پديد آورنده :
نساج پور اصفهاني، امير حسين
عنوان :
بهينه‌سازي پارامتر‌هاي شكل‌دهي نانوكامپوزيت اسپينل آلومينات منيزيم و نيتريد سيليسيم تف‌جوشي شده به روش پلاسماي جرقه‌اي و مشخصه‌يابي خواص اپتيكي و مكانيكي آن
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
شناسايي و انتخاب مواد مهندسي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
پانزده، 84ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
رحمت اله عمادي، عباس بهرامي
استاد مشاور :
امير الحاجي
توصيفگر ها :
اسپينل آلومينات منيزيم , نيتريد سيليسيم , نانو كامپوزيت , ريخته‌گري دوغابي , تف‌جوشي پلاسماي جرقه‌اي , خواص اپتيكي , سختي و چقرمگي
استاد داور :
محمود منير واقفي، مهدي عليزاده
تاريخ ورود اطلاعات :
1398/03/05
رشته تحصيلي :
مهندسي مواد
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1398/04/16
چكيده فارسي :
1 چکیده در سالهای اخیر سرامیک های شفاف به خصوص اسپینل آلومینات منیزیم با توجه به خواص اپتیکی فوق العاده در محدوده امواج الکترومغناطیسی مادون قرمز مورد توجه بسیاری از محققین قرار گرفته اند با این حال اسپینل به دلیل خواص مکانیکی ضعیف در کاربردهای تحت بار محدودیت استفاده دارد برای رفع این مشکل از روشهایی مانند کامپوزیتسازی جهت افزایش استحکام این ماده استفاده میگردد هدف از این پژوهش بهبود خواص مکانیکی اسپینل شفاف به روش کامپوزیتسازی و به طور همزمان حفظ خواص اپتیکی آن میباشد در همین راستا از نیترید سیلیسیم به علت دارا بودن خواص مکانیکی مناسب و همچنین ضریب شکست نزدیک آن به اسپینل به عنوان ماده تقویت کننده استفاده شد در این پژوهش ابتدا درصدهای مختلف نیترید سیلیسیم صفر یک سه و پنج درصد وزنی به زمینه اسپینل افزوده شد تا با افزودن مخلوط دو پودر به آب دوبار تقطیر حاوی پراکندهساز دوالپیکس دوغاب ساخته شده آماده ریختهگری بر روی لوح آلومینایی شود نانوکامپوزیت پایه اسپینل آلومینات منیزیم به روش ریختهگری دوغابی شکلدهی شد پس از خشک شدن قطعات خام ریختهگری شده در دمای محیط و قرارگیری در آون همه آنها در دمای 009 حرارتدهی شدند تا همه مواد فرار از قطعات خارج شوند سپس قطعات در دمای 0551 و فشار اعمالی 80 MPa به مدت 2 ساعت تحت تفجوشی به روش پالسمای جرقهای قرار گرفتند با بهینه سازی پارامترهای ریختهگری دوغابی به مشخص شد که میزان بهینه پراکندهساز و درصد وزنی بارجامد جهت ریختهگری دوغابی به ترتیب برابر با یک درصد وزنی و 06 درصد وزنی بارجامد میباشد همچنین با انجام تستهای سختی و چقرمگی بر روی قطعات تفجوشی شده نشان داده شد که میزان سختی با افزایش میزان نیترید سیلیسیم از صفر تا سه درصد در ساختار کامپوزیت به ترتیب از 7 7 به 2 01 GPa و چقرمگی نیز از 5 3 به 1 6 5 0 MPa m تغییر یافت با بررسی صورت گرفته بر روی نتایج آزمون عبور مشخص گردید که با افزایش درصد فاز دوم نیترید سیلیسیم در نانو کامپوزیت از میزان عبور خطی کاسته شده و بیشینه میزان عبور در محدوده طول موج 4 تا 5 میکرومتر در اسپینل خالص 58 درصد و در کامپوزیت حاوی یک درصد و کامپوزیت حاوی سه درصد نیترید سیلیسیم به ترتییب 08 و 57 درصد به دست آمد در نهایت با بررسی کلی نتایج مشخص گردید که کامپوزیت ساخته شده توانایی کاندید شدن به عنوان پنجرههای محافظ حسگر در ناحیه مادون قرمز با طول موج متوسط غالفهای شناسایی و پنجرههای مشاهده در دمای باال را دارا است کلمات کلیدی اسپینل آلومینات منیزیم نیترید سیلیسیم نانو کامپوزیت ریختهگری دوغابی تفجوشی پالسمای جرقهای خواص اپتیکی سختی و چقرمگی
چكيده انگليسي :
87AbstractIn recent years transparent ceramics especially magnesium aluminate spinel have attracted manyresearchers interest of the great optical properties of infrared electromagnetic waves However dueto poor mechanical properties of spinel it limits the use of this material in load bearing applications To solve this problem methods such as production of composites are used to increase the strengthof this material The aim of this study is improving the mechanical properties of transparent spineland simultaneously maintain its optical properties Therefore silicon nitride was used due to itsmechanical properties and also the refractive index of the spinel as a reinforcing agent In this study different percentages of silicon nitride 0 1 3 and 5 wt Were added to the spinel field First amixture of two powders was added to dispersed distilled water to prepare for slip casting on thealumina plate The spinel base nanocomposite was formed by slip casting method After drying theslip cast specimens at ambient temperature they all were heated to 900 C to remove all volatilematerials Subsequently the components were sintered by spark plasma sintering at a temperature of1550 C and a pressure of 80 MPa for 2 hours By optimizing the slip casting parameters it wasdetermined that the optimum amount of dispersant and weight percent of solid load for slip castingare respectively equal to one percent by weight and 60 wt respectively with the hardness andtoughness tests showed that by increasing the Si3N4 content from 0 to 3 wt of solid load thehardness increased from 7 7 to 10 2 GPa and toughness changed from 3 5 to 1 6 MPa m0 5 Byexamining the results of the pass test it was determined that by increasing the percentage of thesecond phase silicon nitride in the nanocomposite the linear passage was reduced and themaximum pass in the range of 4 to 5 micrometers in the pure spinel was 85 and in Compositecontaining 1 and composite containing 3 silicon nitride in order of 80 and 75 respectively Finally with a general review of the results it was found that the composite has the ability to benominated as sensor screens in the medium wavelength infrared region identification pods andhigh temperature viewing windows Keywords Magnesium aluminate spinel silicon nitride nanocomposite slip casting SPS optical properties hardness and toughness
استاد راهنما :
رحمت اله عمادي، عباس بهرامي
استاد مشاور :
امير الحاجي
استاد داور :
محمود منير واقفي، مهدي عليزاده
