طبق آزمایشات مستقل از دما و فشار متغیر، از نظر ترمودینامیکی، مواد سه حالت اصلی : مایع، جامد، گاز دارند.
تعیین کنندة هر یک از این حالات درجة آزادی بین اتمها و قید و بند آنها به یکدیگر است و یک مرحله تحول بین هر حالت وجود دارد. تعریف شیشه : یک مایع شیشه ای یا جامد بدون کریستال است که مشخصه های ویسکوزیته و ساختار آن نشان دهندة هم جامد و هم مایع است. به عبارت دیگر شیشه یک جامد در دمای اتاق است زیرا ویسکوزیته آن بیش از حد توازن یعنی 6/14 10 است و از طرف دیگر هنوز یک مایع است زیرا ساختار اتمها و مولکولهای آن یک ساختار بی نظم و شبیه مایع است . جامد از فاز کریستالی به وجود آمده است و یک کریستال از یک نظم دوره‌ای بین اتمها پیروی می کند اما مایع دارای چنین نظمی نیست و یک نظم تصادفی بین اتمها بدون تناوب و دوره خاصی را دارد.
بنابراین می گوییم، شیشه جامد و آمورفی است که اتمهای ساختار آن مانند مایع است. مهمترین مشخصه یک شیشه علاوه بر ساختار آن، پدیده تحول و به وجود آمدن آن است.
تحول و به وجود آمدن شیشه در یک Tg ایجاد می‌شود،مذاب تا زیر دمای انجماد سرد می‌شود و تا زمانیکه دما کاهش می یابد ویسکوزیته نیز به صورت پیوسته زیاد می‌شود (شکل 1-1).
شکل 1-1 : دیاگرام ارتباط بین تغییرات حجم با دما از حالت مذاب تا لحظه گذر از دمای شیشه ای شدن،Tg
شکل 1-2 : دیاگرام ظرفیت گرمایی Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5
نقاط ناپیوسته Cp فلزات شیشه ای است که از دما Tg تابعیت می کنند .
در (شکل 1-1) مشاهده می شود که تغییر حجم نیز تابعی از دما است . در کریستاله شدن، در طول سرد کردن ، ناگهان با یک افت شدید حجم رو به رو می شویم اما در تحول آمورف شدن تغییر ناگهانی حجم نداریم و تغییر حجم به صورت پیوسته صورت می‌گیرد که این روند در متغیرهای ترمودینامیکی مانند آنتروپی و آنتالپی نیز وجود دارد.
اگر چه متغیرهای ترمودینامیکی در ابتدا با دما به صورت پیوسته رابطه دارند اما در Tg با یک افزایش شیب و تغییر ناگهانی روبرو هستند. تغییر ناگهانی ظرفیت گرمایی و انبساط گرمایی در (شکل1-2) نشان داده شده است.
تحول شیشه ای شدن در یک بازه دمایی مشخص انجام می گیرد و بیان می‌کند که در Tg، یک شیب تند و تغییر ناگهانی (Cp پرش می کند) در منحنی گرمایی DSC انجام می دهد.
سرعت کوئیچ لازم برای ساختن جامد آمورف از یک فلز خالص حدوداً K/S 1015 است که رسیدن به این سرعت سرد کردن در محیط آزمایشگاه غیر ممکن است. که برای کم کردن این سرعت فلزات خالص را به صورت آلیاژی کرده و مورد استفاده قرارمی دهند.
در ابتدا لنز شیشه ای توسط Klemer و Willens و Duwez در دانشگاه Caltech در سال 1960 با تکنیک کوئیچ تفنگی که سرعت سرد کردنی معادلK/S 107 تولید می کرد، ساخته شد. اما هنوز این سرعت سرد کردن برای تشکیل فلزهای های شیشه ای توده ، خیلی زیاد بود.
فصل اول : فلزات آمورف و آمورف کامپوزیتی 1
1-1 مقدمه 2
2-1 فلزات آمورف 6
1-2-1 خواص آلیاژهای آمورف 9
2-2-1عمده نقطه ضعف مکانیکی مواد آمورف 12
3-1 مکانیزم های تغییر شکل در فلزات آمورف 12
1-3-1 تشکیل حجم آزاد 13
2-3-1 افزایش دمای موضعی 18
فصل دوم : شکست در فلزات آمورف 23
1-2 شباهت های شکست فلزات آمورف با فلزات کریستالی 24
1-1-2 اثر فشار هیدرواستاتیک روی جریان تنش 24
فصل سوم : کامپوزیت کردن جهت بالا بردن پلاستیسیته 25
1-3 راهکارهایی برای افزایش پلاستیسیته در آلیاژهای یکپارچه 26
2-3 فلزات آمورف کامپوزیتی 27
1-2-3 مکانیزم تغییرات و افزایش پلاستیسیته توسط ذرات کامپوزیت 28
3-3 بهبود پلاستیسیته با استفاده از ذرات تقویت کننده فاز دوم 31
4-3 بررسی باندهای برشی توسط TEM در یک کامپوزیت BMGs 35
1-4-3 انتشار باندهای برشی در کل قطعه 39
5-3 انواع مختلف فلزات آمورف کامپوزیتی 41
1-5-3 کامپوزیتهای ذره ای 42
2-5-3 کامپیوزیتهای In-situ 42
6-3 ذرات خارجی تقویت کننده در فلزات شیشه ای توده 42
1-6-3 کامپوزیت حاوی ذرات خارجی تقویت کننده ، تولید به روش تقویتBMG 43
2-6-3 تولید کامپوزیت BMG حاوی ذرات خارجی تقویت کننده با استفاده از فرایند ذوب 44
7-3 فرم In situ کامپوزیت های BMG 45
1-7-3 فرم کاربید In situ در فلزات شیشه ای پایه Zr 46
8-3 تشکیل و ساختارها 47
9-3 مکانیزم تشکیل فاز آمورف نانو ساختار شده 50
10-3 خواص مکانیکی و رفتار تغییر شکلی آلیاژ های آمورف نانوساختار شده توده 51
11-3 تشکیل و خواص مکانیکی آلیاژ های آمورف خوشه دار توده 54
12-3 مقایسه کامپوزیت های ذره ای و In situ 56
فصل چهارم :عوامل موثر در ایجاد داکتیلیته بیشتر در مواد آمورف 60
1-4 کریستالیزاسیون 61
1-1-4 اثر بیش از حد کریستالیزاسیون 61
2-4 آنیلینگ 62
منابع و مآخذ 64
شامل 75 صفحه فایل word
دانلود پایان نامه فلزات آمورف