10346

10346

سنتز و بررسي ساختار و خواص مغناطيسي نوارهاي نانوكريستالين خانواده FeSiB

كارشناسي ارشد

مهندسي مواد - شناسايي و انتخاب مواد فلزي

ارديبهشت ماه 1391

ارديبهشت ماه 1391

حسين عربي - علي بيت اللهي

در تحقيق حاضر توليد نوارهاي آمورف و پهن از آلياژ FINEMET با استفاده از فرآيند ريخته¬گري تحت جريان صفحه¬اي و تأثير سرعت چرخ بر مشخصات ابعادي و كيفيت سطحي نوارهاي توليدي و همچنين تغييرات ساختار و خواص مغناطيسي نوارها قبل و بعد از عمليات حرارتي نانوتبلور مورد مطالعه قرار گرفته است. براي انجام اين تحقيق نوارهايي از آلياژ با تركيب شيميايي Fe71Si13.5B9Nb3Cu1Al1.5Ge1 (at.%) تحت سرعت¬هاي 13، 18، 23، 28 و 33 متر بر ثانيه مذاب¬ريسي شدند. جهت بررسي مشخصات سطحي، ساختاري و مغناطيسي نوارهاي تهيه شده از آزمايش¬هايي نظير XRD، SEM، VSM و زبري سنجي استفاده شد. بررسي مشخصات ابعادي نوارهاي توليدي نشان مي¬دهد كه با افزايش سرعت چرخ، ضخامت نوارها بصورت تواني كاهش مي¬يابد. دو مشخصه¬ كه در نوارهاي توليدي تكرار شده است موج¬دار بودن نوارها و بيشتر بودن مقادير اندازه¬گيري شده ضخامت نوارها نسبت به ضخامت تئوري است. دليل ايجاد چنين مشخصه¬هايي در نوارهاي توليدي احتمالاً ناشي از حضور عناصر فعال¬ساز سطح نظير Al و Ge در سيستم آلياژي FINEMET است كه كشش سطحي مذاب را به شدت تحت تأثير قرار داده و آن را كاهش مي¬دهد. بررسي مقادير اندازه¬گيري شده براي زبري سطوح آزاد و تماسي نوارها و تصاوير SEMتهيه شده از سطح تماسي نوارها نشان مي¬دهد كه با افزايش سرعت چرخ كيفيت سطحي نوارها افزايش يافته است. در نتيجه¬ي افزايش سرعت چرخ، انتقال حرارت بين چرخ و مذاب افزايش مي¬يابد كه اين باعث محبوس شدن تعداد كمتري از حباب¬هاي هوا در فصل مشترك چرخ- مذاب شده و در نتيجه، ميزان زبري سطح كاهش مي¬يابد. حضور پيك¬هاي با شدت بسيار كم و ميزان پهن شدگي بالا در الگوهاي پراش اشعه ايكس نوارهاي توليد شده در سرعت¬هاي مختلف، ساختاري را با درجه آمورف بودن بالا براي تمام سرعت¬هاي اعمالي نشان مي¬دهد. انتقال حرارت كافي بين چرخ و مذاب و ضخامت¬هاي پايين نوارهاي توليدي مي¬تواند باعث ايجاد چنين الگويي شده باشد. عمليات حرارتي نوارها در دماي 580 درجه سانتي¬گراد به مدت 1 ساعت انجام شد. الگوهاي پراش اشعه ايكس، ايجاد دانه/كريستاليت¬هايي از فاز بلوري α-FeSi با اندازه دانه در محدوده 14-7 نانومتر را نشان داد. حضور فاز نانوكريستالين و نرم¬مغناطيس FeSiباعث افزايش بيشينه آهنربايش اندازه¬گيري شده براي نوارها گرديد. واژه‌هاي كليدي:آلياژ FINEMET ، فرآيند Planar Flow Casting، آلياژهاي آمورف