تحقیق و مقاله پیرامون کاربرد آبیاری مغناطیسی در کشاورزی

اختصاصی از کوشا فایل تحقیق و مقاله پیرامون کاربرد آبیاری مغناطیسی در کشاورزی دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

نوع فایل : Word

تعداد صفحات : 10 صفحه

چکیده :

با وجود آن‌که آبیاری سطحی به‌عنوان روش غالب در جهان محسوب می‌گردد، ولی به لحاظ نیاز به ارتقاء کالائی مصرف آب و افزایش روزافزون هزینه تأمین آب و نیز محدودیت منابع در دسترس، تمایل دولت‌ها به‌ویژه کشورهای توسعه‌یافته برای کاربرد آبیاری تحت‌فشار را افزایش داده است.

اثر مغناطیس روی آب به‌طور اتفاقی توسط دانشمندان روسی مشاهده شد. حرکت آب در داخل لوله‌ها باعث رسوب املاح روی جدار لوله‌ها گشته، ضمن کاهش سطح مقطع لوله‌ها و افزایش افت انرژی، عبور آب داخل لوله‌ها را مختل می‌کند. آنها دریافتند که آب مغناطیس شده جرم داخل لوله‌ها را پاک و از رسوب مجدد روی جدار لوله‌ها جلوگیری می‌کند. بنابراین مشاهده شده که با اعمال انرژی مغناطیسی می‌توان آب ساده را به مایعی با اثرات شیمیائی خاص تبدیل کرد، به‌طوری که خواص فیزیکی آب مغناطیسی شده از جمله دما، وزن مخصوص، کشش سطحی، ویسکوزیته و قابلیت هدایت الکتریکی آن تغییر می‌یابد.

امواج الکترو مغناطیسی

اختصاصی از کوشا فایل امواج الکترو مغناطیسی دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

طیف الکترومغناطیسی (بیناب الکترو مغناطیس)

تابش الکترو مغناطیس در زندگی:

در مبحث اپتیک بیشتر بررسی ها در ناحیه نور مرئی است در صورتیکه نور در داخل طیف الکترو مغناطیسی جا گرفته و خواص و محاسبات آن تمام گسترده طول موجی را شامل می شود امّا در الکترومغناطیس شاید تا به حال پرتو های ایکس (X) ، پرتوهای گاما (γ) ، پرتو های کیهانی ، موج رادیویی ، امواج تلویزیونی ، امواج ماکرو ویو و...به گوشتان خورده است. در چنین حالتی می خواهید بدانیدکه ....

• اشعه ایکس چی هست؟
• مکانیزم عمل عکس برداری ها و رادیو لوژی چیست؟
• با تابش ایکس و گاما و ...چگونه عکس می گیرند؟
• چرا فقط عکس استخوانها می افتد؟
• اموج رادیویی چیست و سرعت آن چقدر است؟
• فرستنده و گیرنده رادیویی چگونه کار می کنند و یا ساخته می شوند؟
• انتقال نور و تصویر در امواج تلویزیونی مشاهده و دریافت تصویر از آن چگونه صورت می گیرد؟
• ماهواره ها چگونه کار می کنند؟
• برای چه پشت بام آنتن گذاشته ایم ؟ و هزاران پدیده دیگر.......

پایان نامه سنتز نانوذرات مغناطیسی آهن پوشیده شده با هیدروکسی آپاتیت و بررسی عملکرد آنها برای جذب کبالت

اختصاصی از کوشا فایل پایان نامه سنتز نانوذرات مغناطیسی آهن پوشیده شده با هیدروکسی آپاتیت و بررسی عملکرد آنها برای جذب کبالت دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

فرمت فایل : WORD (قابل ویرایش)

تعداد صفحات:176

پایان‌نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد ((M.Sc))
گرایش: کاربردی

عنوان : سنتز نانوذرات مغناطیسی آهن پوشیده شده با هیدروکسی آپاتیت و بررسی عملکرد آنها برای جذب کبالت (II) و روی II)) از محلولهای آبی و اندازه¬گیری با اسپکترومتری جذب اتمی شعله

فهرست مطالب:
عنوان     صفحه
خلاصه فارسی    1
مقدمه    2

فصل اول: کلیات    
1-1- ضرورت انجام تحقیق    5
1-2- بیان مسئله    5
1-3- اهداف پژوهش    8
1-4-  فناوری نانو    8
1-4-1-  نانو ذرات    9
1-4-2- نانوذرات مغناطیسی    11
1-4-2-1- طبقه بندی مواد از لحاظ مغناطیسی    12
1-4-2-1-1- مواد فرو مغناطیس    12
1-4-2-1-2- مواد فری مغناطیس    15
1-4-2-2- نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن    15
1-4-2-2-1- مگنتیت    15
1-4-2-2-2- مگهمایت    16
1-5- روشهای تهیه ی مگنتیت    17
1-5-1- تهیه ی مگنتیت در محیط های همگن مایع    18
1-5-1-1- تهیه ی مگنتیت در روش همرسوبی محلول نمک آهن (III) و آهن (II)    18
1-5-2- تهیه مگنتیت به روش بیوسنتز    22
1-6- کاربرد های اکسید های مغناطیسی آهن    23
1-7- اصلاح سطح نانو ذرات مغناطیسی     25
1-8- آپاتیت    26
1-9- هیدروکسی آپاتیت    27
1-10- تاریخچه ی شناسایی هیدروکسی آپاتیت    28
1-11- خواص هیدروکسی آپاتیت    28
1-11-1- بلورینگی    28
1-11-2- خواص زیست سازگاری    29
1-11-3- رفتار حرارتی    29
1-11-4- خواص مکانیکی    30
1-11-5- چگالی    31
1-11-6- حلالیت در آب    31
1-12- روش های سنتز هیدروکسی آپاتیت    33
1-13- تاریخچه ای از کاربرد های هیدروکسی آپاتیت    35
1-14-کاربرد های هیدروکسی آپاتیت    35
فصل دوم : مروری برمتون گذشته     
2-1- فلزات سنگین و اثرات آن ها    40
2-1-1-کبالت    40
2-1-1-1-اثرات کبالت بر روی سلامتی انسان    41
2-1-1-2-تاثیرات زیست محیطی کبالت    43
2-1-2- روی    45
2-1-2-1- اثرات روی بر روی سلامتی انسان    46
2-1-2-2- اثرات روی بر روی محیط زیست    47
2-2- ضرورت جداسازی فلزات سنگین از آب    49
2-3- کاربرد های فناوری نانو در عرصه صنعت آب    49
2-4- روش های جداسازی فلزات سنگین    52
2-4-1- رسوب دهی شیمیایی    52
2-4-2- انعقاد و ته نشینی    54
2-4-3- انعقاد الکترودی    56
2-4-4- روش تبادل یون    58
2-4-5- کاتالیزورهای نانوئی    62
2-4-6- جذب بیولوژیکی    63
2-4-7- روش های غشایی    66
2-4-7-1- الکترودیالیز    67
2-4-7-2- اسمز معکوس    69
2-4-7-3- نانو فیلتراسیون    70
2-4-7-4- اولترافیلتراسیون توسط پلیمر های دندریمر افزایشی    72
2-4-8- شناور سازی    74
2-4-9- جذب سطحی    77
2-4-9-1- جذب توسط کربن فعال    80
2-4-10- جداسازی مغناطیسی    81
2-4-11- ترکیب جداسازی مغناطیسی با فرایند جذب سطحی با جاذب γ-Fe2O3@HAP    85
2-5- مروری بر مطالعات گذشته    89
2-5-1- مطالعات انجام شده برای حذف فلزات سنگین با نانو ذرات مغناطیسی    89
2-5-2- مطالعات انجام شده برای حذف فلزات سنگین با هیدروکسی آپاتیت    92
2-5-3- مطالعات انجام شده برای حذف فلزات سنگین با γ-Fe2O3@HAP     95
فصل سوم : مواد و روش ها
3-1- مواد    98
3-2- تجهیزات دستگاهی    99
3-3- روش کار    99
3-3-1- سنتز جاذب    99
3-3-2- تعیین ساختار نانو ذرات γ-Fe2O3@HAP سنتز شده    101
3-3-3- تهیه ی محلول های نیترات روی و نیترات کبالت    102
3-3-4- بهینه سازی و بررسی عوامل موثر بر جذب Zn2+  و Co2+     102
3-3-5- بررسی میزان جذب کبالت (II) و روی (II) از محلول های آبی در شرایط بهینه    104
3-3-6- آزمایش واجذبی    105
3-3-7- بررسی میزان جذب Zn2+  و Co2+ موجود در پساب با جاذب γ-Fe2O3@HAP     106
3-3-8- بررسی تخریب یا عدم تخریب نانو ذرات γ-Fe2O3@HAP پس از فرایند جذب    106
فصل چهارم : نتایج
4-1- بررسی ساختار جاذب نانو ذرات  γ-Fe2O3@HAP     108
4-1-1- SEM  و TEM مربوط به γ-Fe2O3@HAP  قبل از فرایند جذب    108
4-1-2- طیف FTIR  مربوط به γ-Fe2O3@HAP  قبل از فرایند جذب    109
4-1-3- طیف XRD مربوط به γ-Fe2O3@HAP  قبل از فرایند جذب    110
4-2- نتایج تست انجام شده    110
4-3- رسم منحنی استاندارد    111
4-4- بهینه سازی فاکتور های موثر بر جذب توسط طراحی باکسن- بهکن    112
4-5- بررسی درصد جذب و واجذبی Zn2+  و Co2+ در محلول ها    122
4-6- بررسی درصد جذب Zn2+  و Co2+  موجود در پساب    124
4-7- بررسی تخریب یا عدم تخریب جاذب نانو ذرات γ-Fe2O3@HAP پس از واجذبی    124
4-7-1- طیف FTIR نانو جاذب γ-Fe2O3@HAP مربوط به فرایند واجذب    125
4-7-2- طیف XRD نانو جاذب γ-Fe2O3@HAP مربوط به فرایند واجذب    126
فصل پنجم: بحث و پیشنهادات
5-1- نتیجه گیری    128
5-2- پیشنهادات    129

منابع    131
خلاصه ی انگلیسی    162


فهرست جداول
عنوان                                                                                                                          صفحه

جدول 1-1- خواص فیزیکی Fe3O4 و γ-Fe2O3    17   
جدول 1-2- خواص فیزیکی هیدروکسی آپاتیت    32
جدول 1-3- مقایسه ی روش های مختلف سنتز پودر هیدروکسی آپاتیت    34
جدول 2-1- خواص عمومی و اتمی کبالت    44
جدول 2-2- خواص فیزیکی کبالت    44
جدول 2-3- خواص عمومی و اتمی روی    48
جدول 2-4- خواص فیزیکی روی    48
جدول 2-5- شرایط رسوب دهی فلزات سنگین در عملیات رسوب دهی شیمیایی    53
جدول 3-1- آزمایشهای طراحی شده جهت بهینه سازی فاکتورها با نرم افزار باکس- بهکن     104
جدول 4-1- میزان و درصد جذب Co2+ موجود در محلول ppm 100  Co(NO3)2. 6 H2O     110  
جدول4-2- میزان و درصد جذب Zn2+ موجود در محلول ppm 100  Zn(NO3)2. 6 H2O       111
جدول4-3- نتایج جذب آزمایشهای طراحی باکس- بهکن برای 3 فاکتور انتخابی      113
جدول 4-4- مقادیر بهینه pH،γ-Fe2O3@HAP   و زمان برای Zn2+و  Co2+    121
جدول 4-5- مقادیر جذب یون های  Zn2+و‍‍ Co2+بعد از اعمال شرایط بهینه    122
جدول 4-6- ترکیبات مورد استفاده  و میزان و درصد جذب Zn2+  و Co2+ در فرایند واجذبی    123
جدول 4-7- میزان جذب Zn2+  و Co2+ موجود در پساب قبل و بعد از انجام فرایند جذب    124

فهرست اشکال
عنوان    صفحه

شکل 1-1- نمونه ای از حلقه پسماند در مواد فرومغناطیس    14
شکل 1-2- نمونه ای از حلقه پسماند در مواد فرومغناطیس    14
شکل 1-3- تاثیر بلوکهای میدانی در ایجاد پسماند مغناطیسی    14
شکل 1-4- ساختار کریستالی مگنتیت    16
شکل 1-5- ساختار کریستالی مگهمیت    17
شکل 1-6- مراحل سنتز Fe3O4 درون میکروارگانیسم    22
شکل 1-7- ساختار کریستالی هیدروکسی آپاتیت    29
شکل 2-1- نانوذرات اکسیدهای فلزی،  نانو لوله های کربن دار،  زئولیتها و دندریمرها    50
شکل 2-2- دسته بندی انواع فیلتر ها    67
شکل 2-3- نحوه ی عملکرد نانوفیلتراسیون    71
شکل 2-4- بازیابی یون های فلزی از محلول های آبی توسط فیلتراسیون با پلیمر دندریمر    73
شکل 4- 1- SEM مربوط به نانوذرات γ-Fe2O3@HAPن  قبل از فرایند جذب    108
شکل 4-2- TEM مربوط به نانوذرات γ-Fe2O3@HAP  قبل از فرایند جذب    108
شکل 4-3- طیف FTIR  ناذرات γ-Fe2O3@HAP  قبل از فرایند جذب    109
شکل 4-4- طیف XRD مربوط به γ-Fe2O3@HAP  قبل از فرایند جذب    110
شکل 4-5- منحنی استاندارد جذب Co2+    111
شکل 4- 6- منحنی استاندارد جذب Zn2+    112
شکل 4-7- میزان تاثیر فاکتورهای مختلف موثر بر جذب Zn2+  و Co2+    114
شکل 4-8- رابطه مقادیر مختلف PH و γ-Fe2O3@HAP و زمان با درصد جذب    114
شکل 4-9- تغییرات مقدار PH و γ-Fe2O3@HAP با ثابت در نظر گرفتن زمان    115
شکل 4-10- تغییرات مقدار میلی گرم γ-Fe2O3@HAP و زمان با ثابت در نظر گرفتن PH    115
شکل 4-11- تغییرا مقدار PH و زمان با ثابت در نظر گرفتن مقدار میلی گرم γ-Fe2O3@HAP    116
شکل 4-12- مقدار نسبی کاتیون Co2+ بر حسب PH    118
شکل 4-13- مقدار نسبی کاتیون Zn2+ بر حسب PH    119
شکل 4-14- طیف FTIR نانو جاذب γ-Fe2O3@HAP مربوط به فرایند واجذب    125
شکل 4-15- طیف XRD نانو جاذب γ-Fe2O3@HAP مربوط به فرایند واجذب    126

خلاصه فارسی:
در این تحقیق ابتدا نانو ذرات  γ-Fe2O3@HAPسنتز شده و با اطمینان از سنتز موفق این نانو ذرات با توجه به طیف های XRD، FTIR و تصاویر  SEMو TEM آن ها، این نانو ذرات به عنوان جاذب برای جداسازی یون های فلزی Zn2+ و Co2+ از محلول های آبی حاویcc  20 کبالت (II) و روی (II)ppm  10 به کار برده شدند و برای اندازه گیری جذب این فلزات از اسپکترومتری جذب اتمی شعله استفاده شد. علاوه بر این به منظور دستیابی به بالاترین بازده جذب فلزات سنگین توسط نانوذرات γ-Fe2O3@HAP، اثر عوامل مختلف از جمله مقدار گرم نانوذرات γ-Fe2O3@HAP، زمان استخراج و pH بررسی و توسط طراحی های کمومتری بهینه سازی شد. شرایط بهینه عبارت بودند از: 10 pH=،g 015/0γ-Fe2O3@HAP =  و45Time =  دقیقه که موارد گفته شده توسط نرم افزار 1/5Statgraphics  با استفاده از طراحی باکس- بهکن بهینه سازی و سطوح بهینه این فاکتورها تعیین شد. در شرایط بهینه نزدیک به 100% کاتیونهای مذکور جذب نانوذرات شده و از محیط آبی حذف شدند. همچنین بر روی پساب حاویppm Zn2+  3/22 وppm Co2+   5 فرایند جذب با جاذب MNHAP را در شرایط بهینه انجام داده و به جذب 99% روی (II) و 96% کبالت (II) دست یافتیم. فرایند جذب سطحی Zn2+ و Co2+ بر روی جاذب MNHAP با مکانیسم های جاذبه ی الکترواستاتیک، تشکیل کمپلکس سطحی، تبادل یون صورت گرفته است. علاوه بر موارد بیان شده آزمایشات واجذبی را توسط 3 شوینده ی HNO3 یک نرمال، EDTA   سه صدم مولار،  CaNO3. 4H2Oیک دهم مولار بعد از اعمال فرایند جذب در شرایط بهینه انجام دادیم و به نتایج رضایت بخشی دست یافتیم . سپس به منظور بررسی تخریب یا عدم تخریب جاذب، طیفهای FTIR و XRD از جاذب گرفته شد و تفسیر طیفهای بدست آمده بیانگر عدم تخریب جاذب  γ-Fe2O3@HAPبود.
کلید واژه : نانو ذرات مغناطیسی، جاذب های مغناطیسی قابل بازیافت، نانو ذرات مغناطیسی گاما اکسید آهن با پوشش هیدروکسی آپاتیت، فلزات سنگین، دستگاه اسپکترومتری جذب اتمی شعله

مقدمه
امروزه در جهان بسیاری از مردم به دلایل بلاهای طبیعی، جنگ و زیر ساختهای ضعیف خالص سازی آب، به آبی بهداشتی دسترسی ندارند. بر طبق آمارهای موجود و به نقل از سازمان جهانی بهداشت، حدود یک میلیارد نفر به منابع آبی سالم و بهداشتی دسترسی نداشته و این میزان چیزی حدود یک ششم جمعیت کره زمین را در بر می گیرد.
فلزات سنگین به دلیل تجمع زیستی شان، عدم زیست تخریب پذیریشان، سمیتشان به عنوان تهدیدی جدی برای بشر محسوب می شوند. رشد صنعت و کاربرد فلزات سنگین در فرایند های صنعتی زیاد، منجر به افزایش غلظت فلزات سنگین در فاضلاب ها و محیط شده، بنابراین جداسازی و حذف آن ها از آب های آلوده، پساب ها و آب آشامیدنی بسیار ضروری می باشد.
روش های مختلفی برای حذف فلزات سنگین از آبهای صنعتی به کار می¬روند از جمله : رسوب دهی شیمیایی، انعقادو ته نشینی، انعقاد الکتریکی، کاربرد رزین های تبادل یون، فرایند های جداسازی غشایی (اسمز معکوس، نانو فیلتراسیون، الکترو دیالیز)، جذب سطحی(جاذب های متداول اصولاً شامل کربن فعال، زئولیت، خاک رس، موادپلیمری و زیست توده می باشد.) وجداسازی مغناطیسی.
آنچه در این مبحث، بیش از بیش دنبال آن هستیم، ایجاد بستری مناسب، برای دستیابی به آبی سالم، با کیفیت و مقرون به صرفه است. به یمن استفاده از شیوه های جدید مخصوصاٌ نانوتکنولوژی در تصفیه آب، شرایط ذکر شده برای ما میسر گردیده است، بطوریکه با توجه به حذف موثر آلاینده ها و کاهش هزینه های تمام شده تولید آب سالم، استفاده از این فناوری ها، نسبت به روشهای قدیمی بیشتر مورد توجه و استقبال قرار گرفته است. از میان تکنولوژی های متداول به منظور جداسازی یون های فلزی سنگین از محلول های آبی، برای برطرف کردن نواقص و کاستی های این روش ها، جاذب نانو ذرات مغناطیسی آهن پوشیده شده با هیدروکسی آپاتیت که در آن تکنولوژی جداسازی مغناطیسی با فرایند جذب سطحی ترکیب شده به کار رفته است.
  هیدروکسی آپاتیت به دلیل ظرفیت جذب بالای فلزات سنگین، جذب سریع، حلالیت کم در آب، زیست- سازگاری، در دسترس بودن، سهولت تهیه، هزینه ی پایین و پایداری در مقابل ترکیبات اکسنده و کاهنده یک ماده ی  ایده ال برای جداسازی فلزات سنگین می باشد.
 تثبیت HAP بر سطح نانو ذرات مغناطیسی منجر به رفع مشکل برگشت ناپذیری، افزایش بازده فرایند جذب و بازیافت جاذب،  جذب انتخاب پذیر و اختصاصی، بالا رفتن سرعت جذب، جلوگیری از اکسیداسیون سریع هسته اکسید آهن در محیط آبی شده وامکان جداسازی سریع و ساده ی جاذب با اعمال یک میدان مغناطیسی را فراهم می کند. بنابراین می توان انبوهی از فاضلاب را در دوره ی زمانی خیلی کوتاه بدون تولید هیچ آلودگی، با عملیات ساده، اقتصادی و راندمان بالا تصفیه نمود.
در این پایان نامه در فصل اول به توضیح  نانو فناوری، نانو ذرات، نانو ذرات مغناطیسی، طبقه بندی مواد از لحاظ مغناطیسی، نانو ذرات اکسید آهن، روش های سنتز  و کاربرد نانو ذرات اکسید های آهن، اصلاح سطح، هیدروکسی آپاتیت،  خواص هیدروکسی آپاتیت، روش های سنتز و کاربرد هیدروکسی آپاتیت، پرداخته شده است. در فصل دوم اثرات فلزات سنگین بر روی انسان و محیط زیست، ضرورت جداسازی فلزات سنگین از آب، کاربرد فناوری نانو در صنعت آب، روش های جداسازی فلزات سنگین، جاذب γ-Fe2O3@HAP، مروری بر مطالعات قبلی مورد بررسی قرار گرفته است. در فصل سوم مواد، تجهیزات مورد استفاده و روش کارهای انجام شده بیان شده. در فصل چهارم به تجزیه و تحلیل و بیان نتایج حاصل از تحقیق و پیشنهادات پرداخته شده است.

اثر مغناطیسی جریان الکتریکی

اختصاصی از کوشا فایل اثر مغناطیسی جریان الکتریکی دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

مقاله با عنوان اثر مغناطیسی جریان الکتریکی در فرمت ورد و شامل مطالب زیر می باشد:

تاریخچه
محقق برجسته
سیر تحولی و رشد
منشا میدان مغناطیسی
اولین سوال اورستد
اثر مغناطیسی جریان الکترولیتی
اثر مغناطیسی جریان و خواص الکتریکی رسانا

پایان نامه بررسی تاثیر اعمال میدان مغناطیسی بر راندمان ماشینکاری در فرآیند ماشینکاری تخلیه الکتریکی نیمه خشک

اختصاصی از کوشا فایل پایان نامه بررسی تاثیر اعمال میدان مغناطیسی بر راندمان ماشینکاری در فرآیند ماشینکاری تخلیه الکتریکی نیمه خشک دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

فرمت فایل : WORD (قابل ویرایش)

تعداد صفحات:142

پایان نامه جهت اخذ درجه کارشناسی ارشد  
مهندسی مکانیک- ساخت و تولید

فهرست مطالب:
عنوان                                                                                                                                        صفحه
تشکر و قدردانی      ت
تقدیم      ث
چکیده      ج
فهرست مطالب      ح
فهرست شکل‌ها      ز
فهرست جداول      ص
فصل اول: کلیات      1
1-1- مقدمه      2
1-2- تاریخچه فرآیند ماشینکاری تخلیه الکتریکی      4
1-3- مکانیزم براده‌برداری فرآیند  ماشینکاری تخلیه الکتریکی      4
1-4- پارامترهای ورودی و خروجی فرآیند ماشینکاری تخلیه الکتریکی      6
     1-4-1- متغیرهای ورودی فرآیند ماشینکاری تخلیه الکتریکی      6
     1-4-2- متغیرهای خروجی فرآیند ماشینکاری تخلیه الکتریکی      6
1-5- مزایای فرآیند ماشینکاری تخلیه الکتریکی     7
1-6- دی‌الکتریک واسطه      7
     1-6-1- فرآیند ماشینکاری تخلیه الکتریکی معمولی      9
     1-6-2- فرآیند ماشینکاری تخلیه الکتریکی معمولی با دی‌الکتریک حاوی پودر      9
     1-6-3- فرآیند ماشینکاری تخلیه الکتریکی خشک      9
     1-6-4- فرآیند ماشینکاری تخلیه الکتریکی نیمه‌خشک      10
1-7- ساختمان ماشین EDM      10
     1-7-1- برش‌کاری سیمی با EDM      11
     1-7-2- EDM به روش غوطه‌وری      12
     1-7-3- فرزکاری با EDM      13
1-8- سایر فرآیندهای بر پایه EDM      13
     1-8-1- فرآیند ماشینکاری تخلیه الکتریکی به همراه میدان مغناطیسی      13
     1-8-2- فرآیند ماشینکاری تخلیه الکتریکی به کمک ارتعاشات التراسونیک      14
1-9- مروری بر پژوهش های انجام شده در ارتباط با فرآیند ماشینکاری تخلیه الکتریکی نیمه‌خشک      15
1-10- مروری بر پژوهش های انجام شده در ارتباط با اعمال میدان مغناطیسی در فرآیند ماشینکاری تخلیه الکتریکی     21
1-11- اهداف پژوهش      25
1-12- ساختار پایان‌نامه      26
فصل دوم: تجهیزات مورد استفاده و روش آزمایش      27
2-1- تجهیزات آزمایشگاهی      28
     2-1-1- دستگاه ماشینکاری تخلیه الکتریکی      28
     2-1-2- مکانیزم‌های اضافه شده به دستگاه      29
          2-1-2-1- مکانیزم آماده‌سازی سیال دی‌الکتریک برای فرآیند ماشینکاری تخلیه الکتریکی نیمه‌خشک      30
                2-1-2-1-1- کمپرسور     31
                2-1-2-1-2- پمپ     32    
                2-1-2-1-3- دبی سنج     32
                2-1-2-1-4- رگلاتور     33
          2-1-2-2- مکانیزم تامین حرکت دورانی ابزار      34
          2-1-2-3- مکانیزم اعمال میدان مغناطیسی      35
     2-1-3- دورسنج نوری      35
2-2- مواد و ترکیبات آزمایش      36
     2-2-1- قطعه کار      36
     2-2-2- ابزار      36
2-3- انجام محاسبات لازم      38
     2-3-1- محاسبه نرخ براده‌برداری و نرخ سایش ابزار      38
     2-3-2- اندازه‌گیری زبری سطح      39
     2-3-3- ضبط شکل موج ولتاژ در حین ماشینکاری      40
2-4- انجام آزمایش      40
فصل سوم: طراحی آزمایش به روش تاگوچی      45
3-1- تعریف طراحی آزمایش      46
3-2- هدف از اجرای طراحی آزمایش      46
3-3- مراحل استفاده از تکنیک طراحی آزمایش‎ها      48
3-4- انواع روش‌های طراحی آزمایش      48
     3-4-1- طراحی آزمایش به روش تاگوچی      48
           3-4-1-1- مقدمه      48
           3-4-1-2- مزایای روش تاگوچی      49
           3-4-1-3- ویژگی‌های آرایه‌های متعامد      50
           3-4-1-4- شرایط آرایه‌های متعامد در روش تاگوچی      51
           3-4-1-5- انتخاب آرایه متعامد متناسب      51
           3-4-1-6- مشخص کردن ستون اثرات متقابل      52
           3-4-1-7- آنالیز واریانس      52
           3-4-1-8- جدول آنالیز واریانس      54
3-5- نرم‌افزار Qualitek      56
فصل چهارم: نتایج و بحث      57
4-1- مقدمه      58
4-2- تحلیل نتایج مرحله اول آزمایش‌ها      59
      4-2-1- نرخ براده‌برداری      59
          4-2-1-1- بررسی تاثیر پارامترهای ورودی موثر بر نرخ براده‌برداری      59
          4-2-1-2- آنالیز واریانس مربوط به نرخ براده‌برداری و تعیین مقادیر بهینه نرخ براده‌برداری      61
     4-2-2- نرخ سایش ابزار      63
          4-2-2-1- بررسی تاثیر پارامترهای ورودی موثر بر نرخ سایش ابزار      63
          4-2-2-2- آنالیز واریانس مربوط به نرخ سایش ابزار و تعیین مقادیر بهینه نرخ سایش ابزار       65
     4-2-3- زبری سطح      66
          4-2-3-1- بررسی تاثیر پارامترهای ورودی موثر بر زبری سطح      66
          4-2-3-2- آنالیز واریانس مربوط به زبری سطح و تعیین مقادیر بهینه زبری سطح       68
4-3- تحلیل نتایج مرحله دوم آزمایش‌ها      69
     4-3-1- نرخ براده‌برداری      69
          4-3-1-1- بررسی تاثیر پارامترهای ورودی موثر بر نرخ براده‌برداری      69
          4-3-1-2- آنالیز واریانس مربوط به نرخ براده‌برداری و تعیین مقادیر بهینه نرخ براده‌برداری      71
     4-4-2- نرخ سایش ابزار      72
          4-3-2-1- بررسی تاثیر پارامترهای ورودی موثر بر نرخ سایش ابزار      72
          4 -3-2-2- آنالیز واریانس مربوط به نرخ سایش ابزار و تعیین مقادیر بهینه نرخ سایش ابزار      73
     4-3-3- زبری سطح      75
          4-3-3-1- بررسی تاثیر پارامترهای ورودی موثر بر زبری سطح      75
          4-3-3-2- آنالیز واریانس مربوط به زبری سطح و تعیین مقادیر بهینه زبری سطح       77
4-4- بررسی تاثیر جنس ابزار      78
    4-4-1- تاثیر جنس ابزار بر نرخ براده‌برداری    78
     4-4-2- تاثیر جنس ابزار بر نرخ سایش ابزار      79
     4-4-3- تاثیر جنس ابزار بر زبری سطح      80
4-5- مقایسه فرآیند‌های ماشینکاری تخلیه الکتریکی معمولی، خشک و نیمه‌خشک      81
4-6- تاثیر اعمال میدان مغناطیسی      84
     4-6-1- تاثیر میدان مغناطیسی بر نرخ براده‌برداری      84
     4-6-2- تاثیر میدان مغناطیسی بر زبری سطح      86
     4-6-3- تاثیر میدان مغناطیسی بر نرخ سایش ابزار      88
     4-6-4- آنالیز امواج تخلیه      89
     4-6-5- آنالیز سلامتی سطوح ماشینکاری شده      91
فصل پنجم: نتیجه‌گیری و پیشنهادات      92
5-1- نتیجه‌گیری      93
5-2- پیشنهادات      96
مراجع      97
پیوست‌ها     104


فهرست شکل‌ها
عنوان                                                                                                                                     صفحه
شکل 1-1- شماتیک فرآیند برش‌کاری سیمی با EDM      11
شکل 1-2- شماتیک فرآیند EDM به روش غوطه‌وری      12
شکل 1-3- شماتیک فرآیند فرزکاری با EDM      13
شکل 1-4- میکرو تصاویر نوری حفرات تخلیه برای سه جنس مختلف الکترود ابزار الف) ابزار گرافیتی ب) ابزار مسی
 ج) ابزار گرافیتی نفوذ داده شده با مس      16
شکل 1-5- زاویه پیشروی ابزار الف) 0= α، ب)100- = α و ج)300- = α      18
شکل 1-6- زاویه تمایل ابزار الف) 100= β و ب) 0 30= β      18
شکل 1-7- میدان مغناطیسی در اطراف ابزار و قطعه‌کار      21
شکل 2-1- ماشین اسپارک مورد استفاده در این مطالعه      29
شکل 2-2- مکانیزم استفاده شده برای رساندن دی‌الکتریک به فاصله گپ در فرآیند ماشینکاری تخلیه الکتریکی
 نیمه‌خشک      30
شکل 2-3- شماتیک مکانیزم استفاده شده برای رساندن دی‌الکتریک به فاصله گپ در فرآیند ماشینکاری تخلیه
 الکتریکی نیمه‌خشک      31
شکل 2-4- کمپرسور مورد استفاده در این پژوهش     31
شکل 2-5- پمپ مورد استفاده در این پژوهش      32
شکل 2-6- دبی‌سنج استفاده شده در این پژوهش      33
شکل 2-7- رگلاتور مورد استفاده در این پژوهش      33  
شکل 2-8- مکانیزم تأمین حرکت دورانی ابزار      34
شکل2-9- اینورتر مدل  LS600     34
شکل 2-10- محفظه آهنرباهای مغناطیسی و خطوط میدان مغناطیسی ناشی از آنها در اطراف قطعه‌کار      35
شکل 2-11- دورسنج نوری مورد استفاده در این مطالعه      35
شکل 2-12- قطعه‌کار مورد استفاده در این مطالعه      36
شکل 2-13- ابزار مورد استفاده در این مطالعه      37
شکل 2-14- ترازوی دیجیتالی Radwag‐WTB      38
شکل 2-15- زبری سنج  Mahr perthometer M2      39
شکل 2-16- اسیلوسکوپ دیجیتالی1052U –GDS      40
شکل 3-1- فلوچارت تحلیل نتایج      53
شکل 4-1- نمودارهای اثر اصلی مربوط به نرخ براده‌برداری در فرآیند ماشینکاری تخلیه الکتریکی نیمه‌خشک
 در مرحله اول آزمایش‌ها      61
شکل 4-2- نمودارهای اثر اصلی مربوط به نرخ سایش ابزار در فرآیند ماشینکاری تخلیه الکتریکی نیمه‌خشک
در مرحله اول آزمایش‌ها     64
شکل 4-3- نمودارهای اثر اصلی مربوط به زبری سطح در فرآیند ماشینکاری تخلیه الکتریکی نیمه‌خشک
در مرحله اول آزمایش‌ها     67
شکل 4-4- نمودارهای اثر اصلی مربوط به نرخ براده‌برداری  در فرآیند ماشینکاری تخلیه الکتریکی نیمه‌خشک
در مرحله دوم آزمایش‌ها     70
شکل 4-5- نمودارهای اثر اصلی مربوط به نرخ سایش ابزار در فرآیند ماشینکاری تخلیه الکتریکی نیمه‌خشک
در مرحله دوم آزمایش‌ها     73
شکل 4-6- نمودارهای اثر اصلی مربوط به زبری سطح در فرآیند ماشینکاری تخلیه الکتریکی نیمه‌خشک
 در مرحله دوم آزمایش‌ها     76
شکل 4 -7- مقایسه نرخ براده‌برداری به ‌دست ‌آمده با دو ابزار مسی و برنجی در سطوح انرژی تخلیه مختلف      78
شکل 4-8- مقایسه نرخ سایش ابزار به ‌دست‌ آمده با دو ابزار مسی و برنجی در سطوح انرژی تخلیه مختلف      79
شکل 4-9- مقایسه زبری سطح به ‌دست ‌آمده با دو ابزار مسی و برنجی در سطوح انرژی تخلیه مختلف      80
شکل 4-10- (الف) نرخ براده‌برداری، (ب) نرخ سایش ابزار و (ج) زبری سطح، به ‌دست ‌آمده با فرآیند ماشینکاری
 تخلیه الکتریکی معمولی، نیمه‌خشک  و  خشک در سطوح انرژی تخلیه کم، متوسط و زیاد       82
شکل 4-11- نمودارهای اثر اصلی مربوط به نرخ براده‌برداری در فرآیند ماشینکاری تخلیه الکتریکی نیمه‌خشک با
 میدان مغناطیسی و در غیاب میدان مغناطیسی      86
شکل 4-12- نمودارهای اثر اصلی مربوط به زبری سطح در فرآیند ماشینکاری تخلیه الکتریکی نیمه‌خشک
  با میدان مغناطیسی و در غیاب میدان مغناطیسی      87
شکل 4-13- نمودارهای اثر اصلی مربوط به نرخ سایش ابزار در فرآیند ماشینکاری تخلیه الکتریکی نیمه‌خشک
  با میدان مغناطیسی و در غیاب میدان مغناطیسی      89
شکل 4-14- امواج تخلیه فرآیند ماشینکاری تخلیه الکتریکی نیمه‌خشک  (الف) در غیاب میدان مغناطیسی و
 (ب) با میدان مغناطیسی، پس از 10 دقیقه ماشینکاری      90
شکل 4-15- میکرو تصاویر نوری سطوح ماشینکاری شده با فرآیند ماشینکاری تخلیه الکتریکی نیمه‌خشک،
 (الف) با میدان مغناطیسی و (ب) در غیاب میدان مغناطیسی      91

فهرست جداول
عنوان                                                                                                                                       صفحه
جدول 2-1- مشخصات دستگاه EDM      29
جدول 2-2- ترکیب شیمیایی قطعه‌کار      36
جدول 2-3- مشخصات اصلی ابزار مسی      37
جدول 2-4- مشخصات اصلی ابزار برنجی      38
جدول 2-5- پارامترهای ثابت مرحله اول آزمایش‌ها     41
جدول 2-6- شرایط مرحله اول آزمایش‌ها (جدول طراحی آزمایش تاگوچی و سطوح پارامترهای ورودی برای مرحله
 اول آزمایش‌ها)      41
جدول 2-7- پارامترهای ثابت مرحله دوم آزمایش‌ها      42
جدول 2-8- شرایط مرحله دوم آزمایش‌ها (جدول طراحی آزمایش تاگوچی و سطوح پارامترهای ورودی برای مرحله دوم
 آزمایش‌ها)      42
جدول 2-9- شرایط انجام آزمایش‌ها در مرحله سوم و چهارم     43
جدول 2-10- پارامترهای ثابت مرحله سوم و چهارم آزمایش‌ها      44
جدول 2-11- سایر شرایط ماشینکاری برای مرحله پنجم آزمایش‌ها      44
جدول 3-1- آرایه متعامد  L_(8 ) (2^7 )       50
جدو ل 3-2- جدول آنالیز واریانس برای یک آرایه متعامد L9 با چهار فاکتور کنترلی      55
جدول 4-1- آنالیز واریانس برای نرخ براده‌برداری در مرحله اول آزمایش‌ها      62
جدول 4-2- مقدار فاکتورهای ورودی برای رسیدن به مقدار بهینه نرخ براده‌برداری در مرحله اول آزمایش‌ها      62
جدول 4-3- آنالیز واریانس برای نرخ سایش ابزار در مرحله اول آزمایش‌ها      65
جدول 4-4- مقدار فاکتورهای ورودی برای رسیدن به مقدار بهینه نرخ سایش ابزار در مرحله اول آزمایش‌ها      65
جدول 4-5- آنالیز واریانس برای زبری سطح در مرحله اول آزمایش‌ها      68
جدول 4-6- مقدار فاکتورهای ورودی برای رسیدن به مقدار بهینه زبری سطح در مرحله اول آزمایش‌ها      68
جدول 4-7- آنالیز واریانس برای نرخ براده‌برداری در مرحله دوم آزمایش‌ها      71
جدول 4-8- مقدار فاکتورهای ورودی برای رسیدن به مقدار بهینه نرخ براده‌برداری در مرحله دوم آزمایش‌ها      71
جدول 4-9- آنالیز واریانس برای نرخ سایش ابزار در مرحله دوم آزمایش‌ها      74
جدول 4-10- مقدار فاکتورهای ورودی برای رسیدن به مقدار بهینه نرخ سایش ابزار در مرحله دوم آزمایش‌ها      74
جدول 4-11- آنالیز واریانس برای زبری سطح در مرحله دوم آزمایش‌ها      77
جدول 4-12- مقدار فاکتورهای ورودی برای رسیدن به مقدار بهینه زبری سطح در مرحله دوم آزمایش‌ها      77

چکیده:
فرآیند ماشینکاری تخلیه الکتریکی یکی از فرآیندهای پیشرفته ماشینکاری است که ماشینکاری قطعات سخت و با استحکام بالا مانند سرامیک‌ها و فولادهای عملیات حرارتی شده از کاربردهای مهم این فرآیند است. علیرغم کاربردهای منحصربه‌فرد این روش ماشینکاری، نرخ براده‌برداری پایین، زبری سطح بالا، نرخ سایش ابزار بالا و مشکلات زیست‌محیطی ناشی از انجام این فرآیند، از جمله مشکلات و محدودیت‌های این روش ماشینکاری محسوب می شود.
در این پژوهش عملیات سوراخکاری با فرآیند ماشینکاری تخلیه الکتریکی نیمه‌خشک مورد بررسی قرار می‌گیرد. در این راستا، فرآیند ماشینکاری تخلیه الکتریکی نیمه‌خشک، به منظور برطرف کردن محدودیت‌های فرآیند ماشینکاری تخلیه الکتریکی معمولی، معرفی می‌شود و با استفاده از روش طراحی آزمایش تاگوچی، آزمایش‌هایی برای بررسی تاثیر پارامترهای ورودی مختلف بر مشخصات خروجی این فرآیند از قبیل نرخ براده‌برداری، نرخ سایش ابزار و زبری سطح طراحی و انجام شده و مقادیر بهینه نرخ براده‌برداری، نرخ سایش ابزار و زبری سطح به‌همراه شرایط رسیدن به این مقادیر بهینه مشخص می‌شود. آنالیز واریانس نیز برای تعیین مهمترین فاکتورهای موثر بر مشخصات خروجی‌ این فرآیند بکار گرفته می‌شود. همچنین تاثیر جنس ابزار (مس و برنج) بر عملکرد ماشینکاری این فرآیند مورد بررسی قرار گرفته و این فرآیند با فرآیندهای ماشینکاری تخلیه الکتریکی معمولی و خشک مقایسه می‌شود تا مزایای این فرآیندها در مقایسه با یکدیگر مشخص شود و در نهایت، تاثیر اعمال میدان مغناطیسی به فاصله گپ در این فرآیند مورد بررسی قرار می‌گیرد. نتایج به دست آمده از این پژوهش نشان داد که فرآیند ماشینکاری تخلیه الکتریکی نیمه‌خشک کمترین زبری سطح را تولید می‌کند و مطلوب‌ترین فرآیند برای عملیات پرداخت‌کاری می‌باشد، درحالی‌که فرآیند ماشینکاری تخلیه الکتریکی معمولی بهترین فرآیند برای عملیات خشن‌کاری است. همچنین با اعمال میدان مغناطیسی به فاصله گپ در این فرآیند، نرخ براده‌برداری افزایش یافته و زبری سطح کمتری به دست می‌آید. میکرو تصاویر نوری سطوح ماشینکاری شده نیز نشان می‌دهند که سلامتی سطح بهتری در فرآیند ماشینکاری تخلیه الکتریکی نیمه‌خشک به کمک میدان مغناطیسی در مقایسه با فرآیند ماشینکاری تخلیه الکتریکی نیمه‌خشک بدون میدان مغناطیسی به دست می‌آید.
کلمات کلیدی: ماشینکاری تخلیه الکتریکی نیمه‌خشک، روش طراحی آزمایش تاگوچی، میدان مغناطیسی، نرخ براده برداری، نرخ سایش ابزار، زبری سطح.