علوم و مهندسی سطح
سال:1386 | دوره:- | شماره:4 |تعداد مقالات:11

در این پژوهش برخورد مایل قطره با سطح جامد در فرآیند لایه نشانی پاششی به روشهای عددی و تحلیلی، مورد مطالعه قرار گرفته است. در شبیه سازی عددی برای ردیابی سطح مشترک مایع- گاز و تبادل جرم، از روش نسبت حجمی سیال در گامهای مختلف زمانی استفاده شده و زاویه تماس قطره با سطح جامد بر اساس دو زاویه تماس پیشرونده و پسرونده، در نظر گرفته شده است. با موازنه انرژی های قطره، قبل و بعد از برخورد با سطح، یک مدل تحلیلی برای محاسبه حداکثر پخش قطره در برخورد مایل با سطح، ارایه گردیده است. نتایج شبیه سازی عددی که شامل تصاویر اسپلت (splat) حاصل از برخورد قطره با سطح برای آلیاژهای زیرکونیا (zirconia) و استرولوی (astrology) می باشد با نتایج تجربی مقایسه شده که نشان دهنده دقت بالای حل عددی است. نتایج حاصل ازمحاسبات مدل تحلیلی نیز با نتایج آزمایشگاهی برای دو آلیاژ زیرکونیا و استرولوی مقایسه شده که توافق مطلوبی را نشان می دهد. مدل تحلیلی نشان می دهد که با کاهش زاویه برخورد و در اعداد رینولدز بالا، وابستگی مقدار حداکثر پخش قطره به عدد وبر افزایش یافته و برای مقادیر پایین عدد رینولدز و زوایای برخورد نزدیک به 90 درجه، مقادیر ثابت و یکسانی برای مقدار حداکثر پخش قطره به دست می آید.

حل عددی کامل جهت تماس الاستیک از نوع خشک برای دو سطح تخت زیر با استفاده از تکنیک FFT ارایه شده است. مطالعه کیفیت سطوح بدست آمده در روش های مختلف تولید مستلزم شبیه سازی زبری سطوح و نوع تماس خواهد بود. در این تحقیق ابتدا زبری سطح، بصورت تصادفی با توزیع گاوسی و با استفاده از تکنیک FFT مدلسازی شده است. با استفاده از نفوذ زبری های دو سطح نسبت به هم و الگوریتم تبدیل فوریه سریع FFT، پارامترهایی از قبیل توزیع فشار، تغییر شکل سطح، مقدار و توزیع سطح واقعی تماس و فشار میانگین وارده بر سطح زبر بدست آمده است. همچنین اثرات پارامترهای سطح از قبیل میانگین مربعات سطح و طول همبستگی سطح و پارامتر مادها مدول الاستیسیته دو جسم در حال تماس را روی پارامترهای مهمی از قبیل فشار میانگین وارده بر سطح و سطح تماس واقعی بررسی شده است. مقایسه ای نیز جهت اطمینان از انجام کار برای تماس دو سطوح تخت انجام گرفته است. در پایان لازم است اشاره شود که بکارگیری تکنیک FFT در مسایل مربوط به شبیه سازی سطح و تماس زمان انجام محاسبات را بسیار پایین آورده و از دقت مطلوبی برخوردار می باشد.

پوشش های الکترولس نیکل- فسفر در شرایط عملیات حرارتی شده، از سختی و مقاومت سایشی نسبتا بالایی برخوردار می باشند. عملیات حرارتی متداول این پوشش ها (1 ساعت در 400oC تحت اتمسفر خنثی) بیشتر موجب کریستاله شدن کامل آنها می گردد. در تحقیق حاضر پوشش های نیکل- فسفر علاوه بر عملیات حرارتی متداول، تحت عملیات پلاسمایی نیز واقع شدند. ضخامت پوشش ها 5 و 10 میکرون، دمای عملیات 400 و 600 درجه سانتیگراد و زمان آن 1 و 5 ساعت انتخاب شد. ضخامت، ساختار و ترکیب پوشش ها در دو حالت عملیات حرارتی شده (HT) و عملیات پلاسمایی شده (PT) از طریق آزمون های متالوگرافی، XRD و EDS مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان داد که ضخامت پوشش ها و نیز شدت و پهنای متوسط پیک های حاصل از تفرق فازها در دو نوع پوشش، متفاوت است. این اختلاف ها به پدیده کندوپاش، رفتار استحاله ای و کرنش داخلی متفاوت پوشش ها نسبت داده شد. همچنین مشخص شد که تحت شرایط پلاسمایی، امکان کاهش فسفر و در نتیجه تغییر ترکیب شیمیایی پوشش وجود دارد.

اکسید تنگستن یکی از مهمترین مواد برای تهیه لایه های نازک الکتروکروم (EC) بخصوص در ساخت صفحات نمایش الکتروکروم (ECD) می باشد. در این کار تحقیقاتی، لایه نازک اکسید تنگستن بر روی شیشه هادی اکسید ایندیم- قلع (ITO) انباشت شد. بدین منظور مشتق اسیدی پراکسوتانگستیک اسید (APTA) به روش سل- ژن سنتز شده و به عنوان پیش ماده برای لایه نشانی با تکنیک پوشش دهی به روش غوطه وری استفاده شد. از آنجا که بسیاری از خواص لایه های نازک مانند خاصیت الکتروکرومیکی به ساختار میکروسکوپی فیلمها وابسته است. لذا جهت بهینه سازی لایه ها، مقادیر جزیی اسید اگزالیک دو آیه (OAD) که یک ترکیب آلی می باشد، در محدوده (10-0) درصد نسبت به APTA به محلول پیش ماده افزوده شد. در این مطالعه خواص ساختاری و پارامترهای مربوط به ریخت شناسی سطح لایه نازک و پاسخهای الکتروکرومیکی آن بررس شده است. رفتار حرارتی APTA و شفافیت لایه ها پس از عملیات حرارتی در دماهای مختلف و غلظتهای متفاوت از OAD بررسی شد. محور ریز ترکها در لایه های نازک، همراه با خواص الکتروکرومیکی خوب از یافته های مهم در این تحقیق می باشند.

در این پژوهش سعی شده است با رسوب گذاری الکتروفروتیک و با استفاده از ایجاد میدان الکتریکی در یک محلول معلق پایدار، سطحی کاملا صاف و یکنواخت با خواصی قابل کنترل بدست آمد. در این رابطه با باردار کردن تک کریستال های آلومینای g در محلول معلق از طریق میدان الکتریکی، پوشش بر روی زیر لایه اینکونل اعمال شد. سپس با استفاده از عملیات زینترینگ، پوشش کاملا چگال بدست آمد. همچنین تاثیر زمان، ولتاژ اعمالی فرآیند، دمای زینترینگ و pH محلول بر روی ضخامت لایه رسوبی بررسی شد. ضخامت و آنالیز لایه پوششی بوسیله دستگاه SEM بدست آمد. با افزایش ولتاژ و جریان اعمالی، افزایش دمای زینترینگ، اعمال فرآیند بهینه زینترینگ و افزایش pH، ضخامت لایه رسوبی افزایش یافت. هر کدام از عوامل ذکر شده تاثیر متفاوتی بر خواص لایه پوشش داشتند. با توجه به عوامل موثر بر ضخامت لایه رسوبی شرایط بهینه اعمال پوشش حاصل شد.

در این تحقیق از تکنیک EIS به منظور مطالعه رفتار خوردگی آلیاژ آلومینیوم- منیزیم AA5083-H321 در محیط %3.5 NaCl استفاده شد. داده های امپدانس طی 240 ساعت از غوطه وری و در زمانهای مختلف بدست آمده و سپس سطح و مقطع نمونه ها توسط SEM و EDAX مورد مطالعه قرار گرفت.بررسی های انجام شده نشان داد که امپدانس سطح نمونه در زمانهای مختلف تحت کنترل واکنشهایی است که بر روی لایه پاسیو روی ترکیبات بین فلزی و همچنین لایه پاسیو زمینه رخ می دهد. بنحوی که با تشدید نرخ واکنشهای آندی و کاتدی در 24 ساعت اولیه، امپدانس کل سطح کاهش یافته ولی پس از تجمع محصولات خوردگی در داخل حفرات و فروکش نمودن واکنشهای کاتدی بر روی ترکیبات بین فلزی، امپدانس سطح دوباره افزایش می یابد. همچنین وقوع خوردگی حفره ای بر روی این آلیاژ و ناهمگنی سطحی ناشی از آن باعث بروز رفتار غیر ایده آل در خازن مورد استفاده در مدارهای الکتریکی شده و المان فاز ثابت در این مدارها جایگزین می گردد.

این تحقیق با ایجاد یک نرم افزار CAM، روش ماشینکاری با جت سیال ساینده برای تبدیل پروفیل خطای اولیه موجود بر روی سطح به یک فرم ایده آل، شبیه سازی شده است. قطعه کار، یک عدسی نوری است که سطح آن پیش پرداخت شده است. پارامترهای زیادی در فرآیند ماشینکاری با جت سیال ساینده دخالت دارند. در این مقاله الگوریتمی جهت شبیه سازی فرآیند ماشینکاری با جت سیال ساینده با استفاده از یک پروفیل برش که در یک شرایط معین فرآیند بدست آمده، ارایه شده است. بر اساس الگوریتم تدوین شده، یک سیستم نرم افزاری CAM در محیط نرم افزار اتوکد، توسعه داده شده است. پروفیل خطای اولیه و فرم ایده آل به شکل یک پلی لاین در محیط اتوکد ترسیم می شود. با شبیه سازی فرآیند با استفاده از سیستم تدوین شده ملاحظه شده که می توان مقادیر مطلوب پارامترهای فرآیند را در زمان کمتر بدون صرف هزینه اضافی آزمایشات بدست آورد. الگوریتم تدوین شده برای یک خطای سینوسی اجرا و نتایج آن با آزمایشات واقعی، مقایسه گردید. بر این اساس، یک خطای سینوسی معادل 190 نانومتر، اصلاح و به 35 نانومتر تقلیل یافت.

در گزارش های زیادی آرایش، خواص الکترونیکی و دینامیکی جذب Cs بر سطح تمیز سیلیکون مطالعه و بررسی شده است. در اینجا با کنترل رشد اکسد فوق نازک بر سطح سیلیکون، اکسید ضخیم تری را با استفاده از Cs در دمای اتاق رشد نموده است. همچنین معلوم شده است که اتم های سزیم بر ساختار الکترونیکی اکسید سیلیکون فوق نازک تاثیر می گذارند.