اندازه گیری چگالی ظاهری کاشی و سرامیک سبز با روش اولتراسونیک غیر تماسی

Measurement of the Apparent Density of Green Ceramic Tiles by a Non-contact Ultrasonic Method

چکیده
مقدمه
تئوری
روش اندازه‌گیری و تجهیزات اندازه‌گیری
تحلیل عدم قطعیت
کاربرد در خط تولید
نتیجه گیری
منابع

چکیده
این مقاله در مورد مسئله اندازه‌گیری وزن مخصوص ظاهری کاشی‌های سرامیکی سبز در طی تولید، بحث می کند. این موضوع به عنوان یک پارامتر بسیار مهم در کیفیت محصول نهایی محسوب می شود. در واقع، وزن مخصوص ظاهری تعیین کننده وجود انقباض ابعادی ساختار سرامیک در طی آتش سوزی کاشی ها بوده و متناسب با مقاومت مکانیکی نهایی است. در حال حاضر، سیستم های غیر مخرب برای اندازه‌گیری آنلاین این پارامتر در دسترس نیستند. این تحقیق یک روش خلاقانه را برای اندازه‌گیری غیر نفوذی وزن مخصوص ظاهری کاشی‌های سرامیکی سبز در حین مرحله تولید ارائه می کند. این روش از پروب های فراصوت غیر تماسی استفاده می کند. زمان حرکت امواج فراصوت در حین انتقال در کاشی اندازه‌گیری می شود. از زمان حرکت، با معلوم بودن فاصله میان پروب ها، سرعت انتشار که متناسب با وزن مخصوص ظاهری است، به دست می آید. ضریب تبدیل میان سرعت و وزن مخصوص ظاهری به وسیله یک فرآیند کالیبراسیون از طریق یک روش مرجع با عدم قطعیت معلوم بر اساس توزین هیدرواستاتیکی در یک حمام جیوه تعیین می شود. این فرآیند آزمایشگاهی به صورت گسترده در این تحقیق مورد صحت سنجی قرار گرفته و به وسیله یک مدل نظری پشتیبانی می شود. این مقاله به بیان نظریه با توجه به این روش اندازه‌گیری و تجهیزات پرداخته و به صورت دقیق در مورد تحلیل عدم قطعیت بحث می کند. در نهایت، این مقاله نتایج یک روش کاربردی آنلاین را ارائه می کند.

روش اندازه‌گیری و تجهیزات اندازه‌گیری
در روش اندازه‌گیری پیشنهادی، زمان پرواز امواج فراصوت به وسیله پروب های غیر تماسی در پیکره بندی انتقال از کاشی در خط تولید تعیین می شود. ساختار این روش اندازه‌گیری در شکل 3 نشان داده شده است.

در ابتدا، لازم است تا فاصله بین غشا های پروب D (100mm در این حالت) با استفاده از یک کولیس اندازه‌گیری شود. می توان دریافت که روش اندازه‌گیری فراصوت دارای دو مرحله است: (a) اندازه‌گیری زمان پرواز t_a موج فراصوت در هوا و شرایط محیطی مورد استفاده (b) اندازه‌گیری زمان پرواز موج فراصوت از بدنه کاشی t_c. با توجه به اندازه‌گیری زمان رسیدن پژواک دوم، امکان شناخت زمان انتشار t_m موج درون ماده وجود دارد. این مراحل هنگامی که یک کاشی از پروب ها در طی تولید عبور می کند، تکرار می شوند.

زمان پرواز با الگوریتم های همبستگی عرضی میان سیگنال تحریک پروب انتقال و سیگنال دریافتی، اندازه‌گیری می شوند. یک سیگنال با همبستگی عرضی اندازه‌گیری شده بر روی کاشی سبز در شکل 3(c) نشان داده شده است: t_c به وسیله مقدار اوج اولیه نشان داده می شود، در حالی که تفاوت در محور زمان میان مقدار اوج اول و دوم نشان دهنده است.

یک روش مبتنی بر بهینه سازی فراابتکاری برای تخمین پارامتر یک مدل کوره قوس الکتریکی

A meta-heuristic optimization-based method for parameter estimation of an electric arc furnace model

چکیده
1 مقدمه
2 سیستم منبع تغذیه ی قدرت الکتریکی و مدل قوس الکتریکی
3 تخمین پارامترهای مدل
4 بحث و نتیجه گیری
5 نتیجه گیری
اعتبار سنجی مشارکت نویسندگان
اعلامیه منافع رقیب
دسترسی داده ها
تشکر و قدردانی
ضمیمه A. پارامترهای نصب کوره قوس الکتریکی نشان داده شده در شکل 1
منابع

چکیده
یافتن بارهای غیرخطی متغیر با زمان در سراسر سیستم های توزیع معمول است، مانند کوره های قوس الکتریکی (EAFs) که به صورت گسترده در بخش صنعتی فولادسازی مورد استفاده واقع می شوند. بر اساس فرآیند ذوب و تصفیه فلزات، کوره های قوس الکتریکی (EAF) بلوک های بزرگی از توان را مصرف می کنند (توان اکتیو و راکتیو) که منجر به اختلالات چشمگیری در کیفیت توان از جمله نوسانات هارمونیک و ولتاژ در شبکه های توزیع می شوند. مدل های پارامتریک کوره های قوس الکتریکی (EAF) مختلف با هدف پیش بینی شکل موج ولتاژ و جریان و سپس ارزیابی عملکرد دستگاه های جبران سازی توان راکتیو مطرح شده اند. این مقاله یک روش شناسی جدید را جهت تخمین بهینه پارامترهای یک مدل کوره قوس الکتریکی مطرح می کند که می تواند زمان اجرا و میزان خطای کمتری را در مقایسه با برخی از روش های روز دنیا به دست آورد. روش شناسی با استفاده از داده های واقعی و شبیه سازی شده و از طریق سه الگوریتم بهینه سازی فراابتکاری از جمله الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات (PSO)، الگوریتم جستجوی گرداب (VSA) و الگوریتم جستجوی کلاغ (CSA) مورد ارزیابی قرار می گیرد. بر اساس نتایج، روش شناسی مطرح شده بر پایه ی رویکردهای بهینه سازی فراابتکاری به طور موثر عمل نموده و امکان تخمین پارامترهای مدل کوره قوس الکتریکی را از طریق یک مرحله بهینه‌سازی واحد، ثبت رفتار تصادفی غیر سینوسی، غیر خطی و متغیر با زمان را فراهم می کند که نمونه ‌های کوره قوس الکتریکی واقعی را نشان می‌دهد. خطاهای نسبی اعوجاج هارمونیک کل بین سیگنال های جریان و ولتاژ قوس تخمینی و برآورد شده به ترتیب حدود 1.23 درصد و 0.62 درصد به دست آمده اند.

تحقیق تاثیر جریان جوشکاری بر خصوصیات مکانیکی اتصالات فولادی نرم زمان استفاده از جوش قوس الکتریکی

An Investigation of the Effect of Welding Current on the Mechanical Properties of Mild Steel Joints When Using Arc Welding

چکیده
جوشکاری نوعی فرایند ساخت است که در آن دو یا چند قطعه با استفاده از گرما یا حرارت، فشار یا هر دوی آن¬ها بهم ذوب شده و پس از سرد شدن قطعات به یکدیگر متصل می شوند. این مقاله در نظر دارد تا اثرات جریان را هنگام استفاده از جوشکاری قوسی، بر خواص مکانیکی و ریز ساختارهای اتصالات فولاد نرم بررسی کند. آزمایش جوشکاری قوسی در جریان¬های مختلفی(100 A, 150 A and 200 A) انجام شد. آزمایش¬های سختی و ضربه مطابق با استانداردهای ASTM E384 و ASTM E23-12C پیش برده شدند. نتایج نشان دادند که در طول فرایند جوشکاری قوسی، جریان بالای جوشکاری سبب ایجاد دمای سطحی بالایی می شود. افزایش در دمای سطحی بر خواص مکانیکی ناحیه جوشکاری اثر منفی دارد. بیشترین سختی و سفتی در جریان کم جوشکاری حاصل شده و مقادیر آن به ترتیب 269HV و 205.71J گزارش شد.

II. مواد
در این مطالعه از نمونه صفحات فولاد نرم S355JR با ضخامتی برابر 10 میلی متر، به عنوان فلز مرجع استفاده شد. از یک سیم جوشکاری 0.9 میلی متری (ER70S-6) به همراه گاز خاکی به عنوان ماده اتصال دهنده طی فرایند جوشکاری قوسی MIG، در جریان های مختلف استفاده شد.

III. روش
A. آزمایش جوشکاری قوسی
از دستگاه برش نواری Beka Mak BMSY 320 به همراه خنک کننده امولسیفایر، برای برش شش نمونه مشخصه به صورت مستطیلی، در ابعاد 30×30×10 میلی متر استفاده شد. همانطور که در شکل 1(a) نشان داده شده است، هر نمونه آزمایش با استفاده از یک سنگ فرز با توان 900 وات، بر روی یک سطح شیبدار با زاویه 20 درجه بریده شد. صفحات بریده شده قبل از جوش دادن به یکدیگر، با استفاده از یک برس سیمی چرخان تمیز می شوند. یک دستگاه جوشکاری PRO-MIG 350 که در شکل 1 نشان داده شده است به منظور ایجاد جوش لب به لب بین نمونه¬ها در جریان های 100 ، 150 و 200 آمپر همانطور که در شکل 2 (b) نشان داده شده است، استفاده شد. به منظور ایجاد اتصال از سیم ER70S-6 (0.9 میلی متر) در سرعت 360 میلی متر در دقیقه و گاز خاکی که دارای ترکیب، 90 درصد آرگون، 5 درصد اکسیژن و 5 درصد دی اکسید کربن است، به عنوان گاز محافظ نیز استفاده شد. سرباره(slug) ایجاد شده از نمونه¬های جوش داده شده جدا شد و اجازه داده شد تا نمونه ها به طور طبیعی خنک شوند.

استرس پسماند در جوشکاری لیزر آلیاژ تیتانیوم TC4 مبنی برتکنولوژی لیزر اولتراسونیک

Residual Stress in Laser Welding of TC4 Titanium Alloy Based on Ultrasonic laser Technology

چکیده

1. مقدمه

2. مبانی نظری

3. فرآیند آزمایشی

1.3. تهیه نمونه های آزمایشی

2.3. لیزر اولتراسونیک برای اندازه گیری تنش پسماند در جوشکاری لیزر

3.3. سوراخ کاری برای اندازه گیری تنش پسماند

4. نتایج و بحث

1.4. اثرات ورودی حرارت بر تنش پسماند

2.4. اثرات سرعت جوشکاری بر تنش پسماند

3.4. اثرات عملیات حرارتی بر تنش پسماند

5. نتیجه گیری

چکیده

جوشکاری لیزر به دلیل تراکم انرژی بالای آن، منطقه کوچک تحت تأثیر حرارت قرار گرفته و توانایی پردازش سریع، در جوشکاری آلیاژ تیتانیوم بسیار مورد استفاده قرار می گیرد. با این وجود، مشکلات مربوط به جوشکاری لیزر از قبیل تغییر شکل و ترک خوردگی ناشی از تنش پسماند باید برطرف شود. در این مقاله، تنش پسماند در جوشکاری لیزر آلیاژ تیتانیوم TC4 با استفاده از لیزر اولتراسونیک مورد بررسی قرار گرفت. تنش پسماند در صفحات آلیاژ تیتانیوم به صورت حالت تنش صفحه ای در نظر گرفته می شود. روش بارگذاری پیش از تنش ارائه شده و ضرایب آکوستیک بدست می آید. بر اساس ضرایب شناخته شده آکوستوالاستیک، تنش های پسماند عرضی و طولی در جوشکاری لیزر با استفاده از لیزر اولتراسونیک اندازه گیری می شود. نتایج نشان می دهد که تنش پسماند طولی بزرگتر از تنش عرضی است. توزیع منظم تنش پسماند شبیه جوش معمولی است، اما ناحیه تنش کششی بسیار باریک تر است. سپس، در مورد تأثیر ورودی حرارت و سرعت جوشکاری بر تنش پسماند بحث شده است. با افزایش ورودی حرارت، ناحیه جوشکاری گسترده شده و مقدار پیک تنش پسماند افزایش می یابد. در صورت ثابت بودن قدرت جوشکاری، سرعت جوشکاری بالاتر باید انتخاب شود. این تحقیق برای اندازه گیری و کنترل تنش پسماند در فرآیند جوشکاری لیزر از اهمیت ویژه ای برخوردار است. 

1. مقدمه

خواص مکانیکی دما بالا، نسبت استحکام به وزن بالا و مقاومت خوب در برابر خوردگی تیتانیوم و آلیاژهای تیتانیوم باعث کاربرد متنوع و موفقیت آمیز آن در زمینه های مختلف با تقاضای عملکردی و الزامات قابلیت اطمینان از قبیل هوافضا، اتومبیل، پزشکی، هسته ای، پتروشیمی و صنایع تولید برق شده است [1,2]. روش-های متداول جوشکاری آلیاژ تیتانیوم شامل جوشکاری گاز بی اثر تنگستن، جوشکاری پرتو الکترونی و جوشکاری لیزر است. جوشکاری لیزر به دلیل تراکم انرژی متمرکز آن، منطقه کوچک تحت تأثیر حرارت قرار گرفته (HAZ)، حداقل تغییر شکل در حین جوشکاری و سرعت سریع جوشکاری؛ یک روش جوشکاری غالب است. فناوری جوشکاری لیزر برای جوشکاری آلیاژ تیتانیوم TC4 مناسب است [3,4]. 

5. نتیجه گیری

از روش لیزر اولتراسونیک برای اندازه گیری تنش پسماند در جوشکاری لیزر آلیاژ تیتانیوم TC4 استفاده شد. روش بارگذاری پیش تنش ارائه شد و ضرایب آکوستوالاستیک آلیاژهای تیتانیوم TC4 در ابتدا بدست آمدند. براساس شناخت از ضرایب آکوستوالاستیک، تنش های پسماند جوشکاری طولی و عرضی با تکنیک لیزر اولتراسونیک اندازه گیری شدند. نتایج نشان داد که تنش پسماند طولی به طور آشکاری بزرگتر از تنش عرضی بود. تنش پسماند طولی، تنش کششی بالا در نزدیکی درز جوشکاری بوده و مقدار ماکزیم تنش پسماند طولی حدود MPa 420، که نصف استحکام تسلیم بود. سپس اثر پارامترهای فرآیند بر خصوصیات تنش پسماند بحث شد. نتایج نشان داد که حرارت ورودی، پارامتر غالب در تعیین تنش پسماند جوشکاری لیزر است. با افزایش حرارت ورودی، منطقه جوش گسترده تر شده و مقدار پیک تنش پسماند به تدریج افزایش می یابد. سرعت های جوشکاری بالاتر باید تا حد امکان زیاد انتخاب شود هنگامی که قدرت جوشکاری ثابت است. عملیات حرارتی می تواند حداکثر تنش پسماند طولی را حدود 80٪ کاهش داده و منجر به توزیع مجدد تنش شود.

Abstract

Laser welding is widely used in titanium alloy welding due to its high energy density, small heat affected zone, and rapid processing ability. However, problems with laser welding, such as deformation and cracking caused by residual stress, need to be resolved. In this paper, the residual stress in laser welding of TC4 titanium alloy was studied using an ultrasonic laser. The residual stress in titanium alloy plates is considered a plane stress state. A pre-stress loading method is proposed and acoustoelastic coefficients are obtained. Based on the known acoustoelastic coefficients, the transverse and longitudinal residual stresses in laser welding are measured using an ultrasonic laser. The results show that longitudinal residual stress is greater than the transverse stress. The distribution regularity of the residual stress is similar to normal welding, but the tensile stress zone is much narrower. Then, the influence of heat input and welding speed on residual stress is discussed. With increasing heat input, the welding zone widens, and the peak value of the residual stress increases. A higher welding speed should be chosen when the welding power is constant. This research has important significance for the measurement and control of residual stress in the laser welding process.

1. Introduction

The high temperature mechanical properties, high strength-to-weight ratio, and good corrosion resistance of titanium and titanium alloys have led its diversified and successful application in a variety of fields with demanding performance and reliability requirements, such as in the aerospace, automotive, medical, nuclear, petrochemical, and power generation industries [1,2]. Common titanium alloy welding methods include tungsten inert gas welding, electron beam welding, and laser welding. Laser welding is a dominant welding method because of its concentrated energy density, small heat affected zone (HAZ), minimal welding deformation, and fast welding speed. Laser welding technology is suitable for welding of TC4 titanium alloy [3,4].

5. Conclusions

An ultrasonic laser technique was used to measure the residual stress in laser welding of TC4 titanium alloy. A pre-stress loading method was proposed and the acoustoelastic coefficients of TC4 titanium alloys were first obtained. On the basis of known acoustoelastic coefficients, the longitudinal and transverse welding residual stresses were measured with an ultrasonic laser technique. The results showed that the longitudinal residual stress was obviously larger than the transverse stress. The longitudinal residual stress was high tensile stress near the welding seam, and the maximum value of longitudinal residual stress was about 420 MPa, which was half of the yield strength. Then, the effect of the process parameters on the features of the residual stress was discussed. The results showed that heat input is the dominant parameter determining laser welding residual stress. With increasing heat input, the welding zone widened and the peak value of the residual stress increased gradually. Higher welding speeds should be chosen as much as possible when the welding power is constant. Heat treatment can reduce the maximum of the longitudinal residual stress by about 80% and lead to the redistribution of stress.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

استرس پسماند در جوشکاری لیزر آلیاژ تیتانیوم TC4 مبنی برتکنولوژی لیزر اولتراسونیک

Residual Stress in Laser Welding of TC4 Titanium Alloy Based on Ultrasonic laser Technology

روشن سازی مکانیزم رسوب پاشش سرد با استفاده از ارزیابی طیف بینی الکترون اوژه از سطح مشترک پیوندی قشر اکسیدی

Elucidation of Cold-Spray Deposition Mechanism by Auger Electron Spectroscopic Evaluation of Bonding Interface Oxide Film

چکیده

1 مقدمه

2 روش آزمایشی

2.1 شرایط پاشش سرد

2.2 آزمایش چسبندگی کششی کوچک

2.3 تجزیه طیف بین الکترون اوژه (AES)

3 نتایج و شرح مطلب

3.1 استحکام چسبندگی رسوب سرد پاشش شده

3.2 مشاهده SEMسطح مشترک شکستگی

3.3 ارزیابی AES درمورد اکسید باقیمانده برروی سطح مشترک رسوب

3.4 خصوصیات منطقه خوب پیوند شده

3.5 منطقه خوب پیوند یافته که در آن اکسید حذف می شود

4 نتیجه گیری

منابع

چکیده

رابطه بین مکانیزم رسوب پاشش سرد، ریز ساختار، و استحکام حاصل از قشر باید برای این فرآیند ابتکاری فهمیده شود تا بتواند عملی شود. مطالعات قبلی نشان داده که مکانیسم پوشش دهی بر قطع شدگی قشر اکسید طبیعی متکی است، به طوری که پیوند فلزی از طریق تماس مستقیم بین سطوح فلز رخ می دهد. در این مطالعه، مدل پیشنهادی بصورت آزمایشی با استفاده از آزمایش چسبندگی کششی کوچک و تجزیه طیف بین الکترون اوژه از سطح مشترک پیوندی تایید شده است. از آنجا که تغییر شکل برشی در نوک ( قطب جنوب) ذرات ورودی اتفاق نمی افتد، قشر اکسیدی شکسته نمی شود، بطوریکه استحکام پیوند ضعیف است. در مقابل، در لبه بیرونی ذره با حفظ سطح استحکامی که به علت تغییر شکل خمیری بزرگ از ماده مبنا تجاوز می کند پیوند فلزی رخ می دهد. این پدیده به عنوان «مشکل قطب جنوب» شناخته می شود و با وجود اینکه چسبندگی موضعی قوی است می تواند منجر به کاهش استحکام چسبندگی کلی شود. با این حال، مشاهدات دقیق در بخش هایی از رسوبات، ذراتی را نشان داد که در سرتاسر تمام سطح خود چسبیده بودند. این امر اشاره می کند که حالت تلاقی ایجاد شده می تواند کنترل شده باشد، از این رو می توان بر مشکل قطب جنوب غلبه کرد و استحکام چسبندگی را بهبود بخشید.

1. مقدمه

روش پاشش سرد (CS) یک روش کاملا جدیدی از رسوب ذرات است [1-3]. مهمترین ویژگی این روش این است که ذرات ذوب نمی شوند. بدین معنی که ذرات فلزی با قطر چند میکرومتر تا ده ها میکرومتر، بر زیرلایه (بستر) تاثیر می گذارند و با حفظ حالت جامد،  رسوبی را شکل می دهد که می تواند به لایه ایی با ضخامت ده ها میکرومتر به چند سانتیمتر ضربه وارد کند. این فرآیند با ذوب فلز همراه نیست و مزایای زیادی را در نتیجه متفاوت بودن از روش های معمول پاشش حرارتی ارائه می کند. بنابراین، انتظار می رود که به عنوان ساخت-بعدی بهسازی-سطح و تکنولوژی تولید افزایشی پذیرفته شود (4،5(.

4. نتیجه گیری

استحکام چسبندگی سطحی رسوب مس پاشش سرد شده روی یک زیرلایه آلومینیومی با انجام آزمایش های کششی اندازه گیری شد. این آزمایش ها سطح مشترک پیوندی ایجاد شده توسط آزمایش های چسبندگی را با نتایج تجزیه های عنصری نشان دادند.

تجزیه عنصری بر سطوح شکستگی با استفاده از یک تجزیه گر AES انجام شد که وضوح بسیار بیشتری نسبت به روش SEM-EDX ارائه می دهد و رابطه بین وضعیت قشر اکسید طبیعی نازک در سطح مشترک و استحکام چسبندگی مورد بررسی قرار گرفت.

Abstract

The relationship between the cold spray deposition mechanism, microstructure, and strength of the resulting film must be understood for this innovative process to be practical. Previous studies have suggested that the coating mechanism is reliant on breaking the natural oxide film such that metallic bonding occurs through direct contact between the metal surfaces. In this study, the proposed model was experimentally verified by a small tensile adhesion test and auger electron spectroscopy analysis of the bonding interface. Since shear deformation does not occur at the tip (south pole) of the incoming particle, the oxide film is not broken, such that the bonding strength is weak. In contrast, at the outer edge of the particle, metallic bonding occurs, attaining a level of strength that exceeds that of the base material due to the huge plastic deformation. This phenomenon is known as the “south-pole problem,” and can lead to a decrease in the overall adhesion strength despite the local adhesion being strong. However, detailed observations revealed, in parts of the deposits,particles that had adhered across their entire surface. This suggests that, provided the collision state can be controlled, it is possible to overcome the south-pole problem and improve the adhesion strength.

1. Introduction

The cold-spray (CS) method is a completely new particle deposition method [1–3]. The most important feature of this method is that the particles are not melted. That is, metallic particles with a diameter of several micro-meters to several tens of micro-meters impact a substrate and, while remaining solid, form a deposit that can be built up into a layer with a thickness of several tens of micro-meters to several centimeters. The process does not involve the melting of the metal, and offers many advantages as a result of being fundamentally different from conventional thermalspraying methods. Therefore, it is expected to be adopted as a next-generation surface-modification and additive manufacturing technology [4,5].

4. Conclusion

The interfacial adhesion strength of a cold-sprayed copper deposition on an aluminum substrate was measured by performing tensile tests. These tests exposed the bonding interface, produced by the adhesion tests, with the results being superior to those of elemental analysis.

Elemental analyses were performed on the fracture surfaces using an AES analyzer, which offers a much better resolution than the SEM-EDX method, and the relationship between the state of the thin natural oxide film at the interface and the adhesion strength was evaluated.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

روشن سازی مکانیزم رسوب پاشش سرد با استفاده از ارزیابی طیف بینی الکترون اوژه از سطح مشترک پیوندی قشر اکسیدی

Elucidation of Cold-Spray Deposition Mechanism by Auger Electron Spectroscopic Evaluation of Bonding Interface Oxide Film

عدم برگشت پذیری حرارتی در قابلیت هدایت ورقه های ژرمانیوم نیترید و اکسی نیترید

Thermally induced irreversibility in the conductivity of germanium nitride and oxynitride films

Abstract

We report the evidence for irreversible changes in the conductivity, σ T( ), of a-Ge3Nx (3.7 4. < <x 6) and quasistoichiometric a-Ge2OyNx thin films occurring at T ≳ 630 K, under high vacuum conditions. We have found that σ T( ) curves not only depend on the material properties but also on the thermal history undertaken by films. The irreversibility in σ T( ), during heating in vacuum, is correlated to the transformation of the native GeO2 into volatile GeO. Thermal annealing in N2 atmosphere, on the contrary, results to extend film stability up to 973 K. At higher T, domes and pits are formed onto the film surface, due to the strong effusion of N-rich volatile species. Unstable N-Ge bonds can explain both the nitrogen thermodynamic instability and the Ge nano-crystallisation process occurring in a-Ge3Nx films, upon heating until 1023 K. Compared to a-Ge3Nx, quasi-stoichiometric aGe2OyNx is both more insulating and more stable upon heating up to 1023 K under N2 flow, that makes it a suitable passivating layer material for the fabrication of electronic devices.

5. Conclusions

The effects of thermal treatments on the physical properties of germanium nitride and oxynitride films have been investigated in detail. This study has evidenced that the conductivity of a-Ge3Nx (3.7 4. < <x 6) and of quasi-stoichiometric a-Ge2OyNx thin films exhibits an irreversible change at T ≳ 630 K detected during measurement in high vacuum. Above this temperature, σ (T) exhibits an hysteresis, with features depending on the film composition and the annealing conditions. Irreversibility in σ (T) has been explained as the reduction of native GeO2 into volatile GeO, considering that the latter occurs in vacuum at a temperature close to the threshold of irreversibility detected in our films.

Analysis of film properties, thermally annealed in N2, has revealed an improved stability up to 973 K, with formation of domes and pits on film surface at higher T originated by the effusion of volatile N-based molecules from the film matrix. Ge nano-crystallisation has been detected in a-Ge3Nx films, upon TT in N2 around 1023 K.

The knowledge gained by the study of the irreversible process occurring in the investigated class of materials has allowed to identify the material and the deposition/process conditions to get an optimal passivating layer for the fabrication of several devices such as HPGe detectors. The best candidate to cover this role has been found to be a quasi-stoichiometric a-Ge2OyNx film of ≃130 nm of thickness.

Finally, we have demonstrated that σ (T), at least in this class of materials, is capable to monitor temperature dependent changes in the physical properties of a thin film, occurring during the measurement. This feature is generally prevented to other investigation techniques, either for practical reasons or for their intrinsic limits. In this respect, σ (T) results a powerful and straightforward tool to characterise the behaviour of dielectric layers.

ارزیابی رفتار خزش حرارت بالا در سوپر آلیاژ پایه نیکل Inconel-713C با درنظر گرفتن اثرات سطوح تنش

Evaluation of high-temperature creep behavior in Inconel-713C nickelbased superalloy considering effects of stress levels

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

ارزیابی رفتار خزش حرارت بالا در سوپر آلیاژ پایه نیکل Inconel-713C با درنظر گرفتن اثرات سطوح تنش

Evaluation of high-temperature creep behavior in Inconel-713C nickelbased superalloy considering effects of stress levels

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

اثرات ریزساختار ناهمگن و شکل موج بارگذاری بر روی رفتار خزش – خستگی در یک سوپرآلیاژ پایه نیکل مصنوعی و سخت کاری رسوبی شده

The effects of inhomogeneous microstructure and loading waveform on creep-fatigue behaviour in a forged and precipitation hardened nickel-based superalloy

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

اثرات میکروساختار ناهمگن و شکل موج بارگذاری بر رفتار خزش – خستگی در ابررسانای مبتنی بر نیکل مصنوعی رسوبی شده

The effects of inhomogeneous microstructure and loading waveform on creep-fatigue behaviour in a forged and precipitation hardened nickel-based superalloy

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

خوردگی و حساسیت ترک ناشی از خوردگی تنشی در فولاد ضد زنگ 316L در معرض آب فوق بحرانی

A research on the corrosion and stress corrosion cracking susceptibility of 316L stainless steel exposed to supercritical water

چکیده

1- مقدمه

2- روند آزمایش

3- نتایج و بحث

3-1- تجزیه و تحلیل پوسته اکسید و افزایش وزن

3-2- منحنی های تنش – کرنش و مکانیزم ترک های ناشی از خوردگی تنشی (SCC)

4- نتیجه گیری ها

قدردانی

چکیده

این مطالعه به بررسی خوردگی و حساسیت ترک های ناشی از خوردگی تنشی فولاد ضد زنگ 316L در معرض آب فوق بحرانی °C 550 و °C 600 می پردازد. تجزیه و تحلیل های XRD، SEM، EDS و EBSD برای توصیف ریزساختار نمونه های آزمایش شده انجام پذیرفت. نتایج نشان می دهند که افزایش درجه حرارت آزمون منجر به کاهش خوردگی و مقاومت ترک های ناشی از خوردگی تنشی (SCC) فولاد ضد زنگ 316L می گردد. پوسته اکسید نمونه خورده شده بیانگر یک ساختار دوبلکس بوده، و تجزیه و تحلیل شکستگی نشان می دهد که تشکیل کانال های Fe3O4 در لایه اسپینل آهن – کروم (Fe-Cr) منجر به ترک های ناشی از خوردگی تنشی (SCC) بین دانه ای و درون دانه ای مواد در آب فوق بحرانی °C 550 و °C 600 می گردد.

4- نتیجه گیری ها

خوردگی و حساسیت به ترک های ناشی از خوردگی تنشی فولاد ضد زنگ 316L در معرض آب فوق بحرانی 550 °C و C° 600 مورد بررسی قرار گرفتند که نتایج آن را می توان بدین صورت به طور خلاصه ارائه نمود: (1) با افزایش دمای آزمون، نرخ خوردگی تا حد زیادی افزایش یافت. ساختار دولایه با یک لایه بیرونی Fe3O4 و یک لایه داخلی FeCr2O4 تشکیل گردید. با توجه به ساختار متخلخل پوسته اکسید و عدم وجود یک لایه Cr2O3 پیوسته، نرخ خوردگی بالاست. در فرآیند خوردگی Fe2O3 تشکیل نمی گردد که می تواند به دو دلیل عمده باشد: (الف) محتوای کم اکسیژن در آب فوق بحرانی (SCW) و (ب) فقدان تشکیل لایه Cr2O3 فشرده، بنابراین کاتیون های آهن برای تشکیل Fe3O4 دائماً به صورت برونریز منتشر می گردند. (2) ترک های ناشی از خوردگی تنشی (SCC) بین دانه ای و درون دانه ای بر روی نمونه های SSRT آزمایش شده در آب فوق بحرانی 550 °C و C° 600 با حساسیت ترک های ناشی از خوردگی تنشی (SCC) بالاتر در C° 600 مشاهده شدند. تشکیل کانال های مملو از Fe3O4 مشاهده شده بر روی لایه اسپینل آهن – کروم پوسته اکسید، به دلیل شکل گیری مسیرهای انتقال آب در اثر کرنش کششی می باشد. تشکیل کانال های Fe3O4 توضیح محتملی برای پدید آمدن ترک های ناشی از خوردگی تنشی (SCC) بین دانه ای و درون دانه ای بر روی سطح هستند.

Abstract

This study investigated the corrosion and stress corrosion cracking susceptibility of 316L stainless steel exposed to 550 °C and 600 °C supercritical water. XRD, SEM, EDS and EBSD analyses have been carried out to characterize the microstructure of the tested specimens. Results indicate that increasing the test temperature reduced the corrosion and SCC resistance of 316L SS. The oxide scale of corroded specimen shows a duplex structure, and the fracture analysis indicates that the formation of Fe3O4 ‘channels’ in the Fe-Cr spinel layer contributes to the intergranular and transgranular SCC of the materials in 550 °C and 600 °C SCW.

4- Conclusions

The corrosion and SCC susceptibility of 316L SS exposed to 550 °C and 600 °C SCW have been investigated, and the results can be summarized as following: (1) With increasing test temperature, the corrosion rate is greatly increased. A dual layer structure with an outer layer of Fe3O4 and an inner layer of FeCr2O4 is formed. Because of the porous structure of the oxide scale and the absence of a continuous Cr2O3 layer, the corrosion rate is high. Fe2O3 is not formed in the corrosion process, which can be attributed to two main reasons: (a) the low oxygen content in supercritical water and (b) no compact Cr2O3 layer is formed, so Fe cations can diffuse outward continuously to form Fe3O4. (2) Intergranular and transgranular SCC is observed on the SSRT samples tested in 550 °C and 600 °C SCW, with a higher SCC susceptibility at 600 °C. ‘Channels’ filled with Fe3O4 are found on the Fe-Cr spinel layer of the oxide scale, which are formed because water transport paths are formed by tensile straining. The formation of Fe3O4 ‘channels’ gives a possible explanation to the intergranular and transgranular SCC that initiates on the surface.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

خوردگی و حساسیت ترک ناشی از خوردگی تنشی در فولاد ضد زنگ 316L در معرض آب فوق بحرانی

A research on the corrosion and stress corrosion cracking susceptibility of 316L stainless steel exposed to supercritical water

شبیه سازی سراسری حمل و نقل O همراه C در کوره صنعتی هدایت کننده انجماد برای شمش های سیلیکون: اثر پوشش بر رویه بوته

Global simulation of coupled oxygen and carbon transport in an industrial directional solidification furnace for crystalline silicon ingots: Effect of crucible cover coating

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

شبیه سازی جهانی انتقال کربن و اکسیژن در کوره صنعتی هدایت کننده انجماد برای شمش سیلیکون

Global simulation of coupled oxygen and carbon transport in an industrial directional solidification furnace for crystalline silicon ingots: Effect of crucible cover coating

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.