نمایشگر دسته ای مطالب

بازگشت به صفحه کامل

نخستین دانشجوی دکتری تخصصی مهندسی مواد در دانشگاه از رساله خود دفاع کرد

نخستین دانشجوی دکتری تخصصی مهندسی مواد در دانشگاه از رساله خود دفاع کرد

مجید ناصری دانشجوی دکتری تخصصی مهندسی مواد دانشکده مهندسی دانشگاه شهید چمران اهواز، با دفاع از رساله خود با عنوان «تأثیر مسیر کرنش بر تحولات ریزساختار و بافت تغییرشکل ساختارهای نانو/فوق‌‌ریزدانه‌ زمینه آلومینیمی تولیدشده توسط فرایند نورد تجمعی پیوندی» از این دانشگاه، فارغ‌التحصیل شد.

به گزارش روابط عمومی دانشگاه شهید چمران اهواز، هدف از انجام این رساله، تأثیر مسیر کرنش بر تحولات ریزساختار و بافت تغییرشکل آلیاژ آلومینیم و کامپوزیت چندلایه‌ای آلومینیم/برنج نانوساختار/فوق‌‌ریزدانه تولیدشده توسط فرایند نورد تجمعی پیوندی بود که با راهنمایی دکتر محسن ریحانیان، دانشیار گروه مهندسی مواد دانشگاه شهید چمران اهواز و نیز بهره‌گیری از نظرات و دیدگاه‌های استاد مشاور دکتر احسان برهانی، دانشیار دانشکده نانوفناوری دانشگاه سمنان به انجام رسید .

همچنین پروفسور رامین ابراهیمی، استاد دانشکده مهندسی مواد دانشگاه شیراز، دکتر مصطفی اسکندری، استادیار گروه مهندسی مواد دانشگاه شهید چمران اهواز و دکتر خلیل‌اله قیصری استادیار گروه مهندسی مواد دانشگاه شهید چمران اهواز امر داوری این رساله را بر عهده داشتند. ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، بنیاد ملی نخبگان ایران و دانشکده مهندسی مواد دانشگاه کیوتو ژاپن نیز از این رساله حمایت کردند .

گفتنی است، مجید ناصری مقطع کارشناسی خود را در دانشگاه صنعتی اصفهان در رشته مهندسی مواد، متالورژی استخراجی اخذ کرد و دوره کارشناسی ارشد را در دانشگاه سمنان در رشته مهندسی مواد، شناسایی و انتخاب مواد مهندسی به اتمام رساند و پس‌ازآن دوره دکتری تخصصی خود را در رشته مهندسی مواد در دانشگاه شهید چمران اهواز سپری کرد. زمینه تحقیقاتی وی خواص فیزیکی و مکانیکی مواد نانوساختار است و حاصل این فعالیت‌ها تاکنون انتشار بیش از 15 مقاله علمی و پژوهشی در مجلات معتبر بین‌المللی و ارائه چند مقاله در کنفرانس‌های معتبر ملی و بین‌المللی در زمینه‌ مهندسی مواد بوده است.

گفتنی است در چکیده این رساله آمده است:

در این رساله، تأثیر مسیر کرنش بر تحولات ریزساختار و بافت تغییرشکل آلومینیم خالص و کامپوزیت چندلایه‌ای آلومینیم/برنج نانوساختار/فوق‌‌ریزدانه تولیدشده توسط فرایند نورد تجمعی پیوندی (ARB) پرداخته‌شده است. به منظور بررسی اثر مسیر کرنش از فرایند نورد تجمعی پیوندی متقاطع (CARB) و همچنین از یک مسیر کرنش پیشنهادی باهدف توسعه یک ساختار دوجزیی در آلیاژ آلومینیم 2024 بهره گرفته شد. قبل از انجام فرایند نورد تجمعی پیوندی، استحکام پیوند بین ورق‌ها و پارامترهای تأثیرگذار روی آن مانند مقدار کاهش ضخامت، ضخامت اولیه‌ی ورق‌های برنج، اصطکاک و عملیات آنیل بعد از فرایند نورد اتصالی سرد (CRB) توسط آزمون پیلینگ ارزیابی شد. نتایج آزمون پیلینگ نشان داد که با افزایش پارامترهایی چون کاهش ضخامت و اصطکاک، استحکام پیوند بهبود می‌یابد. تفاوت بین استحکام پیوند در حضور و عدم حضور ورق برنج، قابل‌توجه است و مقدار تغییر شکل آستانه‌ای به‌طور قابل‌توجهی به ضخامت اولیه ورق برنج بستگی دارد. با انجام عملیات آنیل بعد از فرایند نورد، استحکام پیوند کاهش می‌یابد. بررسی ریزساختاری کامپوزیت تولیدشده توسط فرایند نورد تجمعی پیوندی نشان داد با افزایش کرنش، گلویی و شکست موضعی به صورت تدریجی و پیوسته در سیکل‌های متوالی رخ داد و جدایی لایه‌های برنج در سیکل چهارم مشاهده شد. با تغییر در مسیر کرنش توسط فرایند نورد تجمعی پیوندی متقاطع، گلویی، شکست و جدایش لایه‌های برنج در سیکل دوم مشاهده شد. پس از هشت سیکل فرایند نورد تجمعی پیوندی متقاطع، توزیع یکنواخت‌تری از قطعات جداشده برنج با ضخامتی کوچک‌تر در مقایسه با کامپوزیت تولیدشده توسط فرایند نورد تجمعی پیوندی در زمینه آلومینیم به دست آمد. نتایج به‌دست‌آمده از پراش الکترون‌های بازگشتی (EBSD) نشان داد که پس از هشت سیکل فرایند، میانگین اندازه دانه در آلومینیم خالص حدود 380 نانومتر و با تغییر در مسیر کرنش حدود 155 نانومتر اندازه‌گیری شد. در کامپوزیت تولیدشده، یک ساختار با توزیع اندازه دانه‌های دوجزیی شامل دانه‌‌های هم‌محور و ریز با میانگین اندازه دانه حدود 120 نانومتر و دانه‌های کشیده ایجاد شد. با تغییر در مسیر کرنش، ریزساختاری همگن شامل دانه‌های هم‌محور و بسیار ریز با میانگین اندازه دانه حدود 85 نانومتر به وجود آمد. با تغییر در مسیر کرنش و توزیع یکنواخت‌تر قطعات برنج در زمینه آلومینیم، کسر حجمی مرزهای زاویه بزرگ افزایش یافت و موجب انحراف و تفاوت نحوه تکامل بافت در نانوساختار/فوق‌ریزدانه‌های تولیدشده توسط فرایند نورد تجمعی پیوندی متقاطع نسبت به فرایند نورد تجمعی پیوندی شد. بافت غالب در کامپوزیت آلومینیم/برنج ترکیبی از بافت تغییرشکل و بافت تبلور مجدد شامل مؤلفه‌های S {123}<634> ، Rotated Goss {011}<011> ، Goss {011}<100> و Brass {011}<211> بود. با تغییر در مسیر کرنش، مؤلفه‌های S {123}<634> و Brass {011}<211> به عنوان مؤلفه‌های اصلی بافت در کامپوزیت بود. در ادامه، با قرار دادن یک‌لایه ورق آنیل شده بین دو لایه ورق نورد شده در هر سیکل فرایند نورد تجمعی پیوندی در آلیاژ آلومینیم 2024 به عنوان مسیر کرنش پیشنهادی، یک ساختار ‌با توزیع اندازه دانه‌های دوجزیی شامل دانه‌های درشت و دانه‌های فوق‌ریزدانه با میانگین اندازه دانه حدود 350 نانومتر کشیده شده ایجاد شد. به دلیل تغییرات کرنش در راستای ضخامت کامپوزیت کرنشی توسعه داده‌شده، بافت غالب ترکیبی از بافت تغییرشکل و بافت تبلور مجدد شامل مؤلفه‌های Brass {011}<211> ، S {123}<634> و Cube {001}<100> بود. نتایج مربوط به خواص مکانیکی نشان داد که با افزایش تعداد سیکل‌، مقدار استحکام کششی به‌طور پی‌در‌پی افزایش می‌یابد .

پس از هشت سیکل فرایند نورد تجمعی پیوندی، استحکام کششی آلومینیم خالص و کامپوزیت تولیدشده به ترتیب 30/2 برابر (180 مگاپاسکال) و 23/4 برابر (330 مگاپاسکال) مقدار استحکام کششی نمونه آلومینیم خالص آنیل شده بود. با تغییر در مسیر کرنش، استحکام کششی آلومینیم خالص و کامپوزیت تولیدشده به ترتیب 94/2 برابر (230 مگاپاسکال) و 5 برابر (390 مگاپاسکال) مقدار استحکام کششی نمونه آلومینیم خالص آنیل شده بود. سطوح مقطع شکست ماکروسکوپی نمونه‌ها نشان داد که با افزایش تعداد سیکل‌ها، شدت لایه‌ای شدن کاهش می‌یابد. سطح مقطع شکست میکروسکوپی آلومینیم خالص آنیل شده شامل حفره‌های عمیق و هم‌محور بود که نشان‌دهنده‌ی شکست نرم است. با افزایش تعداد سیکل‌ و تغییر در مسیر کرنش، قطر و عمق حفره‌ها کم‌تر شد و شکست نرم جای خود را به شکست نرم برشی داد. براساس مدل‌سازی انجام‌شده، میزان کرنش موردنیاز برای وقوع گلویی، شکست و جدایش لایه‌های فلز سخت در کامپوزیت‌های چندلایه‌ای تولیدشده توسط فرایند نورد تجمعی پیوندی، به عواملی همچون نسبت ضخامت، نسبت ضرایب کارسختی و توان کارسختی لایه‌های داخلی و بیرونی وابسته است .