بخشی از مقاله
چکیده
یک آلیاژ شیشهای فلزی است که ساختار اتمی نامنظم داشته و برخلاف فلز بلوری ساختار منظم تکرار شونده ندارد. آلیاژهای شیشهای حجیم نسل جدیدی از مواد هستند که دارای خواص مطلوبی، از جمله استحکام تسلیم بالا، سختی بالا، حد الاستیک بالا و مقاوم به خوردگی هستند. آلیاژ شیشه ای - Fe1-x Nix - Mo5P9C7.5 B1.5 - x=0.05, 0.1, 0.15 - بعد از چندین بار ذوب مجدد به منظور همگن شدن کامل ساختار، به صورت نمونه هایی به قطر 2 mmو طول 10 cmدر قالب های مسی آبگرد تحت اتمسفر کنترل شده ریخته گری شد و آمورف بودن کلیه نمونه ها توسط پراش اشعه ایکس - XRD - مورد بررسی قرار گرفته است.
دماهای بحرانی شامل دمای شیشه ای شدن - Tg - و دمای تبلور - Tx - برای کلیه ترکیبات توسط دستگاه آنالیز حرارتی - DSC - برای سرعتهای مختلف گرمایش10، 20 و 30 K/min تعیین شد. اثر اضافه شدن مقدار جزیی نیکل بر قابلیت شیشه ای شدن و پایداری حرارتی آلیاژ Fe77Mo5P9C7.5B1.5 به کمک محاسبه انرژی فعالسازی - EP - و گرمای تبلور بررسی شد . نتایج نشان از بهبود قابل ملاحظه قابلیت شیشه ای شدن در X=0.1 می باشد.
.1 مقدمه
مواد آمورف به موادی گفته میشود که در حالت جامد هیچ گونه نظم اتمی متناوبی ندارند. و اتم ها در مقایسه با مواد بلوری دارای نظم دور برد نیستند. ولی نظم اتم ها در مقیاس اتمی به صورت تناوبی است. ساختار مواد بلوری به آسانی با توصیف واحد شبکه در کریستال ها بیان می شود ولی مشخصه ساختار آمورف به دلیل پهنای الگوهای پراش و عدم تفرق در پرتو ایکس قابل توصیف نمی باشد .
فلزات شیشه ای بی شکل با ساختار آمورف اولین بار در سال 1960 توسط داوز1 با استفاده از انجماد سریع2 کشف شدند و از لحاظ علمی و تکنولوژیکی، به دلیل داشتن مشخصات دوگانه - داشتن عناصر فلزی و پیوند فلزی میان عناصر تشکیل دهنده که مشخصه فلزات می باشد و ساختار آمورف که از مشخصه های شیشه ها است - بسیار مورد توجه قرار گرفتند .
این مواد اغلب از شیشه ها مات تر هستند ولی به اندازهی شیشه های اکسیدی ترد نمی باشند.[2] فلزات شیشه ای حجیم - BMG - 3 ، فلزات جامد غیر کریستالی هستند که حداقل یک میلیمتر ضخامت دارند و در نتیجه سرد کردن پیوسته با سرعت سرمایش بالا - سرعت پیشروی جبهه انجماد بیشتر از - 1cm/sec از حالت مذاب بدست آمده اند
از جمله خواص ویژه فلزات شیشه ای می توان به مغناطیسی شدن آسان - خواص مغناطیسی نرم - ، سختی بالا، مقاومت به خوردگی بالاتر از فولاد های زنگ نزن و ضریب مقاومت الکتریکی و انبساط خطی پایین آن ها اشاره نمود .
برای تعیین ویژگی های حرارتی و بررسی مشخصات فرایند تبلور فلزات شیشه ای از ابزارهایی مانند دستگاه آنالیز حرارتی افتراقی روبشی - DSC - 4 برای اندازه گیری دمای شیشه ای شدن - - Tg، دمای تبلور - - Tx و دمای پیک کریستالی .[3] - TP - از عوامل موثر بر قابلیت شیشه ای شدن می توان نرخ سرد کردن - RC - ، دمای ذوب، دمای شیشه ای شدن و دمای تبلور، دمای کاهش یافته تبدیل شیشه ای - Trg - 1 - حداقل دمای کاهش یافته برای شروع فرایند شیشهای شدن - ، منطقه مذاب تحت تبرید شده - Tx - 2 و توان آورامی را نام برد
هدف از تحقیق حاضر، بررسی تاثیر افزودن نیکل بر سینتیک تبلور آلیاژ شیشهای حجیم - Fe1- xNix - Mo5P9C7 .5B1.5 - x=0.05, 0.1, 0.15 - ، به کمک آزمون DSC با نرخ های گرمایش 10، 20 و 30 - k/min - روی نمونههای شیشهای است.
.2 روش تحقیق
آلیاژ شیشه ای - Fe1- xNix - Mo5P9C7 .5B1.5 - x=0.05, 0.1, 0.15 - با اضافه شدن مقدار جزیی نیکل به روش ذوب القایی در لوله آلومینا تحت گاز آرگون 99/9999 درصد آماده شد. در حین فرایند ذوب، به منظور همگن شدن ترکیب شیمیایی، به صورت نمونه هایی به قطر 2mm و طول 10cm در قالب مسی آبگرد، ریخته گری شدند.
آنالیز اشعه ایکس برای تایید شیشهای بودن و بررسی ساختاری نمونههای ریختهگری شده و بررسی تحولات نمونههای عملیات حرارتی شده، استفاده شد. الگوی پراش اشعه ایکس نمونه ها با استفاده ازپرتو - 1.78901 A0 - Co-N بدست آمد و شدت ها در ولتاژ 40 kv و جریان 40 mA اندازهگیری شدند. آنالیز الگوی پراش اشعه ایکس با استفاده از نرم افزار ;ʼ3HUW +LJK 6FRUH انجام گرفت. پس از تهیه نمونه ها، برای اندازهگیری دماهای بحرانی مانند دمای شروع تبلور - - Tx و دمای پیک تبلور - - Tp در تمامی ترکیبات از دستگاه آنالیز حرارتی افتراقی روبشی - - DSC - مدل - NETZSCH DSC 404C با نرخ های گرمایش 10، 20 و 30 k/min استفاده شد.
