پوشش‌های لایه نازک، کاربرد خواص مکانیکی و روش‌های اندازه‌گیری

اختصاصی از کوشا فایل پوشش‌های لایه نازک، کاربرد خواص مکانیکی و روش‌های اندازه‌گیری دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 31

عنوان

پوششهای لایه نازک، کاربرد خواص مکانیکی و روشهای اندازه گیری

خواص مکانیکی لایه ها

ترکیب عمومی (طرح عمومی)

رفتار مکانیکی لایه ها از دو دیدگاه اصلی دارای اهمیت است. در اصل،‌ مطالعه و فهمیدن چنین رفتارهایی می‎تواند منجر به درک بهتر ما از خواص تودة مواد شود. در عمل کار رضایت بخش بسیاری از قطعات لایه ای به شکل و ترتیب قرار گرفتن لایه های پایدار- که می‎توانند در برابر تاثیرات محیط زیست تاب بیاورند- بستگی بحرانی دارد.

مانند خیلی از خواص دیگر لایه ها، خواص مکانیکی لایه ها هم به چند تایگی معمولی فاکتورهای وابسته در آماده سازی آنها بستگی دارد. به دلیل مشکلات تجربی و محدودیت های موجود در آزمایشها، اکثریت کار انجام شده روی خواص مکانیکی روی لایه های چند بلوری انجام گرفته و این به خاطر ساختار مختلط بیشتر لایه ها است. مطالعاتی دربارة برآراستی لایه ها انجام شده، اما طبیعت اندازه گیری دقیق،‌ که مستلزم استخراج اطلاعات خواص مکانیکی است،‌ و عدم قطعیت مشکلاتی را در این مطالعات ایجاد می‌کند.

بیشتر مطالعات انجام شده دربارة لایه های فلزی بوده اند و به مواد دی الکتریک که در قطعات الکتریکی و اپتیکی گوناگون اهمیت دارند نیز توجه شده است. اندازه گیری ها شامل فشار (تنش) و کرنش، خزش، رفتار قالب پذیری و نرمی، قدرت شکست و در پایین ترین سطح و کمترین حد شامل سختی می‎شوند. مدلهای تئوری گوناگونی پیشنهاد شده اند که اگرچه در این مرحله حتی در جزئیات با تجربه توافق دارند ولی آنها را در نظر نمی گیریم. با وجود این، یک اصول عمومی وجود دارند که به عنوان راهنما برای کارهای بعدی بکار گرفته می‎شوند.

وقتی لایه ها با تبخیر گرمایی، یا با تجربه بخار روی یک بستر گرمایی، شکل می گیرند، آنگاه اگر ضریب انبساط لایه ها و بستر گرمایی یکسان باشد وقتی سیستم تا دمای اتاق سرد می شود، یک فشار گرمایی ایجاد شده و پیشرفت می‌کند. این اثر- که در بسیاری از موارد اتفاق می افتد- خودش را به شکل جداسازی لایه ها از سطح به وضوح نشان می‎دهد. در حقیقت هنگامی که بستر گرمایی در دمای اتاق است، فشار گرمایی ذخیره شده در لایه های رسوبی رابا هیچ وسیله ای نمی توان آشکار کرد. دمایی که لایه ها در آن شکل می گیرند، از آنجایی که مفهوم بد تعریفی است، ممکن است با دمای بستر گرمایی تفاوت داشته باشد. مخصوصا وقتی که اتمهای چگالیده با یک سرعت بالای گرمایی وارد می‎شوند: اثر «دما»ی لایه های چگالیده به عاملهای تعادل که گرمای مادة چگال را کنترل می‌کنند بستگی دارد و این عاملها معمولاً به سختی قابل تشخیص هستند. قستمی از دمای سطح بستر گرمایی توسط تابشهای دریافت شده از منبع تعیین می‎شود و قسمتی از آن را گرمای نهانی که توسط لایه های چگالیده داده شده تعیین می‌کند. وقتی ضخامت لایه های فلزی افزایش پیدا می کند، کسر بزرگی از انرژی گرمایی که از بستر گرمایی تابش می کند ممکن است بازتابیده شود. بعلاوه وقتی ثابتهای اپتیکی لایه های بسیار نازک با ضخامت به سرعت (و اغلب با رفتاری بسیار پیچیده) تغییر می‌کنند این اثر به دشواری قابل تشخیص است. قبل از بحث کردن دربارة جزئیات این اثر،‌ می‎پردازیم به روشهای تجربی ای که برای مطالعه خواص مکانیکی لایه های نازک به کار می روند.

2-5) تکنیک های تجربی

الف) اندازه گیری تنش و کرنش

اندازه گیری تنش (فشار) در لایه ها معمولاً با تکنیک باریکه- خمش انجام می‎شود. تکنیکی که در آن لایه ها روی یک باریکة مستطیلی نازک ته نشین شده و رسوب می‌کنند. در اندازه گیری انحرافهای کوچکی که در تداخل سنجی،‌ ظرفیت و نظم و ترتیب الکترومکانیکی به کار گرفته شده رخ می‎دهد هر تغییری می‎تواند در روشها ایجاد شود. در بیشتر موارد حل عمومی برای خمش باریکة مرکب از دو ماده با خواص الاستیکی متفاوت، تا وقتی که ضخامت لایه در برابر ضخامت باریکه کم است، مورد نیاز نمی باشد.

اگر لایه ها به طور ثابتی مقید به بستر گرمایی باشند و اگر شارش نرم و قالب پذیری در سطح میانی به وجود نیاید آنگاه برای ضخامت باریکه (d) ، مدول یانگ (Y)، نسبت پواسون () و فشار (S) در ضخامت لایه (t) داریم:

(1-5)

وقتی که شعاع انحنای فشار باریکة اولیه،‌ مستقیم فرض شود.

اندازه گیری مستقیم کرنش با متد بارگیری مستقیم علیرغم مشکلات زیادی که وابسته به زیاد شدن لایه ها است، بکار می رود. طرح یکی از سیستمهایی که استفاده می‎شود در

پایان نامه مقایسه کارآیی پوشش‌های کروم و کروم‌ اکسید برای جلوگیری از خوردگی فولاد کورتن در آب دریا

اختصاصی از کوشا فایل پایان نامه مقایسه کارآیی پوشش‌های کروم و کروم‌ اکسید برای جلوگیری از خوردگی فولاد کورتن در آب دریا دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

فرمت فایل : WORD (قابل ویرایش)

تعداد صفحات:63

پایان نامه برای دریافت در جه کارشناسی ارشد "M.Sc. " رشته شیمی
گرایش: تجزیه

فهرست مطالب:
فصل اول-خوردگی و مبانی آن    1
1-1- مقدمه    1
1-2- تعریف خوردگی    2
1-3- هزینههای خوردگی    3
1-4- خسارات ناشی از خوردگی    4
1-4-1 ظاهر    5
1-4-2- مخارج تعمیرات و نگهداری و بهره برداری    5
1-4-3- تعطیلی کارخانه    5
1-4-4- آلوده شدن محصول    5
1-4-5- نشت یا از بین رفتن محصولات با ارزش    6
1-4-6- اثرات بر امنیت و قابلیت اعتماد    6
1-5- انواع خوردگی    6
1-5-1-خوردگی یکنواخت    7
1-5-2-خوردگی گالوانیکی    7
1-5-3-خوردگی شکافی    7
1-5-4-جدایش انتخابی    8
1-5-5-خوردگی بین دانه ای    8
1-5-6-خوردگی حفره ای    8
1-5-7-خوردگی فرسایشی    8
1-5-8-خوردگی تنشی    9
1-6- عوامل مؤثر بر خوردگی    9
1-6-1جنس فلز    9
       1-6-1-1-آلیاژهای اصلی........................................................................................................................................10
1-6-1-2 فولاد    11
1-6-1-2-1 فولادهای زنگ نزن    11
1-6-1-2-2 فولادهای کربنی و فولادهای با عیار پایین    13
1-6-1-3- خوردگی فولادهای کربنی در آب دریا    14
1-6-1-4- فولاد مورد استفاده در این مطالعه    15
1-6- 2- محیط خورنده    16
1-6-2-1-آب دریا    17
1-6-2-1-1-خوردگی در آب دریا با سرعتهای مختلف و پارامترهای موثر بر آن    19
1-6-2-1-2- ترکیبات آب دریا    19
1-6-3- انواع آلاینده‌ها    20
فصل دوم-روش‌های پیشگیری از خوردگی و مروری بر کارهای گذشته    21
2-1- پیشگیری از خوردگی    21
2-1-1- اعمال پوشش    22
2-2-آبکاری    23
2-2-1- نگاه کلی    23
2-2-2- اصول آبکاری    23
2-2-3-آبکاری الکتریکی    23
2-2-4- موقعیت‌های استفاده از نانوتکنولوژی صنایع آبکاری    24
2-2-5-آبکاری با کروم    25
2-3- مقاومت اکسیداسیون    27
2-4 - مروری بر کارهای گذشته    28
فصل سوم- بخش تجربی    33
3-1 مقدمه    33
3-2- لوازم و دستگاههای مورد نیاز    33
3-3- مواد شیمیایی    34
3-4 تهیه محلولهای مورد نیاز    35
3-4-1- محلول سود 1/0 مولار    35
3-4-2 بافر فسفاتی    35
3-4-3  تهیه محلولهای کروم    35
3-4-4 نمک NaCl  5/3%    35
3-5-آماده سازی نمونه ی فولاد کورتن    36
3-6-چگونگی نشاندن کروم بر روی تیغه فولاد کورتنی    36
3-7-چگونگی تبدیل پوشش کروم به کروم اکسید بر روی تیغه فولاد کورتنی    38
3-8-چگونگی انجام مطالعات خوردگی به کمک آزمونهای الکتروشیمیایی    39
3-8-1- روند عملی پژوهش    39
3-8-2- بهینه کردن غلظت Cr3+ در محلول آبکاری    41
       3-8-3- بررسی خوردگی فولاد کورتنی در محیط NaCl 5/3%...................................................................42
3-8-3-1-  ارزیابی خوردگی فولاد BCS    42
3-8-3-2- ارزیابی خوردگی فولاد کربنی دارای پوشش CS/Cr و CS/Cr2O3    44
       3-8-4- بررسی خوردگی فولاد کورتنی در آب دریا........................................................................................46‌
3-8-4-1-  ارزیابی خوردگی فولاد BCS    47
3-8-4-2- ارزیابی خوردگی فولاد کربنی دارای پوشش CS/Cr و CS/Cr2O3    48
نتیجهگیری    50
منابع    51

 
فهرست جداول
جدول 1-1  مقایسه سرعت خوردگی فولاد با گذشت زمان    ..........................15
جدول 1-2 درصد وزنی ترکیبات به کار رفته در فولاد مورد آزمایش    ..........................16
جدول 1-3: خوردگی فلزات به وسیله آب دریا    ..........................18
جدول 3-1 مقایسه آزمون‌های خوردگی فولاد کورتنی در غلظت های مختلف Cr3+.......................................41
جدول (3-2)  نتایج آزمونهای پلاریزاسیون و نتایج محاسبات خوردگی در محیط NaCl 5/3%.................45
جدول (3-3)  نتایج آزمونهای پلاریزاسیون و نتایج محاسبات خوردگی در محیط آب دریا    ..........................49
فهرست شکل ها
شکل 1-1 : متالورژی استخراجی و برعکس آن    .............................3
شکل 3-1 ولتاموگرام چرخه‌ای فرایند نشاندن کروم بر سطح فولاد کورتنی برهنه    ..........................37
شکل 3-2 ولتاموگرام چرخه‌ای فرایند تبدیل کروم به کروم اکسید    ..........................38
شکل 3-3 مقایسه نمودارهای تافل خوردگی فولاد کورتنی در غلظت‌های مختلف Cr3+.................................42
شکل 3-4 – منحنی تافل فرایند خوردگیBCS  در محیط  NaCl 5/3%    ..........................43
شکل 3-5- منحنی مقاومت پلاریزاسیون BCS  در محیط  NaCl 5/3%    ..........................44
شکل 3-6- منحنی تافل خوردگیCS/Cr  در محلول  NaCl 5/3%    ..........................44
شکل 3-7- منحنی تافل خوردگی CS/Cr2O3 در محلول NaCl 5/3%    ..........................45
شکل 3-8- مقایسه منحنی‌های تافل خوردگی گونه بدون پوشش و با پوشش‌های کروم و کروم اکسید......46
شکل 3-9- منحنی تافل فرایند خوردگیBCS  در محیط  آب دریا    ..........................47
شکل 3-10- منحنی مقاومت پلاریزاسیون BCS  در محیط آب دریا    ..........................48
شکل 3-11- مقایسه منحنی‌های تافل BCS ،CS/Cr و CS/Cr2O3 در آب دریا    ..........................49
 

چکیده
در این کار پژوهشی، کارایی پوشش¬های آبکاری شده کروم و کروم اکسید بر روی تیغه‌ای از جنس فولاد کربنی نوع کورتن B به¬عنوان پوشش¬های ضد خوردگی در محیط آب دریای خلیج فارس بررسی و مقایسه شد. برای نشاندن این دو لایه، از روش ترسیب الکتروشیمیایی استفاده شد. مطالعات خوردگی و اندازه¬گیری سرعت خوردگی به روش آزمون پلاریزاسیون خطی و رسم منحنی¬های تافل انجام شد. تجزیه و تحلیل نتایج نشان داد که پوشش کروم (ΙΙΙ) اکسید نسبت به کروم، محافظت بیشتری فراهم کرده و سرعت خوردگی را بیشتر کاهش می‌دهد.
کلید واژه ها: فولاد کورتن، کروم، کروم اکسید، خوردگی، پوشش

پوشش‌های لایه نازک، کاربرد خواص مکانیکی و روش‌های اندازه‌گیری

اختصاصی از کوشا فایل پوشش‌های لایه نازک، کاربرد خواص مکانیکی و روش‌های اندازه‌گیری دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

پوشش‌های لایه نازک، کاربرد خواص مکانیکی و روش‌های اندازه‌گیری

31 صفحه در قالب word

خواص مکانیکی لایه ها

ترکیب عمومی (طرح عمومی)

رفتار مکانیکی لایه ها از دو دیدگاه اصلی دارای اهمیت است. در اصل،‌ مطالعه و فهمیدن چنین رفتارهایی می‎تواند منجر به درک بهتر ما از خواص تودة مواد شود. در عمل کار رضایت بخش بسیاری از قطعات لایه ای به شکل و ترتیب قرار گرفتن لایه های پایدار- که می‎توانند در برابر تاثیرات محیط زیست تاب بیاورند- بستگی بحرانی دارد.

مانند خیلی از خواص دیگر لایه ها، خواص مکانیکی لایه ها هم به چند تایگی معمولی فاکتورهای وابسته در آماده سازی آنها بستگی دارد. به دلیل مشکلات تجربی و محدودیت های موجود در آزمایشها، اکثریت کار انجام شده روی خواص مکانیکی روی لایه های چند بلوری انجام گرفته و این به خاطر ساختار مختلط بیشتر لایه ها است. مطالعاتی دربارة برآراستی لایه ها انجام شده، اما طبیعت اندازه گیری دقیق،‌ که مستلزم استخراج اطلاعات خواص مکانیکی است،‌ و عدم قطعیت مشکلاتی را در این مطالعات ایجاد می‌کند.

بیشتر مطالعات انجام شده دربارة لایه های فلزی بوده اند و به مواد دی الکتریک که در قطعات الکتریکی و اپتیکی گوناگون اهمیت دارند نیز توجه شده است. اندازه گیری ها شامل فشار (تنش) و کرنش، خزش، رفتار قالب پذیری و نرمی، قدرت شکست و در پایین ترین سطح و کمترین حد شامل سختی می‎شوند. مدلهای تئوری گوناگونی پیشنهاد شده اند که اگرچه در این مرحله حتی در جزئیات با تجربه توافق دارند ولی آنها را در نظر نمی گیریم. با وجود این، یک اصول عمومی وجود دارند که به عنوان راهنما برای کارهای بعدی بکار گرفته می‎شوند.

وقتی لایه ها با تبخیر گرمایی، یا با تجربه بخار روی یک بستر گرمایی، شکل می گیرند، آنگاه اگر ضریب انبساط لایه ها و بستر گرمایی یکسان باشد وقتی سیستم تا دمای اتاق سرد می شود، یک فشار گرمایی ایجاد شده و پیشرفت می‌کند. این اثر- که در بسیاری از موارد اتفاق می افتد- خودش را به شکل جداسازی لایه ها از سطح به وضوح نشان می‎دهد. در حقیقت هنگامی که بستر گرمایی در دمای اتاق است، فشار گرمایی ذخیره شده در لایه های رسوبی رابا هیچ وسیله ای نمی توان آشکار کرد. دمایی که لایه ها در آن شکل می گیرند، از آنجایی که مفهوم بد تعریفی است، ممکن است با دمای بستر گرمایی تفاوت داشته باشد. مخصوصا وقتی که اتمهای چگالیده با یک سرعت بالای گرمایی وارد می‎شوند: اثر «دما»ی لایه های چگالیده به عاملهای تعادل که گرمای مادة چگال را کنترل می‌کنند بستگی دارد و این عاملها معمولاً به سختی قابل تشخیص هستند. قستمی از دمای سطح بستر گرمایی توسط تابشهای دریافت شده از منبع تعیین می‎شود و قسمتی از آن را گرمای نهانی که توسط لایه های چگالیده داده شده تعیین می‌کند. وقتی ضخامت لایه های فلزی افزایش پیدا می کند، کسر بزرگی از انرژی گرمایی که از بستر گرمایی تابش می کند ممکن است بازتابیده شود. بعلاوه وقتی ثابتهای اپتیکی لایه های بسیار نازک با ضخامت به سرعت (و اغلب با رفتاری بسیار پیچیده) تغییر می‌کنند این اثر به دشواری قابل تشخیص است. قبل از بحث کردن دربارة جزئیات این اثر،‌ می‎پردازیم به روشهای تجربی ای که برای مطالعه خواص مکانیکی لایه های نازک به کار می روند.

2-5) تکنیک های تجربی

الف) اندازه گیری تنش و کرنش

اندازه گیری تنش (فشار) در لایه ها معمولاً با تکنیک باریکه- خمش انجام می‎شود. تکنیکی که در آن لایه ها روی یک باریکة مستطیلی نازک ته نشین شده و رسوب می‌کنند. در اندازه گیری انحرافهای کوچکی که در تداخل سنجی،‌ ظرفیت و نظم و ترتیب الکترومکانیکی به کار گرفته شده رخ می‎دهد هر تغییری می‎تواند در روشها ایجاد شود. در بیشتر موارد حل عمومی برای خمش باریکة مرکب از دو ماده با خواص الاستیکی متفاوت، تا وقتی که ضخامت لایه در برابر ضخامت باریکه کم است، مورد نیاز نمی باشد.

اگر لایه ها به طور ثابتی مقید به بستر گرمایی باشند و اگر شارش نرم و قالب پذیری در سطح میانی به وجود نیاید آنگاه برای ضخامت باریکه (d) ، مدول یانگ (Y)، نسبت پواسون () و فشار (S) در ضخامت لایه (t) داریم:

(1-5)                              

وقتی که  شعاع انحنای فشار باریکة اولیه،‌ مستقیم فرض شود.

اندازه گیری مستقیم کرنش با متد بارگیری مستقیم علیرغم مشکلات زیادی که وابسته به زیاد شدن لایه ها است، بکار می رود. طرح یکی از سیستمهایی که استفاده می‎شود در شکل (1-5) نشان داده شده است (این طرح در اصل برای مطالعات تاره ها طراحی شده بود ولی بعدها برای کار لایه ها تعدیل شد).

ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است

متن کامل را می توانید در ادامه دانلود نمائید

چون فقط تکه هایی از متن برای نمونه در این صفحه درج شده است ولی در فایل دانلودی متن کامل همراه با تمام ضمائم (پیوست ها) با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند موجود است