر باشد. 2) ماده ی پایه و فعال: که نام گذاری لیزر بواسطه ی ماده ی فعال صورت می‌‌گیرد.3) مشدّد کننده ی اپتیکی: که شامل دو آینه ی بازتابنده ی کلی و جزئی می‌‌باشد. جنس امواج نور امواج نور از نوع امواج الکترومغناطیسی هستند که برای انتشار احتیاجی به محیط مادی ندارند. یک موج الکترومغناطیسی ترکیبی است از دو میدان عمود بر همِ الکتریکی و مغناطیسی که در شکل زیر به ترتیب با موجهای زرد رنگ و آبی رنگ نشان داده شده اند.





تقسیم بندی لیزرها

طبقه بندی لیزر در حالت کلی : لیزر پالسی لیزر پیوسته کار

لیزرها بر اساس آهنگ خروج انرژی از آنها به دو دسته "پیوسته‌کار" و "پالسی" تقسیم ‌بندی می‌شوند. نور لیزرهای پیوسته‌کار بطور پیوسته گسیل می‌شود، ولی نور لیزرهای پالسی در زمانهای کوتاه که به این زمان "دوام پالس" گفته می‌شود ارائه می‌گردد. فاصله زمانی ارائه دو پالس متوالی معمولاً خیلی بیشتر از زمان دوام پالس است. لیزرهای پالسی به‌دلیل اینکه می‌توانند انرژی خود را در زمان کوتاهی ارائه دهند، معمولاً دارای توانهای بالاتری می‌باشند. لیزرها را براساس حالت ماده لیزر زا هم به لیزرهای حالت جامد ، لیزرهای گازی ، لیزر رزینه ، لیزرهای نیمه‌هادی (دیودهای لیزری)، و لیزرهای الکترون آزاد تقسیم ‌بندی می‌کنند. همچنین ممکن است لیزرها را براساس نوع ماده تشکیل‌دهنده محیط لیزر زایی نیز تقسیم‌بندی کرد. لیزر یاقوت ، لیزر نئودیوم- یق ، لیزر دی اکسید کربن ، لیزر هلیوم- نئون و انواع لیزرهای دیگر بر این اساس نامگذاری شده‌اند.





همدوسی زمانی لیزر

همدوسی زمانی فوتونهای نور لیزر به معنی هماهنگی بین آنها از لحاظ وضعیت ارتعاشی (فاز) آنهاست. همدوسی مکانی نور لیزر به معنی هماهنگی بین فوتونهای تشکیل دهنده نور لیزر از لحاظ راستای انتشار آنهاست. به لحاظ همدوسی زمانی که در نور لیزر وجود دارد، قدرت تأثیر گذاری فوتونهای آن در نقطه هدف بسیار بالاتر از نورهای معمولی است؛ زیرا طبق اصل برهمنهی امواج ، به دلیل همفاز بودن این فوتونها میدانهای الکتریکی‌شان مستقیما باهم جمع شده و میدانی قوی را بوجود می‌آورند.





همدوسی مکانی لیزر

همچنین به لحاظ همدوسی مکانی نور لیزر ، نور خروجی بصورت باریکه‌ای جهتمند از آن خارج شده و می‌تواند تا مسافتهای طولانی‌تری بدون افت چشمگیر توانش طی کند و نیز بوسیله کانونی کردن آن در نقطه کوچکی می‌توان به شدتهای بسیار بالایی دست یافت. نور لیزر نوری تقریبا تکرنگ است. مشخصه رنگ در نور به فرکانس آن وابسته است، بنابراین نور فوتونهای لیزر در محدوده کوچک فرکانسی گسیل می‌شوند، در حالیکه منابع نور معمولی گستره فرکانسی بسیار بالایی را دارند.معیار تکرنگی یا خلوص نور لیزر ، پهنای فرکانسی آن است که طبق تعریف ، فاصله دو فرکانسی است که منحنی توزیع فرکانسی نورهای گسیلی در نصف ماکزیمم آن دارند. این فاصله در لیزرها فوق‌العاده کمتر از منابع نور معمولی یا منابع نور گازی است. این به معنای آن است که اکثر انرژی تابشی لیزرها حول فرکانس مرکزی آن می‌باشد. در منابع معمولی ، برعکس لیزرها منحنی توزیع فرکانسی بسیار وسیع است و پهنای فرکانسی آن نیز نتیجتا بسیار زیاد است. بنابراین اگر بخواهیم که نور این منابع را با استفاده از مثلا ----- و یا یک تجزیه‌گر بصورت تقریبا تکرنگ در بیاوریم، از شدت آن به‌مقدار زیادی کاسته خواهدشد. همدوسی خاصیتی است که به بهترین وجه نور لیزر را از سایر انواع نور متمایز می‌کند و باز هم این خاصیت، نتیجه ماهیت فرآیند نشر القایی است. نور حاصل از منابع معمولی که توسط نشر خود به خودی کار می‌کنند، به نور غیر همدوس آشفته موسم است. در این موارد ، هیچ همبستگی بین فاز فوتونهای گوناگون وجود ندارد و در اثر تداخلهای اساسا تصادفی بین آنها ، افت و خیز محسوسی در شدت پدید می‌آید. در مقابل در لیزر ، فوتونهایی که توسط محیط برانگیخته لیزر نشر می‌شوند، با سایر فوتونهای موجود در حفره ، همفازند.مقیاس زمانی که طی آن همبستگی فاز برقرار می‌ماند، به عنوان زمان همدوسی شناخته می‌شود. بنابراین دو نقطه در طول باریکه لیزر به فاصله‌ای کمتر از طول همدوسی ، باید فاز مرتبطی داشته باشند. طول همدوسی برای انواع مختلف لیزر متفاوت است. مهمترین کاربرد همدوسی لیزری تمام نگاری (هولوگرافی) است، که روش برای تهیه تصاویر سه بعدی به شمار می رود. ایجاد هولوگرام:با استفاده از لیزر ، می توان تصویری ایجاد کرد که هر گاه به طریق صحیح به آن نور تابانده شود ، سه بعدی به نظر می رسد.





تکفامی

مشخصه بارز نور لیزر و خاصیتی که بیشترین ارتباط را با کاربردهای شیمیایی دارد، تکفامی اساسی آن است. این خاصیت از این حقیقت منشأ می‌گیرند که تمام فوتونها در اثر گذار بین دو تراز انرژی اتمی یا مولکولی مشابه ، نشر می‌شوند و بنابراین تقریبا فرکانسهای دقیقا یکسانی دارند. تعداد کمی از فرکانسها با فواصل اندک از یکدیگر ، ممکن است در عمل لیزر حضور داشته باشند، بطورری که برای رسیدن به تکفامی بهینه باید وسیله اضافی دیگری را برای گزینش فرکانس لیزر تعبیه کرد. معمولا برای این کار از یک نسخه استفاده می‌شود که عنصری اپتیکی است که درون حفره لیزر قرار می‌گیرد و به گونه‌ای تنظیم می‌شود، که تنها یک طول موج معین بتواند بین دو آینه انتهایی ، بطور نامتناهی به جلو و عقب حرکت کند.





تفاوت پرتو لیزر با نور معمولی

پرتو لیزر دارای چهار خاصیت مهم است که عبارتند از: شدت زیاد ، مستقیم بودن ، تکفامی‌ و همدوسی. لیزرها در اشکال گوناگون وجود دارند. ممکن است تصور شود که پرتو لیزر همانند اشعه ایکس ، گاما ، ماورا بنفش و مادون قرمز جایگاهی معین در طیف الکترومغناطیسی را داراست، حال آنکه این پرتو می‌تواند هر کدام از فرکانسهای محدوده طیف نامبرده را در برگیرد، با این تفاوت که دارای مشخصاتی از قبیل تکفامی، همدوسی و شدت زیاد است. اینکه چگونه می‌توان پرتو لیزری با فرکانسهای دلخواه را تولید نمود، کار دشواری است که عملا با آن روبرو هستیم. مشکل دیرپا در تابش لیزری، فقدان پوشش گسترده طول موجی در آن است. به دلیل اینکه لیزرها به‌خودی ‌خود فاقد قابلیت تنظیم طول موج هستند، پوشش کل طیف نورانی نیاز به ابزارهای متعدد و جداگانه دارد.





انواع لیزر

لیزر حالت جامد

در این نوع لیزر ، ماده فعال ایجاد کننده لیزر ، یک یون فلزی است که با غلظت کم در شبکه یک بلور یا درون شیشه ، به صورت ناخالصی قرار داده شده است. فلزاتی که برای این منظور بکار می‌روند عبارتند از: اولین سری فلزات واسطه ( لانتانیدها و آکتنید ها ) ازمهمترین لیزرهای حالت جامد می‌توان از لیزر یاقوت که یک لیزر سه ترازی است و لیزرهای نئودنیوم می‌توان نام برد.

لیزر گازی

ماده فعال در این سیستمها یک گاز است که به صورت خالص یا همراه با گازهای دیگر مورد استفاده قرار می‌گیرند. بعضی از این مواد عبارتنداز: نئون به همراه هلیوم (لیزر هلیم_نئون) ، دی اکسید کربن به همراه نیتروژن و هلیوم ، آرگون ، کریپتون ، هگزا فلورئید و...



لیزر مایع

از مایعات بکار رفته در این نوع لیزرها اغلب به منظور تغییر طول موج یک لیزر دیگر استفاده می‌شود. (اثر رامان). بعضی از این مواد عبارتند از: تولوئن ، بنزن و نیتروبنزن. گاهی محیط فعال برخی از این لیزرها را محلولهای برخی ترکیبات آلی رنگین از قبیل مایعاتی نظیر اتانول ، متانول یا آب تشکیل می‌دهد. این رنگها اغلب جز رنگهای پلی‌متین یا رنگهای اگزانتین و یا رنگهای کومارین هستند.

لیزر نیم رسانا

این نوع لیزرها به لیزر دیود و یا لیزر تزریقی نیز معروفند. نیم رساناها از دو ماده که یکی کمبود الکترون داشته و دیگری اضافی دارد،بوجود می آید.



لیزر شیمیایی

در این نوع لیزرها ، تغییرات انرژی حاصل از یک واکنش شیمیایی باعث برانگیزش بعضی از فرآورده‌ها و در نتیجه وارونگی جمعیت می‌شود که به دنبال آن عمل لیزر اتفاق می‌افتد .



لیزر کی‌لیتی

به دلیل وجود تابشهای فلورسانس پرشدت حاصل از بعضی ترکیبات کی‌لیتی لانتانیدها ، استفاده از این سیستمها چندان مورد توجه نبوده است. این ترکیبات ایجاد پرتو لیزر را ممکن ساخته است. یکی از مکانیسمهای پیشنهادی برای این فرآیند آن است که ابتدا لیگاند برانگیخته شده و سپس یک جهش بدون تابش درون مولکولی به تراز برانگیخته فلز صورت گیرد و به دنبال آن یون فلزی با گسیل تابش فلورسانس به تراز پایه برمی‌گردد.این تابش سرچشمه پرتو نور لیزر است.دی‌کتونها از جمله لیگاندهایی هستند که با لانتانیدها تولید ترکیبات کی‌لیتی می‌نمایند. در چنین سیستمهایی می‌توان با استفاده از یونهای فلزی گوناگون ، لیزرهای کنترل شده بدست آورد. لکن نیاز به درجه حرارت پایین جهت تامین کارآیی خوب ، از توجه و مطالعه در مورد این سیستمها کاسته است.



کاربرد لیزر در پزشکی

درمان ضایعات عروقی با لیزر

لیزر در جراحی حنجره

کاربرد لیزر کم‌توان در ترمیم زخم و اثرات ضد درد آن

کاربرد لیزر در اندودانتیکس

اصول کلی درمان لیزرهای کم توان

کاربردهای لیزر های کم توان در دندانپزشکی

لیزر در جراحی دهان و فک و صورت

کاربردهای لیزر پرتوان در دندانپزشکی



لیزر در جراحی دهان و فک و صورت

بسیاری از خصوصیات ذاتی لیزرها که به آنها امکان انجام جراحی بر روی بافت های نرم را می دهند در روند به کارگیری این ابزار جراحی برای درمان ضایعات بدخیم حفره دهان و بافت های مجاور آن مفید هستند. توانایی لیزر در تولید هموستاز به کمک مسدود ساختن عروقی که قطر آنها حتی از خود شعاع لیزر کوچکتر است، بسیار جالب توجه می باشد. زیرا به ما این امکان را می دهد که یک جراحی بسیار دقیق در یک محیط خشک و بدون خونریزی را به انجام رسانیده و همچنین با بستن عروق امکان توسعه و انتشار سلول های سرطانی در حین عمل را به صفر تقلیل دهیم.

اصول کلی درمان لیزرهای کم توان

استفاده از لیزر در پزشکی براساس واکنشهای متفاوت نور با بافت قرار دارد که بسته به توان انرژی نورانی این واکنشهای فتوبیولوژیک به 3 دسته تقسیم می شوند:واکنشهای خنثی: در طی آن پروسه های بیولوژیک در واکنش با نور تغییر نمی یابد. از این اثر غیراختلالی در جهت ساخت دستگاههای تشخیص پزشکی استفاده می شود.واکنشهای تخریبی: در این دسته از واکنشها تأثیرات فتوفیزیکی نور بر روی بافت زنده منجر به تولید حرارت و تخریب بافت می شود که از این واکنشها در جراحی استفاده می شود. در این دسته، لیزرهای پرتوان با توان بالای 5/0 وات قرار دارند. واکنشهای فتوشیمیایی: انرژی جذب شده توسط بافت زنده منجر به یک سری فعال شدن روندهای بیوشیمیایی در سلول می شود که در نهایت پروسه ساخت و ساز بیولوژیک در سلول صورت می گیرد این تأثیرات نوری توسط لیزرهای کم توان در بافت ایجاد می شود توان این لیزرها بین 1 تا 500 میلی وات می باشد.

برای اولین بار الکساندر گورویچ در سال 1927 متوجه القاء نوری یا شد، به عبارتی سلولها در فاز رشد قادر به ساطع کردن امواج نوری از خود می باشند که این امواج در بیوپلاسم سلولهای هم فاز مجاور قادر به انتقال انرژی و فعال کردن این بیوپلاسم می باشند. انرژی جذب شده توسط سلول منجر به افزایش انرژی سلولی بین 500-300 درصد میشود.(قانون بقای انرژی). این روند افزایش انرژی منجر به فعال شدن روند ساخت پروتئین ها در سلول شده و اثرات بیولوژیک لیزر ظاهر می شود، مانند اثرات ضد ادم، ضد التهاب، ضد درد، نئوواسکولاریزاسیون، افزایش درناژ وریدی و لنفاوی، ترمیم سریع زخم ها، مدولاسیون سیستم ایمنی. برای این که بتوانیم اثرات درمانی مناسب لیزرهای کم توان را به دست بیاوریم باید از مشخصات لیزر و اصول درمانی اطلاع کافی داشته باشیم.مشخصات شناسنامه ای هر لیزر دارای اطلاعات زیر می باشد:

1-طول موج

2- توان

3- رژیم تابش

4- فرکانس پالس ها

5- طول زمان هر پالس

6-سطح تابنده

7-زاویه واگرایی لیزر



پارامترهای درمانی عبارتند از:

طول موج: این پارامتر مشخص کننده عمق نفوذ لیزر و ماده جاذب لیزر می باشد. لیزرهای محدوده نور مرئی معمولاً در حد 5 تا 8 میلیمتر نفوذپذیری و لیزرهای مادون قرمز نزدیک، بسته به مولد آنها از 3 تا 5 سانتیمتر نفوذپذیری دارند.

توان: در لیزرهای کم توان معمولاً بین 1 تا 250 میلی وات می باشد و محدوده 250 تا 500 میلی وات لیزرهای توان متوسط هستند که اثر گرمایی نیز به واکنش های فتوشیمیایی اضافه می شود. توان متوسط با رژیم تابش لیزر ارتباط مستقیم دارد.

سطح مورد تابش: از این نظر مهم است که باید انرژی درمانی کافی به سطح مورد نظر رسانده شود. دانسیته توان یا شدت تابش انرژی به واحد سطح: دیده شده است که در دانسیته های بالاتر اثر فتوبیولوژیک زودتر و بهتر ظاهر می شود.

دوز درمانی: منحنی دوز درمانی لیزر از 1/0 ژول تا 10 ژول بر سانتیمترمربع متفاوت می باشد. بهترین پاسخ درمانی در دوز 1 ژول بر سانتیمتر مربع ظاهر می شود. در بسیاری از مطالعات (حداقل 100 مورد) مواردی که اثرات درمانی لیزر یا ظاهر نشده اند یا کم بوده اند دوز درمانی پایین تر از 1/0 ژول بر سانتیمتر مربع بوده است.

رژیم درمانی: رژیم تابش مداوم و رژیم تابش پالسی، در رژیم تابش پالسی توان متوسط با فرکانس و زمان هر پالس ارتباط مستقیم دارد و در بعضی از فرکانس ها بعضی اثرات لیزر بارزتر می باشد. مثل فرکانسهای 5 تا 100 هرتز در ایجاد بی دردی 1500 هرتز در اثر ضد التهاب و یا 10000 هرتز در ایجاد اثر ضد عفونت.

تعداد جلسات درمانی: از آنجا که اثرات درمانی در هر جلسه به مدت 12 تا 72 ساعت باقی می ماند. فاصله جلسات درمانی را بین 12 تا 72 ساعت یک بار تنظیم می کنند و به صورت معمول هفته ای 2 تا 3 بار انجام می شود.

توالی دوره درمان در سال: تکرار دوره های درمانی 2 تا 3 بار در سال، بر کیفیت و درصد بهبودی می افزاید.



روش های درمانی عبارتند از:

تابش موضعی، که به صورت مستقیم برروی ناحیه آسیب دیده تابش داده می شود. این تابش می تواند به روش تماسی یا غیرتماسی باشد.

تابش غیرمستقیم یا تابش سیستمیک: از اثرات سیستمیک لیزر در این روش ها استفاده می شود.

الف) رفلکسوتراپی یا تابش برروی نقاط طب سوزنی

ب) تابش بر نقاط ماشه ای یا نقاط دردناک

ج ) تابش برروی ریشه اعصاب

د ) تابش برروی درماتوم

ه ) تابش برروی خون

و ) تابش برروی مسیر لنفاوی

ز ) تابش برروی غدد سمپاتیک



آنچه که سبب می شود پرتو لیزر از نورهای دیگر متمایز شود در حقیقت ویژگیهای منحصر بفرد آن است که در هیچ منبع نوری دیگر یافت نمی شود. چهار ویژگی عمده لیزر عبارتند از: همدوسی ، تک رنگی ، واگرایی کم ، موازی بودن پرتو هر یک و یا ترکیبی از ویژگیهای بالا این امکان را فراهم می کند که قابلیت کاربردی لیزر در حوزه های مختلف گسترش روز افزون داشته باشد.حضور لیزر در عرصه پزشکی ابتدا به عنوان جایگزینی برای چاقوی جراحی بود، لذا هر جا که پزشک خود را نیازمند به چاقوی جراحی می دید، دستگاه لیزر مخصوص به آن طراحی و ساخته می شد.

امروزه تکنولوژی لیزر در کنار علوم الکترونیک و اپتیک این امکان را فراهم کرده است که دستگاه های مختلف با کاربری های متنوع بطور مستقیم و غیر مستقیم در دنیای پزشکی خود نمایی کند. لیزر را از جهات مختلف می توان تقسیم بندی نمود، اما دو پارامتر قدرت خروجی و طول موج آن بیش از دیگر ویژگیهای لیزر مورد توجه بوده است. به همین منظور انواع لیزر ممکن است بصورت 1-قدرت بالا 2- قدرت متوسط 3- قدرت پایین و یا 1 - مادون قرمز 2- بینایی 3- ماوراء بنفش تقسیم بندی شود. یکی از عواملی که سبب می شود پزشک از لیزر به بهترین نحو در امر پزشکی استفاده نماید، دانش و اطلاعات وی در خصوص فیزیک و مهندسی لیزر است. به همین خاطر لازم است در کنار اطلاعات پزشکی موارد اخیر را مورد توجه جدی قرار دهد.

boomba
28-12-2008, 17:02
دورنمایی از فلز مس

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

نام عمومی , علامت اختصاری , شمارهCopper, Cu, 29 گروه شیمیایی فلز انتقالیگروه , تناوب , بلوک11 , 4 , dجرم حجمی , سختی 8920 kg/m3, 3.0رنگ مس , فلزی

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

خواص اتمی
وزن اتمی 63.536 amuشعاع اتمی (calc.) 135 (145) pmشعاع کووالانسی 138 pmشعاع وندروالس 140 pmساختار الکترونی Ar]3d104s1]-e بازای هر سطح انرژی2, 8, 18, 1درجه اکسیداسیون (اکسید) 2,1 (باز ملایم)ساختار کریستالی مکعبی, face-centeredخواص فیزیکیحالت ماده جامد (مغناطیسی)نقطه ذوب 1357.6 K (1984.3 °F)نقطه جوش 2840 K (4653 °F)حجم مولی 7.11 scientific notation10-6 m3/molگرمای تبخیر 300.3 kJ/molگرمای هم‌جوشی 13.05 kJ/molفشار بخار 0.0505 Pa at 1358 Kسرعت صوت 3570 m/s at 293.15 Kمتفرقهالکترونگاتیویته 1.9 (درجه پائولینگ) ظرفیت گرمایی ویژه 380 J/kg*Kرسانائی الکتریکی 59.6 106/m اهمرسانائی گرمایی 401 W/m*K1st پتانسیل یونیزاسیون 745.5 kJ/mol2nd پتانسیل یونیزاسیون 1957.9 kJ/mol3rd پتانسیل یونیزاسیون 3555 kJ/mol4th پتانسیل یونیزاسیون 5536 kJ/mol
پایدارترین ایزوتوپها: ایزووفور طبیعینیم عمر DMDE MeVDP63Cu69.17%Cu با 34 نوترون پایدار است. 64Cu{syn.}12.7 h ε1.67564Ni64Cu{syn.}12.7 h β-0.57964Zn65Cu30.83%Cu با 36 نوترون پایدار استواحدهای SI& STP استفاده شده ، مگر آنکه ذکر شده باشد.


اطلاعات اولیه

مس یکی از عناصر جدول تناوبی است که نشان آن Cu و عدد اتمی آن 29 می‌باشد.

پیدایش :

مس معمولا" به شکل معدنی یافت می شود.کانیهایی مثل آزوریت ، مالاکیت و برنیت همانند سولفیدهایی از جمله کالکوپیریت ( CuFeS2) ،کوولین ( CuS)،کالکوزین ( Cu2S) یا اکسیدهایی مانند کوپریت (Cu2O) از منابع مس هستند.


خصوصیات قابل توجه

مس فلز نسبتا" قرمز رنگی است که از خاصیت هدایت الکتریکی و حرارتی بسیار بالایی برخوردار می باشد.( در بین فلزات خالص ، تنها خاصیت هدایت الکتریکی نقره در حرارت اطاق از مس بیشتر است) چون قدمت مصنوعات مسی کشف شده به سال 8700 قبل از میلاد برمی گردد، احتمالا" این فلز قدیمی ترین فلز مورد استفاده انسان می باشد.مس علاوه بر اینکه در سنگهای معدنی گوناگون وجود دارد ، به حالت فلزی نیز یافت می شود.( مثلا" مس خالص در بعضی مناطق).
این فلز را یونانیان تحت عنوان Chalkos می شناختند. چون مقدار بسیار زیادی از این فلز در قبرس استخراج می شد رومیان آنرا aes Cyprium می نامیدند. بعدها این کلمه به فرم ساده تر cuprum درآمد و در نهایت انگلیسی شده و به لغت Copper تبدیل شد.

کاربردها:

مس فلزی قابل انعطاف و چکش خوار است که کاربردهای زیادی در موار زیر دارد:
سیمهای مسی
لوله های مسی
دستگیره های درب و سایر وسایل منزل
مجسمه سازی. مثلا" مجسمه آزادی شامل 179000 پوند مس می باشد.
آهنرباهای الکتریکی.
موتورها، بخصوص موتورهای الکترومغناطیسی.
موتور بخار وات.
کلیدها و تقویت کننده های الکتریکی.
لامپهای خلاء ، لامپهای پرتوی کاتدی ومگنترونهای اجاقهای مایکرو ویو.
هدایت کننده موج برای تشعشع مایکروویو.
به علت خاصیت هدایت بهتر آن نسبت به آلومینیوم، کاربرد مس در IC ها به جای آلومینیوم رو به افزایش است.
بعنوان جزئی از سکه ها.
در وسایل آشپزی، از جمله ماهی تابه .
بیشتر سرویسهای قاشق چنگال ( flatware) قاشقها،چنگالها و چاقوها دارای مقادیری مس هستند(نقره نیکلی).
اگر نقره استرلینگ در ظروف غذاخوری بکار رفته باشد ،حتما"باید دارای درصد کمی مس باشد.
بعنوان بخشی از لعاب سرامیکی و در رنگ آمیزی شیشه .
وسایل موسیقی ،بخصوص سازهای بادی.
بعنوان یک بیواستاتیک در بیمارستانها وپوشاندن قسمتهای مختلف کشتی برای حفاظت در برابر بارناکلها و ماسلها.
ترکیباتی مانند محلول فلینگ که در شیمی کاربرد دارد.
سولفات مس که بعنوان سم و تصفیه کننده آب کاربرد دارد.

تاریخچه

مس برای تعدادی از تمدنهای قدیمی ثبت شده ، شناخته شده بود و تاریخ استفاده از آن حد اقل به 10000 سال پیش می رسد. یک آویزه مسی ، متعلق به سال 8700 قبل از میلاد در شمال عراق کنونی پیدا شد.نشانه هایی مبنی بر ذوب و خالص کردن مس از اکسیدهای آن مانند مالاکیت و آزوریت تا سال 5000 قبل از میلاد وجود دارد.در عوض اولین نشانه های استفاده از طلا تقریبا" به 400 سال قبل از میلاد بر می گردد.

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

مصنوعات مسی و برنزی که از شهرهای سومری و مصنوعات مصری که از مس و آلیاژ آن با قلع یافت شده تقریبا" متعلق به 3000 سال قبل از میلاد هستند.در یکی از اهرام یک سیستم لوله کشی با مس پیدا شده که مربوط به5000 سال پیش است.مصریان دریافتند افزودن مقدار کمی قلع ، قالب گیری مس را آسان تر می کند لذا آلیاژهای برنزی که در مصر کشف می شوند تقریبا" قدمتی همانند مس دارند. استفاده از مس در چین باستان حداقل به 2000 سال قبل از میلاد مربوط بوده و تا 1200 سال قبل از میلاد در این کشوربرنز مرغوب ساخته می شده است.در نظر داشته باشید چون مس به راحتی برای استفاده و کاربرد مجدد ذوب می شود ، دوران ذکر شده تحت تاثیر جنگها و کشورگشائیها قرار می گیرد.در اروپا مرد یخیOetzi ،مردی که به دقت نگهداری می شود و متعلق به3200 سال قبل از میلاد است، تبری با نوک مسی در دست دارد که درجه خلوص فلز آن 7/99% می باشد.مقدار زیاد آرسنیک موجود در موهای او نشان دهنده سرو و کار او با پالایش مس می باشد.
استفاده ار برونز در مرحله ای از تمدن به قدری فراگیر بود که آن مرحله را عصر برونز می نامند.
برنج برای یونانیان شناخته شده بود اما اولین بار بصورت گسترده توسط رومیان بکار رفت.
به خاطر زیبایی درخشانش- بطوریکه در باستان برای ساخت آئینه از آن استفاده می شد -ونیزبه دلیل ارتباط آن با قبرس که مربوط به الهه بود ،در اسطوره شناسی و کیمیاگری فلز مس با الهه های آفرودیت و ونوس پیوند دارد.در کیمیا گری علامتی را که برای مس در نظر گرفته بودند ،علامت سیاره زهره(ونوس) نیز بود.

نقش بیولوژیکی:

وجود مس برای کلیه گیاهان و حیوانات عالی ضروری می باشد. مس در آنزیمهای متنوعی ،از جمله مراکز مس cytochrome c oxidase و آنزیم حاوی Cu-Zn به نام superoxide dismutase وجود دارد و فلز اصلی در رنگدانه حامل اکسیژن hemocyanin است.RDA برای مس در بزرگسالان سالم 9/0 میلی گرم در روز می باشد.
مس در جریان خون عمدتا" روی پروتئین پلاسمایی بنام ceruloplasmin حرکت می کند. اگرچه مس اول در روده جذب می شود، این عنصر همبسته با آلبومین به سوی کبد منتقل می شود.
یک حالت ارثی که بیماری ویلسون نامیده می شود موجب باقی ماندن مس در بدن و عدم ورود آن به صفرا توسط کبد شود.این بیماری در صورت عدم درمان می تواند منجر به آسیبهای کبدی و مغزی شود.

ترکیبات :

آلیاژهای بسیاری از مس وجود دارد- برنج آلیاژ مس/روی و برنز آلیاژ مس/ قلع است.
متداول ترین حالات اکسیداسیون مس شامل حالت مربوط به مس یک طرفیتی cuprous ، 1+Cu و حالتcupric ،2+Cu می باشد.

کربنات مس به رنگ سبز است که بوسیله آن ظاهر منحصر به فرد بامها یا گنبدهای با پوشش مس روی بعضی ساختمانها ساخته می شوند.
اکسیدهای مس ( مانند :اکسید مس ایتریم و باریم 7δ Yba2Cu3O یا YBCO) پایه های بسیاری از ابر رساناهای غیر معمول را تشکیل می دهند.
ترکیبات دیگر : سولفید مس


ایزوتوپها :

علاوه بر تعداد زیادی رادیوایزوتوپ ، دو ایزوتوپ پایدار Cu-63 و Cu-65 موجود است.تعداد بسیار زیادی از این رادیوایزوتوپها دارای نیمه عمرهایی به مقیاس دقیقه یا کمتر دارند ، طولانی ترین نیمه عمر متعلق به Cu-64 است که مدت آن 7/12 ساعت ،با دو حالت فرسایشی که منجر به محصولات جداگانه می شود.

هشدارها :

با تمامی ترکیبات مس باید طوری رفتار شود گویی سمی هستند ( مگر خلاف آن مشخص باشد). این فلز در حالت پودزی خطر آتش زایی دارد.30 گرم سولفات مس برای انسان کشنده است.مس موجود در آب آشامیدنی با غلظتی بیش از 1 میلی گرم در لیتر موجب لک شدن لباسها و اقلام در آب می گردد.مقدار بی خطرمس در آب آشامیدنی انسان بر حسب منبع آن متفاوت است اما مرز آن بین 5/1 تا 2 میلی گرم در هر لیترمی باشد.

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

شناخت محیط رشد:

مس نیز به مقدار بسیار کم در تولید کلروفیل، پروتئین، کربوهیدرات ها و همچنین در فعال ساختن برخی از آنزیم ها مورد نیاز است. در صورت کمبود مس برگها کوچک مانده و سرشاخه های جوان را دچار برگ سوختگی می کند. هر چه واکنش خاک اسیدی تر باشد، مس قابل استفاده تر است. برای رفع کمبود مس از سولفات مس به تنهایی و گاهی مخلوط با آهک (به نام محلول بردو) استفاده می شود که البته بازده آن در خاکهای ایران بسیار کم است.

boomba
28-12-2008, 17:04
معرفی تکنولوژی سوپرآلیاژ و میزان کاربرد آن در جهان و ایران

معرفی وکاربردها

سوپرآلیاژها در واقع آلیاژهایی مقاوم در برابر حرارت، خوردگی و اکسیداسیون می­باشند که به لحاظ ترکیب شیمیایی شامل سه گروه پایه نیکل، نیکل-آهن و پایه کبالت می­باشند. اولین استفاده از سوپرآلیاژها در ساخت توربین­های گازی، طرح­های تبدیل ذغال‌سنگ، صنایع شیمیایی و صنایعی که نیاز به مقاومت حرارتی و خوردگی داشته­اند بوده است.

امروزه تناژ وسیعی از قطعات مصرفی در توربین­های گازی از جنس سوپرآلیاژها می­باشند. در ذیل به بعضی از مصارف این قطعات اشاره شده است:

- توربین­های گازی هواپیما

- توربین­های بخار نیروگاه‌های تولید برق

- ساخت قالب‌های ریخته­گری و ابزارهای گرمکار

- مصارف پزشکی و دندانپزشکی

- فضاپیماها

- تجهیزات عملیات حرارتی

- سیستم­های نوترونی و هسته­ای

- سیستم­های شیمیایی و پتروشیمی

- تجهیزات کنترل آلودگی

- تجهیزات و کوره­های نورد فلزات

- مبدل­های حرارتی تبدیل ذغال سنگ



به منظور انتخاب سوپرآلیاژها جهت مصرف در کاربردهای فوق لازم است خواص فنی نظیر شکل­پذیری، استحکام، مقاومت خزشی، استحکام خستگی و پایداری سطحی در نظر گرفته شوند.
تقسیم‌بندی سوپرآلیاژها برحسب روش تولید

با توجه به نحوة تولید می­توان سوپرآلیاژها را به چهار گروه کلی تقسیم‌بندی نمود که عبارتنداز:

1) سوپرآلیاژهای کارپذیر

سوپرآلیاژهای کارپذیر در حقیقت گروهی از سوپر آلیاژها هستند که قابلیت کار مکانیکی دارند و از روش­های مکانیکی می­توان به آنها شکل­داد. به منظور تولید مقاطع معینی ازسوپرآلیاژهای کارپذیر، اولین گام آن است که شمش­های سوپرآلیاژها به دلیل حضور عناصر فعال(عناصری که سریع در مجاورت هوا اکسید می­شوند) در شرایط خاصی تهیه شوند. فرایندهای ذوب در خلاءدر مورد تهیه سوپرآلیاژهای پایه نیکل و پایه آهن جزء ضروریات می­باشد. اما در مورد سوپرآلیاژهای پایه کبالت امکان ذوب در هوا وجود دارد.

پس از تهیه شمش­ آلیاژهای کارپذیر به یکی از روش‌های فوق عملیات شکل­دهی صورت می­گیرد. عملیات شکل­دهی سوپرآلیاژها نیز می­تواند توسط عملیات متداول کلیه آلیاژهای فلزی انجام پذیرد. سوپرآلیاژهای پایه آهن، کبالت و نیکل را می­توان به صورت مفتول، صفحه، ورق، نوار، سیم و اشکال دیگر توسط فرایندهای نورد، اکستروژن و آهنگری تولید نمود. معمولاً عملیات شکل­دهی در دمای بالا صورت می­گیرد و تعداد کمی از سوپرآلیاژها را می­توان به صورت سرد شکل‌دهی نمود. ساختارهای یکنواخت و ریزدانه­ای که از شکل‌دهی سرد حاصل می­شود نسبت به ساختارهای شکل­دادن گرم ارجحیت دارند.

عملیات ترمودینامیکی بر روی سوپرآلیاژها معمولاً در حدود 1000-950 درجه سانتی­گراد انجام می­شود که به این ترتیب در حین شکل دادن عملیات حرارتی نیز صورت می­گیرد.

2) سوپرآلیاژهای متالورژی پودر

بسیاری از انواع آلیاژهای کارپذیر از طریق فرایندهای متالورژی پودر تولید می­گردند. امروزه قطعات متالورژی پودر از جنس سوپرآلیاژ با دانسیته کامل از طریق روش‌های اکستروژن یا پرسکاری ایزواستاتیک گرم (HIP) تولید می­گردند. مهمترین این قطعات قیچی­ها و سوزنهای جراحی می­باشند.

فرایندهای متالورژی پودر به‌دلیل داشتن مزایای زیر بر فرایندهای ریخته­گری ترجیح داده می­شوند هر چند که معایبی را نیز به همراه خواهند داشت:

- یکنواختی در ترکیب شیمیایی و ساختار کریستالی

- ریز بودن اندازه دانه­های کریستالی

- کاهش جدایش­ها

- راندمان بالاتر از نظر مصرف مواد

اما مشکلاتی نظیر حضور گاز باقیمانده، آلودگی کربنی و آخال‌های سرامیکی باعث می­گردد که در برخی موارد نیز فرایندهای شمش‌ریزی و ترمومکانیکی متداول صورت پذیرند.

3) سوپرآلیاژهای پلی‌کریستال ریختگی

وجود محدودیت‌های تکنولوژیکی سبب محدود شدن رشد صنعت سوپرآلیاژ می‌گردد و بنابراین با پیدایش فرایندهای جدید تولید، این صنعت نیز روز به روز توسعه می­یابد.

تعداد زیادی از فرایندها را می­توان در تولید قطعات سوپرآلیاژ با اندازه نزدیک به قطعة نهایی مورد استفاده قرار داد اما اساساً این قطعات توسط فرایند ریخته­گری دقیق تولید می­گردند.

محدوده ترکیب شیمیایی سوپرآلیاژهای ریختگی بسیار گسترده­تر از سوپرآلیاژهای کارپذیر بوده و بنابراین خواص متنوع­تری نیز از این طریق قابل حصول خواهند بود هر چند که انعطاف‌پذیری و مقاومت به خستگی در فرآیندهای کار مکانیکی بهتر از ریخته­گری خواهد بود، اما امروزه با توسعه فرآیندهای جدید ریخته­گری و انجام عملیات حرارتی متعاقب، خواص سوپرآلیاژهای ریختگی نیز افزایش یافته است.

4) سوپرآلیاژهای تک­کریستالی انجماد جهت­دار

به‌منظور توسعه توربین­های گازی مصرفی در هواپیماها و افزایش دماهای کاری و کارآیی موتورها، به‌طور مداوم روش­های تولید سوپرآلیاژها در حال بهبود است.

قسمت‌های بحرانی توربین­ها معمولاً شامل پره­های تحت فشار بالا، هواکش­ها و دیسک­ها می­باشند. در طول 15 سال گذشته تحقیقات بسیاری در زمینه افزایش راندمان توربین­ها صورت گرفته است و عمده این تحقیقات بر امکان افزایش دمای ورودی، فشارکاری و کاهش هزینه­های تولید استوار بوده است. توسعه فرایند انجماد جهت­دار به‌منظور تولید تک‌کریستالی‌های ریختگی سبب شده تا بتوان از این طریق پره­های توربین را با دانه­های جهت­دار در راستای اعمال تنش تولید نمود و به این ترتیب علاوه بر خواص پایدار حرارتی، استحکام خستگی، استحکام خزشی و انعطاف‌پذیری نیز افزایش یابند.
با توسعه این تکنولوژی، امروزه در توربین­های مصرفی در نیروگاه‌های برق نیز از قطعات تک‌کریستال از جنس سوپرآلیاژها استفاده به‌عمل می­آید.

در سال­های اخیر شرکت هواپیمایی PWA یکی از پیشگامان تولید سوپرآلیاژها می‌باشد و تولید آلیاژهای PWA 1480 به صورت تک‌کریستال توسط این شرکت، سبب افزایش عمرکاری هواپیمای جنگی F-100 گردیده است.

تقسیم‌بندی سوپرآلیاژها برحسب ترکیب شیمیایی

به طور کلی این آلیاژها شامل سه گروه پایه نیکل، پایه آهن و پایه کبالت می­باشند که بسته به درجه حرارت کاربردی مورد استفاده قرار می­گیرند

1) سوپرآلیاژهای پایه نیکل

امروزه آلیاژهای نیکل در حالت‌های "تک‌فازی"، "رسوب سختی شده" و "مستحکم‌شده توسط رسوبات اسیدی و کامپوزیت­ها" در مصارف صنعتی مختلف مورد استفاده قرار می­گیرند.
سوپرآلیاژ­های پایه نیکل پیچیده­ترین ترکیباتی می­باشند که در قطعات دمای بالا به کار می­روند. در حال حاضر 50 درصد وزن موتورهای هواپیماهای پیشرفته از جنس این آلیاژها می­باشد. خصوصیات اصلی آلیاژهای نیکل، پایداری حرارتی و قابلیت مستحکم شدن می­باشد.

بسیاری از این آلیاژها حاوی 10 الی 20 درصد کرم، حداکثر 8 درصد آلومینیوم و تیتانیم، 5 تا 15 درصد کبالت و مقادیر کمی مولیبدن، نیوبیم و تنگستن می­باشند.

دو گروه اصلی از آلیاژهای آهن- نیکل که میزان نیکل آنها بیشتر از مقدار آهن است عبارت از گروهIncoloy 706 و Inconel 718 می­باشند.

این آلیاژها معمولاً حاوی 3 تا 5 درصد نیوبیم می­باشند و در ردیف آلیاژهای پایه نیکل قرار می­گیرند. آلیاژهای پایه نیکل معمولاً تا دمای 650 درجه سانتی­گراد استحکام خود را حفظ می­کنند. اما در دماهای بالاتر به سرعت استحکام خود را از دست می­دهند.

2) سوپرآلیاژهای پایه آهن

سوپرآلیاژهای پایه آهن نشات گرفته از فولادهای زنگ نزن آستینتی می­باشند که دارای زمینه­ای از محلول جامد آهن و نیکل بوده و برای پایداری زمینه نیاز به حداقل 25 درصد نیکل است.

- گروه‌های متعددی از این آلیاژها تاکنون مشخص گردیده­اند که هر یک با مکانیزم­های خاصی مستحکم می­­شوند. برخی از این آلیاژها نظیر 57-V و 286-A حاوی 25 تا 35 درصد وزنی نیکل می­باشند و استحکامشان به دلیل حضور آلومینیوم و تیتانیم می‌باشد.

- گروه دوم آلیاژهای پایه آهن که آلیاژهایX750 و Incoloy901 نمونه­های آن می­باشند، حداقل 40 درصد وزنی نیکل داشته و همانند گروه­های با نیکل بالاتر استحکام بخشی توسط سختی رسوبی صورت می­گیرد.

- گروه دیگر این آلیاژها بر پایه آهن- نیکل- کبالت می­باشند و استحکام این گروه در محدوده 650 درجه سانتی­گراد مناسب بوده و ضریب انبساط حرارتی آنها پایین می­باشد. این آلیاژها شامل Incoloy با شماره­های 903، 907، 909، 1-1- PyrometCTX و 3-PyrometCTX و غیره می­باشند.

3) سوپرآلیاژهای پایه کبالت

سوپرآلیاژهای کارپذیر پایه کبالت برخلاف سایر سوپرآلیاژها مکانیزم استحکام بخشی متقاوتی دارند و خواص حرارتی خوبی در دمای حدود 1000 درجه سانتی­گراد خواهند داشت.

سوپرآلیاژهای پایه کبالت حاوی کرم، مقاومت به خوردگی و اکسیداسیون خوبی داشته و هم چنین قابلیت جوشکاری و مقاومت به خستگی حرارتی آنها نسبت به آلیاژهای پایه نیکل بالاتر می­باشد. از طرف دیگر امکان ذوب و ریخته­گری این آلیاژ، در هوا با اتمسفر آرگون مزیت دیگری نسبت به سایر سوپرآلیاژها که نیاز به خلاء دارند می­باشد.

سه گروه اصلی آلیاژهای پایه کبالت را می­توان به صورت ذیل در نظر گرفت:

- آلیاژهایی که در دماهای بالا در محدودة 650 تا 1150 درجه سانتی­گراد مورد استفاده قرار می­گیرند که شامل آلیاژهایS-816، 25HAYNES، 188 25HAYNES، 55625HAYNES، 50UMCO می­باشند.

- آلیاژهایی که تا حدود 650 درجه سانتی­گراد به کار می­روند نظیرTN3MP، 159 MP
- آلیاژ مقاوم به سایش B 6 Stellite

آلیاژ 2525HAYNES بیشترین کاربرد را در میان آلیاژهای کارپذیر پایه کبالت داشته اشت و در ساخت قطعات گرمکار نظیر توربین­های گازی، اجزاء راکتورهای هسته­ای، ایمپلنت‌های جراحی و غیره مورد استفاده قرار گرفته­اند. آلیاژهای گروه پایه کبالت که شامل کرم- تنگستن- کربن می­باشند معروف به آلیاژهای Satellite بوده که به شدت مقاوم به سایش می­باشند.

این گروه معمولاً در مواردی که مقاومت سایشی در درجه حرارت‌های بالا مورد نیاز باشد به کار می­روند. در واقع سختی این مواد در دمای بالا حفظ شده و در مواقعی که نمی­توان در حین کار روغنکاری انجام داد به خوبی مورد استفاده قرار می­گیرند.

بازار سوپرآلیاژها

شاید بتوان گسترش بازار سوپرآلیاژها را در دنیا مربوط به صنایع هوا _ فضا در نظر گرفت که با توجه به رشد روزافزون این صنعت و قطعات یدکی آن در سطح جهان پیش بینی می­گردد که تنها بازار قطعات یدکی هواپیماها بالغ بر 4،5 میلیارد دلار باشد، بررسی­ها حاکی از آنست که تا سال 2015 تعداد 16000 فروند هواپیمای جدید با موتورهای توربین گازی وارد بازار می­شوند که نیمی از وزن این موتورها از جنس سوپر آلیاژ خواهدبود .

بر اساس آمارهای تخمینی موجود در ایران، سوپرآلیاژها سالانه به میزان 80 میلیون دلار در سه وزارت­خانة نفت، نیرو و دفاع مورد استفاده قرار می­گیرند.

boomba
29-12-2008, 14:23
فولادهاي قابل عمليات حرارتي

فولادهای قابل عملیات حرارتی
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

فولادهای ساختمانی آلیاژی
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

فولادهای نیتراته
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

فولادهای ابزاری کربنی
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

فولادهای ابزاری سردکار
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

فولادهای ابزاری گرم کار
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

فنر
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

فولادهای یاتاقان
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

قالب پلاستیک
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

فولادهای سمانتاسیون
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

فولادهای تندبر خشکه هوایی
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

نسوز
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

فولادهای ضد زنگ استیل ]
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

فولادهای خوش تراش اتومات
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

boomba
29-12-2008, 14:28
شکل دادن به فلزات در مقیاس نانو

مقدمه
بخش اول از این مجموعه‌ مقاله‌‌‌‌‌ها، به شکل‌دهی و شکل‌پذیری مواد و مصالح صنعتی اختصاص داشت. گفتیم مواد بسته به خواص گوناگون آن‌‌‌‌‌ها، کارکردهای مختلفی دارند. یکی از مهم‌‌‌‌‌ترین خواص برای شکل‌دهی، خواص مکانیکی‌اند. به علاوه، برای به دست آوردن محصول دلخواه از راه شکل‌دهی، باید روش‌هایی را تعریف کرد که بیشترین بازده را داشته باشند. هما‌ن‌طور که برای ایجاد انرژی حرکتی در خودروها به دنبال انواع مناسب سوخت و بهینه کردن سیستم احتراق خودرو هستیم، در شکل‌دهی روش‌‌‌‌‌هایی که پُربازده‌ باشند از توجه بیشتری برخوردارند.

خواص مکانیکی مواد
منظور از خواص‌ مکانیکى‌، واکنش مواد در برابر نیروها و بارهاست‌. عکس‌العمل‌ مواد در برابر نیروهاى‌ واردشونده،‌ به‌ ساختمان‌ مولکولى‌ آن‌‌‌‌‌ها بستگى‌ دارد. آن‌ قسمت‌ از علم‌ مکانیک‌ که‌ صرفاً به‌ بررسى‌ نیروها و واکنش‌ها مى‌پردازد «استاتیک‌» نامیده‌ مى‌شود و بخشی از آن که‌ واکنش ماده‌ به نیروهاى‌ اعمال‌شده‌ و تغییر شکل‌هاى‌ جزئىِ‌ ناشی این از نیروها را مورد بررسى‌ قرار گیرد، «مقاومت‌ مصالح» نام دارد.
قطعات‌ بر اثر اِعمال نیرو نباید از بین‌ بروند؛ بنابراین برای ای‌‌‌‌‌نکه مطمئن بشویم قطعه مورد نظر خواص فیزیکی لازم را دارد، باید هنگام انتخاب‌ جنس‌، شکل‌، اندازه‌ و طرز ساخت‌، محاسبه‌‌‌‌‌هایی انجام دهیم. مثلاً برای تولید رینگ‌های خودرو، باید محاسبات اولیه‌ای انجام دهیم تا شرایط مادة مورد نیاز بر حسب نوع خودرو، حداکثر سرعت و حداکثر بار قابل حمل توسط آن، مشخص شود.
در این‌‌‌‌‌جا به برخى‌ از اصطلاحات‌ رایج می‌پردازیم که مؤلفه‌هاى‌ مؤثر در بررسى‌ خواص‌ مکانیکى را توضیح می‌دهند‌.

1. تنش - ‌ stress‌ :
عبارت‌ است‌ از «مقدار نیروى‌ وارد‌ بر واحد سطح‌». مقدار تنش‌ از تقسیم‌ نیروى‌ وارد‌ بر جسم‌ بر مساحت‌ سطح‌ مقطع‌ جسم‌ به دست‌ مى‌آید. شاید فکر کنید این تعریف به مفهوم فشار در فیزیک دبیرستان خیلی نزدیک است، اما همان‌طور که دقت کرده‌اید، در این‌‌‌‌‌جا شرط عمود بودن مؤلفه‌‌‌‌‌ی نیروی وارد بر سطح، وجود ندارد.

2. خستگى - fatigue :
گاهی در قطعه‌ای از یک ماشین کارخانه، شکستگی‌هایی به وجود می‌آید. ولی پس از بررسی مشخص می‌شود که میزان تنش وارد بر قطعه، از حد مجاز کمتر بوده. اما چرا گسیختگی ایجاد شده است؟ علت این پدیده آن است که بطور پیوسته مقدار بار معینی بر قطعه وارد می‌شود. یعنی مقدار تنش خاصی، به‌دفعات بر آن وارد شده است. به این گسیختگی‌ها، «گسیختگی خستگی» می‌گویند.

3. کُرنش - ‌ strain:
به طور کلى، تمام‌ مواد بر‌ اثر نیرویی هرچند ناچیز، دچار تغییر شکل‌ (تغییر ابعاد) مى‌شوند. به تغییر ابعاد یا اندازه‌های جسم، بر اثر تنش‌ «کُرنش»‌ مى‌گویند؛ مثل فنری که به‌‌‌‌‌واسطه وارد کردن نیرو بر آن کشیده یا فشرده می شود.

تعریف‌‌‌‌‌های ذکر شده، اصلی‌ترین مفاهیمِ خواص مکانیکی‌اند. گروهی دیگر از اصطلاحات هستند که از این تعریف‌‌‌‌‌ها ناشی می‌شوند. مثلاً به مقاومت ماده در برابر تغییر شکل «استحکام» می‌گویند و یا مقاومت ماده در برابر خراشیدن، ساییدگی، بُراده‌برداری و بُرش را «سختی» می‌نامند.

فرایندهای شکل‌دهی
پیش از آن‌‌‌‌‌که به فرایندهای شکل‌دهی بپردازیم، باید به این سؤال پاسخ دهیم که اصلاً چرا از شکل‌دهی استفاده می‌کنیم؟
از زمانی که بشر به فکر ساختن ابزار افتاد، راه‌های بسیاری را تجربه کرد. مثلاً گاهی با بُراده‌برداری از چوب، کمان ساخت تا به شکار بپردازد. زمانی قطعات چوب را بُرید یا آن‌‌‌‌‌ها را سوراخ کرد. اما در نهایت، لازم داشت از مادة موجود - بدون آنکه از مقدار آن بکاهد – حداکثر استفاده را بکند. فکر اولیه‌‌‌‌‌ی شکل‌دهی از این‌‌‌‌‌جا ناشی شد. البته به مرور زمان این تعریف تغییر کرده است، بطوری‌‌‌‌‌که گاهی طول فرایند شکل‌دهی به مقدار ماده کم می‌شد.
در زیر به طور خلاصه به تعدادی از مشهورترین و متداول‌ترین فرایندها در شکل‌دهی فلزات می‌پردازیم:

1. خم‌کارى‌
همة‌ عملیات‌ ورق‌کارى،‌ شامل‌ خم‌کارى‌ هم‌ مى‌شود. در اغلب موارد، خم‌کارى‌ ویژگى‌ اصلى‌ ورق‌کارى‌ به‌ شمار مى‌رود و به همین دلیل است که جنبه‌هاى‌ مختلف‌ آن‌ قابل‌ توجه است. اگر در سپرهای فلزی خودروهای قدیمی دقت کرده باشید، می‌توانید آثار خم‌کاری در محل اتصال سپر با بدنه را ببینید.

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
نمونه یک شکل به دست آمده با روش خمکاری

2. کشش‌
فرایندى‌ است‌‌ براى‌ کاهش‌ سطح‌ مقطع‌ در ورق‌، سیم‌ یا مفتول‌ و دیگر مقاطع‌ استاندارد. کشش از پایه‌اى‌ترین‌ فرایندها در شکل‌دهى‌ به شمار می‌رود. در طول فرایند کشش، ماده از یک جهت کشیده می‌شود. در نتیجه، از ابعاد دیگر آن کاسته می‌گردد.

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
یک دستگاه کشش

3. نوردکاری
نوردکارى‌ از جمله‌ فرایندهاى‌ پُرکاربرد در تولید مقاطع‌ استاندارد، مثل ورق،‌ است. در نوردکارى‌ِ صفحه‌ها، ورق‌ها و تسمه‌ها، پهناى‌ قطعة‌ کار فقط‌ اندکى ‌افزایش‌ مى‌یابد. از عوامل‌ تأثیرگذار در این‌ فرایند، مى‌توان‌ به‌ ارتفاع‌ اولیه‌ و ثانویة‌ قطعه‌، پهناى‌ آن‌، سرعت‌ چرخش ‌غلتک‌، جنس‌ غلتک‌ و نیز دماى‌ کار و جنس‌ قطعة‌ کار اشاره‌ کرد. این‌ فرایند را مى‌توان‌ با چند غلتک‌ و در چند مرحله‌ تا زمانِ رسیدن‌ به‌ ارتفاع‌ و وضعیت‌ مطلوب ادامه داد. مثلاً اگر ورقی با ضخامت 5 میلی‌متر در اختیار دارید و می‌خواهید ضخامت آن را به 1.5 میلی‌متر برسانید، می‌توانید از یک یا چند غلتک که در یک ردیف قرار گرفته‌اند استفاده کنید. باهر بار عبور هر یک از غلتک‌‌‌‌‌ها، اندکی از ضخامت ورق ‌کاسته می‌‌‌‌‌شود تا اینکه ضخامت به مقدار دلخواه برسد.

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
عملیات نوردکاری در چند مرحله متوالی

5. فورجینگ‌ یا آهن‌کوبی
فورجینگ‌ که‌ در ادبیات‌ غیرفنى‌ به‌ آهنگرى‌ نیز ترجمه‌ شده است، به‌ فرایندى‌ گفته‌ مى‌شود که‌ در آن، فلز در فضاى‌ بین‌ قالب‌ و ضربة‌ محکم‌ِ پرس قرار می‌گیرد و پس از خارج شدن اضافه‌‌‌‌‌ها به‌ شکل‌ دلخواه درمى‌آید.

نگاه اجمالی ما به فرایند شکل‌دهی و مسائل مرتبط با آن، در این‌‌‌‌‌جا به پایان می‌رسد. فراموش نکنید که هنوز سخنی از مقیاس به میان نیاورده‌ایم. در واقع، مطالبی که تا کنون خواندید مربوط به مقیاس‌های رایج در صنعت‌اند و در صنایعی نظیر خودروسازی، قالب‌سازی و لوله‌سازی مطرح‌اند. در بخش‌های آینده با کاهش ابعاد به دنیای مایکرو و سپس به دنیای پُررمز و راز نانو خواهیم رسید

boomba
29-12-2008, 14:40
نگرشي بر صنايع و علوم مواد (متالورژي)

دكتر جلال حجازي غلامرضا بيات
استاد بازنشسته دانشگاه علم و صنعت عضو هيئت علمي پژوهشگاه مواد وانرژي


تاريخچه
ايران، همانگونه كه از نظر تاريخي كشور كهنسالي است، از نظر صنعت و بويژه صنايع مبتني بر مواد طبيعي و ساختگي نيز كهنسال و ديرينه‌پا است. ايران بخش مهمي از منطقه ”اروآسيا“ و در ميانه كمربند (دره) تمدن قرار دارد كه به احتمال قريب به يقين، عصر آهن در اين منطقه آغاز شده است. آهن، مس، سرب، طلا، نقره، جيوه، روي (به احتمال بسيار مقصود از واژه روي در ادبيات و فرهنگ ايراني برنج يا مفرغ است و رويين تن نيز از همين واژه ساخته شده است) را مي‌شناختند. از سنگ‌ها و صخره‌ها بناهاي عظيم مي‌ساختند و در بندهاي آن به منظور مقاومت در مقابل زلزله، سرب مي‌ريختند (آثار پاسارگاد و تخت جمشيد) و سنگ مرمر را براي استحكام و زيبايي به كار مي‌بردند. كاهگل (اولين كمپوزيت به معناي علمي آن) را در بناها و به منظور روكش كاري به كار مي‌بستند و اولين مردماني هستند كه به توليد و كاربرد، آجر پرداختند و صنايع سفال و كاشي و همچنين انواع رنگ‌هاي معدني را توسعه فراوان دادند.
آن هنگام كه اروپا در تاريكي‌هاي قرون ميانه فرو رفته بود، آنان هنوز مي‌درخشيدند و آن هنگام كه پرده‌هاي تاريكي از پيشاني اروپا، كنار مي‌رفت، آرام آرام به درون سياهي‌ها غلتيدند، فرو رفتند، به هيچ چيز جديدي دست نيافتند، محافظه كار و تقديري شدند، حرفه‌ها و صنايع نه آنكه تكامل نيافتند، بلكه به تدريج از حد دوران قديم‌تر خود، پايين‌تر آمدند. مردمان خسته از جهانگشايي‌ها و جنگ‌هاي توان فرساي قومي و قبيله‌اي، عظمت، هويت و آينده را به فراموشي سپردند، بطوريكه در آغاز قرن نوزدهم، ايران سرزميني است، قرون وسطايي و مورد طمع قدرت‌هاي بزرگ برخاسته از انقلاب صنعتي.“ شهرهاي ايران درنيمه اول قرن نوزدهم، هيچ شباهتي به شهرهاي گذشته ندارد و با شهرهاي اروپايي كه از كارخانه‌ها و مدارس آكنده است، قابل مقايسه نيست. توليد براساس روشهاي ساده انجام مي‌گيرد و نظام استاد – شاگردي، تنها روش آموزش‌هاي فني است. كارگاهها بسيار كوچك، تعداد كارگران اندك و روزمرگي بر تمامي آنها حاكم است كه هجوم كالاهاي اروپايي، اندك رمق باقيمانده حرفه‌ها و پيشه‌هاي دستي ايران را از ميان مي‌برد و برخلاف اروپا كه بازرگانان خود به نيروي سرمايه مولد تبديل شدند، در ايران، بازرگانان، سود نهايي را در سند كالاهاي اروپايي يافته‌اند.
و اين ماجرا هنوز نيز به نوعي ديگر و با روش‌هاي نوين‌تر ادامه دارد.
درك اختلاف فاحش عقب‌ماندگي‌ها و مشاهده قدرت اروپا،‌ موجب گرديد كه بسياري از تصميم‌سازان و تصميم‌گيران ايراني، گاه مرعوب و گاه مجذوب شوند و در هر حال توان و تاريخ و فرهنگ خود را به فراموشي بسپارند وگاه چنان براي حفظ آن به مبارزه برخيزند كه چشم بر هر گونه تغيير و تحول بربندند و در اين روزگار است كه تاريخ ما، مشحون از وقايع و اتفاقات متضاد و ناهمسو است.
در كنار آموزش سنتي مكتب به مدرسه‌سازي، در كنار حكومت‌هاي خودكامه و مستبد به دارالفنون و دانشگاه‌سازي، در كنار دكان‌هاي حرفه‌اي به كارخانه‌سازي مدرن، در كنار محو صادرات بومي به مسابقه در واردات و در كنار حكومت مشروطه به خودكامه‌ترين حكومت استبدادي مي‌رسيم. در حالي كه تمام سنت‌هاي حرفه‌اي، سياسي، و حتي اجتماعي خود را نابود مي‌سازيم، به الگوگيري نامنظم از كشورهاي پيشرفته مي‌پردازيم و در اين راه چنان گستاخانه گام مي‌نهيم كه كوشش‌هاي پاره‌اي از رجال و مردمان انديشمند و ايران‌خواه، نيز راه به جايي نمي‌برد و اغلب اين گونه مردمان با جلادخانه‌ها و زندان‌ها، آشنايي دائمي مي‌يابند.

مروري بر تحولات و دگرگونيهاي صنايع مواد
دگرگوني‌ها و تغييرات (عمداً از كاربرد واژه تحول اجتناب مي‌كنيم) صنايع كشور و صنايع فلزي آن در دوران دويست ساله‌اي كه پرده آخر تاريخ ما تاكنون است، داستاني غم‌انگيز و عبرت‌آموز است كه در محور صنعتي آن با وارد كردن كارشناس براي توپ‌ريزي تا فرستادن استادكاران به كشورهاي ديگر آغاز گرديد و با تاسيس كارخانه‌هايي با برنامه‌ريزي، دانش فني، ابزارگان و تجهيزات از كشورهاي ديگر ادامه يافت و اين ماجرا نيز تا امروز ادامه دارد.
قورخانه با برنامه اوليه بازگشتگان از روسيه در سال (1270 شمسي) تاسيس شد و دو سال قبل از آن حاج امين‌الضرب مي‌خواست با كمك فرانسوي‌ها، كارخانه آهن آب كني در نور مازندران ايجاد نمايد (همانجايي كه در زمان نادر كارخانه توپ‌ريزي و گلوله‌سازي داير بود) و بالاخره، متوقف شد.
راه‌آهن حضرت عبدالعظيم توسط بلژيكي‌ها (1271 شمسي) داير گرديد و در سال 1306 قورخانه توسط آلماني‌ها بازسازي شده و به صنايع مهمات‌سازي تبديل گرديد، در حاليكه بخش اوليه آن تا حدود 25 سال پيش در ميدان سپه داير بود.
از آن سال‌ها تاكنون، اكثريت قريب به اتفاق صنايع مواد و متالورژي ايران، توسط شركت‌ها و برنامه‌ريزهاي يكي از كشورهاي صنعتي ايجاد،‌ سرپرستي و نظارت شده و گاه آموزش‌هاي حرفه‌اي نيز توسط همان كشورها و با همان زبان و اصطلاحات خود داده شده است. مهمتر آنكه آن بخش‌هايي كه عملاً‌ كشوري بيگانه در انتقال و تدوين فناوري آن نقشي نداشته است، تمام تجهيزات و ابزارگان مهم و اصلي آن وارد شده است و متاسفانه اين ماجرا نيز ادامه دارد.
كارخانه لوله و ماشين‌سازي ايران 1340 با مشاوره دكبر آلمان
كارخانه اشتاد 1341 با برنامه‌هاي ميتسوبيشي ژاپن
كارخانه مالي بل 1344 با برنامه و مشاوره شركت كيكنداي يوگوسلاوي
كارخانه ماشين‌سازي تبريز 1346 با شركت‌هاي چكسلواكي
كارخانه تراكتورسازي تبريز با مشاركت شركت‌هاي رومانيايي و چندين شركت انگليسي و سوئيسي 1347
كارخانه ذوب آهن اصفهان 1348 با برنامه‌ريزي، آموزش و ابزارگان روسي
كارخانه ماشين‌سازي اراك 1351 با برنامه و آموزش‌هاي روسي
كارخانه توليد آلومينيوم (ايرالكو) 1354 با برنامه‌ريزي، مشاوره و آموزش آمريكايي‌ها
كارخانه صنايع مس 13 با برنامه‌ريزي و فناوري آمريكايي و ايتاليايي‌ها
و همچنان فولاد مباركه، صنايع اسفراين، صنايع نسوز، صنايع شيشه، سراميك‌ها و بسياري ديگر در تمام دوران‌هاي قبل و بعد از انقلاب نيز به همانگونه است، بطوري كه در يك عبارت ساده مي‌توان چنين نوشت:
صنايع ايران در تنوع بسيار زياد كه در هيچ كشور پيشرفته صنعتي همتا ندارد بدون ترسيم سيماي آينده و بدون تدوين يك نظام صنعتي پايدار و ترسيم هر گونه نياز و برنامه‌هاي خود، بازار مكاره‌اي است از مجموعه ابزارگان و تجهيزات، برنامه‌ها و نظام‌هاي گوناگون جهاني كه به سختي مي‌توان جهات مشتركي براساس شرايط اجتماعي ايران براي آنها يافت، زيرا بسياري از بنيانگزاران و برنامه‌ريزان آن، قبلاً سود خود را در ستد كالا، ابزارگان و فناوري از بيگانه برده‌اند و اگر امروز چرخشي و يا گردشي وجود دارد، موضوعي است تحت عنوان اشتغال و نه موضوعي براساس بهره‌وري، رقابت نوآوري، حضور در عرصه جهاني و ماندن پايدار.
صنايع در ايران نظير برج بابل هستند كه مردمانش زبان هم را نمي‌فهمند، چه هر واحدي به گونه‌اي ايجاد شده و مردمانش به نوعي ديگر آموزش ديده‌اند و نظام و زبان مشتركي ندارند و بنابراين ارتباطي نيز با هم ندارند.
در محور آموزش‌هاي علمي، موضوع شايان توجه و تعمق بيشتري است، چه ظاهراً روند توسعه و دگرگوني آموزش‌هاي عالي به وضوح روند بنيانگذاري صنايع جديد نيست.
آموزش صنايع متالورژي ايران، در رشته‌هايي معدود نظير ريخته‌گري، سفال‌سازي، آهنگري، كاشي‌سازي و آجرسازي به صورت سنتي و براساس نظام استاد– شاگردي، بدون هر گونه تغييري قرن‌ها، ادامه داشت.‌ تاريخ آموزش فني و حرفه‌اي ما، هيچ نشانه‌اي از آموزشكده‌‌، مدرسه يا مكتبي كه در آن اينگونه حرفه‌ها را بياموزند در خود ثبت نكرده است. حتي از استادكاراني كه در دوران اوليه قاجاريه به روسيه و انگلستان اعزام شدند، گزارشي وجود ندارد كه آنان جز با همان روند استاد-شاگردي يافته‌هاي خود را به ديگران منتقل كرده باشند. در اين حال است كه با تاسيس دارالفنون (1239 شمسي) براي اولين بار با آموزش (عالي؟ حرفه‌اي؟) معدن روبرو مي‌شويم كه در دوران 12 سال فعاليت اوليه خود چهار مدرس دارد كه دو نفر از آنها اتريشي و دو نفر فرانسوي هستند. پس از ايجاد كارخانه قورخانه نيز شواهدي براي نوعي آموزش حرفه‌اي در دست است. هنرستان صنعتي و هنرسراي ‌عالي در سال 1308 تحت نظارت و برنامه‌ريزي آلماني‌‌ها تشكيل گرديد، كه به دليل تمايل بنيانگذاران و همچنين تمايل داوطلبان از همان ابتدا از دوره آموزش حرفه‌اي بصورت پيوسته تا دوره ليسانس (مهندسي) ادامه يافت كه بخش‌ عالي آن در دوران جنگ دوم متوقف گرديد و بخش هنرستاني آن هنوز هم تحت نام هنرستان صنعتي به فعاليت خود ادامه مي‌دهد و مجموعه‌اي از برنامه‌هاي كارداني و كارشناسي را نيز دارد. در اين هنرستان و ساير هنرستان‌هاي كشور از سال 1338، علاوه بر آموزش فلزكاري، آموزش‌هايي در سطح بخشي از متالورژي (ريخته‌گري، جوشكاري و ...) داير گرديد.
دانشگاه تهران (1313)، رشته‌هاي معدن و مكانيك را داشت كه دروسي از متالورژي و مواد را نيز تدريس مي‌كردند ولي اولين محلي كه آموزش (بخشي از متالورژي) در آن همراه با مدرك تحصيلي در همان رشته ارائه گرديد هنرسراي ‌عالي فني بود كه با اصلاح اساسنامه آن در سال 1336 به پذيرش دانشجو پرداخت. برنامه‌هاي فني اين موسسه توسط آمريكايي‌ها و تجهيزات آن از محل كمك‌هاي اصل 4 تامين گرديد و تا سال 1344 با دو نوع تغيير، جمعاً 37 نفر در رشته‌هاي ريخته‌گري و ذوب فلزات فارغ‌التحصيل داشت كه حدود 23 نفر آنان با درجه فوق ليسانس و بقيه ليسانس بودند.
دانشگاه صنعتي شريف 1344، اولين دانشگاه صنعتي است كه رشته متالورژي بصورت كامل در آن تاسيس و تدريس گرديد. هنرسراي‌عالي فني در سال 1350 با تغييرنام از هنرسرا به دانشكده علم و صنعت و در سال 1357 از دانشكده به دانشگاه نيز ابتدا داراي گروه متالورژي در بخش ماشين‌سازي و سپس داراي دانشكده متالورژي و اينك مهندسي مواد گرديده است. در سال 1354 با تغييرنام دانشگاه شيراز به دانشگاه پهلوي، رشته مواد به عنوان بخشي از مهندسي مكانيك در اين دانشگاه ايجاد شد و در همين زمان‌ها است كه در دانشكده فني دانشگاه تهران نيز رشته متالورژي از معدن جدا و بصورت يك گروه مستقل درآمد.
رشته متالورژي و مواد، در دو دهه گذشته از نظر كمي و كيفي، توسعه شديدي يافت بطوري كه هم اكنون رشته‌هاي مختلف مهندسي مواد (متالورژي و سراميك) در اكثر شهرها و مراكز دانشگاهي كشور، دانشجو مي‌پذيرد و تدريس مي‌شود.
دانشگاههاي سراسري، تهران، صنعتي شريف، علم و صنعت، صنعتي اميركبير، صنعتي اصفهان، كرمان، شيراز، مشهد، اهواز، تبريز، سهند تبريز، سمنان، بين‌المللي قزوين و يزد و دانشگاه‌هاي آزاد در بسياري از نقاط كشور و از جمله علوم و تحقيقات تهران، كرج، نجف‌آباد، سيرجان، كاشان و ... و همچنين مراكز وابسته به نهادها و سازمان‌ها، صنايع دفاعي، دانشگاه امام حسين، مالك اشتر و ... در حقيقت بيش از 40 مركز آموزش عالي و پذيرش بيش از 2000 دانشجو در سال اول را شامل مي‌شود، در حالي كه در سال 1336 اولين پذيرش دانشجو در اين رشته با 5 نفر و در يك مركز انجام گرديد.
مدرسان اين مراكز عالي، عموماً فارغ‌التحصيلان دانشگاه‌هاي داخل هستند كه اكثراً با استفاده از بورس‌هاي دولتي و به مقياس كمتري با هزينه‌هاي شخصي، مدارك عاليتر خود را از دانشگاه‌هاي خارج از كشور كسب كرده‌اند كه در اين ميان فارغ‌التحصيلاني از كشورهاي آمريكا، انگلستان، آلمان، كانادا، فرانسه، اتريش و روسيه، بيشترين‌ها هستند و اخيراً با توجه به سياست‌هاي وزارت علوم، فارغ‌التحصيلاني از ساير كشورها، نظير هندوستان، ژاپن، روسيه، لهستان، ايتاليا، تركيه، روماني و ... نيز در ميان آنان وجود دارد.
از سال 1364 دوره‌هاي كارشناسي ارشد و از سال 1369، دوره‌هاي دكترا در رشته‌هاي مهندسي مواد گشوده شد كه ابتدا بررسي‌هايي نظير توان‌سنجي، تعداد استادان و ابزارگان براي صدور مجوز به عمل مي‌آمد كه اينك لزومي بر چنين بررسي‌هايي مشاهده نمي‌شود.
در حقيقت از نظر استادان، با تنوع وسيعي از فارغ‌التحصيلان كشورهاي گوناگون روبرو هستيم كه از يك طرف عاملي براي جلوگيري از تدوين نظام آموزشي مهندسي مواد محسوب مي‌شوند و از طرف ديگر با بي‌نظمي‌هايي در مورد نحوه تدريس نحوه آزمون‌گيري، تحقيق و بررسي پايان‌نامه‌ها، ارائه مقاله روبرو هستيم كه شايسته روش و روند علمي نيست.

تنگناها و موانع توسعه
صنايع مهندسي مواد و همچنين مراكز آموزش عالي آن از نظر دگرگوني‌هاي كمي و كيفي در طي 4 دهه اخير، رشد و توسعه فراوان يافته‌اند، حتي رشد كمي و كيفي توليد و رشد علمي از نظر معيارهاي موجود در اين رشته به گونه‌اي است كه مجموعاً توسعه آن را مي‌توان در ميان سه فعاليت اصلي توسعه‌هاي ايران قرار داد و اگر با معيارهايي كه براي سنجش توسعه وجود دارد (و در بسياري موارد به ما تحميل مي‌شود)، نحوه پيشرفت‌ها سنجيده شود، چاره‌اي نيست جز آنكه بگوئيم اين رشته از نظر فعاليت‌ها، توسعه فراوان يافته است، به آمار و ارقام زير توجه شود:
1- تعداد دانشجو از 5 نفر در سال 1336 به بيش از 7500 نفر در سال 1381 به معني رشد 5/17 درصد در سال است كه اگر به توقف‌هاي پذيرش در 4 سال بعد از انقلاب توجه كنيم نسبت درصدي آن از رقم فوق بيشتر مي‌شود.
2- تعداد اعضاي هيئت علمي دانشگاهها با مدارج بالاتر از كارشناسي و با توجه به حذف پاره‌وقت‌ها و نيمه‌وقت‌ها از سال 1358 تاكنون با رشدي معادل 11 درصد همراه بوده است، علاوه بر آنكه مدارك تحصيلي بسياري از آنان از كارشناسي و كارشناسي ارشد به دكترا نيز تبديل شده است.
3- دانشجويان تحصيلات تكميلي (كارشناسي ارشد و دكترا) كه 20 سال پيش اصولاً وجود نداشت اينك مجموعه‌اي بيش از 1000 نفر را تشكيل مي‌دهند كه عرصه جديدي از تحقيقات بنيادي و كاربردي را گشوده‌اند، بطوري كه تعداد مقالات پذيرفته شده در سمينارها و كنگره‌هاي داخلي و خارجي از 300 مقاله در سال بيشتر است، در حالي كه در سال 64، به زحمت مي‌توانستيم 10 مقاله براي برگزاري يك سمينار سالانه پذيرش نمائيم. به همين نسبت تعداد مقالات در نشريه‌هاي بين‌المللي و خارجي نيز رشدي معادل 10 تا 15 درصد در سال داشته است، در حالي كه در نشريات تخصصي داخلي، ميزان رشد آن بسيار بيشتر از اعداد و ارقام فوق است.
4- تعداد فارغ‌التحصيلان رشته مواد و متالورژي در بخش صنعت و برنامه‌هاي صنعتي از 1662 نفر در سال 1363 (پس آمار جامعه ريخته‌گران ايران) به بيش از 15000 نفر در سال 1381 رسيده است كه رشدي معادل حدود 18 درصد در سال را نشان مي‌دهد.
5- ارتباط صنعتگران با دانشگاهيان از طريق ايجاد انجمن‌هاي غيردولتي نظير جامعه ريخته‌گران ايران (1358)، انجمن مهندسين متالورژي ايران (1372)، انجمن خوردگي، انجمن جوش و مهندسي جوش، انجمن سراميك (1374)، انجمن سطح، انجمن آهن و فولاد 1377 و انتشار فصلنامه‌ها و برگزاري كنگره‌ها و همايش‌هاي سالانه و دوسالانه بسيار توسعه يافته است.
6- از نظر توليد نيز آمار و ارقام نشانگر، رشد و توسعه بسيار زيادي است كه در صنايع آهن و فولاد، آلومينيوم، مس و همچنين سراميك‌ها، نسوزها و ... حاصل شده است.
7- توان تجهيزاتي و ابزارگان در بخش‌هاي صنعت و دانشگاه و به ويژه در دوران سازندگي و از طريق خريد خارج، بسيار افزايش يافته است كه با دوره‌هاي قبل قابل مقايسه نيست.
8- مراكز پژوهشي وابسته به دانشگاه‌ها و يا وابسته به نهادها و صنايع و همچنين مراكز پژوهشي مستقل و خصوصي توسعه بسيار يافته‌اند، در حالي كه تعداد اين مراكز در سال 1350، صفر و در سال 1359 فقط يك موسسه بوده است.
اگر قرار نبود كه صادقانه به بررسي تنگناها و موانع توسعه علم و فناوري بپردازيم، به گفته‌ها و نوشته‌هاي فوق بسنده مي‌كرديم و همچون بسياري از مسئولان از توسعه و پيشرفت، بسيار سخن مي‌گفتيم و گزارش را با يك نتيجه‌گيري مطلوب در همين جا خاتمه مي‌داديم ولي سوال‌هاي اصلي هنوز بي‌پاسخ مانده‌اند.
چرا با اين همه پيشرفت‌ها، احساس توسعه‌يافتگي نداريم؟
چرا سهم ما در نوآوري‌هاي علمي و فني جهان هنوز نزديك به صفر است و ما منتظر هستيم كه ديگران به نوآوري برسند و ما آنرا دوباره و چندباره وارد كنيم؟ صنعت را وارد مي‌كنيم ولي هنوز صنعتي نشده‌ايم.
چرا با آنكه بسياري از صنايع كشورمان را از طريق خريد فناوري و ابزارگان خارجي راه ‌انداخته‌ايم، هنوز براي دومين، سومين و چندمين آنها بايد به همان شيوه عمل كنيم.
چرا در عرصه توليد و فروش فناوري جايگاهي در جهان نيافته‌ايم و به اصطلاح در بر همان پاشنه مي‌چرخد؟ چرا هنوز به محصولات خود باور نداريم و نوع خارجي آن (حتي تركي و كره‌اي آن) را تا چندين برابر قيمت به محصولات خودي ترجيح مي‌دهيم.
چرا براي نوسازي صنايع كشورمان، هنوز بايد از بودجه عمومي كمك بگيريم و با آن از خارج ابزارگان جديد وارد كنيم.
و بسياري از چراهاي ديگر كه براي آنها:
پاسخي روشن نيافته‌ايم و اگر يافته‌ايم
روشي براي آن نمي‌شناسيم و اگر مي‌شناسيم
آنها را نمي‌توانيم اجرا كنيم و اگر اجرا كرديم
نتيجه بخش نبوده است.
تنگناها و موانع توسعه علمي و فناوري ايران در بسياري جهات از تنگناها و موانع عمومي آنها خارج نيست. صنعت متالورژي و علوم متالورژي، نظير ساير صنايع و علوم، خارج از خاستگاه اجتماعي و خارج از ارتباط با ديگر فعاليت‌هاي انساني مفهوم و معنا ندارد. اين رشته از فعاليت‌، نظير تمام فعاليت‌هاي فكري، علمي، هنري و عملي انسان در يك خلاء اجتماعي شكل نمي‌ گيرد و مانند تمامي آنها به سياست، حكومت، فرهنگ، اقتصاد، ارتباطات، زيربناي اجتماعي و امنيت همه جانبه وابسته است و از همين رو است كه در هر گونه تحليلي در مورد بررسي علل و موانع توسعه و يا عوامل پيشبرد آن در تمام زمينه‌ها اعم از مهندسي، پزشكي، كشاورزي، بازرگاني، دفاعي و ... به عوامل مشتركي برخورد مي‌كنيم كه از موضوع حرفه‌ها و تخصص‌ها خارج است و بايد بصورت اصولي و كلي با آنها پرداخته شود، آنگاه كه در مبارزه با نقطه آسيب‌پذير جامعه و فرهنگ خود پيروز بيرون آمديم، مي‌توانيم موانع و مشكلات حرفه‌ها و رشته‌ها را جداگانه بحث كنيم. در پيامد اين گزارش كوشش مي‌كنيم هر دو زمينه عام و خاص را بررسي كنيم، هر چند بر اين باور هستيم كه مشكلات خاص صنايع و علوم متالورژي نيز از مشكلات و موانع عام جدا نيستند.

موانع عام:
در ميان تنگناهاي عام چهار اصل يا چهار پديده وجود دارد كه تمام و يا اكثريت نابساماني‌هاي ما بصورت مستقيم از آنها ناشي مي‌شود، هر چند قادر نيستيم در اين گزارش تمام بارهاي منفي موجود را بصورت مستقيم به آنها نسبت دهيم.


تنگناهاي دموكراسي:
اگر دوران دموكراسي يونان را محور قرار دهيم، به اين نتيجه مي‌رسيم كه جهان همواره بر محور استبداد و خودكامگي فردي، گروهي، حزبي و قبيله‌اي چرخيده است، ولي بيش از 500 سال است كه نوعي دموكراسي و اگر نه به معناي سپردن حق حاكميت مردم به مردم و بلكه به معناي مشاركت مردم (و نه مشاركت دادن مردم) در جهان و به ويژه جهان غرب وجود داشته است كه دامنه آن در 200 سال اخير وسيعتر و نظام آن قانونمندتر شده است. در ايران كوشش‌هاي آزادايخواهانة مشروطيت، سابقه‌اي يكصد ساله دارد، كه هر چند از نظر نظام سياسي موفق شد، ولي هدف‌هاي آن پس از مدت كوتاهي نقش بر آب شد و اين بار زير نقاب مشروطيت، قانون، انتخابات، مردم، آزادي، دموكراسي و دانشگاه، چهره استبداد به وحشيانه‌ترين صورت و با دورويي و ناصداقتي پنهان گرديد و در زير لايه‌هاي ضخيم استبداد نوين، تمام واژه‌هاي دموكراسي بي‌معنا شدند و بسياري از آرزوها به آه تبديل شد.
مردم نيز چون حكومت‌گران، نفاق و دورويي پيشه كردند و با نفاق و دورويي پاسخ آنان را دادند و اكثريت به جاي باور به هويت و منافع ملي، فقط به باور و سهم خود انديشيدند.
نتيجه استبداد رياكارانه، چنان در انديشه و فرهنگ ما ريشه دوانيد كه حتي انسان‌هاي فرهيخته و علاقمند به توسعه اين مرز و بوم، خود به نوعي مستبد و ديكتاتور شدند و راه نجات را فقط سلايق خود و عقايد و آراء‌ خود دانستند و از اينرو ما در تمام زمينه‌هايي كه در توسعه فرايندهاي اجتماعي مي‌توانست راهگشا باشد،‌ عقيم و ابتر مانديم زيرا:
ناگزير شديم كه به هيچكس اعتماد نكنيم
براي حفظ امنيت خود، ناگزير فقط به خود انديشيديم
براي هر قانون مستمسكي براي فرار و يا سوءاستفاده بيابيم
براساس خواست حاكمان و روسا عمل كرديم
با تغيير حاكمان توبه كرديم و آنها را تاييد كرديم
در همان حال آنها را باور نداشتيم
برنامه‌ريزي را نفهميديم
كار گروهي را نشناختيم
منافع ملي را فراموش كرديم
آينده را به تقدير وانهاديم
و در اين ميان آنانكه قوي‌تر بودند و آشناتر، خودانديشي را تا وراي مرزهاي خيانت و جنايت و فروش سرمايه‌هاي كشور تحت نام‌هاي فريبنده توسعه دادند.
فقدان دموكراسي به عنوان اصلي‌ترين مانع توسعه علمي و فناوري در محورهاي زير جولانگاه مناسب خود را يافته است:
1- عدم امنيت شغلي و سرمايه‌گذاري
2- فساد اداري و توسعه سودجويي سريع
3- توسعه دلالي به جاي توسعه كار مولد
4- تنوع بسيار در حوزه‌هاي فناوري و صنعت
5- نبود الگوهاي توسعه و برنامه‌ريزي كلاني و پايدار
6- ايجاد جامعه‌اي غيرعلمي و با تفكر تقديري
7- ايجاد ساختار وارداتي
8- ايجاد فرهنگ آماري توجيه‌گرا و نه فرهنگ آماري نقدگرا
9- قرباني شدن هدف‌هاي ارتقايي در زير پاي مطامع شخصي و گروهي
10- عدم تداوم در برنامه‌ها با تغيير مسئولان


فقدان برنامه ملي
برنامه ملي، حتي در جوامعي كه با دموكراسي به مفهوم واقعي آن آشنايي كمتري دارند، از عوامل مهم توسعه و پيشرفت محسوب مي‌شود، هر چند كه به دليل فقدان دموكراسي، انرژي بسياري بايد براي آن هزينه شود.
آنگاه كه اختلاف و عقب‌ماندگي فاحش خود را دريافتيم و آنگاه كه مرعوب و يا مجذوب بيگانگان شديم و حتي زماني كه با آنان به ستيزه برخاستيم، بر اين باور بوديم كه آنان از ما قوي‌تر، داناتر، دانشمندتر، سياست‌مدارتر و خلاصه هر چيز آنان از ما برتر است و از اينرو به هزينه نقدينگي و سرمايه‌هاي طبيعي خود و به هزينه هويت و مليت خود به واردات پرداختيم.
صنعت را وارد كرديم كه فقط به توليد بپردازيم، نوآوري در صنعت را دست‌نيافتني يافتيم.
دانشگاه را وارد كرديم كه فقط به توليد مدرك بپردازيم، پژوهش و نوآوري در ساختار آن جايي نداشت.
قانون را تدوين كرديم، كه آنرا آن چنان كه تمايل ما است تفسير كنيم.
تجهيزات و ابزارگان وارد كرديم كه بخش اعظم درآمد نفت را پس بدهيم.
كارشناس وارد كرديم، نه به عنوان آنكه بياموزيم، بلكه براي آنكه روابط حسنه‌اي را توسعه دهيم.
كارشناساني را نيز به خارج فرستاديم تا شهامت هر گونه دگرگون‌سازي را از آنان سلب كنيم.
هيئت علمي به خارج فرستاديم نه به دليل آنكه دانش نو را بياموزيم بلكه پس از بازگشت كارشناسي و دانش او را منجمد سازيم.
و دوباره گردش كار را تكرار كنيم.
ساختار كشور را در تمام زمينه‌ها وارداتي ساختيم و آنگاه كه سياست‌هاي جهاني ما را به واكنش وادار كردند از همه جاي دنيا وارد كرديم و چنان تنوعي از نظر ابزارگان، علم، فناوري و انديشه در كشور ايجاد كرديم كه در فقدان يك برنامه و نظام ملي، فقط دامنه بي‌نظمي‌ها و فردگرايي‌ها را وسيعتر و برنامه‌ريزي ملي را غيرممكن‌تر ساختيم و نتيجه آنكه:
1- تصويري از آينده نداريم و مفهوم آينده‌نگري را نمي‌دانيم.
2- با يك نظام آموزشي بررسي نشده و استاداني از تمام نقاط دنيا، هدف‌هاي آموزش عالي را نمي‌شناسيم.
3- هيچگونه بسترسازي براي توسعه را انجام نمي‌دهيم و از اينرو در هر زمان از فقدان بستر براي توسعه رنج مي‌بريم.
4- آمار‌سازي (توليد، دانشگاه، دانشجو، ...) را بر فرايند علمي شدن و صنعتي شدن كشور مرجح ساخته‌ايم.
5- نيازي به نوآوري احساس نمي‌كنيم و در صورت احساس آنها را دوباره وارد مي‌كنيم
6- در بين اجزاي عوامل توسعه، (دانشگاه،‌ صنعت، دولت) ارتباطي ايجاد نكرده‌ايم و اگر ارتباطي وجود دارد نامنسجم، قانونمند نشده و سليقه‌اي است.
7- به دليل فقدان برنامه ملي تحقيق شده و بررسي شده، همواره سلايق خودمان را به جاي برنامه‌اي ملي اعمال مي‌كنيم و با رفتن ما، آن برنامه‌ها نيز نابود مي‌شوند.
8- چون برنامه‌اي ملي وجود ندارد، هيچگونه برنامه‌ريزي، كنترل و نتيجه نيز وجود نخواهد داشت و در اين ميان با توجه به آنكه ”هر كسي چند روزه نوبت اوست“ از نوبت خود و به نفع خود بهره‌گيري مي‌كنيم.
9- هيچيك از فعاليت‌هاي ما از تداوم و پيوستگي برخوردار نيست و هر چند سال يك بار، از نو شروع مي‌كنيم.
10- فساد اداري، سودجويي، كار نكردن و بسياري از خصال زشت را پرورش داده‌ايم.

آسيب‌هاي آموزشي
به آنگونه كه قبلاً اشاره شد، آموزش عالي در ايران، از بدو تاسيس دارالفنون و حتي در دانشگاه تهران دنبالة تكامل يافتة آموزش‌هاي پايه‌اي و فني و حرفه‌اي ايران نبود، ولي هنگامي كه به وجود آمد و هنگامي كه از نظر تعداد مراكز، تعداد دانشجو و تعداد استادان با گسترش‌هاي كمي و كيفي فراوان روبرو گرديد، به نقطه اتكاي مردم ايران از نظر شعور سياسي، آزاديخواهي، برنامه‌ريزي و بسياري خواسته‌هاي ديگر تبديل شد، كه متاسفانه به همان دلايل فقدان دموكراسي و فقدان برنامه ملي، در بسياري از موارد با شكست روبرو گرديد و از برنامه اصلي خود كه توسعه علم و فناوري است نيز بازماند. بسياري از آسيب‌هاي آموزش عالي نيز در نهاد همان دو اصل عمومي اوليه نهفته است و متاسفانه تمام تغييراتي كه تاكنون در اهداف و نظام‌هاي آموزش عالي پديد آمده است، موفق به انتقال دانشگاه و آموزش عالي از وظايف و هدف‌هاي كناري به هدف‌هاي اصلي نشده است.
بسياري از تغييرات در دانشگاهها و برنامه‌هاي آموزشي آن، پله‌اي، مقطعي، سازماني و نه تكامل هويت و ساختار منطقي آن به سمت هدف‌هاي روشن بوده است و بدون آنكه تاثير و نقش آنرا در سواد عمومي و موفقيت فارغ‌التحصيلان آن در عرصه‌هاي جهاني منكر شويم، بايد اشاره كرد كه آموزش عالي ايران در درون خود آفت‌ها و آسيب‌هايي را رشد داده است (رشد داده‌اند) كه متاسفانه بسياري از آنها به عنوان يك اصل نيز پذيرفته شده‌اند. اين آفت‌ها به شرح زير فهرست مي‌شوند و از بحث و شرح آنها خودداري مي‌شود.

1- عدم برنامه‌ريزي جامع و تحقيق شده و تغييرات مقطعي، آني و سليقه‌اي
2- سياست‌زدگي به جاي توسعه شعور سياسي و اجتماعي
3- فقدان پژوهش و ساختار پژوهشي
4- پاسخگويي ارزان و فوري به نيازهاي كاذب و يا واقعي جوانان با توسعه و رشد مراكز آموزشي، بدون توجه به ابزارهاي اصلي نظير بودجه، امكانات و ابزارگان، فضا،‌استاد
5- اشتغال غير تمام وقت استاد و دانشجو و پديده غيرعلمي و غيراخلاقي حق‌التدريس
6- عدم گزينش منطقي دانشجو براساس محورهاي استعدادسنجي، علاقه و توانمندي
7- مدرك گرايي
8- مديريت غيرطبيعي و گاه غير علمي با تدوين آئين‌نامه‌هايي كه به سهولت بتوان مديريت غيرطبيعي و غير علمي را با مديريت طبيعي و علمي جايگزين كرد و استفاده از سلسله مراتب صوري
9- نظام آموزشي جزوه‌اي و غيرمتكي بر كتابخانه و آزمايشگاه، عدم مطالعه منابع روز
10- تعدد مراكز تصميم‌گيري و عدم مشاركت آموزش عالي در تصميم‌سازي
11- عدم ارتباط سازماني تعريف شده با بخش‌هاي مصرف كننده و استفاده كننده
براي هر يك از موارد فوق مي‌توان بصورت مفصل، علل و عوارض آن را بررسي كرد كه در اين گزارش فقط به تيتر آنها بسنده مي‌شود.

آسيب‌هاي صنعت و فناوري
صنعت فرايندي اقتصادي است كه به دليل اقتصادي و رقابتي بودن آن، ناگزير به ارتباط با آموزش عالي و ارتباط به پژوهش و نوآوري است و در غير اين صورت، فقط عرصه توليد را دربرمي‌گيرد كه آن نيز فعاليتي است اقتصادي و ساكن، كه با توجه به ساختار صنعت و توليد در ايران و با وضعيت موجود و با توجه به خريد ابزارگان و دانش و ... از يك طرف نيازهاي كاذبي را ايجاد مي‌نمايد و از طرف ديگر براي رفع همان نيازها، ما را مجبور مي‌سازد كه از نقدينگي‌ها و سرمايه‌هاي طبيعي، براي فعاليت‌هايي هزينه كنيم كه متاسفانه خود ناپايدار، ناپويا و تكامل‌ناپذير هستند.

آسيب‌هايي كه صنعت و فناوري را در كشور ما تهديد مي‌كند، بدون هر گونه شرح و توضيح اضافي مي‌توان بصورت زير فهرست كرد:
1- دولتي بودن و استفاده از بودجه دولتي براي بسياري از صنايع و سرمايه‌گذاري‌ها
2- غيررقابتي بودن صنايع كه هر چند مي‌تواند براي مدتي بقاي صنايع را حفظ نمايد، ولي نتيجه قهري آن سكون، ناپويايي و توقف نوآوري است كه مجدداً براي تجديد و ادامه حيات به تزريق بودجه نياز دارد.
3- فقدان برنامه توسعه صنعتي جامع، ارزيابي سرمايه، نيروي انساني، مكان ايجاد و ...
4- سياسي بودن و توجيه‌گرا بودن تصميمات صنعتي
5- عدم نياز به نوآوري و عدم نياز به معلومات فارغ‌التحصيلان دانشگاهي
6- تعدد مراكز تصميم‌گيري و تغيير تصميمات براساس روندي غيرعلمي و سليقه‌اي
7- سودجويي از طريق واردات فناوري، ابزارگان،‌ تغيير سيستم و تجديد سازمان براي گروهي خاص
8- عدم رابطه با استانداردهاي جهاني و غيررقابتي بودن و عدم شرايط مناسب صادرات
9- تغيير و دگرگوني قيمت‌ها كه هر گونه برنامه‌ريزي را با دشواري روبرو مي‌سازد.
10- ناتواني در ايجاد و توسعه فرهنگ صنعتي
بر اين فهرست، موارد ديگري نيز مي‌توان افزود كه متاسفانه آنان نيز از فقدان دموكراسي و فقدان برنامه‌اي ملي و قابل اعتماد حاصل مي‌شوند و از اينرو بحث موانع عام به همين جا خاتمه مي‌پذيرد.

موانع و عوامل خاص توسعه علمي و فناوري در رشته‌هاي مواد
صنايع در مهندسي مواد در ايران،‌ عموماً صنايع مبتني بر مواداوليه بوده است كه در داخل كشور وجود دارد و به سه گروه صنايع اوليه، صنايع ثانويه و صنايع تبديلي يا ماشين‌سازي طبقه‌بندي مي‌شود، كه گروه اول صنايع هزينه‌بر و سرمايه‌بر بوده است كه عموماً توسط دولت ايجاد شده است (صنايع ذوب آهن، فولاد، مس، سرب، آلومينيوم و ...) صنايع گروه سوم نيز عموماً صنايعي مبتني بر مواد هستند كه نقش طراحي و مهندسي در آنها بسيار زياد و در حقيقت صنايعي مبتني بر مجموعه رشته‌ها هستند (خودروسازي، ماشين‌سازي و ....) اين صنايع نيز عموماً توسط دولت ايجاد شده‌اند، در حاليكه صنايع ثانويه (ريخته‌گري، تيكاري و ...) به دليل شرايط خاص يا بصورت وابسته به يكي از صنايع دوگانه فوق و يا بصورت مستقل و از طريق سرمايه‌گذاري دولتي و يا خصوصي ايجاد شده‌اند و به همين دليل، عوامل و موانع توسعه صنعتي و فناوري در بخش صنعت متالورژي، علاوه بر تمام نكات عام، داراي ويژگيهاي خاصي به شرح زير هستند:

1- دولتي بودن و به همين دليل صد در صد سياسي بودن مديريت‌هاي آنها
2- غيررقابتي بودن محصولات به دليل عدم وجود مراكز توليد در عرصه رقابت (مونوپل بودن توليدات)
3- محافظه‌كاري شديد در ايجاد نوآوري و تغيير سيستم‌ها به دليل:
الف- هزينه‌هاي نسبتاً بالا
ب- عدم نياز به توليد رقابتي
4- تامين نيازهاي سالانه (مواد مصرفي، ابزارگان و تجهيزات) از خارج از كشور به دلايل پيش گفته و عدم ارتباط با صنايع داخلي و به همان دليل با دانشگاهها
5- در صورت هر گونه ارتباط با صنايع داخلي و يا دانشگاهها، استفاده (سوءاستفاده) از تمكن سرمايه‌اي به منظور روابط آمرانه
در همين حال در مورد توسعه علم در اين رشته، نيز موانعي وجود دارد كه مي‌تواند بصورت زير فهرست شود:

1- عدم تدوين استراتژي توسع مهندسي مواد. مهندسي مواد يك سيستم چند نظمي (علمي، فناوري، حرفه‌اي، تحقيقاتي و آزمايشگاهي) است كه در تمام نقاط دنيا، هزينه‌هاي سرمايه‌گذاري آموزشي و هزينه‌هاي جاري آن نسبت به ساير رشته‌هاي مهندسي و ساير رشته‌هاي تحصيلي بسيار زياد است، متاسفانه در آموزش عالي ايران به اين موضوع خاص توجه نشده و هزينه‌هاي آن، همسان با ساير رشته‌ها برآورد مي‌شود و در سالهاي اخير نيز با گسترش كميت دانشجويي، هزينه‌هاي سرانه تا حد حفظ وضع موجود و نه نوآوري و توسعه علمي كاهش يافته است.

2- به دليل دولتي بودن، مونوپل بودن و سياسي بودن صنايع مواد، اغلب ارتباط با صنايع بسيار دشوار، غيرسازماني و براساس روابط شخصي انجام مي‌گيرد و از اينرو دوره‌هاي آموزشي ”كارآموزي دانشجويان“ عموماً در صنايع كوچكتر و مياني انجام مي‌گيرد. اين موضوع با گسترش انبوه دانشجويي به شدت، با دشواري روبرو شده است.

3- عدم تدوين نظام آموزشي مهندسي مواد، با توجه به چند نظمي بودن آموزش مهندسي مواد. بايد در پذيرش دانشجو، ارتباط با بخش‌هاي علوم پايه، ارتباط با بخش‌هاي صنعتي و تحقيقاتي، پذيرش و انتخاب استاد، نحوة آموزش و بسياري از عوامل ديگر در اين رشته خاص تجديدنظر به عمل آيد و نظام آموزش مهندسي جامع آن تدوين شود.

boomba
29-12-2008, 14:46
خوردگی در اثر جریان های سرگردان Stray Current


بدترین خوردگی كه برای فلزات كار گذاشته شده در خاك بوجود می آید . در محل هایی است كه جریان های الكتریكی سرگردان وجود دارد . چون مقاومت ویژه خاك ها حتی وقتی دارای آب باشند زیاد است . بنابراین جریان های الكتریكی داخل زمین از طریق فلزات كارگذاشته شده درخاك كه مقاومت كمی دارند عبور خواهد كرد . جریان سرگردان زمانی می تواند موجب خوردگی لوله گردد كه از یك قسمت از لوله وارد واز قسمت دیگر آن تخلیه شود و در حقیقت مدار جریان كامل گردد . نقطه ورود جریان سرگردان كاتد و نقطه خروجی، آند پیل خوردگی خواهد گردید . از منابع ایجاد جریان سرگردان می توان به موارد زیر اشاره كرد:


وجود سیستم حفاظت كاتدی در لوله های مجاور لوله مورد تهاجم


استفاده از جریان مستقیم در عملیات حفاری


عملیات جوشكاری با استفاده از جریان مستقیم


سیستم های قطار برقی زیر زمینی و نظایر آنها و همچنین میدان مغناطیسی زمین در اطراف لوله تهاجم نیز تاثیر گذاشته و اختلال ایجاد می كند.


جریان های سرگردان در 3 دسته طبقه بندی می شوند:


1- جریان های مستقیم


2- جریان های متناوب


3- جریان های تلوریك ( Telluric )


نوشته شده توسط علیرضا م در شنبه ۲۳ دی ۱۳۸۵ و ساعت 14:26

خوردگی در اثر جریان های سرگردان Stray Current





بدترین خوردگی كه برای فلزات كار گذاشته شده در خاك بوجود می آید . در محل هایی است كه جریان های الكتریكی سرگردان وجود دارد . چون مقاومت ویژه خاك ها حتی وقتی دارای آب باشند زیاد است . بنابراین جریان های الكتریكی داخل زمین از طریق فلزات كارگذاشته شده درخاك كه مقاومت كمی دارند عبور خواهد كرد . جریان سرگردان زمانی می تواند موجب خوردگی لوله گردد كه از یك قسمت از لوله وارد واز قسمت دیگر آن تخلیه شود و در حقیقت مدار جریان كامل گردد . نقطه ورود جریان سرگردان كاتد و نقطه خروجی، آند پیل خوردگی خواهد گردید . از منابع ایجاد جریان سرگردان می توان به موارد زیر اشاره كرد:


وجود سیستم حفاظت كاتدی در لوله های مجاور لوله مورد تهاجم


استفاده از جریان مستقیم در عملیات حفاری


عملیات جوشكاری با استفاده از جریان مستقیم


سیستم های قطار برقی زیر زمینی و نظایر آنها و همچنین میدان مغناطیسی زمین در اطراف لوله تهاجم نیز تاثیر گذاشته و اختلال ایجاد می كند.


جریان های سرگردان در 3 دسته طبقه بندی می شوند:


1- جریان های مستقیم


2- جریان های متناوب


3- جریان های تلوریك ( Telluric )

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
شكل 1- خوردگی در اثر جریان های سرگردان

خوردگی جریان های مستقیم :


به طور معمول جریان های سرگردان مستقیم ، دارای 3 منبع هستند ایستگاه های حفاظت كاتدی ، سیستم های حمل ونقل و معدنی ، خطوط انتقال برق فشار قوی كه در این میان سهم اصلی متعلق به سیستم های حفاظت كاتدی است. مشكل اصلی در طراحی سیستم های حفاظت كاتدی ، وجود تقاطع خطوط لوله و سازه های فلزی می باشد كه غالبا در زمان طراحی به علت عدم آشنایی با محیط كار و یا عدم پیش بینی های لازم توسط طراح ، جریان های سرگردان و تداخل در نظر گرفته نمی شوند و به همین دلیل نتایج محاسبات تئوریك و آنچه كه در عمل اتفاق می افتد متفاوت بوده و همچنان معضل خوردگی در این قسمت ها وجود داشته و با تاثیر سوء، تداخل به صورت تصاعدی رشد می نماید.


بحث ایستگاه های حفاظت كاتدی با دو حالت مختلف مطرح می گردد:


1- وجود لوله بیگانه در نزدیكی حفره آندی


2- تقاطع با لوله و خطوط محافظت شده


درحالتی كه تقاطع وجود دارد، یك لوله بیگانه از منطقه تحت تاثیر پتانسیل مثبت اطراف یك حفره آندی سیستم جریان اعمالی عبوركرده و سپس در نقطه ای دورتر با لوله محافظت شده تقاطع دارد.


پتانسیل مثبت زمین لوله بیگانه را تحت تاثیر قرار داده و در یك محدوده خاص موجب دریافت جریان توسط لوله می گردد این جریان باید به جایی رود كه مدار الكتریكی كامل شده و به قطب منفی ترانس ركتیفایر بازگشت نماید. جایی كه تخلیه جریان از لوله بیگانه صورت می گیرد ( محل تقاطع ) لوله بیگانه خورده می شود. شدت تاثیرات به میزان ولتاژ اعمالی حفره آندی و دوری لوله بیگانه بستگی دارد . به این معنی كه ولتاژ بالا و نزدیكی زیاد صدمه را بیشتر می سازد در حالتی كه جریان دزدی (Pick Up ) لوله بیگانه خیلی زیاد نباشد می توان با اتصال دو لوله به هم مشكل را حل كرد و این مسئله به میزان ظرفیت ركتیفایر ما كه توانایی تحت حفاظت قرار دادن هر دو لوله را به طور همزمان داشته باشد، دارد. ( شكل 2 )


اما در حالتی كه لوله بیگانه در نزدیكی حفره آندی یك سیستم حفاظت كاتدی بوده اما با لوله حفاظت شده تقاطعی ندارد : در این حالت لوله بیگانه تحت تاثیر میدان تحت الشعاع حفره آندی با پتانسیل مثبت قرار می گیرد و جریان از هر دو سوی لوله بیگانه به صورت "از انتها" ( Endwise ) انتقال می یابد . این جریان سرگردان ، لوله بیگانه را در نقاط بیشتر و دورتر ( مانند منطقه ای كه مقاومت خاك پایین است ) ترك كرده و جهت كامل شدن مدار الكتریكی به سوی لوله حفاظت شده و در نهایت به ركتیفایر انتقال می یابد . در صورتیكه در حالت قبلی این جریان در نزدیكی محل تقاطع متمركز می گردید.


راه حل درست اتصال كابل از لوله بیگانه به قطب منفی ركتیفایر می باشد تا لوله بیگانه نیز تحت حفاظت قرار گیرد تا مدار الكتریكی از طریق این كابل كامل شود. اگر حفره خیلی نزدیك به لوله بیگانه باشد جریان گرفته شده توسط لوله بیگانه بسیار زیاد خواهد بود و این راه حل مناسب نمی باشد و در صورت امكان بهتر است محل حفره را عوض نمود.


در زمین اطراف لوله تحت حفاظت كاتدی یك گرادیانت[AR1] پتانسیل وجود دارد كه باعث القا جریان از زمین به لوله می گردد. این گرادیان بر عكس گرادیان پتانسیل یا منطقه تحت تاثیر اطراف حفره تخیله جریان می باشد . این به آن معناست كه زمین در نزدیكی لوله نسبت به زمین دورتر منفی خواهد شد. شدت میزان تحت تاثیر لوله حفاظت شده تابعی از مقدار جریان ورودی در واحد سطح به لوله می باشد. جریان بیشتر شدت بالاتری ایجاد میكند.


برای لوله ای كه به خوبی پوشش شده باشد ، جریان خیلی كم است و در نتیجه گرادیانت پتانسیل در اطراف لوله ناچیز است . ولی یك لوله بدون پوشش تحت حفاظت كاتدی می تواند جریان زیادی بگیرد. یك لوله مجاور یا هر ساختار فلزی مدفون در تقاطع با لوله بدون پوشش حفاظت شده از میان گرادیان پتانسیل اطراف لوله عبور كرده و ممكن است هدف صدمات خوردگی قرار گیرد. به همین دلیل لوله بیگانه بیشترین صدمه را در محل تقاطع با لوله بدون پوشش خواهد خورد.

سیستم های حمل و نقل مجهز به DC مانند قطارهای زیر زمینی نیز یكی از بزرگترین منابع جریان های سرگردان می باشد . ولی امروزه سیستم رایجی نبوده و به استثنای جاهای محدود مورد استفاده قرار نمی گیرد . سیستم های حمل و نقل DC همانگونه كه در شكل 3 دیده می شود ، معمولا با تغذیه كننده عایق شده بالاسر كه به قطب مثبت ایستگاه برق متصل می شود كار می كنند . جریان اعمالی ( كه ممكن است تا هزاران آمپر هم برسد) با اتصال به قطب منفی ایستگاه توسط ریل بازگشت می شود . بدلیل اینكه قطار روی ریل زمینی حركت كرده و كاملا بازمین عایق نشده است مقداری از جریان اعمالی وارد زمین شده و هدر می رود و در مسیر زمین به ایستگاه برگشت می شود . خط لوله موجود در منطقه خط آهن مسیر مناسبی برای انتقال جریان زمین می باشد . به صورت ایده آل اگر تمامی جریان منفی بازگشتی توسط خود سیستم حمل و نقل بازگشت نماید پدیده جریان های سرگردان روی خطوط لوله عبور كرده از منطقه تاثیری ندارد . نزدیكی حالت عملی سیستم به حالت ایده آل بستگی به تعمیرات خط آهن دارد . خط آهن باید روی قطعات سنگی كه دارای مقاومت دارای مقاومت نسبتا بالائی نسبت به زمین هستند احداث می شود تا از اتلاف جریان جلوگیری شود.

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
شكل2 - مثالی از سیستم حمل و نقل الكتریكی كه باعث بوجود آمدن جریان های سرگردان می شود

اخیرا احتمال بروز خوردگی در اثر نصب خطوط لوله انتقال برق فشار قوی DC روی خطوط لوله مورد توجه متصدیان خطوط لوله زیرزمینی قرار گرفته است. انتقال برق DC برای مسافت های دور مقرون به صرفه تر می باشد. سیستم دارای دو واحد تبدیل و اتصال به زمین كه در انتهای هر كدام قرار گرفته است، می باشد. مادامیكه بار دو نیمه سیستم ( به طور مساوی) تقسیم شده باشد . هیچ تبادل جریانی بین دو اتصال نباید وجود داشته باشد . در غیر این صورت جریانی نامیزان بین دو محل اتصال زمین ایجاد می گردد . جهت این جریان بستگی به بالاتر بودن بار هر كدام از اتصالات دارد . اگر خطوط انتقال برق فشار قوی با اتصالات زمینی شرح داده شده احداث شود، تاثیر جریان سرگردان روی خطوط لوله گسترش می یابد موثر ترین راه حل این است كه حد الامكان فاصله اتصال زمین سیستم نسبت به خط لوله زیاد باشد و محل قرار گرفتن اتصال زمین در جایی باشد كه كمترین مقاومت خاك را داشته باشد؛ كه اختلاف پتانسیل بین اتصال زمین و زمین دورتر را به حداقل رساند.






جریان متناوبAC :


شبكه هوائی انتقال برق متناوب ( فشار قوی) برخی مشكلات را بر روی خطوطه لوله ایجاد نموده است . این مشكلات در جائیكه خطوط لوله در مسیر عبور خود با خطوط هوائی انتقال برق متناوب( فشار قوی بیش از 110 كیلو وات) تقاطع داشته یا به صورت موازی در كنار یكدیگر قرار گرفته باشند ظاهر می شوند. در صورتیكه كابل زیرزمینی با ولتاژ بالا از كنار سازه عبور كند ، لوله توسط تداخلAC باردار شده و همزمان با عبور جریان متناوب از كابل مقداری از جریان از طریق زمین به لوله منتقل می شود و پس از گرفتن جریان توسط لوله در جای دیگری از لوله خارج می شود. جریان متناوب در كابل ایجاد شار مغناطیسی درهوا یا زمین می كند كه این شار باعث تولید جریان و ولتاژ متناوب در خط لوله میشود . همچنین در نواحی از لوله كه در محدوده میدان الكترومغناطیسی انتقال برق قرار دارند در صورتی كه لوله به زمین وصل شود . بار خازنی بزرگی درلوله ایجاد می شود. به نظر می رسد اینگونه تداخل در لوله های بدون پوشش اتفاق نمی افتد .


عوامل موثر در میزان تداخل جریان در اثر برق متناوب به صورت زیر خلاصه می شود:


1- ولتاژ خط انتقال برق فشار قوی


2- نسبت هندسی خط لوله و كابل های هوائی


3- فاصله بین خط لوله و سیستم برق فشار قوی


4- مقاومت و كیفیت پوشش لوله


5- مقاومت خاك اطراف لوله


6- تعداد تقاطع و طول مسیر موازی خط لوله خطوط انتقال نیرو




جریان سرگردان منتج از اختلالات مغناطیسی Telluric :


بعضی اوقات اختلالاتی در اندازه گیری پتانسیل لوله نسبت به خاك و یا جریان جاری در لوله در یك منطقه كه در آنجا هیچ نوع منبع جریان كه توسط انسان احداث شده باشد وجود ندارد، پدید می آید. علت آن معمولا در ارتباط با اختلالات مغناطیسی زمین است كه اصطلاحا به" طوفان های مغناطیسی" معروف است.


در زمان فعالیت شدید لحظه ای خورشید، فعالیت اختلالات مغناطیسی شدت می یابد. جریان سرگردان منتج از این منبع Telluric نامیده می شود.


علت تاثیر روی لوله ممكن است با ایجاد و شكل گیری و سپس متلاشی شدن میدان مغناطیسی زمین در ناحیه خط لوله در ارتباط باشد . در یك ژنراتور الكتریكی با عبور رسانای عایق دار از میدان مغناطیسی ولتاژ تولید می شود . مكانیزم كار این است كه رسانا خطوط میدان مغناطیسی را قطع می كند اگر چه بعضی وقت ها اثر شدید است ، اما تاثیرات جریان Telluric روی لوله بندرت مدت طولانی دارد. در یك ناحیه خاص پدیده جریان گیری و تخلیه جریان در طول زمان متمركز می گردد.




كنترل خوردگی ناشی از جریان های سرگردان :




بعضی از روش های برای كاهش یا حذف تداخل جریان های سرگردان عبارت از :

حذف یا تقلیل منبع جریان

اتصال بین خطوط مهاجم و متاثر

استفاده از آند های فدا شونده و نقاط تقاطع

استفاده از پوشش و یا موانع الكتریكی ( Electrical Shields )


[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
شكل 3 - استفاده از آند فدا شونده در كنترل جریان های سرگردان

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
شكل 4 -استفاده از موانع الكتریكی در كنترل جریان های سرگردان



منابع :

- مارس .ج. فونتانا : مهندسی خوردگی ، ترجمه دكتر احمد ساعتچی ، مركز انتشارات جهاد دانشگاهی واحد صنعتی اصفهان ، چاپ سوم پاییز 1380

- سیف. سیامك ، كرمی نوری. حسین : تحلیلی از تداخل و جریان های سرگردان ، خرداد 1382

-Pierre R. Roberge: Handbook of Corrosion Engineering, McGraw-Hill, New York, 2000

-Metals handbook, 9th Ed, Vol 1, 1978, ASM, Metals Park Ohio

-A.W.Peabody: Control of Pipeline Corrosion, national association of corrosion Engineers (NACE)


[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

boomba
01-01-2009, 14:08
آبکاری

پوشاندن یک جسم با یک لایه نازک از یک فلز با کمک یک سلول الکترولیتی آبکاری نامیده می‌شود. جسمی که روکش فلزی روی آن ایجاد می‌شود باید رسانای جریان برق باشد. الکترولیت مورد استفاده برای آبکاری باید دارای یونهای آن فلزی باشد که قرار است لایه نازکی از آن روی جسم قرار بگیرند.

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

نگاه کلی
فرایند آبکاری معمولا″ با فلزات گرانبها چون طلا و نقره ‌و کروم جهت افزایش ارزش فلزات پایه مانند آهن ‌و مس ‌و غیره و همچنین ایجاد روکشی بسیار مناسب (در حدود میکرومتر) برای استفاده از خواص فلزات روکش کاربرد دارد. این خواص می‌تواند رسانایی الکتریکی و جلوگیری از خوردگی باشد. فعل و انفعال بین فلزها با واسطه‌های محیطی موجب تجزیه و پوسیدگی آنها می‌شود چون فلزها میل بازگشت به ترکیبات ثابت را دارند. پوسیدگی فلز ممکن است به صورت شیمیایی(توسط گازهای خشک و محلولهای روغنی گازوئیل و نفت و مانند اینها) و یا الکتروشیمیایی (توسط اسیدها و بازها و نمک‌ها) انجام پذیرد. طبیعت و میزان خوردگی به ویژگی‌های آن فلز٬ محیط و حرارت وابسته است. روشهای زیادی برای جلوگیری از خوردگی وجود دارد که یکی از آنها ایجاد روکشی مناسب برای فلزها می‌باشد و معمول‌ترین روشهای روکش فلزها عبارتنداز: رنگین کردن فلزات ٬ لعابکاری ٬ آبکاری با روکش پلاستیک٬ حفاظت کاتدیک‌ و آبکاری با فلزات دیگر.

اصول آبکاری
به طور کلی ترسیب فلز با استفاده از یک الکترولیت را می‌توان به صورت واکنش زیر نشان داد:
فلز <-------- (الکترون) z + کاتیون فلزی

ترسیب فلز با روشهای زیر انجام می‌شود:
آبکاری الکتریکی
در این روش ترسیب گالوانیک یک فلز بر پایه واکنشهای الکتروشیمیایی صورت می‌گیرد. هنگام الکترولیز در سطح محدود الکترود/الکترولیت در نتیجه واکنشهای الکتروشیمیایی الکترون‌ها یا دریافت می‌شوند (احیا) و یا واگذار می‌شوند (اکسیداسیون). برای اینکه واکنشها در جهت واحد مورد‌ نظر ادمه یابند لازم است به طور مداوم از منبع جریان خارجی استفاده شود. واکنشهای مشخص در آند و کاتد همچنین در الکترولیت همیشه به صورت همزمان صورت می‌گیرند. محلول الکترولیت باید شامل یونهای فلز رسوب‌کننده باشد و چون یونهای فلزها دارای بار مثبت می باشند به علت جذب بارهای مخالف تمایل به حرکت در جهت الکترود یا قطبی که دارای الکترون اضافی می‌باشد (قطب منفی یا کاتد) را دارند. قطب مخالف که کمبود الکترون دارد قطب مثبت یا آند نامیده می‌شود. به طور کلی سیکل معمول پوشش‌دهی را می‌توان به صورت زیر در نظر گرفت:
- یک اتم در آند یک یا چند الکترون از دست می‌دهد و در محلول پوشش‌دهی به صورت یون مثبت در می‌آید.
- یون مثبت به طرف کاتد یعنی محل تجمع الکترون‌ها جذب شده و در جهت آن حرکت می‌کند.
- این یون الکترون‌های از دست داده را در کاتد به دست آورده و پس از تبدیل به اتم به صورت جزیی از فلز رسوب می‌کند.
قوانین فارادی
قوانین فارادی که اساس آبکاری الکتریکی فلزها را تشکیل می‌دهند نسبت بین انرژی الکتریکی و مقدار عناصر جا به جا شده در الکترودها را نشان می‌دهند.

* قانون اول: مقدار موادی که بر روی یک الکترود ترسیب می‌شود مستقیما″ با مقدار الکتریسیته‌ای که از الکترولیت عبور می‌کند متناسب است.
* قانون دوم :مقدار مواد ترسیب شده با استفاده از الکترولیت‌های مختلف توسط مقدار الکتریسیته یکسان به صورت جرم‌هایی با اکی‌والان مساوی از آنهاست.

بر اساس این قوانین مشخص شده است که ۹۶۵۰۰ کولن الکتریسیته (یک کولن برابر است با جریان یک آمپر در یک ثانیه) لازم است تا یک اکی‌والان گرم از یک عنصر را رسوب دهد یا حل کند.
آبکاری بدون استفاده از منبع جریان خارجی
هنگام ترسیب فلز بدون استفاده از منبع جریان خارجی الکترون‌های لازم برای احیای یون‌های فلزی توسط واکنش‌‌های الکتروشیمیایی تامین می‌شوند. بر این اساس سه امکان وجود دارد:

* ترسیب فلز به روش تبادل بار (تغییر مکان‌) یا فرایند غوطه‌وری: اساس کلی این روش بر اصول جدول پتانسیل فلزها پایه‌ریزی شده است. فلزی که باید پوشیده شود باید پتانسیل آن بسیار ضعیف‌تر (فلز فعال) از پتانسیل فلز پوشنده (فلز نجیب) باشد. و فلزی که باید ترسیب شود باید در محلول به حالت یونی وجود داشته باشد. برای مثال به هنگام غوطه‌ور نمودن یک میله آهنی در یک محلول سولفات مس فلز آهن فعال است و الکترون واگذار می‌کند و به شکل یون آهن وارد محلول می‌شود. دو الکترون روی میله آهن باقی می‌ماند. یون مس دو الکترون را دریافت کرده احیا می‌شود و بین ترتیب مس روی میله آهن می‌چسبد. و هنگامی که فلز پایه که باید پوشیده شود (مثلا آهن) کاملا″ توسط فلز پوشنده (مثلا مس) پوشیده شود آهن دیگر نمی‌تواند وارد محلول شود و الکترون تشکیل نمی‌شود و در نتیجه عمل ترسیب خاتمه می‌یابد. موارد استعمال این روش در صنعت آبکاری عبارت است از: مس‌اندود نمودن فولاد٬ نقره‌کاری مس و برنج٬ جیوه‌کاری٬ حمام زنکات٬ روشهای مختلف کنترل و یا آزمایش٬ جمع‌آوری فلز از حمام‌های فلزات قیمتی غیر قابل استفاده (طلا) با استفاده از پودر روی.

* ترسیب فلز به روش اتصال: این روش عبارت است از ارتباط دادن فلز پایه با یک فلز اتصال. جسم اتصال نقش واگذارکننده الکترون را ایفا می‌کند. برای مثال هنگامی که یک میله آهنی (فلز پایه) همراه یک میله آلومینیومی٬ به عنوان جسم اتصال در داخل یک محلول سولفات مس فرو برده می‌شود٬ دو فلز آهن و آلومینیوم به جهت فعالتر بودن از مس٬ به صورت یون فلزی وارد محلول می‌شوند و روی آنها الکترون باقی می‌ماند و چون فشار انحلال آلومینیوم از آهن بیشتر است از این رو اختلاف پتانسیلی بین دو فلز ایجاد شده و الکترون‌ها در روی یک سیم رابط٬ از سوی آلومینیوم به طرف آهن جاری می‌شوند. بنابراین مشاهده می‌شود که مقدار زیادی از یونهای مس محلول روی آهن ترسیب می‌شوند. ضخامت قشر ایجاد شده نسبت به روش ساده تبادل بار بسیار ضخیم‌تر است. از روش اتصال برای پوشش‌کاری فلزات پیچیده استفاده می‌شود.

* روش احیا: ترسیب فلز با استفاده از محلولهای حاوی مواد احیا کننده٬ روش احیا نامیده می‌شود. یعنی دراین روش الکترونهای لازم برای احیای یونهای فلزات توسط یک احیا کننده فراهم می‌شود. پتانسیل احیا کننده‌ها باید از فلز پوشنده فعالتر باشند٬ اما بابد خاطر نشان ساخت که اختلاف پتانسیل به دلایل منحصرا″ کاربردی روکش‌ها٬ نباید بسیار زیاد باشد. برای مثال هیپوفسفیت سدیم یک احیا کننده برای ترسیب نیکل است ولی برای ترسیب مس که نجیب‌تر است٬ مناسب نیست. مزیت استفاده از این روش در این است که می‌توان لایه‌هایی با ضخامت دلخواه ایجاد نمود. زیرا اگر مقدار ماده احیا کننده در الکترولیت ثابت نگه داشته شود می‌توان واکنش ترسیب را کنترل نمود. به ویژه غیر هادی‌ها را نیز بعد از فعال نمودن آنها٬ می‌توان پوشش‌کاری کرد.

آماده سازی قطعات برای آبکاری
برای بدست آوردن یک سطح فلزی مناسب نخستین عملی است که با دقت باید صورت گیرد٬ زیرا چسبندگی خوب زمانی به وجود می‌آید که فلز پایه٬ سطحی کاملا تمیز و مناسب داشته باشد. بدین علت تمام لایه‌ها و یا قشرهای مزاحم دیگر از جمله کثافات٬ لکه‌های روغنی٬ لایه‌های اکسید٬ رسوبات کالامین که روی آهن در درجه‌های بالا ایجاد می‌شوند را از بین برد. عملیات آماده سازی عبارتند از:

* سمباده‌کاری و صیقل‌کاری: طی آن سطوح ناصاف را به سطوح صاف و یکنواخت تبدیل می‌کنند.
* چربی‌زدایی: طی آن چربی‌های روی سطح فلزات را می‌توان توسط عمل انحلال٬ پراکندگی٬ امولسیون٬ صابونی کردن و یا به روش تبادل بار از بین برد.
* پرداخت: انحلال شیمیایی قشرهای حاصل از خوردگی روی سطح فلزات را پرداخت کردن می‌نامند که اساسا″ به کمک اسیدهای رقیق و در بعضی موارد توسط بازها انجام می‌گیرد.
* آبکشی٬ خنثی‌سازی٬ آبکشی اسیدی٬ خشک کردن: خنثی‌سازی برای از بین بردن مقدار کم اسید یا مواد قلیایی که در خلل و فرج قطعه باقی می‌مانندو همچنین آبکشی اسیدی برای جلوگیری از امکان تشکیل قشر اکسید نازک غیر قابل رؤیت که موجب عدم چسبندگی لایه الکترولیتی می‌شود.

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

موقعیت های استفاده از نانوتکنولوژی صنایع آبکاری
در سالهای اخیر نانوتکنولوژی که همان علم و تکنولوژی کنترل و بکارگیری ماده در مقیاس نانومتر است٬ تحقیقات فزاینده و موقعیت‌های تجاری زیادی را در زمینه‌های مختلف ایجاد نموده است. یک جنبه خاص از نانوتکنولوژی به مواد دارای ساختار نانویی یعنی موادی با بلورهای بسیار ریز که اندازه آنها معمولا کمتر از ۱۰۰ میکرومتر است می‌پردازد٬ که این مواد برای اولین بار حدود دو دهه قبل به عنوان فصل مشترکی معرفی شدند. این مواد نانوساختاری با سنتز الکتروشیمیایی تولید شده‌اند که دارای خواصی از قبیل٬ استحکام٬ نرمی‌ و سختی٬ مقاومت به سایش٬ ضریب اصطکاک٬ مقاومت الکتریکی٬ قابلیت انحلال هیدروژن و نفوذپذیری٬ مقاومت به خوردگی موضعی و ترک ناشی از خوردگی تنشی و پایداری دمایی را دارا هستند. دریچه‌های آبکاری الکتریکی برای سنتز این ساختارها با استفاده از تجهیزات و مواد شیمیایی مرسوم برای طیف گستره‌ای از فلزات خالص و آلیاژها گشوده شده است. یک روش مقرون به صرفه برای تولید محصولاتی با اشکال بسیار متفاوت از پوششهای نازک و ضخیم٬ فویلها و صفحه‌ها با اشکال غیر ثابت تا اشکال پیچیده شکل‌یافته با روشهای الکتریکی است. از این رو فرصتهای قابل توجهی برای صنعت آبکاری وجود دارد تا نقش تعیین‌کننده‌ای را در گسترش کاربردهای جدید نانوتکنولوژی ایفا نماید که این امر به آسانی با تکیه بر اصول قابل پیش‌بینی متالوژیکی که در سالیان گذشته مشخص شده قابل تحقق است.

boomba
01-01-2009, 14:15
سختی ویکرز

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

Vickers Hardness Tester
Description
The Vickers hardness test uses a square-based pyramid diamond indenter with an angle of 136º between the opposite faces at the vertex, which is pressed into the surface of the test piece using a prescribed force, F. The time for the initial application of the force is 2 s to 8 s, and the test force is maintained for 10 s to 15 s. After the force has been removed, the diagonal lengths of the indentation are measured and the arithmetic mean, d, is calculated. The Vickers hardness number, HV, is given by:


HV = Constant × Test force / Surface area of indentation



Standard Vickers Scales
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

Standards
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

boomba
01-01-2009, 18:52
جوشکاری فولادهاي آستنيتي منگنز دار

فولادهاي آستنيتي منگنز دار كه به فولادهاي منگنزي هادفيلد Hadfield نيز موسوم هستند . بسيارچقرمه tough بوده و غير مغناطيسي مي باشند . معمولا" درجه حرارت تغيير حالت و سختي پذيري فولادهاي كم آلياژي توسط مقدار بالاي منگنز پايين آورده مي شوند و آوستينت تا درجه حرارت محيط نيز پايدار مي ماند . اين فولادها با استحكام بالا ، انعطاف پذيري خوب و مقاومت در برابر سايش عالي مشهور هستند و بصور مختلف ريختگي ، ورق ، سيم ، ميله و غيره عرضه مي شوند . قطعات ريخته شده يا نورد شده اين گروه فولادها غالبا" بصورت كوينچ شده بكار مي روند .
نكته جالب توجه اينكه برعكس اغلب فولادها اين گروه از فولاد بعد از كوينچ يا سريع سرد شدن در آب چقرمه تر يا سمج تر مي شوند اما تحت عمليات حرارت دادن مجدد يا تمپركردن ترد مي شوند. عمليات حرارتي معمول در فولادهاي آستنيتي حرارت دادن و آوستينيته كردن حدود (1800 -1950°F) 980 – 1060°C براي مدت حدود 30 -20 دقيقه و سريع سرد كردن در آب است تا خواص مكانيكي مطلوب بدست آيد . بالاي اين دما ساختار كاملا" آستنيتي مي باشد . اگر قطعه در زمان كافي و درجه حرارت مناسب قرار گرفته و در آب سريع سرد شود ساختار بوجود آمده زمينه روشن و با مرزدانه ها و ذرات ريز سرباره يا اكسيدها ديده مي شود. (زمينه روشن آوستينت است )
در حين عمليات حرارتي بويژه در درجات حرارت بالا ، لايه نازكي از سطح دكربوره و احتمالا" مقداري از منگنز هم مي سوزد كه در حين سريع سرد شدن بصورت مارتنزيتي همراه با " ترك " هاي ريز در مي آيد كه از نظر خواص مكانيكي ضعيف بوده ولي خاصيت مغناطيسي دارد . اين موضوع بويژه در قطعات نازك و آنهايي كه تحت نيروهاي خستگي زا قرار مي گيرند ممكن است قابل توجه باشد و در بعضي موارد ضرورت ايجاب مي كند تا اين لايه تراشكاري شود . اين پديده در حين برشكاري يا جوشكاري نيز ممكن است اتفاق بيفتد . تبديل و تغيير فاز ممكن است در درجه حرارت ثابت در اثناي حرارت دادن مجدد در درجه حرارت بالاي Alupper ايجاد شده و ساختاري شامل ورقه هايكاربيد و پرليت بوجود آورد . (كاربيد در درجه حرارت °C 593 - 538 (F 1100 - 1000 ) و پرليت °C 760- 538 (F 1400 -1000) ظاهر مي شوند ) . تغيير فاز از مرزدانه ها شروع شده و تركيب شيميايي تاثير قابل ملاحظه اي بر روي ساختار بوجود آمده دارد . بهر حال نتيجه اين تغييرات كاهش استحكام و انعطاف پذيري است.
با توضيحات بالا مي توان گفت كه تبديل و تغييرات از درجه حرارت محيط تا °C 482 (F 900 ) اتفاق نمي افتد بنابراين بايد توجه كرد كه قطعات جوش داده شده را نبايد بهيچوجه تحت عمليات حرارتي پس گرم يا تنش زدايي قرار داد . بطور كلي اين فولاد نبايد بالا °C 316 (F 600 ) تحت حرارت مجدد قرار گيرد ، مگر در شرايط خاص و زمان بسيار كوتاه . از طرف ديگر اين فولادها شديدا" تحت كار سرد سخت مي شوند . اگر قطعه اي كه تحت كار سرد قرار گرفته است مواجه با حرارت دادن مجدد شود ترد شدن آن خيلي سريع تر اتفاق مي افتد چون نطفه هاي بيشتري براي تغيير فاز وجود دارد . اين لايه نازك است و در ضمن حرارت دادن زير قوس الكتريكي ذوب مي شود ، اما در شرايطي كه كيفيت ويژه براي اتصال تقاضا شود بايد حتي المقدور اين قشر كار سختي شده را با دقت سنگ زده يا تراشيد .
ضريب انبساط حرارتي فولادهاي آستنيتي منگنز دار شبيه فولادهاي آستنيتي كرم – نيكل دار بوده و تقريبا" يك ونيم برابر فولادهاي فريتي است كه خود مشكلاتي را از نظر تنش هاي حرارتي و انقباضي در حين گرم و سرد شدن بوجود مي آورد . خواص مكانيكي اين گروه فولادها بين °C 204 تا 45- (F 400 تا 50- ) عالي است و بطور كلي براي موارد سايش بيشتر بكار مي رود .
فقط روش هاي جوشكاري با قوس الكتريكي براي فولادهاي منگنزي توصيه مي شود ، زيرا با توجه به توضيحات در مقدمه ، حرارت دادن مجدد اين فولادها كه قبلا" سمج يا چقرمه شده باعث از دست دادن شديد استحكام كششي و انعطاف پذيري آنها مي شود ، بنابراين هر فرآيند جوشكاري كه تناوب طولاني حرارت داشته باشد مناسب نيست ( جوشكاري با گاز يا شعله ) جوشكاري مقاومتي نيز بر روي فولادهاي منگنز دار متداول مي باشد .
از پيش گرم كردن قطعه فولاد آستنيتي منگنز دار قبل از جوشكاري اكيدا" بايد پرهيز كرد . علاوه بر فلز اصلي قطعه كار فلز جوش رسوب داده شده نيز تحت حرارت دادن مجدد نبايد قرار گيرد هر چند اين تاثير ناشي از حرارت مجدد با بهسازي هايي كه در توليد فلز پر كننده يا الكترود پيش بيني شده تا حدودي محدود است و فقط باعث ضخيم شدن مرزدانه ها مي شود . بهسازي در الكترود يا مفتول جوشكاري شامل كاهش هر چه بيشتر كربن و افزودن بعضي عناصر كند كننده تبديل فاز مي باشد .
جوشكاري فولاد آستنيتي منگنزي به فولادهاي ديگر ( كربني و كم آلياژي ) فقط با استفاده از فلز پركننده فولاد منگنزي امكان پذير است و در صورتي كه با تفكيك صحيح جوشكاري كار شود بهترين نتيجه وقتي حاصل مي شود كه ميزان فسفر در مفتول يا الكترود كمتر از 025/0% و منگنز بيش از 14 درصد و " ميزان امتزاج " در لبه فولاد غير منگنزي كمتر از 25 درصد باشد . در غير اينصورت ممكن است ترك برداشتن در جوش يا مجاور آن اتفاق افتد . هرگز نبايد از مفتول يا الكترود فولاد كربني يا كم آلياژي در اين موارد استفاده شود . بعضي جوشكارها مفتول فولاد زنگ نزن 308 را ترجيح مي دهند . البته بايد عمق نفوذ و ميزان امتزاج پايين نگهداشته شود .
انواع گوناگوني از الكترود جوشكاري با تركيبات متفاوت براي جوشكاري اين گروه فولادها توليد و عرضه مي شود كه بعضي از آنها صرفا" براي عمليات سطحي رسوب دادن لايه سخت در مواضع تحت سايش زياد مناسب است . جدول زير خواص مكانيكي و تركيب شيميايي چند نمونه فلز جوش رسوب داده شده با چند نوع مفتول بر روي فولاد آستنيتي منگنز دار نشان مي دهد . خاصيت ضربه پذيري نمونه ديگري ازفلز جوش در جدول بعدي آورده شده است .



خواص مكانيكي و تركيب شيميايي چند نمونه لز جوش از الكترودهاي فولاد منگنزدار
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

خواص ضربه اي فلز جوش Ni - Mn *
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

آناليز تقريبي فلز جوش عبارتنداز:

C 0.75% , Mn 14.5% , P 0.021% , Si 0.65% , Ni 3.5% , Cr 0.4%

عليرغم بهبود در كيفيت الكترود جوشكاري براي اين گروه فولادها ، توجه و مهارت در فرآيند جوشكاري و رسوب دادن فلز جوش و بعضي تاثيرات در منطقه مجاور جوش حائز اهميت است .
الكترود با منگنز بالا صرفا" بمنظور پركردن مواضع سائيده شده بكار مي رود و در مقابل الكترود منگنز موليبدن داراي سمجي و چقرمگي كمتري است . معمولا" سازنده ها با توجه به سوختن و از دست رفتن بعضي عناصر آلياژي در حين جوشكاري ، مقدار اضافي در تركيب الكترود يا مفتول پيش بيني مي كنند اما طبيعي است كه اگر جوشكاري با طول قوس زياد از حد يا بهم زدن غير معمول ( Pudding ) حوضچه جوش و يا عدم رعايت نكات ديگر انجام شود مقدار اضافي سوختن موثر موجب تقليل خواص و كيفيت فلز جوش رسوب داده شده مي شود .
الكترودهاي دستي فولاد منگنزي بصورت هاي گوناگون سيم آلياژي پوشش دار ، سيم با عناصر آلياژي در پوشش آن و لوله اي با عناصر آلياژي در مغز آن توليد و عرضه مي شود .
با توجه به مقدمه و توضيحات بالا مي توان خلاصه روش جوشكاري و نكات مهم مربوطه براي حفظ كيفيت خوب در فلز جوش (استحكام و سمجي بالا ) را با الكترود دستي بصورت زير خلاصه كرد :

1) جوشهايي كه يك يا هر دو جزء مورد اتصال ار فولاد آستنيتي هستند بايد از الكترودهاي منگنزي يا زنگ نزن ( كرم – نيكل دار ) استفاده كرد .

2) از فرآيند جوشكاري با شعله يا اكسي استيلن استفاده نشود ، احتمال ايجاد تردي در فلز قطعه كار و جوش وجود دارد .

3) الكترود را بايد در جاي خشك نگهداري كرده و يا قبل از استفاده آنرا پخت يا خشك كرد .

4) رعايت نكات و دستورات سازنده الكترود در مورد قطب و نوع جريان الكتريكي مصرفي الزاميست.

5) تميز كردن كامل رنگ ، چربي و آلودگي هاي ديگر از سطح و لبه مورد جوش

6) تا آنجا كه ممكن است قشر سطحي سخت شده در اثر كار سرد در مسير جوشكاري برطرف شود چون لايه مذكور داراي ساختار مارتنزيتي بوده و حساسيت زيادي در برابر تركيدگي دارد .

7) هر نوع عيب سطحي نظير ذرات ماسه سوخته شده يا محبوس شده ، خلل و فرجهاي انقباضي shrinkage porosity و تركيدگي ها بايد قبل از جوشكاري برداشته شوند .

8) در تعميرات مربوط به " تركيدگي " ، فلز اطراف " ترك " تا عمق آن برداشته شده و ابتدا و انتهاي مسير پيشرفت ترك را نيز با سوراخ كردن با جوش عرضي بست . البته اين موضوع خيلي ساده هم نيست چون انتهاي عمق تركيدگي در قطعه براحتي نمي توان تشخيص داد .

9) كوبيدن peening بدون توقف بر روي فلز جوش در حالت گداختگي كمكي در كاهش تنش هاي داخلي انقباض در اثناي سرد شدن و تقليل پيچيدگي مي كند .

10) هرگز فولاد آستنيتي منگنز دار را با الكترود فولاد كربن يا كم آلياژي نبايد جوش داد .

11) حرارت داده شده بازاي هر اينچ بايد در حد مي نيمم ( با توجه به ايجاد جوش سالم ) نگهداشته شود حرارت داده شده در واحد طول را مي توان با فرمول ساده زير محاسبه كرد :

H = E.I.60 / S
S = سرعت پيشرفت جوشكاري (سانتيمتر در دقيقه)
I = شدت جريان (آمپر)
E = اختلاف پتانسيل قوس (ولت )
H = حرارت داده شده در هر سانتيمتر (ژول بر سانتيمتر )

درجه حرارت قسمت مجاور جوش پس از يكدقيقه رسوب فلز جوش °C 316 (F 600) تجاوز نكند كاربرد سيستم اندازه گيري درجه حرارت كار در حين جوشكاري مفيد است . )
بايد اين امكان وجود داشته باشد تا با دست فاصله 15 سانتيمتري (6 اينچي ) مسير جوشكاري را در تمام لحظات لمس كرد . بخاطر داشته باشيم كه نفوذ حرارتي فولاد منگنزي 4/1 فولادهاي كربني است . در جوشكاري قطعات نازك و سبك دقت بيشتر در اين امر لازم است . عواملي كه به كاهش حرارت داده شده در واحد طول كمك مي كند عبارتند از :

الف - نگهداشتن طول قوسي كوتاه ( طول قوس زياد ولتلژ را افزايش داده و حرارت را در سطح وسيع تر توزيع مي كند ) .

ب - بهم زدن هر چه كمتر حوضچه جوش (بهم زدن جوش و يا حركت زيگزاگي موجب بازيابي كمتر منگنز و كاهش سرعت پيشرفت جوشكاري مي شود .

ج - پيش گرم كردن فولاد منگنزي مفيد نيست ( انواع كم آلياژي ممكن است در شرايط خاص كمي پيش گرم كرد . )

د - استفاده از جوشهايي با طول كوتاه در قسمتهاي مختلف بطور تناوب براي بهتر پخش شدن حرارت و عدم بالا رفتن درجه حرارت در يك نقطه .

ه - تامين زمان كافي براي سرد شدن هر قسمت از جوش رسوب داده شده . گاهي مي توان از آب نيز براي سرد كردن استفاده كرد در صورتيكه دقت شود رطوبت به نقطه مورد جوش در پاس بعدي نرسد .

و - استفاده از مفتول يا ميله هايي از فولاد منگنزي در موارديكه نياز به مقدار رسوب بالا است . اين مفتول ها قبلا" در موضع جوش قرار داده مي شوند و ذوب شدن و ادغام آنها در حوضچه جوش موجب سريع تر سرد شدن فلز جوش مي شود .

استفاده از فرآيندهاي نيمه خودكار و خودكار جوشكاري براي اين گروه فولادها نيز متداول است ، در اين فرآيند به الكترودهاي مداوم نياز است كه بصورت سيم هاي آلياژي توپر يا لوله ها با محتواي مواد فلاكسي يا سرباره ساز و احيانا" عناصر توليد و عرضه مي شوند . سيم هاي توپر در فرآيند هاي خودكار و نيمه خودكار معمولا" باريك است بعضي از الكترودهاي لوله اي با قوس باز به كمك محافظت گاز CO 2 و يا مخلوط CO 2 و آرگون بكار برده شده و برخي ديگر در فرآيند قوس زير پودري و به كمك پوشش سرباره استفاده مي شوند . يكي از بيشترين كاربرد جوشكاري بر روي فولادهاي منگنزي پركردن مواضع سائيده شده به كمك رسوب فلز جوش است . معمولا" فلز جوش داراي همان تركيب شيميايي فلز قطعه كار است ، هر چند در بعضي موارد لايه رسوب داده شده از مقاومت سايشي بيشتري برخوردار است . همانطور كه در اتصالات فولادهاي سنگنزي گفته شد اينگونه كارهاي سطحي و تعميراتي نيز با روش قوس الكتريكي و تمركز حرارت هر چه بيشتر انجام گيرد تا پديده " حرارت مجدد " و رسوب كاربيد و بالاخره كاهش خواص مكانيكي اتفاق نيفتد .
در اينموارد بايد فرض كرد كه سطح سائيده شده در اثر كار سختي سخت شده و اگر در منطقه حرارتي ناشي از جوشكاري قرار گيرد احتمال ترك برداشتن آن بسيار زياد است . براي اجتناب از اين مشكل در زير مجاور جوش بايد قبل از جوشكاري اين لايه سخت شده را بكمك سنگ زدن يا برشكاري با قوس برداشت . همانطور كه قبلا" گفته شد بايد سعي شود از فلز پركننده اي استفاده شود كه تطابق تركيب شيميايي با فلز قطعه كار داشته باشد و جوش ها كوتاه و منقطع باشد ( پايين نگهداشتن حرارت داده شده در واحد طول ) . تصور اينكه فقط پايين نگهداشتن آمپر كافي است اشتباه است . چه بسا با آمپر بالا و سرعت جوشكاري سريع مي توان از پخش حرارت به اطراف و بالا رفتن درجه حرارت اين مناطق جلوگيري كرد . نكات گفته شده ديگر در مورد كوبيدن جوش يا استفاده از ميله هاي فولاد منگنزي و يا عدم پيش گرم كردن در جوشكاري تعميراتي نيز صادق است و از تكرار آنها خودداري مي شود .
پيچيدگي قطعه پس از جوشكاري هم اغلب يكي از مشكلات مي باشد . استفاده از گيره ها و نگهدارنده ها و يا بستن پشت به پشت دو فك خرد كننده و يا كوبيدن فلز رسوب داده شده گداخته و تدابير ديگر مي تواند موجب كاهش پيچيدگي و تغيير شكل شود
بطور كلي رفع عيوب ريختگي قطعات فولاد منگنزي را بايد پس از عمليات كوينچ كردن آنها انجام داد . زيرا در حالت ريخته شده as – cast بسيار ترد و شكننده بوده ممكن است در حين جوشكاري شكسته شوند . ديواره هاي كناري حفره هاي انقباضي بايد چنان سائيده شود كه داراي شيبي برابر 15 درجه ( حداقل ) باشد.

boomba
01-01-2009, 18:54
تخریب فلزات با عوامل غیر خوردگی

فلزات در اثر اصطکاک ، سایش و نیروهای وارده دچار تخریب می‌‌شوند که تحت عنوان خوردگی مورد نظر ما نیست.

فرایند خودبه‌خودی و فرایند غیرخودبه‌خودی
خوردگی یک فرایند خودبخودی است، یعنی به زبان ترمودینامیکی در جهتی پیش می‌‌رود که به حالت پایدار برسد. البته M+n می‌‌تواند به حالتهای مختلف گونه‌های فلزی با اجزای مختلف ظاهر شود. اگر آهن را در اتمسفر هوا قرار دهیم، زنگ می‌‌زند که یک نوع خوردگی و پدیده‌ای خودبه‌خودی است. انواع مواد هیدروکسیدی و اکسیدی نیز می‌‌توانند محصولات جامد خوردگی باشند که همگی گونه فلزی هستند. پس در اثر خوردگی فلزات در یک محیط که پدیده‌ای خودبه‌خودی است، اشکال مختلف آن ظاهر می‌‌شود.

بندرت می‌‌توان فلز را بصورت فلزی و عنصری در محیط پیدا کرد و اغلب بصورت ترکیب در کانی و بصورت کلریدها و سولفیدها و غیره یافت می‌‌شوند و ما آنها را بازیابی می‌‌کنیم. به عبارت دیگر ، با استفاده ‌از روشهای مختلف ، فلزات را از آن ترکیبات خارج می‌‌کنند. یکی از این روشها ، روش احیای فلزات است. بعنوان مثال ، برای بازیابی مس از ترکیبات آن ، فلز را بصورت سولفات مس از ترکیبات آن خارج می‌‌کنیم یا اینکه آلومینیوم موجود در طبیعت را با روشهای شیمیایی تبدیل به ‌اکسید آلومینیوم می‌‌کنند و سپس با روشهای الکترولیز می‌‌توانند آن را احیا کنند.

برای تمام این روشها ، نیاز به صرف انرژی است که یک روش و فرایند غیرخودبه‌خودی است و یک فرایند غیرخودبه‌خودی هزینه و مواد ویژه‌ای نیاز دارد. از طرف دیگر ، هر فرایند غیر خودبه‌خودی درصدد است که به حالت اولیه خود بازگردد، چرا که بازگشت به حالت اولیه یک مسیر خودبه‌خودی است. پس فلزات استخراج شده میل دارند به ذات اصلی خود باز گردند.

در جامعه منابع فلزات محدود است و مسیر برگشت طوری نیست که دوباره آنها را بازگرداند. وقتی فلزی را در اسید حل می‌‌کنیم و یا در و پنجره دچار خوردگی می‌‌شوند، دیگر قابل بازیابی نیستند. پس خوردگی یک پدیده مضر و ضربه زننده به ‌اقتصاد است.


جنبه‌های اقتصادی فرایند خوردگی
برآوردی که در مورد ضررهای خوردگی انجام گرفته، نشان می‌‌دهد سالانه هزینه تحمیل شده از سوی خوردگی ، بالغ بر 5 میلیارد دلار است. بیشترین ضررهای خوردگی ، هزینه‌هایی است که برای جلوگیری از خوردگی تحمیل می‌‌شود.




پوششهای رنگها و جلاها
ساده‌ترین راه مبارزه با خوردگی ، اعمال یک لایه رنگ است. با استفاده ‌از رنگها بصورت آستر و رویه ، می‌‌توان ارتباط فلزات را با محیط تا اندازه‌ای قطع کرد و در نتیجه موجب محافظت تاسیسات فلزی شد. به روشهای ساده‌ای می‌‌توان رنگها را بروی فلزات ثابت کرد که می‌‌توان روش پاششی را نام برد. به کمک روشهای رنگ‌دهی ، می‌‌توان ضخامت معینی از رنگها را روی تاسیسات فلزی قرار داد.

آخرین پدیده در صنایع رنگ سازی ساخت ر الکترواستاتیک است که به میدان الکتریکی پاسخ می‌‌دهند و به ‌این ترتیب می‌توان از پراکندگی و تلف شدن رنگ جلوگیری کرد.


پوششهای فسفاتی و کروماتی
این پوششها که پوششهای تبدیلی نامیده می‌‌شوند، پوششهایی هستند که ‌از خود فلز ایجاد می‌‌شوند. فسفاتها و کروماتها نامحلول‌اند. با استفاده ‌از محلولهای معینی مثل اسید سولفوریک با مقدار معینی از نمکهای فسفات ، قسمت سطحی قطعات فلزی را تبدیل به فسفات یا کرومات آن فلز می‌‌کنند و در نتیجه ، به سطح قطعه فلز چسبیده و بعنوان پوششهای محافظ در محیط‌های خنثی می‌‌توانند کارایی داشته باشند.

این پوششها بیشتر به ‌این دلیل فراهم می‌‌شوند که ‌از روی آنها بتوان پوششهای رنگ را بر روی قطعات فلزی بکار برد. پس پوششهای فسفاتی ، کروماتی ، بعنوان آستر نیز در قطعات صنعتی می‌‌توانند عمل کنند؛ چرا که وجود این پوشش ، ارتباط رنگ با قطعه را محکم‌تر می‌‌سازد. رنگ کم و بیش دارای تحلخل است و اگر خوب فراهم نشود، نمی‌‌تواند از خوردگی جلوگیری کند.


پوششهای اکسید فلزات
اکسید برخی فلزات بر روی خود فلزات ، از خوردگی جلوگیری می‌‌کند. بعنوان مثال ، می‌‌توان تحت عوامل کنترل شده ، لایه‌ای از اکسید آلومینیوم بر روی آلومینیوم نشاند. اکسید آلومینیوم رنگ خوبی دارد و اکسید آن به سطح فلز می‌‌چسبد و باعث می‌‌شود که ‌اتمسفر به‌ آن اثر نکرده و مقاومت خوبی در مقابل خوردگی داشته باشد. همچنین اکسید آلومینیوم رنگ‌پذیر است و می‌‌توان با الکترولیز و غوطه‌وری ، آن را رنگ کرد. اکسید آلومینیوم دارای تخلخل و حفره‌های شش وجهی است که با الکترولیز ، رنگ در این حفره‌ها قرار می‌‌گیرد.

همچنین با پدیده ‌الکترولیز ، آهن را به اکسید آهن‌ سیاه رنگ (البته بصورت کنترل شده) تبدیل می‌‌کنند که مقاوم در برابر خوردگی است که به آن "سیاه‌کاری آهن یا فولاد" می‌‌گویند که در قطعات یدکی ماشین دیده می‌‌شود.


پوششهای گالوانیزه
گالوانیزه کردن (Galvanizing) ، پوشش دادن آهن و فولاد با روی است. گالوانیزه ، بطرق مختلف انجام می‌‌گیرد که یکی از این طرق ، آبکاری با برق است. در آبکاری با برق ، قطعه‌ای که می‌‌خواهیم گالوانیزه کنیم، کاتد الکترولیز را تشکیل می‌‌دهد و فلز روی در آند قرار می‌‌گیرد. یکی دیگر از روشهای گالوانیزه ، استفاده ‌از فلز مذاب یا روی مذاب است. روی دارای نقطه ذوب پایینی است.

در گالوانیزه با روی مذاب آن را بصورت مذاب در حمام مورد استفاده قرار می‌‌دهند و با استفاده ‌از غوطه‌ور سازی فلز در روی مذاب ، لایه‌ای از روی در سطح فلز تشکیل می‌‌شود که به ‌این پدیده ، غوطه‌وری داغ (Hot dip galvanizing) می‌گویند. لوله‌های گالوانیزه در ساخت قطعات مختلف ، در لوله کشی منازل و آبرسانی و ... مورد استفاده قرار می‌‌گیرند.


پوششهای قلع
قلع از فلزاتی است که ذاتا براحتی اکسید می‌‌شود و از طریق ایجاد اکسید در مقابل اتمسفر مقاوم می‌‌شود و در محیطهای بسیار خورنده مثل اسیدها و نمکها و ... بخوبی پایداری می‌‌کند. به همین دلیل در موارد حساس که خوردگی قابل کنترل نیست، از قطعات قلع یا پوششهای قلع استفاده می‌‌شود. مصرف زیاد این نوع پوششها ، در صنعت کنسروسازی می‌‌باشد که بر روی ظروف آهنی این پوششها را قرار می‌‌دهند.


پوششهای کادمیوم
این پوششها بر روی فولاد از طریق آبگیری انجام می‌‌گیرد. معمولا پیچ و مهره‌های فولادی با این فلز ، روکش داده می‌‌شوند.


فولاد زنگ‌نزن
این نوع فولاد ، جزو فلزات بسیار مقاوم در برابر خوردگی است و در صنایع شیرآلات مورد استفاده قرار می‌گیرد. این نوع فولاد ، آلیاژ فولاد با کروم می‌‌باشد و گاهی نیکل نیز به ‌این آلیاژ اضافه می‌‌شود.

boomba
01-01-2009, 19:02
ارائه روشي جديد براي پوشش دهي آلياژهاي آهن

خوردگي يكي از عوامل تخيب سازه ها و قطعات فلزي و از نظر اقتصادي پارامتري هزينه بر است.يكي از روش هاي مهندسي مقابله با خوردگي ؛ ايجاد پوشش هايي با مقاومت بالا در برابر خوردگي ؛ بر سطح مورد نظر است.در اين ميان فلز روي به دليل خواص الكتذوشيميايي آن در مقايسه با فولاد و ويژگي محصولات خوردگي آن ؛ براي اين منظور اهميت ويژه اي دارد. يكي از روش هاي نوين پوشش دهي روي ؛ پوشش دهي به روش نفوذ در حالت جامد است كه داراي برتري هايي هم از نظر مهندسي سطح و خوردگي و هم از نظر اقتصادي و زيست محيطي نسبت به ساير روش هاي پوشش كاري روي است.با روش نفوذ در حالت جامد براي پوشش دهي و جلو گيري از خوردگي فولاد و چدن با روي ؛عمر قطعات ساخته شده با اين آلياژها تا چند برابر افزايش مي يابد.


خوردگي دشمن فلزات

خوردگي عبارت است از تخريب ناخواسته يك ماده در اثر واكنش ان با محيط اطرافش در اين ميان فلزات قابليت هدايت الكتريكي زيادي دارند و فرايند خوردگي در انها از نوع الكتروشيميايي است و اصول شيمي فيزيكي درباره ان مطرح ميشود .


امروزه اهميت خوردگي فلزات بيشتر از گذشته است چراكه استفاده از فلزات گسترش يافته است كاربردهاي


ويژه نظير انرژي اتمي استفاده از فلزات نادر و گرانقيمت را طلب ميكند كه جلوگيري از خوردگي انها نيز اهميت ويژه اي دارد خورندگي محيط بر اثر الودگي اب و هوا افزايش يافته است كه موجب افزايش خوردگي فلزات ميشود و در طراهي هاي جديد استفاده از سازه هاي سبكتر الزامي است و بنابراين همچون گذشته كه سازه ها سنگينتر بود نمي توان خوردگي را ناديده گرفت.


مهندسي سطح ؛به عنوان دانشي براي تكميل و بهبود خواص سطح در گستره اي از فلزات ؛پلاستيك ها ؛ پليمر ها و ساير مواد مهندسي جايگاه ويژه اي دارد و به همين دليل همواره شاهد نوآوري و ارتقا در روشهاي مهندسي سطح هستيم. به طور كلي با فرايند هاي سطح؛ خواص سطحي قطعات صنعتي را از لحاظ مقاومت سايشي و مقاومت خوردگي مي توان بالا برد. در اين شرايط در كنار افزايش عمر مفيد قطعات ؛امكان ساخت قطعات با مواد اوليه ارزان تر نيز ممكن ميشود. مهندسي سطح ؛ پهنه وسيعي از كاربرد ها از ماد تزئيني و در مصارف خانگي گرفته تا موارد فني و در مصارف صنعتي را شامل مي شود و تاثير مثبتي در انتخاب مواد ؛ روش توليد ؛ ملاحظات اقتصادي و نگهداري و تعميرات قطعات دارد.


در اين مان پوشش كاري يكي از روش هاي مهندسي سطح و براي تكميل خواص سطحي قطعات يا تعمير و بازسازي آنهاست . روش هاي متفاوتي براي پوشش كاري با توجه به خواص مورد نياز پوشش وجنس مواد اصلي يا پايه و نيز محدوديت هاي فني وجود دارد . اما نكته مشترك در همه اين روش ها ؛دستيابي به خواص بهينه تر و هزينه تمام شده كمتري با تغيير پارامتر هاي موثر در هر روش است .


يكي از مواردي كه براي مقابله با آن از پووشش كاري سطوح كمك گرفته مي شود ؛خوردگي و اكسيداسيون سطح قطعات است . خوردگي؛ عامل بخش عمده اي از شكست سازه هاي فلزي است و اهميت آن نه تنها از اين نظر است كه شكست در بيشتر موارد ناگهاني است ؛ بلكه بيشتر به علت حضور و تاثير همه جانبه آن است .


پوشش هايي از جنس روي


پوشش كاري روي با روش هاي متنوعي صورت مي گيرد و پوشش حاصل از هر كدام از اين روشها ؛ويژگي ها و مشخصات خود را دارند و پارامتر هاي متفاوتي مانند دماي فرايند؛ زمان فرايند؛ آناليز شيميايي محلول يا پودر فرآيند و ساير عمليات جانبي ديگر مانند عمليات حرارتي ؛ عمليات مكانيكي و عمليات شيميايي تكميلي در كيفيت پوشش تاثير دارند . بنابراين با توجه به خواص مورد نياز و مطالعات اقتصادي و محدوديت هاي هر فرآيند ؛ بايد روش مناسب را انتخاب كرد.


پوشش حاصل از روش نفوذي در حالت جامد داراي برتري هاي نسبي در مقايسه با ساير روش هاي ديگر است كه از آن جمله مي توان به عدم آلايندگي محيط زيست ؛ مصرف كمتر انرژي ؛ سهولت فرآيند پوشش كاري ؛ يكنواختي سطح پوشش ؛ امكان تشكيل پوشش هاي رنگي ؛ امكان پوشش كاري مناسب شيار ها ؛ لبه هاي تيز و منافذ قطعات و بويژه عمر طولاني تر (نرخ خوردگي كمتر) پوشش اشاره كرد.ضمن آنكه عمده ترين موارد كاربرد اين روش نوين؛ پوشش دهي پيچ و مهره ها ؛واشر ها ؛ بست ها و قطعات داراي منافذ و سوراخ هاي ريز و كوچك در صنايع خودرو سازي ؛صنايع دريايي و زير دريايي ؛قطعات كشاورزي و باغباني ؛ خطوط انتقال برق و تجهيزات ماهوارهاي و مخابرات ؛صنايع پتروشيمي و ... است.


اين روش براي نخستين بار در دنيا ؛ در سال 2000 ميلادي توسط يكتيم پژوهشي از دانشمندان روسي و به نام اسرائيل تحت عنوان تجاري distek ابداع و ثبت شد. به اين ترتيب تمامي صنايع استفاده كننده از اين روش پس از خريد تكنولوژي از اين شركت اسرائيلي براي تامين پودر مورد نياز و ساير خدمات فني به نمايندگي هاي انحصاري اين شركت در چند كشور وابسته هستند به همين دليل هم تا كنون از اين روش در كشور ايران استفاده نشده است و پس از مطالعات و پژوهش هاي انجام شده در اين زمينه و دستيابي به تركيب پودر مشابه است ؛ امكان استفاده صنعتي از اين روش بدون نياز به خريد تكنولوژي و وابستگي هاي بعدي در داخل كشور به وجود آمده است.


مزاياي نفوذ در حالت جامد

نرخ خوردگي در آهن پوشش داده شده با روش غوطه وري گرم گالوانيزه به طور متوسط 350 ميكرون است در حالي كه در نمونه به دست آمده اين ميزان به 15 ميكرون رسيده است . در اين طرح پوشش هايي با ضخامت 60 تا 95 ميكرون ايجاد شد و نتايج هم با استفاده از ميكروسكوپ نوري ؛ميكروسكوپ روبشي (STM) و همچنين با كمك اشعه ايكس (XRD) بررسي و صحت سنجي شد . در واقع به كمك اين روش با توجه به ضعف فولاد در برابر خوردگي ؛ فلز روي كه در سطح فلز قرار مي گيرد ؛ خورده شده و محصولات خوردگي آن با تشكيل لايه اي متراكم و چسبنده نفوذ خوردگي به فولاد را بسيار كند ميكنند. در اين شيوه كه نخستين بار در سال 2000 ميلادي ثبت شده ؛ پودر روي مخلوط با چند ماده كمكي ديگر ؛ در درجه حرارت معين و بدون نياز به ذوب شدن در سطوح فولاد نفوذ مي كند و پوش محافظ تشكيل مي شود . پيچيدگي اين روش در تعيين ميزان مواد كمكي ؛ حرارت مورد نياز و سرعت چرخش قطعات براي پوشش دهي به شمار ميرود.


در اين تحقيق عمليات پوشش دهي روي بر روي نمونه هايي از جنس فولاد ساده كربني انجام گرفت . از پودر روي هم به عنوان منبع تامين كننده روي ؛ استفاده شده است . به طور كلي در پوشش دهي به حالت چرخشي ؛ نمونه به همراه مخلوط پودر در يك محفظه استوانه اي فولادي ريخته مي شود . در واقع اين محفظه توسط يك موتور گرداننده با دور چرخش قابل كنترل در درون يك كوره مقاومتي استوانه اي با سرعت معين چرخانده مي شود . پس از تعيين تركيب بهينه پودر با توجه به نتايج آزمون پتانسيواستات و مطالعات ريز ساختاري ؛ در دما و زمان ثابت و سرعت چرخش معين ؛ به منظور دستيابي به شرايط مناسبي از متغيير هاي مؤثر در كيفيت پوشش ؛ فرآيند پوشش دهي صورت مي گيرد؛ سپس پس از تعيين دماي بهينه ؛ عمليات در مدت زمان هاي مختلف و پس از آن با سرعت چرخش هاي متفاوت انجام مي گيرد. به منظور بررسي امكان پذيري انجام فرآيند پوشش دهي در حالت ساده تر ؛ آزمايش هايي در حالت ثابت انجام مي شود . در اين روش ابتدا نمونه هاي آماده سازي شده به همراه پودر فرآيند در جعبه اي از جنس فولاد نسوز قرار مي گيرند و روي آنها با يك ورقه فولادي پوشانده مي شود و در نهايت به منظور جلوگيري از اكسيد شدن پودر با اتمسفر كوره ؛ سطوح جعبه با مخلوط گل و سيمان نسوز پوشانده مي شود.


در واقع در اين روش تشكيل لايه هاي آلياژي آهن روي باعث كاهش نرخ خوردگي پوشش ايجاد شده مي شود ؛ فاز زتا در آب بندي كردن ترك هاي موجود در لايه مياني (فاز دلتا) و در نتيجه افزايش مقاومت به خوردگي پوشش تاثير مثبت دارد ؛ استفاده از تركيب بهينه پودر فرآيند باعث افزايش مقاومت به خوردگي پوشش مي شود ؛ استفاده از تركيب بهينه پودر فرآيند باعث كنترل ضخامت فاز ترد و شكننده زتا مي شود و دستيابي به لايه اي متشكل از سه فاز گاما ؛ دلتا و زتا با روش پوشش دهي نفوذ در حالت جامد به حالت چرخشي امكان پذير است.


منبع: روزنامه جام جم به نقل از مهندس عبدالخالق حسن زاده ؛ فارغ التصيل كارشناسي ارشد دانشگاه صنعتي امير كبير
برای مشاهده محتوا ، لطفا وارد شوید یا ثبت نام کنید

boomba
01-01-2009, 19:04
جوشکاری فولادهای ضد زنگ و ضد خوردگی

خصلت اصلی فولادهای استنلس مقاومت در برابر زنگ خوردگی است (داشتن کرم بیش از 12% موید همین مطلب است).نیکل موجود در این فولادها حتی به مقدار زیاد هم نمیتواند به تنهایی مقاومت در برابر خوردگی را زیاد کند.ولی با حضور کرم میتواند تا حد زیادی این وظیفه را بخوبی انجام دهد.مزیت اصلی نیکل تسهیل ایجاد فاز آستنیت و بهبود خاصیت مقاوم به ضربه فولادهای کرم نیکل دار است. مولیبدن شرائط خنثی سازی این فولاد را تثبیت می کند و عموما عامل افزایش مقاومت به خوردگی موضعی(Pitting) است.

به منظور اطمینان از تشکیل کاربیدهای پایدار که باعث افزایش مقاومت به خوردگی بین دانه ای میشود افزودن Ti و Nb به انواع معینی از فولادهای کرم-نیکل دار ضروری است.



1-فولادهای ضد زنگ

کرم و کربن عناصر اصلی اینگونه از فولادها را تشکیل میدهد. هر چند که مقدار کربن کمتر از 04/0درصد است تاثیر کرم بر استحکام کششی حتی در مقادیر 13 و 17و 20درصد بسیار ناچیز است. در حالیکه در مقادیر زیادتر کربن با عملیات حرارتی مناسب امکان دستیابی به استحکام کششی منایب و عملیات مکانیکی مورد نظر فراهم میشود.

با توجه به ریزساختار فولادهای کرم دار را به شرح زیر میتوان دسته بندی کرد:

الف-فولادهای کرم دار-فریتی(12 تا 18 درصد کرم -1/0درصد کربن)

ب- فولادهای کرم دار-نیمه فریتی(12 تا 14 درصد کرم -08/0 تا 12/0 درصد کربن)

ج-فولادهای کرم دار-مارتنزیتی(12 تا 18 درصد کرم و بیش از 3/0 درصد کربن)

د- فولادهای کرم دار-قابل عملیات حرارتی(12 تا 18 درصد کرم -15/0 تا 20/0 درصد کربن)



این دسته بندی را در مورد جوش پذیری نیز میتوان تکرار کرد.



تحت شرایط حرارتی نامناسب فولادهای فریتی(گروه الف) تمایل به تشکیل دانه های درشت نشان میدهند. انرژی حرارتی ناشی از جوشکاری منجر به رشد دانه بندی میشود که نمیتوان آنرا با پس گرمایش برطرف نمود.در نتیجه کاربید رسوب میکند و در مرز دانه های فریت باعث شکنندگی و کاهش شىيى مقاومت به ضربه فلؤ جوش ميشود.برای غلبه بر این حالت باید از الکترود آستنیتی تثبیت شده با 19 درصد کرم و 9 درصد نیکل استفاده نمود.فلز جوشی که بدین ترتیب حاصل میشود دارای خاصیت آستنیتی و مقاومت به ضربه بالا است.فلز جوشی که بدین طریق حاصل میشود از نظر مقاومت به خوردگی مطابق فولددهای ضدزنگ فریتی میباشد اما از نظر ظاهر با فلز مبنا تفاوت رنگ دارد.در صورتیکه اجبار در یکرنگی باشد باید از فیلر متال مشابه( مثلا 18 درصد کرم به همراه کمی Ti)استفاده شود.Tiدر مقادیر جزیی نقش موثر در ریز دانه کردن فلز جوش دارد.

بعلت رابطه گریز ناپذیر بین رشد دانه ها با از دست رفتن استحکام ضربه ای چاره ای جز کاستن از تنش های حرارتی ناشی از عملیات جوشکاری وجود ندارد و برای نیل به این منظور تمهیداتی نظیر الکترود با قطر کم و سرعت جوشکاری بیشتر و پیش گرمایش 200تا 300 درجه سانتیگراد باید به کار رود.

پس گرمایش در حدود 700 تا 800 درجه سانتیگراد خاصیت استحکام به ضربه فلز جوش را بهبود میدهد.

همچنین آنیلینگ(Annealing)به مدت کم نیز باعث تجمع کاربید شده و تا حدی شکنندگی فلز جوش را جبران میکند و همینطور به تنش گیری نیز کمک میکند. ولی هرگز باعث رفع کامل درشت دانگی HAZنمیشود.

اقدامات مشابهی حین جوشکاری فولادهای نیمه فریتی و کوئنچ تمر شده با 12 تا 14 درصد کربن (دسته ب ) نیز ضروری است. میدانیم که سرد کردن سریع باعث تشکیل فاز شکننده مارتنزیتی میشود لذا ضرورت دارد که درجه حرارت قطعه حین انجام جوش بالا نگهداشته شود. قطعه کار ابتدا 300 تا 350 درجه پیش گرم میشود.درجه حرارت بین پاسی(Inter pass) 300 درجه مناسب است و از این کمتر نباید شود.ضمنا قطعه کار باید بلافاصله در دمای 700 تا 760 درجه پس گرم شود.این سیکل حرارتی در مجموع باعث ایجاد فلز جوشی با ساختار یکنواخت و چقرمه در کل طول درز جوش مسشود و خطر شکنندگی و رشد دانه ها را تا حدود زیادی مرتفع میکند.

فولادهای کرم دار مارتنزیتی (دسته ج)معمولا قابل جوش نیستند و صرفا به منظور تعمیر و اصلاح عیوب جوشکاری بر روی آنها انجام میپذیرد. برای جوشکاری فولادهای کرم دار با 12 تا 14 درصد کرم مقدار کربن در فیلر متال نباید از 25/0درصد تجاوز کند.این نوع فولاد در هوا سخت میشود.از اینرو هیچ اقدام پیشگیرانه موثری به منظور غلبه بر سخت شده HAZوجود ندارد.اما با اعمال پیش گرم زیاد که با پس گرم بلافاصله قطعه همراه باشد میتوان تاحدودی مشکل را برطرف کرد و سختی نامطلوب را در حد پایینی نگاه داشت.دمای پس گرم 750 تا 800 توصیه میشود و کمتر از این دما ممکن است باعث تاثسر منفی در مقاومت به خوردگی شود.

آنیلینگ در حرارتی بین650 تا 650 درجه ممکن است باعث رسوب کاربید و بروز خوردگی بین دانه ای شود.



2-فولادهای مقاوم به خوردگی

فولادهای آستنیتی مقاوم به خوردگی کرم-نیکل دار عموما دارای خواش جوشکاری مطلوبی هستند(جوش پذیرند). اما خصوصیاتی چند از این فلزات باید مدنظر قرار گیرد.



الف-ضریب هدایت حرارتی کم.

ب- ضریب انبساط حرارتی زیاد.

ج-سرشت انجماد اولیه این نوع فولادها که تاثیر مهم و تعیین کننده ای بر مکانیزم وقوع ترگ گرم در آنها دارد.وجود مقدار مشخصی از فریت در فلز جوش بیانگر مقاومت ـن به ترک گرم است.

به کمک نمودار شفلر-دولانگ امکان تعیین ریز ساختار بر اساس ترکیبات فلز جوش ممکن است.

نمودار شفلر-دولانگ کمکی عملی در تعیین مقدار تقریبی فریت(فریت دلتا)و سرشت ریز ساختار تشکیل شده حین جوشکاری فولادهای آلیازی غیر همجنس اراوه میدهد.علاوه بر این برآوردی کلی از تاثیرات مقادیر کم فریت بر مقاومت به ترک گرم فلز جوش آستنیتی را مقدور میسازد.تجربه ثابت کرده که روشهای متفاوت تعیین درصد فریت عملا مساله ساز است و طبق توافق جهانی به جای درصد فریت تعداد فریت را مبنا و ماخذ محاسبات قرار میدهند .



دوستانیکه احتمالا از مطالب مربوط به نمودار شفلر آنچنان برداشت منسجم و دقیقی نداشتند کاملا حق دارند و پیشنهاد میکنم به کتب و منابع معتبر برای فهم بهتر مطلب مراجعه کنند. و فرصت بهتر پرداختن به این مطالب مهم فعلا در توان بنده نیست.



3-فولادهای مقاوم به حرارت

الف-فولادهای فریتی یا فولادهای فریتی-پرلیتی از نوع (Cr یا Cr-Si و Cr-Si-Al) و فولدهای فریتی-آستنیتی

ب-فولادهای مقاوم به حرارت از نوع آستنیتی از نوع Cr-Ni-Si

در حالیکه در جوشکاری قطعات فولادی از نوع آستنیتی با الکترودها ی همجنس آن پیشگرم قطعه ضرورتی ندارد فولادهای مقاوم به حرارت از نوع فریتی کرم دار را معمولا 100 تا 300 درجه پیش گرم و در 750 درجه هم پس گرم و آنیل میکنند.علت اینکار هم غلبه بر درشت دانگی و تمایل به ترد شدن HAZ است.

قطعات ریختگی از جنش فریت_آستنیت را باید در حالت گرم 700تا800 درجه جوش داد و اجازه داد که به تدریج سرد گردد.

جوشکاری فولادهای فریتی و فریتی-پرلیتی با الکترودهای هم جنس قطعه کار کاهش در استحکام ضربه ضربه ای فلز جوش را نشان میدهد لذا پیشنهاد میشود این نوع فولادها را باالکترودهای آستنیتی مقاوم به حرارت جوش داد.در این حالت نیز باید توجه داشت که مقاومت به حرارت فلز جوش آستنیتی در محیط احتراق با گازهای اکسید کننده با هوا تقویت میشود و طبیعتا این مقاومت به حرارت در محیط گازهای احیا کننده به مقدار زیادی کاهش می یابد برای غلبه بر محیط احتراق با مقدار زیاد گاز گوگرد استفاده از الکترودهایی با کرم زیاد توصیه میگردد.

sada
02-01-2009, 14:05
سلام
ممنون که چنین تاپیکی رو زدین.
من قبلا یه تاپیک زدم می خواستم در مورد نانو تکنولوژِی و رشته هاش اطلاعات کسب کنم
حالا اگه مقدور هست براتون توضیحات کاملی در مورد این گرایشش بگید.
منظورم دانشگاه هاش و مقاطع و بازار کار و غیره است
ممنون

boomba
05-01-2009, 18:23
نانو‌تكنولوژي

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

مفاهيم بنيادين

يك نانومتر (nm) يك ميليارديم متر است . براي آن‌كه تصوري از اين ابعاد داشته‌ باشيد مي‌توانيد فرض كنيد 10 اتم هيدروژن پشت سر هم به خط شده‌اند (لطفا نگران امكان فيزيكي‌ي اين فرض نباشيد! ). طول اين قطار هيدروژني،1 نانومتر است. اگر تصوري از اندازه‌ي اتم هيدروژن نداريد به اين مثال توجه كنيد:نسبت نانومتر به متر تقريبا مثل نسبت شعاع يك تيله‌ي كوچك است به شعاع كره‌ي زمين. واگر هنوز تصوري از نانومترنداريد فرض كنيد يك روز صبح پدر شما مي‌خواهد با ريش‌تراش صورتش را اصلاح كند، در مدتي كه او ريش‌تراش را روشن مي‌كند تا به صورتش نزديك كند(فرض كنيد ريش‌تراش سالم است.) چه مقدارموهاي صورت او رشد مي‌كند؟ اين طول همان 1 نانومتر است!
اگر هنوز احساسي نسبت به نانومتر پيدا نكرده‌ايد مشكل خودتان است!

معرفي رشته

نانو‌تكنولوژي زمينه‌اي از دانش كاربردي است كه مباحث متنوعي را پوشش مي‌دهد وهدف اصلي آن كنترل ماده در ابعاد 1 تا 100 نانومتر ونيز ساخت ومهندسي وسيله‌هايي در اين ابعاد است.
اين دانش يك دانش ميان‌رشته‌اي است كه از رشته‌هاي متعدد و متنوعي مشتق شده ‌است، رشته‌هايي نظير فيزيك، مهندسي مواد، پليمر، مهندسي برق، و مهندسي مكانيك. البته به فراخور نياز از رشته‌هاي ديگر نيز بهره مي‌گيرد.
نانو تكنولوژي را مي‌توان بسط قوانين دانش‌هاي موجود در ابعاد نانو يا حتا طرح‌ريزي جديد دانش‌هاي موجود با روي‌كردي نوين دانست. دو روي‌كرد اصلي در نانو تكنولوژي مورد توجه قرار مي‌گيرد: روي‌كرد از بالا به پايين و روي‌كرد از پايين به بالا كه در اولي يك نانوشيء از موجودات بزرگ‌تري بدون كنترل بر سطح اتمي تشكيل مي‌شود در حالي‌كه در دومي مواد از تركيبات مولكولي كه خود را به طور شيميايي خود‌آرايي مي‌كنند تشكيل مي‌شود.
پيش‌رفت علم و تكنولوژي وتوليد ابزارهاي دقيق سنجشي نظير ميكروسكپ نيروي اتمي(AFM) و ميكروسكپ تونل‌زني‌ي پيمايشي(STM) به پژوهش ونو‌آوري در عرصه‌ي نانو شتاب قابل ملاحظه‌اي بخشيد.



كمي تاريخ‌چه...

نخستين جرقه‌ي شكل‌گيري‌ي نانوتكنولوژي به عنوان يك دانش فراگير در نشست انجمن فيزيك امريكا در29 دسامبر1959 زده شد. جايي‌كه ريچارد فاينمن«Richard Feynman» (اطلاعات خود را مرور كنيد! نام اورا قبلا جايي نديده‌ايد؟) سخن‌راني مشهور خود را باعنوان« در آن پايين فضاي زيادي هست!» ايراد كرد. او در اين سخن‌راني فر‌آيندي را پيش‌بيني و توصيف كرد كه با پي‌گيري‌ي آن انسان قادر به دست‌كاري‌ي اتم‌ها و مولكول‌هاي منفرد است.
بااين‌وجود واژه‌ي نانوتكنولوژي «Nano technology» نخستين‌ بار توسط نوريو تاني‌گو‌چي «Norio Taniguchi» در سال 1974 ميلادي به‌ كار برده شد. او نانوتكنولوژي را چنين توصيف مي‌كند: نانوتكنولوژي به‌طور عمده شامل فرآيند تفكيك، تقويت، وتغيير شكل مواد به صورت تك‌اتم يا تك‌مولكول است.....
شش سال بعد يعني در سال 1980 ميلادي اريك دريكسلر«Eric Drexler» ايده‌ي زير‌بنايي اين تعريف را مورد كاوش قرار داد. او اهميت فناوري پديده‌هاي در ابعاد نانو را توسعه داد و در همين راستا كتاب «موتور آفرينش» را به رشته‌ي تحرير در‌آورد.
فناوري و دانش نانو در اوايل دهه‌ي 80 ميلادي با تولد دانش خوشه‌اي«cluster science» (شاخه‌اي از فيزيك كه به ذرات كوچك چند اتمي مي‌پردازد.) واختراع ميكروسكوپ تونل‌زني‌ي پيمايشي (STM) با تواني بيش از پيش وارد مرحله‌ي جديدي از حيات خود شد....



دورنمايي از ماده

بسياري از ويژگي‌هاي فيزيكي‌ي ماده تحت تأثير اندازه‌ي سيستم است. يعني بسياري از اين ويژگي‌ها با كوچك شدن اندازه‌ي سيستم تغيير مي‌كند.
مكانيك آماري ونيز كوانتم مكانيك اين تغييرات را پيش‌بيني و توصيف مي‌كنند.
اثرهاي كوانتمي با گذار از ابعاد متر به ميكرومتر مشاهده نمي‌شوند. اما وقتي به ابعاد نانومتر برسيم قوانين حاكم بر رفتار سيستم كما‌بيش كوانتمي خواهد‌بود.
به‌علاوه شمار زيادي از ويژگي‌هاي فيزيكي، مكانيكي، الكتريكي، نوري و...در مقايسه با همين ويژگي‌ها در اندازه‌هاي ماكروسكپي(درشت مقياس) تغيير خواهد كرد. ضمن آن‌كه در ابعاد نانو ويژگي‌هاي خاص ذرات، دريچه‌اي به سوي تعامل با زيست‌مواد (biomaterial) مي‌گشايد.
همان‌طور كه در بالا اشاره شد مواد در ابعاد نانو نسبت به ابعاد ماكروسكپي ويژگي‌هاي متفاوتي از خود به نمايش مي‌گذارند. به عنوان نمونه:

ماده‌ي كدر شفاف مي‌شود(مس).
ماده‌ي ساكن متحرك مي‌شود(پلاتينيم).
جامد در دماي اتاق به مايع تبديل مي‌شود(طلا).
نارسانا ،رسانا مي‌شود(سيليكون). و...

boomba
05-01-2009, 18:24
نانو در پزشكي، شيمي و انرژي

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

كاربردهاي نانو در پزشكي

در پزشكي و زيست‌شناسي، ويژگي‌هاي منحصر به فرد نانومواد به منظورهاي مختلفي به كار گرفته مي‌شوند. واژه‌هايي نظير نانوتكنولوژي زيست‌داروها،‌ بيونانوتكنولوژي و نانوپزشكي براي توصيف اين دانش تلفيقي به‌كار مي‌روند.
كارآيي ساختارها و مولكول‌هاي زيستي هنگامي كه نانومواد به آن‌ها اضافه مي‌شوند،‌افزايش مي‌يابد. مقياس اندازه‌ي نانومواد در حدود مقياس ساختارها و مولكول‌هاي زيستي است. بنابراين نانو مواد مي‌توانند براي كاربردها و تحقيقات زيست‌پزشكي هم در محيط‌هاي طبيعي و هم در محيط‌هاي مصنوعي به‌كار گرفته شوند.
تركيب در زمينه‌ي نانومواد و زيست‌شناسي به ايجاد و توسعه‌ي ابزارهاي تشخيصي، عامل‌هاي هم‌سنجي ابزارهاي تحليل، كاربردهاي درمان فيزيكي و حامل‌هاي تحويل دارو و ... منجر شده است..

تحويل دارو <