منصة الرسائل والاطاريح: استقصاء بعض السبائك التي تستعيد شكلها في أنظمة الفضاء

الخلاصة

ان التطورات السريعة في الصناعات الفضائية و العسكرية و الطبية تتطلب العديد من براءات الاختراع او تطوير بعض المواد. إحدى أهم هذه التطورات في هذا المجال هو استخدام السبائك التي تستعيد شكلها. في هذه الدراسة تم تحضير ودراسة سبائك ذات أساس من النحاس- الألمنيوم –النيكل( CuAlNi ) باستخدام تقنية ميتالورجيا المساحيق وذلك بإضافة عناصر سبك مختلفة من (Ti,B,Fe,Si,Co,Zr,Ti+Mn,B+Mn) وبأضافات مختلفة تتضمن ( ..4,0.8 ,1.2 wt %0 ) من هذه العناصر. تم دراسة متغيرات التصنيع مثل مقدار ضغط الكبس ومعدل تسليط الضغط و الفترة الزمنية لبقاء الضغط وكذلك درجة حرارة التلبيد و زمن التلبيد. تم استخدام عدة معاملات حرارية من شانها تأكيد خواص استعادة الشكل مثل المعاملة المحلولية ومعاملة التعتيق ومعاملة الإخماد بالإضافة إلى المعاملات الحرارية التي تستعيد الشكل. أجريت الفحوصات الفيزيائية و الميكانيكية للسبائك المحضرة بعد عملية الكبس وبعد عملية التلبيد مثل فحص الكثافة الضاهرية و المسامية وامتصاصية الماء وتغير أبعاد النموذج بالإضافة إلى قياس صلادة النماذج الملبدة. تم قياس تأثير استعادة الشكل من خلال نماذج فحص الصلادة ونماذج فحص الانضغاط بعد أن أجريت عدة معاملات حرارية. تم قياس المقاومة الكهربائية عند درجات حرارية مختلفة باستخدام فرن أنبوبي وكذلك تم قياس زمن مرور الموجات فوق الصوتية للنماذج المعاملة بالإخماد المباشر بعد التشكيل ومن ثم المعاملة حراريا ولجميع السبائك المحضرة .اجري فحص حيود الأشعة السينية للنماذج بعد عملية الكبس وبعد عملية التلبيد للتحقق من نجاح عملية التلبيد وكذلك اجري الفحص بعد المعاملات الحرارية المختلفة للكشف عن التحولات الطورية في حين استخدم المجهر الضوئي والمجهر الإلكتروني الماسح لكشف البنية المجهرية للسبائك المحضرة .تم حساب حجم المسامات وطبيعة توزيعها بالاضافة الى حجم الدقائق وتوزيعها باستخدام تقنية معالجة الصور وتحليلها المأخوذة من المجهر الضوئي باستخدام برنامج (Mat lab ver 7) . اعتمدت طريقة الشرائح المتناهية باستخدام خلية أحادية مربعة وأخرى سداسية لتمثل توزيع دوري للمسامات الدائرية لتحليل البنية للسبائك المسامية التي تستعيد شكلها وكذلك تم اعتماد الطريقة لتحليل البنية المجهرية الحقيقية للسبائك المحضرة من خلال اخذ صور للبنى بالمجهر الضوئي ومعالجتها وتحليلها وتحويلها إلى شكل هندسي يمكن تحليله بواسطة الشرائح المتناهية باستخدام برنامج (Ansys ver 9) . يبدو ان السبيكة( Al+3.8wt%Ni Cu+13 wt%) المضاف اليها (..4 wt % Ti) تمتلك أعلى تأثير لاستعادة الشكل ( 58.824 %) بالمقارنة مع السبائك المحضرة الأخرى.بالمقارنة مع السبائك القياسية ذات الاساس من(Ni/Ti) تمثل هذة النسبة (%80 ) من نسبة استعادة الشكل والتي تبلغ (8-12 %) . تتراوح المسامية الضاهرية للسبائك المحضرة بين( 10-38 %) ويبدو إن أعلى نسبة تأثير استعادة الشكل يكون عند اقل مسامية. إن معاملات الإخماد المباشر أعطت أعلى تحول مارتنسايتي في حين معاملات التعتيق و الإخماد المرحلي أعطى اقل تحولا بسبب ترسب طور جاما في البنية. اظهر تحليل الشرائح المتناهية باعتماد الخلية الأحادية وكذلك التمثيل الحقيقي للبنية المجهرية إن التحول المارتنسايتي الناتج بالإجهاد يكون في المناطق القريبة من المسامات والتي تعمل كمناطق لتمركز الاجهادات.