شماره راهنما :
1608 دكتري
پديد آورنده :
داستانپور، عصمت
عنوان :
سنتز و تحليل خواص آلياژهاي مغناطيسي آمورف-نانوكريستال پايه آهن
گرايش تحصيلي :
مهندسي مواد
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
شانزده، 127ص. : مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
محمدحسين عنايتي
استاد مشاور :
مرتضي مظفري
توصيفگر ها :
آلياژهاي آمورف-نانوبلور پايه آهن , نانومت , عناصر آلياژي , ويژگي هاي مغناطيس نرم , ويژگي هاي مكانيكي
استاد داور :
بهروز موحدي، عباس بهرامي، حسين احمدوند
تاريخ ورود اطلاعات :
1399/06/08
رشته تحصيلي :
مهندسي مواد و متالورژي
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1399/06/10
چكيده فارسي :
1 چكيده آلياژهاي آمورف نانوبلور مغناطيسي پايه آهن به علت ويژگيهاي مغناطيس نرم چشمگير همانند تراوايي اوليه مغناطيسي i باال وادارندگي HC كم مغناطش اشباع MS باال مغناطوتنگش نزديك صفر و تلفات هسته پايين در دستگاههاي الكترومغناطيس مختلف به ويژه هسته ترانسفورماتورها حسگرها و موتورهاي الكتريكي كاربرد پيدا كردهاند به تازگي آلياژهاي آمورف نانوبلور Fe Si B P Cu با مغناطش اشباع زياد و قيمت كم مورد توجه محققان قرار گرفتهاند با اين وجود اين آلياژها دو محدوديت اصلي دارند كه يكي توانايي كم تشكيل ساختار آمورف و ديگري تردي باالي آن ها است كه كاربردهاي مهندسي اين مواد را محدود ميكند براي رفع اين محدوديتها معموال از افزودن عناصر آلياژي مختلف استفاده ميشود در اين پژوهش سعي بر آن است تا تاثير افزودن عناصر آلياژي مختلف كبالت كربن نيكل و موليبدن بر توانايي تشكيل ساختار آمورف رفتار نانوبلورينگي ويژگيهاي مغناطيس نرم و ويژگيهاي مكانيكي آلياژ Fe83 3Si4B8P4Cu0 7 Nanomet مورد بررسي قرار گيرد به اين منظور با ذوب القايي و در ادامه ريسندگي مذاب نوارهاي آمورف آلياژ 8 Fe83 3 x Si4B8P4Cu0 7 Mx M Co C Mo Ni 0 x توليد شدند بررسيهاي ريزساختاري با پراش پرتو ايكس XRD ميكروسكوپ الكتروني عبوري TEM و پايداري حرارتي با تحليل DSC نشان داد حضور جوانههاي آهن در زمينه آمورف آلياژ Nanomet نه تنها بر جوانهزني ناهمگن آلياژ و تغيير ضريب اورمي در هنگام بلورينگي تاثير دارد بلكه به افزايش شديد وادارندگي در نرخ گرمايش كمتر از 100 min ميانجامد حضور اين جوانهها در آلياژ 7 0 Fe83 3Si4B8P4Cu به مشاهده مغناطش كم در دماي كوري در آزمون توزين حرارتي مغناطيسي MTG ميانجامد تغييرات مغناطش اشباع MS و وادارندگي HC بدست آمده با مغناطيسسنج با نمونه ارتعاشي VSM و آزمون تعيين حلقه پسماند B H looper نشان داد كه آلياژ با 4 اتمي كبالت 1 اتمي كربن 1 اتمي موليبدن و 4 اتمي نيكل به عنوان مقادير بهينه عناصر آلياژي است در ادامه با افزودن همزمان عناصر آلياژي آلياژ با مقادير بهينه كبالت كربن موليبدن CoCMo و آلياژ با مقادير بهينه كبالت كربن و نيكل CoCNi ساخته شد مغناطش اشباع و وادارندگي براي آلياژ CoCMo برابر 176Am2 kg و 20 8A m براي آلياژ CoCNi برابر 182 4Am2 kg و 16 8A m پس از آنيل در دماي 054 به مدت 5min بود سختي و مدول يانگ بدست آمده با آزمون نانوفرورونده نشان داد كه افزودن عناصر كربن موليبدن و نيكل به كاهش سختي آلياژ Nanomet ميانجامد محاسبات پارامترهاي ترموديناميكي PHS و PHSS نشان داد كه افزودن عناصر آلياژي به ويژه كربن و موليبدن به بهبود قابل توجه توانايي تشكيل شيشه و پايداري حرارتي آلياژ Nanomet ميانجامد به گونهاي كه ضخامت آلياژ آمورف CoCMo در مقايسه با آلياژ Nanomet به ميزان 33 افزايش يافت براي آلياژ Nanomet و CoCMo با كاهش سرعت ريسندگي مذاب از 3500rpm به 1500rpm به علت بلورينگي سطحي و تشكيل مقدار كم از فاز بلوري Fe مغناطش اشباع بهبود مييابد در حالي كه وادارندگي آلياژ به علت ناهمسانگردي مغناطيسي افزايش مييابد همچنين با كاهش سرعت ريسندگي مذاب تا 1500rpm و تشكيل مقدار كمي از فاز بلوري در زمينه آمورف سختي آلياژهاي Nanomet و CoCMo كاهش پيدا كرد كلمات كليدي آلياژهاي آمورف نانوبلور پايه آهن Fe Nanomet عناصر آلياژي ويژگيهاي مغناطيس نرم ويژگيهاي مكانيكي
چكيده انگليسي :
128 Synthesis and evaluation of Fe based amorphous nanocrystalline magnetic alloys Esmat Dastanpour e dastanpoor @ma iut ac ir Date of Submission 2020 06 22 Department of Materials Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Supervisor Mohammad Hossein Enayati Professor ena78@ iut ac ir Advisor Morteza Mozaffari Associate Professor mozafari@sci ui ac ir Advisor Valter Str m Associate Professor valter@kth seAbstractThis study was aimed to investigate the effect of substitution of Fe with Co C and Mo on the glass formingability GFA crystallization behavior and magnetic properties of Fe B Si P Cu Nanomet alloy Thethermodynamic parameters PHS and PHSS were used to guide towards increased GFA As a result the thicknessof amorphous ribbons of Co4C1Mo1 at alloy increased by 33 in comparison with Nanomet alloy Microstructural characterizations using X ray diffraction XRD transmission electron microscopy TEM and thermal behavior using differential scanning calorimetry DSC showed that distribution of pre existingnuclei in the amorphous structure of Fe83 3Si4B8P4Cu0 7 led to the anomalous crystallization and hence to anonlinear Avrami plot The presence of these nuclei was confirmed by non zero magnetization in Curie pointof Fe83 3Si4B8P4Cu0 7 alloy in magneto thermo gravimetry MTG test The determination of saturationmagnetization MS and coercivity HC using vibrating sample magnetometer VSM and B H looper respectively showed that the optimum amount of various alloying elements are 4 at Co 1 at C 1 at Mo The excellent soft magnetic properties demonstrate a strategy to deploy the nanocrystalline ribbons wherefreedom of device design is a limiting factor for electrodynamic energy conversion applications Keywords Fe based Amorphous nanocrystalline alloys Nanomet Alloying elements Soft magneticproperties IntroductionNanocrystalline soft magnetic materials are in great demand due to their high saturationmagnetization MS 1 4 1 8 T ultra low coercivity HC 1 10 A m and ultra low powerloss for power conversion applications A broad range of nanocrystalline materials such asFe Si B Nb Cu Finemet Fe Zr B Cu Nanoperm and Fe Co Zr B Cu Hitperm hasbeen developed over the past few decades However the everlasting quest forminiaturization of energy storage conversion devices demands nanocrystalline materialswith even better properties 1 Recently Makino et al 2 developed a new Fe basednanocrystalline material known as Nanomet Fe Si B P Cu with the MS 1 9 T with highMS low HC and low power loss of Nanomet alloy without using expensive elements suchas Nb and Zr The Nanomet alloy was prepared by amorphous metal precursors quenched by melt spinningand subsequently annealed to synthesize the nanocrystalline Fe grains in the amorphousmatrix However a complication in the Nanomet case is the presence of pre existing nuclei
استاد راهنما :
محمدحسين عنايتي
استاد مشاور :
مرتضي مظفري
استاد داور :
بهروز موحدي، عباس بهرامي، حسين احمدوند
