مقاله سیلیسیوم

اختصاصی از حامی فایل مقاله سیلیسیوم دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک پرداخت و دانلود در "پایین مطلب"

فرمت فایل: word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحات:32

مواد نیم رسانا

جریان الکتریکی در فلز از حرکت بارهای منفی (الکترونها) و در نیم رساناها از حرکت بارهای منفی (الکترونها) و بارهای مثبت (حفره ها) ناشی می شود. مواد نیم رسانا اعم از سیلیسیوم و ژرمانیوم می توانند بوسیله اتم های ناخالص چنان آلائیده شوند که جریان الکتریکی عمدتاً از الکترونها یا حفره ها شود. نیم رساناها گروهی از مواد هستند که رسانایی الکتریکی آنها بین فلزات و عایق ها قرار دارد. بلور کامل و خالص اغلب نیمه رساناها در صفر مطلق عایق است. ویژگیهای متخصه نیم رساناها این است که رسانایی آنها با تغییر دما، برانگیزش نوری و میزان ناخالص به نحو قابل ملاحظه ای تغییر می کند. این قابلیت تغییر خواص الکتریکی، مواد نیمه رسانا را انتخاب مناسبی برای تحقیق در زمینه قطعات الکترونیکی ساخته است. نیم رساناها رساناهای الکترونیکی هستند که مقاومت ویژه آنها در دمای اطاق عموماً در گستره2-10 تا 9 10 واقع است. این گستره در بین مقادیر مقاومت ویژه رساناهای خوب 6-10 و عایقها 14 10 تا 22 10 قرار دارد ]1[ و ]2[

مقاومت ویژه نیم رساناها می تواند قویاً به دما وابسته باشد، وسایلی از قبیل، ترانزیستورها، یکسوسازها، مدوله کننده ها، آشکارسازها، ترمیستورها و فوتوسلها براساس ویژگیهای نیم رساناها کار می کنند. رسانندگی یک نیم رساناها بطور کلی نسبت به دما، روشنایی، میدان مغناطیسی، مقدار دقیق ناخالصی اتم ها حساسیت دارد. مطالعه مواد نیم رسانا در اوایل قرن نوزدهم شروع شده در طول سالها نیم رساناهای فراوانی مورد مطالعه قرار گرفته اند.

جدول 1 قسمتی از جدول تناوبی مربوط به نیمه رساناها را نشان می دهد. نیم رساناهای عنصری یعنی آنهایی که از نمونه های منفرد اتم ها تشکیل می شوند، نظیر سیلیسیوم (Si) و ژرمانیوم (Ge) را می توان در ستون IV پیدا نمود. مع ذلک، نیم رساناهای مرکب بیشماری از دو یا تعداد بیشتری عنصر تشکیل می گردند. برای مثال گالیوم آرسنید (GaAs) یک ترکیب III-V است که ترکیبی از گالیوم از ستون III و آرستیک (As) از ستون V می باشد. در جدول 2 لیست بعضی از نیم رساناهای عنصری و مرکب ارائه شده است. ]1[

دانلود تحقیق سیلیسیوم

اختصاصی از حامی فایل دانلود تحقیق سیلیسیوم دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

-1- مواد نیم رسانا
جریان الکتریکی در فلز از حرکت بارهای منفی (الکترونها) و در نیم رساناها از حرکت بارهای منفی (الکترونها) و بارهای مثبت (حفره ها) ناشی می شود. مواد نیم رسانا اعم از سیلیسیوم و ژرمانیوم می توانند بوسیله اتم های ناخالص چنان آلائیده شوند که جریان الکتریکی عمدتاً از الکترونها یا حفره ها شود. نیم رساناها گروهی از مواد هستند که رسانایی الکتریکی آنها بین فلزات و عایق ها قرار دارد. بلور کامل و خالص اغلب نیمه رساناها در صفر مطلق عایق است. ویژگیهای متخصه نیم رساناها این است که رسانایی آنها با تغییر دما، برانگیزش نوری و میزان ناخالص به نحو قابل ملاحظه ای تغییر می کند. این قابلیت تغییر خواص الکتریکی، مواد نیمه رسانا را انتخاب مناسبی برای تحقیق در زمینه قطعات الکترونیکی ساخته است. نیم رساناها رساناهای الکترونیکی هستند که مقاومت ویژه آنها در دمای اطاق عموماً در گستره2-10 تا  9 10 واقع است. این گستره در بین مقادیر مقاومت ویژه رساناهای خوب  6-10 و عایقها 14 10 تا  22 10 قرار دارد ]1[ و ]2[
مقاومت ویژه نیم رساناها می تواند قویاً به دما وابسته باشد، وسایلی از قبیل، ترانزیستورها، یکسوسازها، مدوله کننده ها، آشکارسازها، ترمیستورها و فوتوسلها براساس ویژگیهای نیم رساناها کار می کنند. رسانندگی یک نیم رساناها بطور کلی نسبت به دما، روشنایی، میدان مغناطیسی، مقدار دقیق ناخالصی اتم ها حساسیت دارد. مطالعه مواد نیم رسانا در اوایل قرن نوزدهم شروع شده در طول سالها نیم رساناهای فراوانی مورد مطالعه قرار گرفته اند.
جدول 1 قسمتی از جدول تناوبی مربوط به نیمه رساناها را نشان می دهد. نیم رساناهای عنصری یعنی آنهایی که از نمونه های منفرد اتم ها تشکیل می شوند، نظیر سیلیسیوم (Si) و ژرمانیوم (Ge) را می توان در ستون IV پیدا نمود. مع ذلک، نیم رساناهای مرکب بیشماری از دو یا تعداد بیشتری عنصر تشکیل می گردند. برای مثال گالیوم آرسنید (GaAs) یک ترکیب III-V است که ترکیبی از گالیوم از ستون III و آرستیک (As) از ستون V می باشد. در جدول 2 لیست بعضی از نیم رساناهای عنصری و مرکب ارائه شده است. ]1[
 

شامل 32 صفحه Word

شبه فلزات

اختصاصی از حامی فایل شبه فلزات دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

شبه‌فلز، یک عنوان برای طبقه‌بندی عناصر شیمایی است. که به عناصری اطلاق می‌گردد که خواصشان میان فلز و نافلز است. تعریف معینی برای شبه فلزها وجود ندارد اما دو خاصیت زیر مشخصه آنها است: شبه‌فلزها معمولاً به شکل اکسیدهای آمفوتر یافت می‌شوند. شبه‌فلزها معمولاً نیمه‌رسانا هستند. این که یک عنصر فلزاست یا نافلز یا شبه فلز ؛ هم به خواص آن عنصربستگی دارد و هم به سلیقه کسی که تقسیم بندی می کند! به همین خاطر اجماع معینی دراین باره شکل نمی گیرد.
فهرست :
(B) بور
ویژگی های و کاربردهای بور
(Si) سیلیسیوم
ویژگی های و کاربردهای سیلیسیم
(Ge) ژرمانیوم
ویژگی های و کاربردهای ژرمانیوم
(As) آرسنیک
ویژگی های و کاربردهای آرسنیک
(Sb) آنتیموان
ویژگی های و کاربردهای آنتیموان
(Te) تلوریوم
ویژگی های و کاربردهای تلوریوم
(Po) پولونیوم
ویژگی های و کاربردهای پلونیوم

پایان نامه تولید آلیاژ نانوساختار یوتکتیکی آلومینیوم- سیلیسیوم توسط فرآیند آلیاژسازی مکانیکی برای لحیم کاری سخت قطعات

اختصاصی از حامی فایل پایان نامه تولید آلیاژ نانوساختار یوتکتیکی آلومینیوم- سیلیسیوم توسط فرآیند آلیاژسازی مکانیکی برای لحیم کاری سخت قطعات دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

فرمت فایل : WORD (قابل ویرایش)

تعداد صفحات:96

پایان‌نامه کارشناسی ارشد
گرایش  شناسایی، انتخاب و روش ساخت مواد مهندسی

عنوان: تولید آلیاژ نانوساختار یوتکتیکی آلومینیوم- سیلیسیوم توسط فرآیند آلیاژسازی مکانیکی برای لحیم کاری سخت قطعات مورد استفاده در صنایع هوایی

فهرست مطالب:

فصل 1:    مقدمه                                                                                                                                      1
فصل 2:    مروری بر منابع                                            4
2-1-    معرفی سیستم آلومینیوم- سیلیسیوم    5
2-2-    تعیین سیستم آلیاژی    6
2-3-    مواد نانوساختار    7
2-4-    فصل مشترک¬ها در مواد نانوکریستال    8
2-5-    روش¬های تولید مواد نانوساختار    8
2-6-    خواص مواد نانوساختار    8
2-7-    فرآیند آلیاژسازی مکانیکی    9
2-8-    قابلیت¬های آلیاژسازی مکانیکی    10
2-9-    تولید مواد نانوساختار به روش آلیاژسازی مکانیکی    10
2-10-    مکانیزم فرآیند    11
2-11-    عمل آسیاب¬کردن    16
2-11-1-    آهنگری میکرونی    16
2-11-2-    شکست    17
2-11-3-    آگلومره شدن    17
2-12-    افزایش انحلال¬پذیری در حین آلیاژسازی مکانیکی    18
2-13-    ترکیب مواد در آلیاژسازی مکانیکی    18
2-13-1-    مکانیزم سیستم نرم – نرم    18
2-13-2-    مکانیزم سیستم نرم – ترد    20
2-13-3-    سیستم ترد – ترد    21
2-13-3-1-    دما    23
2-13-3-2-    مسیرهای نفوذی    24
2-13-4-    اندازه دانه    24
2-13-5-    پارامتر شبکه    25
2-13-6-    عوامل موثر بر روش آلیاژسازی مکانیکی.     25
2-13-6-1-    مواد خام    26
2-13-6-2-    انواع آسیاب    26
2-13-6-3-    محفظه آسیاب    28
2-13-6-4-    سرعت آسیاب‌کاری    28
2-13-6-5-    زمان آسیاب    29
2-13-6-6-    نسبت وزنی گلوله به پودر    29
2-13-6-7-    میزان پرکردن محفظه    30
2-13-6-8-    اتمسفر آسیاب    30
2-13-6-9-    عنصر کنترل‌کننده فرآیند    30
2-13-6-10-    دمای آسیاب‌کاری    31
2-14-    فرآیند لحیم کاری    32
2-14-1-    لحیم‌کاری سخت    32
2-14-2-    بعضی از کاربردهای لحیم¬کاری    34
2-14-3-    لحیم‌کاری سخت در کوره    34
2-14-4-    آماده¬سازی سطحی برای لحیم‌کاری    36
2-14-5-    آلیاژ لحیم سخت    36
2-14-6-    اصول لحیم‌کاری سخت آلیاژهای تیتانیوم    38
2-15-    پارامترهای لحیم‌کاری سخت تیتانیوم    39
2-16-    انتخاب فلزات پرکننده    39
2-17-    آلیاژهای پرکننده پایه آلومینیوم    40
2-18-    پیشینه تحقیق    41
فصل 3:    مواد آزمایش و روش تحقیق                                                                                                   45
3-1-    مراحل انجام تحقیق    46
3-2-    مواد اولیه انجام آزمایش    47
3-2-1-    پودر آلومینیوم و سیلیسیوم        47
3-2-2-    اسید استئاریک    47
3-2-3-    دستگاه آسیاب مکانیکی    48
3-3-    پراش اشعه X    49
3-4-    تجهیزات پرس¬گرم    51
3-5-    آنالیز گرماسنج افتراقی    54
3-6-    آماده¬سازی آلیاژ پرکننده    54
3-7-    شرایط لحیم¬کاری    55
3-8-    بست مکانیکی    56
3-9-    آزمون میکروسختی    57
3-10-    مشاهدات ریزساختاری    57
فصل 4:    نتایج آزمایشگاهی/ بحث و بررسی                59
4-1-    SEM پودرهای اولیه    60
4-2-    بررسی فازی XRD    61
4-2-1-    تعیین پارامترهای ساختاری با استفاده از نتایج XRD        61
4-2-2-    بررسی فازی XRD زمینه    61
4-3-    SEM پودرهای تولید شده با آلیاژسازی مکانیکی    67
4-4-    نتایج آنالیز حرارتی افتراقی    69
4-5-    آنالیز ساختاری نمونه بالک پودر AL-12%WTSI    69
4-6-    میکروسختی نمونه بالک    70
4-7-    لحیم¬کاری سخت    70
4-7-1-    ریز ساختار محل اتصال    72
4-8-    میکروسختی نمونه لحیم¬سخت    73
فصل 5:    نتیجه گیری، پیشنهادها            74
5-1-    نتیجه گیری    75
5-2-    پیشنهادها برای تحقیقات آتی    76
مراجع                    77
     پیوست     81


فهرست جداول
جدول ‏2 1- شرح مشخصات آلیاژ Ti-6Al-4V [33].    40
جدول ‏3 1- درصد خلوص و اندازه تقریبی پودرهای اولیه.    47
جدول ‏3 2- شرایط انجام آزمایش پرس¬گرم.    54
جدول ‏3 3- خلاصه¬ای از پارامترهای مختلف آزمایش شده.    56
جدول ‏4 1- اندازه بلورهای محلول جامد Al-Si برحسب زمان آسیاب¬کاری.    64
جدول ‏4 2- سختی نمونه بالک آلیاژ Al-12%wtSi.    70
جدول ‏4 3- سختی فلز پایه.    73
جدول ‏4 4- سختی آلیاژ پرکننده لحیم سخت.    73
جدول ‏4 5- مقایسه میکروسختی قبل و بعد از لحیم¬کاری.    73


فهرست اشکال
شکل ‏2 1- دیاگرام فازی دوتایی Al-12%wt Si[15].    7
شکل ‏2 2- تشکیل پودرهای کامپوزیتی زمینه فلزی پس از فرآیند آسیابکاری به صورت شماتیک [21].    11
شکل ‏2 3- برخورد گلوله‌ها با پودر و تشکیل و نازک شدن لایه‌های نفوذی [23].    12
شکل ‏2 4- تغییرات اندازه ذرات در برابر زمان آسیاب‌کاری [23].    15
شکل ‏2 5- ریز شدن اندازه ذرات با زمان آسیاب‌کاری [23].    16
شکل ‏2 6-تصویر میکروسکوپ الکترونی یک ذره در سیستم (Ag-Cu) [23].    19
شکل ‏2 7- ریزساختار به دست آمده در حین آسیاب‌کاری از پودرهای اولیه در سیستم نرم – ترد [23].    21
شکل ‏2 8- مکانیزم آلیاژسازی مکانیکی برای سیستم نرم – ترد [25].    21
شکل ‏2 9-تصویر میکروسکوپ الکترونی عبوری که نشان دهنده توزیع یکنواخت ذرات Er2O3 [23].    22
شکل ‏2 10- تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی که نشان‌دهنده قرار گرفتن ذرات سخت Si[23].    23
شکل ‏2 11- رابطه دما و مسیرهای نفوذی[27].    24
شکل ‏2 12- رابطه اندازه دانه با ضریب نفوذ [27].    25
شکل ‏2 13-  الگوی Al- 12%wt Si XRD [29].    42
شکل ‏2 14- تصاویر SEM برای پودر Al-20 wt% Si در زمان های مختلف [31].    43
شکل ‏3 1- فلوچارت مراحل انجام تحقیق.    46
شکل ‏3 5- دستگاه آلیاژسازی مکانیکی.    48
شکل ‏3 6- محفظه استفاده شده برای انجام فرآیند آلیاژسازی    48
‏3 7- الف) شماتیک قالب پرس¬گرم ب) جزئیات قالب پرس¬گرم.    51
‏3 8- الف)تصویر سیستم پرس¬گرم مورد استفاده ب) سیستم کنترل دقیق دما و هیتر    52
‏3 9- تاثیر اعمال فشار برای حذف تخلخل¬ها و افزایش مناطق تماس بین ذرات پودر و فشرده شدن پودر [47].    53
شکل ‏3 10- شماتیک اعمال روانکار بر سطح داخلی قالب.    53
شکل ‏3 11- پودر Al-12%wtSi، 45ساعت آلیاژسازی شده و نمونه بالک به دست آمده از پرس¬گرم.    69
شکل ‏3 14- اره موئی و سمباده برای تهیه آلیاژ پرکننده.    55
شکل ‏3 15- نقشه فنی کوره لحیم¬کاری سخت با اشعه مادون قرمز [51].    55
شکل ‏3 16- الف) فیکسچر برای بستن نمونه¬ها و قرار دادن درون کوره و ب) آلیاژپرکننده و فلز پایه.    57
شکل ‏3 17- الف) پمپ خلأ و ب) کوره لحیم¬کاری سخت.    57
شکل ‏3 2- الف) پودر آلومینیوم خالص و ب) پودر سیلیسیوم خالص.    60
شکل ‏4 1-  نمودار ویلیامسون- هال پودر Al-12%wtSi در 45 ساعت.    61
شکل ‏4 2- الف) الگوی پراش اشعهX  پودر Al-12%wtSi تا 45 ساعت و ب) الگوی پراش    63
شکل ‏4 3- تابع اندازه کریستال¬ها بر حسب افزایش زمان آسیاب¬کاری.    64
شکل ‏4 4- پهن شدگی پیک Al (111) در حین آلیاژسازی مکانیکی.    66
شکل ‏4 5- تغییر مورفولوژی آلیاژ Al-12%wt Si با افزایش زمان آسیاب کاری.    67
شکل ‏4 6- آنالیز EDS آلیاژ Al-12%wtSi، 45 ساعت آلیاژسازی شده.    68
شکل ‏4 7- آنالیز حرارتی افتراقی Al-12%wtSi.    69
شکل ‏4 8- عکس میکرو آلیاژ Al-12%wtSi، 45 ساعت آلیاژسازی مکانیکی شده پس از پرس¬گرم.    70
شکل ‏4 9- نمونه لحیم¬کاری شده توسط کوره مادون قرمز.    71
شکل ‏4 10- پروفیل دما- زمان: به دست آمده از لحیم سخت در دما و زمان¬های مختلف    71
شکل ‏4 11- تصاویر میکرو، آلیاژ پرکننده لحیم سخت شده.    72
شکل ‏4 12- ذوب آلیاژ پس از اعمال دمای لحیم¬کاری.    72
    

چکیده
برای تهیه نانوساختار یوتکتیک آلومینیوم- سیلیسیوم به عنوان فلز یا آلیاژ پرکننده برای لحیم-کاری سخت آلیاژ تیتانیوم از روش آلیاژسازی مکانیکی استفاده شد. فرآیند لحیم¬کاری با اعمال یک فلز یا آلیاژ مذاب به عنوان پرکننده به سطوح اتصال موجب تشکیل پیوند متالورژیکی (نفوذی) می¬-گردد. آلیاژسازی مکانیکی یک تکنیک تولید پودر است که اجازه می¬دهد تا مواد همگن شکل گیرد. مطابق تحقیقات انجام شده این روش به دلیل مزایایی نسبت به روش‌های دیگر، برای تولید آلیاژ نانوساختار زمینه آلومینیومی مناسب می¬باشد. پارامترهای مختلفی از جمله زمان در این فرآیند تأثیرگذار است و برای آن¬که از اکسیداسیون پودرها در حین فرآیند جلوگیری شود فرآیند آلیاژسازی مکانیکی تحت گاز خنثی (آرگون) انجام گرفت. همچنین به منظور تهیه نمونه بالک از روش پرس‌گرم برای فشرده‌سازی پودرها استفاده شد. فرآیند آلیاژسازی مکانیکی در زمان¬های 5، 15، 30 ، 45 و 60 ساعت با نسبت وزن گلوله به پودر 10:1 انجام شد. برای تعیین زمان رسیدن به نانوساختار و خواص ساختاری زمینه پودر تولیدی، آزمایش‌های پراش اشعه ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM) مورد بررسی قرار گرفت. با برش نمونه بالک، قرص¬هایی با ضخامت 7/0 میلی¬متر به عنوان آلیاژ پرکننده تهیه شد. نتایج XRD نشان¬دهنده آن است که در محدوده 45 ساعت کریستال¬ها به نانوساختار (nm 764/44) رسیده¬اند و نتایج SEM نشان¬دهنده آن است که ذرات Si در زمینه Al به صورت همگن پراکنده شده است. فرآیند لحیم¬کاری با درنظر گرفتن 4 دما و زمان مختلف انجام شد و در دمای ◦C 750 به مدت  min30 به کمک کوره مادون قرمز تحت گاز آرگون خالص اتصال Ti-6Al-4V با آلیاژ پرکننده یوتکتیک برقرار شد و مشاهدات ریزساختار اتصال تمیز و نفوذ متالورژیکی و همچنین آزمون میکروسختی، سختی برابر 58/76 ویکرز را نشان¬ می¬دهد.

کلمات کلیدی:
آلیاژ آلومینیوم- سیلیسیوم، آلیاژسازی مکانیکی، نانو ساختار، لحیم¬کاری سخت، ریزساختار، کوره مادون قرمز