6
         ۲ ۸ ۷     ۳۰  ٢٥ *    :  : ۱۱۱۴۰۹۵  ,  : ٨ ٦ ٧ ٦  , [email protected] Email:    ۰ ۱           ﺿ  *   1 ا د ﺘﻪ آ ا و یژر   ار ﺳﯽر- ﺸﮑﺪا د د  ی- ا ﺸﮕﺎها د 2 اد  و یژر  هاﻧ د رﯿ داﻧ- ا د د ﭘﺮ  ی- ا ها د ) ر د  ر25 / 6 / 85 ﺷﺪه ح ا او ر  درﯾ ﯾﺦر 5 / 5 / 87  رﯾ 30 / 5 / 87 ( هﯿﺪ  ف  ﭼﻮن   فا ا یا یر ﯿ ا  ا ا تا  یﯿﮐﺴ ا  و ل  ﺘﮕ ص ا  د  ﺳﻄ   ن  ﺟﻬﺖ  یز ﺳﺎدد  هد ا   ی ﻫﺎ. س  ﻣﻨ  ﺷﺮا د ا   ی ر ﺪﯾﺪ   ﯿ   ﺷﮑ  ﯿ ﯿ  ا  د ا  یو ر. و ش ﺧﺮا دﯾﺠ ا  یرﯿ   ﺷﮑ ﯿﺮﯿ   ی ﻫﺎ  هد  ن ﯿ  دد .  ن ﯿ   ا ا  و  ﯿ  ﺮﻧ ا اهدو ن آ  در ا د ﯾﺎز ز ا   و  ﯿ  رﯾ ی. ا د  ﯿ   ا  در  ر یسرمﯿﻨﯿ آ  6061  ر د   ی ﻫﺎز  و هزا ا  و ا د ر د   ﻨﺎس  ﺗﺄﺛﯿﺮ ر  را   د    را   و ﺮرﺳ در ﺗﻤ ا ی و ﯿ  پوﯿﮑ ز ا هد ا. ا ی و ﯿ  پﺳﮑوﯿ   ا  ا شا و ن هزا ا  دا د دا ی ﻫﺎآ  ا  ا ر د  nm 70 - 30 رﺳﯿ  ا.  هژ ویﻠﯿ ی: ر- ﺷﺪ ﯿ  ﯿﯿ - اﻧ د ﻧﺎ یو ﻣﯿ ا یوﯿ  پ- ا اش   ا   ع ﺿ ز ا  ا  د و د ر د ت   ﯿو رﻧﻮدا وﺳﺖ اهدل    ر د  ز  ل ر د ه  ا  ﯿ ﺑ    ا ه آ  د.  م ﻧﺎ ز ا  دا    ا  اد دا   ا د هاز ا   لnm 100 - 1  ﺷﻨﺪ .  هود ر د ژ ر نا "  ا د ﺎر ر" 1   ار هد ا در ﻣﻮ ﻏﻠﺐ ا  د)    ا د زها ا1000 - 250 ﺘﺮ ﻧﺎﻧ .( ر ﺳﺎﺧﺘ  ز اﻧﻮ دا ﻣﻮ ل اار د ز ار   ﺴﺘ ﻧﻪادز   عﺿ ﻣﻮ      ر   ا صا     و  ﻣﻘ ر د ا ر  آ  دا     ا دل   ﻣﻌﻤ ﺷﺖر درا د   اﻧ د هزا ا  µm 300 - 10     ﯿ د . ا    ا د زها ا   ا راﻧﻪا د ز  د ﺷﻮ .  اع  و د   ﺎﻧﻮ  ر  ر د  ا    لﺘﺎ :   ا ﺘﺎ  رﺎﺧﺘ  ر د   را ) ا د  ا د( و از ا د  ا.  ﺎﻧ  دا ن ﭼﻮرا د ل  ز ا ک   2   ﻗﺎﺑ ر      ﺣﺠ  ا ز  ا ا   ﻓﺘ  ﯿ د ﯿ   دا   ا   ل و مﮑﺎ اد ف ا ولو ﻓﺰ ا   ذ  3   ه  ﺿ   ط ا   4  ) CTE ( صا   و  ر د ﻬﺘ  دا    ﻣﻌﻤ    ا د. ﯾ  ا   م    ع ﺿ ﻣﻮ ت  ر د هدﺘﺮ  ز  ﺳﺎل ر د  و  ا ه   ا  ﯿ    ﺑﻪ ﺟﻪ ا ر د اﺷﺘ د ر تا   ﺸﺮ و در  دا  ر د ت   ز  ا  ا] 1 .[   دا ﻟﻌ ﻣﻄ    آﻧﮑﻪ  هو ل  کﺘﺮ ﻣﺸ ح   ر د هد   و ا ا   ﺑﺸ  ا د هدو  ر د اص   و ﺎر  ﻣﺘه ﺷﺪ ﺎﻧ ﻧﺪ ا   ا ر  دهد اﺳ ز ا  صا ز ر د  آ ژﮑﻨﻮ و  د ] 1 [ .  وش ر ز اﻠﻔ  ﻣﺨ    د  ﯿ ﯿ    و دا ﻧﻮ  دا ﻣﻮ  دهد 5  در    ﺎو6 (ARB) ] 4 - 2 [  ژو ا ﯿﯿ نﺪو   ر د  وﯾا ز ﻄﻊ 7  (ECAP) ] 7 - 5 [ و  ر ﻓﺸ   ﯿ8

Main 1PArt 1003595Ghasemi

Embed Size (px)

Citation preview

5/9/2018 Main 1PArt 1003595Ghasemi - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/main-1part-1003595ghasemi 1/6

 

 

* ::,:,[email protected] Email:

*

  دانگشاه تهران-های فین پریدس دانکشده- کارشنایس ارشد مهندیس متالورژی و مواد  آموختهدانش1

 دانگشاه تهران-های فین پریدس دانکشده-دانیشار دانکشده مهندیس متالورژی و مواد2) ،30/5/87تایرخ تصیوب ،5/5/87تایرخ دیرافت رویات اصالح شده25/6/85تایرخ دیرافت(

یکچدهالها و کایسدهای سطح فلزات ،افزیاش برایقت کاری برای اهداف مختلیف چون حذف ناخالیصبرس  عـف ،یگتسخ صاوخ دوبهب ،حطس 

یدد کاری یم با یاجاد شریاط مناسب ،برس.های مختلف استفاده یم  گرددسازی سطح جهت نشاندن پوشش شـ کیتسالل پکش رییغت دناوت

اده میـوهای سطیح یالهتییغر کشل پالسکیت کاری سبب یاجاد خراش وبرس.روی سطح یاجاد نمیاد  مـ نالیس ددر ز. گـ لـف نالیـسث عـاب

ر تیکشل دانه.شودهای یرز تیکشل یم و پس از بایزایب ،دانه گشتهها در  آن محدودهافزیاش  کرنش پالسکیت و افزیاش نابجییا  ثـا رد زیر یاه

ه کاریتحت تأیثر برس ناطیق  که در م هادانه و اندازه و تویزعهای مختلف در سرعت 6061سطح  آلویمینوم کاریبرس تـفرر  گار قـ د نـدوب   بـا 

داد  که اندازه نشان پوراش اشعه کیاس نتیاج کیمروکسوپ ینروی اتیم.استفاده از کیمروکسوپ ینروی اتیم مورد برریس و مطالعه قرار  گرفت 

.اند ریسده nm70-30به در اثر یان فریآندهای سطیحدانه

 

 پـراش اشـعه-پ ینروی اتمیـکیمروکسوهای نانودانه- تییغر کشل پالسکیت شیدد- کاریبرس:های  کیلدیواژه

کیاس 

مقدمه

ـ  سـب عو ـ ضـوم ر یا ی قحت زا  خ  یا ه ـ هـد ود رد تا ـ قـ  ـ ر یـ 

ی شـرفتها ی  ستال بوده است و پ ی  مواد نانکوریمطالعه بر رو 

 ه ر بـ  یـ  اخ یهـا ژه در سالی و ه نه ب  ی  ن زم ی  در ا یقابل توجه  

 نیـ  داسـت ا ی  ن مـواد پ ی چه از نام اچنان.دست  آمده است 

nm100-1ل با اندازه دانـه ستای  کر ی ا پل ی  کتیمواد ،مواد 

 ار ی دانه بس " م ،عنوانی  ن رژی  اییدر محدوده باال.یم باشند 

" زی ر1

یاندازه دانـه هـا( رد ی   گ  ی اغلب مورد استفاده قرار م  

 سـتالی  ،مواد نانکوریاز نظر ساختار). نانومتر1000-250

 ن موضوع مکمـنی  مرزدانه هستند  که ای ادی  مقدار زیدارا

 و ی ک  ی  ،کمـان  ی کـ ی  ز ی  خـواص ف  یجه است به طور قابـل تـو  سـتال دانـهی  کر ی سـه بـا مـواد پلـ ی   آنها را در مقایی ا ی  م  ی ش 

 µm300-10با انـدازهیی دانه های  که دارا یدرشت معمول  

 شی  کاهش اندازه دانـه ،سـبب افـزا. ر دهد یی  ،تغ یم باشند 

 م به دو نـوع ی توان  یما م . شود ی م یا مرز دانهیهامقدار اتم 

انو  کر ـ نـ اختار  ـ سـ رد م ـ تـا ـ ی نـه  ک ـ جـوت تال  ـ سـ  م ی :م ـ تـاا ـ هـی

و)داخـل دانـه( قرار  گرفتـه در سـاختار شـکبه ی ستال ی  کر

 کسـری سـتال دارای چون مواد نـانو  کر.ای دانه مرزیاتمها

 سطح مشـترک ازیی باال یحجم 2

 هسـتند بـه طـور قابـل بـهیافتـه لـذا شی  افـزای مرزیها اتم ی  کسرحجم  یتوجه 

 و ی ت  سـتال مکمـن اسـت سـخ ی مـواد نـانو  کرهیمن دیلل 

 وی ری ،  کاهش انعطاف پـذ ی شتر ،بهبود چقرگم  ی استکحام ب 

3ی ری  ش نفـوذ پـذی  ک ،افزا ی  االست یهامدول ژهیـ  وی،  گرمـا 

 4شـتر ی  ب یی ب انبسـاط  گرمـای باالتر ،ضر  )CTE(صاوـخ و ،

 ی معمـول  ی ستال ی   کر ی سه با مواد پل ی  بهتر در مقا ی س  ی مغناط 

ند ــ ش با ته  ــ ش ن.دا ـ یاـ ه  ـ ق  کـحت ما ــ ج ان بب  ـ سـ وع  ــض مو ات ی   ـ قـ 

 ر ،بـا یـ  اخ یهـا نه شده است و در سال ی  ن زم ی  ا گسترده در 

 جاد وی  شرفته جهت ا ی  زات پ  ی  ار داشتن تجه  ی در اخت توجه به 

 افتـهی  شی  نـه افـزا ی  ن زم یـ  قـات در ا ی  ن مواد ،تحق ی  ا یبررس 

 ستال عالوه بر  آکنه شـانس مطالعـهی مواد نانو  کر].]1است و سـببنمـوده جـادی  ا را عت سـطوح مشـترک جامـد ی طب 

زا ـ فـا هی ـ بـ ر ـ شـب ش  ـ نـاد ش هدود ـ حـم رد صاو ـ خـ اختار و  ـ سـ 

از اسـتفادهید را بـراخـو م ی  ل عظ  ی اند پتانس  شدهینانومتر

 د نـ ده  ی م بروز ی ک ی  کتنولوژیها نه ی   آنها در زم  یخواص عال  

]1[.

 ر شکـل ییـ  جـاد تغ ی  ای بـرا ی مختلفـ یهااز روش 

5تـوده جاد مواد نـانوی  مواد و اشیدد ک ی پالست  ماننـد نـورد 

تناویب6

(ARB)]4-2[،نژورتسکارـییغت نودـب راد هـیواز 7سطح مقطع

(ECAP)]7-5[والاـب راـشف تـحت ش8چیپ

5/9/2018 Main 1PArt 1003595Ghasemi - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/main-1part-1003595ghasemi 2/6

 

 

(HPT)]8[ ـ مـ هدافت ـ سـا د یو ـ شـ.شور زا نیـ نـچمه یا ـ هـ

سیاش مانند موادمختلیف برای یاجاد ساختار نانو در سطح

9کمایکین سطح )SMAT(]9[،تخسلاتسیرکونان و یراک 

10 کردن سـطح )SNH(]10[و  ـخرب شور و هرذ در11

]11[

هـای یاجـاد سـاختار گیدر از روش ی ک ی .یم  گردداستفاده  از ی کـ ی ی کـاربرس.] ]12استی کار برس،نانو در سطح 

 ی اهداف مختلف ی ار ساده است  که از  آن برا ی  بس ی ندهای فرآ

 شی  د سـطح فلـزات ،افـزا ی هـا و کاسـ  یچون حذف ناخالص  

اسـتفاده... و ی خگتـ ی  سه قطعات ر ی  ت سطح ،حذف پل  ی براق 

.شود یم 

ف از انجام یان پروژه یاجاد ساختار نانو به روشهد

فهـای کاری در سـرعتبرس لـتخمژاـیلآ  یور رـب سرـب

های یاجاد شده یری دانه گ  و برریس اندازه 6061آلویمینوم کیمروکسوپ ینروی اتیمXویسله پراش اشعه هب  . است و

 

هاروش آزمیاش

  آزمایبرا   آل ی  انجام   آلوم  ی  ش از   که 6061وم ی  ن  ی  اژ

 و دره دی  مشخص  گردی ب  آن با استفاده از  کوانتومتر ی  ک تر

یان  آیلاژ به. ،استفاده شد نشان داده شده است))1جدول

12صورت شمشال   قطر  به   آلویمینوم  بود cm70یرخیگت

هییا به قطر کاری نمونه که با استفاده از اره لگن و مایشن

mm25دیدره  گیهت نآ  زا . 

:. 

Cr MnFeMgSi

07/003/023/016/146/0

AlCuTiZn

14/001/007/0عنصر پیاه

 

ور ا ــ ظ من ه  ـ بـ ریا خت ا ــ س اد  ـ جـ یرد هب ا ــ شم و ن ـ گمـه  

ASTMها طبق استاندارد اژ ،نمونه ی  هر  آل یها نمونه یتمام 

 سـاعت در3 گـراد بـه مـدت ی درجه سانت 415یدر دما  گراد ی درجه سانت 260ی ا کوره حرارت داده و پسس تا دم 

در درون  کوره و پس از  آن درخارج از  کـوره و در اتمسـفر 

.]13[ گریددند ط خکن ی  مح ی تا دما یمعمول 

ها د نمونهی  ک شد ی  ر کشل پالست  یی قبل از اعمال تغ  

 ر کشل ییی  اعمال تغ یبرا. شدند یزن  ،سنباده 800ا سنبادهب 

ده د ازی  ک شـد ی پالست  شـ هتخاـس هاگتـسد رد هاگـشیامزآ  

اد و ــ م دتیربولـوژی و  وا ــ م لورژی و  ا ــ تم ده مهندسـ  یـ  ـکـ ش ان د

ی در دمـای کارروش برسدانگشاه تهران به منظور اعمال  بـا قطـری با برس فوالدی کاربرس. دی  ط استفاده  گرد ی مح 

mm1/0لوط و mm35 هاگتسد اب و ش یخرـت چعرس اب 

rpm 25000-16000دودـح تعرـس اب لداعم58یـلا 

m/s90تفرم  گاجنا.رستکرح تعهـنومن یتشگرب و تفر 

 مرتبـه بـر 9نـدی  ن فرآیـ ا. بود 2ـ cm/s3در تماس با برس

.ها اعمال شدسطح نمونه

 کاری بر پراش اشعه کیاـس،برای برریس اثر برس 

باPhilips X-Pert کاری شده با دسگتاهنمونه خام و برس

 و kV40و ولتـاژ)  آگنسـتروم54/1طول مـوج( کاتد مس 

قرار  گرفتند تا از یانXRDتحت  آزمیاش mA30جیران

. مورد مطالعه قرار داد راطیرق ینز بتوان رفتار ماده

ده بـر سـطحی  ساختار نانو ا ی بررس یبرا شـ داج اـب 

 ا سـنبادهبـ هـا ،نمونهاستفاده از کیمروکسوپ ینروی اتیم

ماره  ـ شـ2500 ترت ه ـ بـ ده و  ـ شـ هدز هدابن ـ سـ  ـ ر یـدو ـ ا پـ ـ بـ  ب  از یبعضـ . گریددند ش ی ل  پو µm05/0وµm3/0ی نا ی  آلوم 

ه هـایئها بانمونه صـخشملودـج رد هـه)2(  کدـش هدروآ  

اکلترپوـویلش(دسته نمونـه ش شدند و دو ی است اکلترپوول 

با کیمروسکـوپ ینـروی اتمیـ)شده و اکلترپوویلش نشده 

ضمن یان  کـه. قرار  گرفتند برریس مورد NC 2000مدل 

ودمای محلول اکلترپوویلش از طیرـق مخلـوط  مـن خـن ید

خکش و اکلل و قرار دادن بشر حاوی محلول اکلترپوویلش 

.در داخل  آن،  کنترل  گریدد 

:.

محلول110 ml Perchloric Acid

(60%) + 550 ml EthylAlcohol Absolute

(°C)امد 80-

(v)ژاتلو 30

(Amps)نایرج 6/0

 ویلش شدهسطح اکلترپو 

(mmهانمونه2)

20

(s)نامز 90-60

شدت جیران(Amps/mm

2)

.3/0

 

 نتیاج و بحث

 کاری نشده پـس ازدر ابتدا کی نمونه خام و برس 

 یملیـ یلتـر2با تیکربپویلش با محلول  کلر اصالح شده 

،کیردـیروئولف دیسا3،کیردـیرلد  کیـسا رـتیل یـلیم 20

 اچ]14[ ی یلتـر  آب یملـ 17یمیل یلتـر اسیـد ینتیرکـ و 

شکـل.  آورده شده است)1(  که تصیور  آن در کشل گریدد 3ـ mm6ها حدود ه دانه ــ دهد  که اندازه اویل نشان یم)1(

5/9/2018 Main 1PArt 1003595Ghasemi - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/main-1part-1003595ghasemi 3/6

 

 

.....

 

.یم باشد

 کـاری شـده از سطح برس SEMتصیور))2کشل 

.دهـد را  که پویلش  گریدده نشـان میـrpm16000با دور 

هییا نیگد کاری باعث یاجاد  ک چناچنه مشخص است برس 

 از یان طیرقشده  که در سطح فلزnm500-50در حدود یان یسالن فلز سـبب افـزیاش. گرددباعث یسالن ماده یم

شـدهها در  آن محدوده کرنش پالسکیت و افزیاش نابجییا 

پس از بایزایب یدنایکیم به دیلل افزیاش دما در حیـن که 

].]12دندتوانند تیکشل  گرفریآند ،دانه های یرز و نانو یم 

:

:rpm 

.

 

  آلوم ی کـارسطح برس  بـا ،هدـش  ا یـن یµm05/0

. قـرار  گرفـتAFMمطالعـه بـاو پسس مـورد ش شد ی پول 

اف ونایحـه بدست  آمده از دو AFMری تصاو))3کشل  صـ

  کـه µm1xµm1نمونه برکساری شده به مساحتمتفاوت

همـان.دهـد ینشـان مـ را  آورده شده اسـت))2کشلدرف-)3از هـر دو شکـلطوری  که  لـا(و )3-ب(صخـشم 

ده دی  ایهااست اندازه متوسط دانه شـ داج دودـح حطـس ر

nm40-30دشاب یم.اربانب ـ یم ن ق یـبط هـت  کـفن  گاوـت

 از ابعـاد دارای ی ک ی  ستال  که حداقل دری  ف مواد نانکوری تعر

 ی سـطح یهـاهستند ،دانـهنانومتر100  کمتر ازیااندازه

.اندنانو شده

دهند  که تویزع نشان یمی مکذورهاکشلبه عالوه 

 کاری شـدههای برس تها تقیربا ًدر تمایم قسم اندازه دانه 

ترها بزرگ و تنها در بریخ از نقاط ،اندازه دانهبودههگمن 

 برابـر مقـدار یمـایگنن 3-2در حدود کهرسندبه نظر یم 

 در سطحتصادیفباشند و تقیربا ًبه صورتها یماندازه دانه

در (،الف-)3کشلدروجود یان مناطق  که.اندپخش شده

 در دو نقطـه از سـطح مـورد)ب- )3کشل ک نقطه و دری 

به شرح یذل داشـتهتواند چند علت ی م  ،قرار  گرفته یبررس :باشد

 له ی  به وسـ ی ک  کمتر ی  ر کشل پالست  یی  ن نقاط تغ ی  در ا-الف

:به دو دیلل یزر اعمال شده باشد بر سطحی کاربرس

دار نسـبت بـه یاـنهـا بـه طـور زایوـهقرار  گرفتن یسم•

  کمترمناطق و در نیتجه اعمال ینروی

9تحت تأیثر قرار  گرفتن یان مناطق فقط در بعضیـ از•

پاس اعمال فریآند

ود  کـه در پـاس کاری سبب میـ فریآند برس-ب شـیاـه

هـای تحـت تـنش،هـای سـطح بعیض از قسـمت،مختلف

  کـه داصکطیکا و تییغر کشل پالسکیت شیدد قـرار  یگرنـ  

شود  که دمای یان نقـاط تـا حـدودییان موضوع باعث یم

توانـد باعـث افـزیاش از سیار نقاط  گردکده خود یمیبشتر

.ها  گرددها پس از تبلور مجدد دانه دانهاندازه

 همانند علت قبل در یان حالت ینز مکمن است تـنش-  ج

و تییغر کشل پالسکیت موضیع یبشتری بـه یاـن منـاطق

 کـاری ،به طـوری  کـه قبـل از اتمـام بـرس گریددهاعمال 

 ینز در یان مناطق تشیکـلnm40-30هییا در حدوددانه زم بـه هـم ی  نـد ،طبـق کمـان ی  در ادامـه فرآ یول .شده باشد

هـا در اثـر اعمـال ،دانه]]1دانه/ چرخش مرزدانه ی خگت  ی  آم 

 گـر چبرخنـد  کـهی د کیـ  نسـبت بـهی ر کشل ،طـور یی تغ 

 رد و در اثـر یـ  گر قـرار  گ ی د کی صفحات مشابه  آنها در  کنار 

ده دریهـایی جاد شده ،نابجای  ا ی موضع ی گرما شـ هتـشابنا 

هـا در یاـن شـریاطموجب تلیفق دانـهمرزدانه  آنها  ،آزاد و

. گردند

 مرتبه9  کهیا ونه ـ  از نم  AFMری  و ــ  تص ))4کشل الف نمونـه ی شده ول ی کاربرس خـ رب یـلبق یاـهتعرـس

5/9/2018 Main 1PArt 1003595Ghasemi - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/main-1part-1003595ghasemi 4/6

 

 

 بـوده اسـت راrpm25000ی کـار دسـگتاه بـرسایندور

 ده بزرگ جاد ش ی  ایها ن اندازه دانه ی  اگن  ی دهد  که م نشان یم

 ل یـ  دل   کـه اسـتnm70-50تر از حالت قبل و در حـدود 

 ی ولـ ،باشـد) ج(و)ب(مـکذور لیـ توانـد دال ی ن امـر مـ ی ا

  که انـدازه بوده د ن ی   آن قدر شد احتماالًافزیاش دمای سطح  ری طور  کـه در تصـوهمان.  گرددnm100ها بزگرتر ازدانه

ندازه دانـه ،ه ،ا ق  نط م  کی  ز در ی  ن نمونه ن ی شود در ا ی ده م ی د

 ن نقطـه بـای  سه ای با مقا.یم باشد nm100شتر از ی  ب  ی کم 

شود  که ی مشاهده م ))3نقاط دانه درشت موجود در کشل 

 ش سـرعتی بـا افـزا) ج(و)ب( لیـ همـان دالبا استناد به 

  که سبب افزیاش مقـدار تییغـر شکـل وی کاراعمال برس 

هـای شکـلها نسبت به نمونهنمونهچینن دمای سطحهم

تـر شـده ز بزرگ ی ها ن  ن دسته از دانهی  ،اندازه ا  گریدده)3(.است

 )الف(

 )ب(

 :AFM 

rpm . 

به منظور برریس اثر فریآنـد اکلترپوـویلش جهـت

 اری کـ ، کی نمونه پس از برسAFMمشاهده بهتر تصایور 

 دور در دیققه و پویلش  کـاری ،مطـابق جـدول16000در 

  آورده)5( اکلترپوویلش  گریدکده تصـیور  آن در شکـل)2(شـودمشاهده میـهمان  گونه  که در یان کشل.شده است

هـایانجام اکلترپوویلش تأیثر چنداین در وضوح اندازه دانه 

 گونه  کـه درتوان  آن را ،همانیمنداشته  کهنانو  کیرستال 

ع  ــ ج را انم د ــ بت ـ سـا هد ـ شـ هرا ـ شـا]15[ییآر ا ــ م  کد ـ عـ ه ـ بـ

.اکلترپوویلش در خصوص  آیلاژها نسبت داد 

 کاری شده  گرفته شده از سطح برسAFMتصیور:4کشل

.  rpmبا 

:AFM 

rpm . 

]]8،12،15هـای قبلیـدر تحیقـقاز  آن جایئ  که

ه ــ س یا زهمق دا ــ ن وص ا ـ صـخ رد هد ـ مـآ  ت ــس بد یاج  ــ ت ن ن ـی بـ یا

 با روش   در تحیقـق،های گیدـر انجـام گنرفتـهساختار نانو

 یگـری جهت اندازه XRDاز روشحاضر سیع شده است

 دانه

 روشسیاز

 بـا  آن

 مقیاسـه

 و شـده

 یاجـاد

 هـای

AFM

نتیاج  آزمیاش پراش اشعه کیاـس))6کشل.استفاده  گردد 

 کاری شده مرتبه برس 9و3،5،7هاینمونه خام و نمونه 

دست  آمده نشان هنتیاج ب .دهدرا در دو کیپ اول نشان یم 

 کـاری کاری ،منحین نمونه برسدهد  که با انجام برسیم

جابجـا)زویاای پـراش  کمتـر(شده تا حدی به سمت پچ 

های برسبا افزیاش تعداد مرتبهجییا هب جاشود و یانیم

 مرتبه برس9یابد به طوری  که در نمونه کاری افزیاش یم 

.باشـدیمجییا ،یبشتر از بیقه موارد هب جا کاری شده یان

زمان یان رفتار راها به طور هم که تمایم کیپجییااز  آن 

5/9/2018 Main 1PArt 1003595Ghasemi - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/main-1part-1003595ghasemi 5/6

 

 

.....

 

توانـد حـل شـدندیلل یان امـر میـانداز خود نشان داده

 کـاری بـا بـرسدر واقـع.باشددر سطحعنصر یا عناصری 

 باعـث سـیاش مـواد  آهنیـ بـرس وm/s58سرعت حدود 

یان ذرات در منطقه تماس به.شودیدکس  آلویمینویم یم

توانند باعثهای باال و حرارت سطیح یمدیلل یاجاد تنش  هـم].]16یاجاد فازهای یبن فلزی به طور موضیع  گردنـد 

های اول وشدت کیپشود  کهچینن در کشل مشاهده یم

یاـن رفتـار در.یابنددوم  گایه  کاهش و  گایه افزیاش یم 

 یوب ساختاری مـاده هـمع پرتو اشعه کیاس به دیلل وجود 

.یم باشدها امری قابل یپش یبینچون وجود مرزدانه

35 38 41 44 472 (degree)

   I  n   t .

   (  a .  u .   )

 :)

توان طبـق روابـطاز منحین پراش اشعه کیاس یم

 اسـتفاده

 دانـه

 انـدازه

 محاسبه

 برای

 دارد

 وجود

  که

 13هال-سونیویلامتیرن یان روابط رابطهمعمول.نمودمختلیف

 است 

:شود که به صورت یزر یبان یم

)1(  ضیریب است  کـه بـا توجـه بـه  Kاندازه دانهD، که در  آن

 بـرای مـواد مختلـف 39/1و89/0اندازه و کشل دانه یبن

شـود،کی در نظر  گرفته میـبرابر  که معموالٌبودهمتفاوت

θیم تروص هبساحم نآ  رد هت  کسا ۀیو یکیپاز ،درـیگ η 

ف یپکـ مـکایزمم یپکـ در پهنـای βومقدار  کرنش  صـن (FWHM)دشاب یملاـمعا هطبار رد نایدار تروص هب هک  

 گردد  که در  آن از طیرق فرمـول یزـر خطـای دسـگتاهیم

: گریدده استحذف 

)2( 

iβدسـت  آمـده از دسـگتاه و ه پهنای کیپ ب 0β که در  آن

 بـرای محاسـبه مقـدار.باشـدخطای نایش از دسـگتاه میـ 

 هتحیلل نتیاج ب . دسگتاه از پودر  آلویمنا استفاده شدخطای

دست  آمـده از پـراش اشـعه کیاـس بـا اسـتفاده از رابطۀـ 

 دور16000  که با سرعتای نمونه برایهال-سونیویلام

 بود مقـدار  کـرنش گریدده کاری مرتبه برس9در دیققه و

بـرایرابطـه تنهـایاـن کهجییا از  آن.را منیف نشان داد

تـوان ،میـ]]17رودهای صفر و یا مثبت به  کار یمنش کر

 کاری شده گفت  که جمله دوم یان رابطه برای سطح برس 

یند بایزایب و تبلور مجدد یاجاد شده آ کند و یا فرصدق نیم  کاری باعـث حـذفها در یحن فریآند برسبر سطح نمونه 

های بلویرن سطح  گشـتهشکبهمانده در ساختارتنش بایق 

 ،انـدازه) )1ا حذف رابطه مربوط به  کرنش در رابطهب .است

 یان نیتجه بـا نتـیاج  که محاسبه  گریددnm53حدوددانه 

دست  آمده با کیمروکسوپ ینروی اتمیـ تطـابق خـویب هب 

.دارد 

 یگری ه نیتج 

پ روسکـو ک  بـا اسـتفاده از یم نتیاج به دست  آمـده  کـاریداد  که برسنشانینروی اتیم و پراش اشعه کیاس 

هـای ا اعمال تییغر کشل پالسکیت شیدد بر سطح نمونـهب 

هـایشود  که اندازه دانـه سبب یم 6061آلویمینویم  آیلاژ 

طیح از  ــ سmm6-3ه ـ بـ  nm40-30شیاز ــ ف ا ا ـ بـ د و  ــ س بر  

هـا بزگرتـر شـده و بـه اندازه یان دانـه دوران برسسرعت

.رسدیمنانومتر70-50 

تقیدر و تکشر

 ی دانگشاه تهـران بـهنیوسنگدان از معاونت ژپوهش  

یمن بخیش از بودجه یان تحیقق از محل اعتبـارات أدیلل ت  

شماره طرح نوع ششم(های فینژپوهیش پریدس دانکشده 

 سـتاد یوژـه توسـعه ازو گـزاریپساس)02/6/8107011

.شودهای تشیویق قدرداین یم به خاطر حمیاتنانوفناوری

دانگشاه  آزاداز مکرز تحیققات یفکیز پالسمایچیننهم

زاده  کـه و  آقای کدتر حنطهاسالیم واحد علوم و تحیققات 

یاـن تحیقـق  کمکـ فراوانیـAFMهـایبرریسدر انجام 

. گرددنمودند تکشر و قدرداین یم

خام

3

5

7

9

θ

5/9/2018 Main 1PArt 1003595Ghasemi - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/main-1part-1003595ghasemi 6/6

 

 

مراجع1 - Meyers, M. A., Mishra, A. and Benson, D. J. (2006). "Mechanical properties of nanocrystalline materials",

 Progress in Materials Science, Vol. 51, PP. 427-556. 

2 - Tsuji, N. (2002). Ultrafine grained steels, Tetsu-to-Hagane, Vol. 88, PP. 359–369. 

3 - Saito, Y., Utsunomiya, H., Tsuji, N. and Sakai, T. (1999). "Novel ultra-high straining process for bulk materials—development of the accumulative roll-bonding (ARB)." Acta Mater , Vol. 47, PP. 579–583. 

4 - Tsuji, N., Saito, Y., Lee, S.H. and Minamino, Y. (2003). "ARB (Accumulative Roll-Bonding) and other new

techniques to produce bulk ultrafine grained materials." Adv. Eng. Mater, Vol. 5, PP. 338–344. 

5 - Valiev, R. Z., Kozlov, E. V., Ivanov, Y. U. F., Lian, J., Nazalov, A. A. and Baudelet, B. (1994).

"Deformation behaviour of ultra-fine-grained copper." Acta Metall. Mater, Vol. 42, PP. 2467–2475.

6 - Hasegawa, H., Komura, S., Utsunomiya, A., Horita, Z., Furukawa, M., Nemoto, M. and Langdon, T.G.

(1999). "Thermal stability of ultrafine-grained aluminum in the presence of Mg and Zr additions." Mater. Sci.

 Eng. Vol. A 265, PP. 188–196. 

7 - Li, Y. and Langdon, T. G. (2000). "Equal-channel angular pressing of an Al-6061 metal matrix composite."

 Journal of materials science, Vol. 35, PP. 1201 – 1204.8 - Valiev, R. Z., Korznikov, A. V. and Mulyukov, R. R. (1993). "Structure and properties of ultrafine-grained

materials produced by severe plastic deformation." Mater. Sci. Eng . Vol. A 168, PP. 141–148.

9 - Tao, N. R., Wang, Z. B., Tong, W. P., Sui, M. L., Lu, J. and Lu, K. (2002). "An investigation of surface

nanocrystallization mechanism in Fe induced by surface mechanical attrition treatment." Acta Materialia, Vol.

50, PP. 4603–4616

10 - Dai, K., Villegas, J., Stone, Z. and Shaw, L. "Finite element modeling of the surface roughness of 5052 Al

alloy subjected to a surface severe plastic deformation process."  Acta Materialia. Vol. 52, No. 20, PP. 5771-

5782.

11 - Umemoto, M., Todaka, Y. and Tsuchiya, K. (2003). "Formation of nanocrystalline structure in steels by air 

 blast shot peening." Materials transactions Vol. 44 /7, PP. 1488-1493.12 - Sato, M., Tsuji, N., Minamino, Y. and Koizumi, Y. (2004). "Formation of nanocrystalline surface layers in

various metallic materials by near surface severe plastic deformation." Science and Technology of Advanced 

Materials, Vol. 5, PP. 145–152.

13 - ASM HandBook , Vol. 4, Fifth Edition, (1992), Page 319, Table 13.

14 - ASM HandBook , Vol. 9, Fifth Edition, (1992), Page 354, Table 3, No. 5.

15 - Huang, Y. and Langdon, T.G. (2003). "Using atomic force microscopy to evaluate the development of 

mesoscopic shear planes in materials processed by severe plastic deformation." Materials Science and 

 Engineering , Vol. A 358, PP. 114-121.

16 - Li, X. Y. and Tandon, K. N. (1999). "Mechanical mixing induced by sliding wear of an Al–Si alloy against

M2 steel." Wear 225–229, PP. 640–648.17 - Klug, H.P. and Alexander, L.E. (1974).  X-Ray Diffraction Procedures for Polycrystalline and Amorphous

Materials, Wiley, New York, Second Edition, P. 661. 

در متناستفادهتریتبهای اگنیلیس بهواژه1- Ultra-Fine Grain 2 - Interface3 - Diffusivity 4 - Thermal Expansion Coefficient

5 - Bulk 6 - Accumulative Roll Bonding7 - Equal-Channel Angular Pressing 8 - High-Pressure Torsion9 - Surface Mechanical Attrition Treatment 10 - Surface Nanocrystallization and Hardening11 - Particle Impact 12 - Billet13 -Williamson–Hall