تولید و مشخصه یابی آلیاژهای نانو کریستالی آهن-نیکل به روش رسوب دهی الکتریکی
چکیده
روش رسوب دهی الکتریکی به دلیل خلوص بالای محصول، عدم وجود تخلخل های عمده و تولید محصول در حجم انبوه و مدت زمان کم در میان روش های مختلف تولید مواد نانوکریستالی از اهمیت خاصی برخوردار است. از جمله آلیاژهای قابل تولید به روش رسوب دهی الکتریکی، آلیاژهای آهن- نیکل می باشند که کاربرد وسیعی در صنعت ساخت حافظه های مغناطیسی، وسایل ضبط و نگهداری اطلاعات، nems/mems و کاربردهای ضریب انبساط حرارتی پایین مانند ساخت صفحه های مشبک دارند. در این تحقیق آلیاژ های نانو کریستالی آهن- نیکل با استفاده از روش رسوب دهی الکتریکی تهیه شدند و تاثیر غلظت محلول، شدت جریان و جریان پالسی بر روی خواص رسوب به دست آمده مورد بررسی قرار گرفت. بررسی ها نشان داد که با کاهش نسبت یونی نیکل به آهن در محلول، میزان آهن در رسوب افزایش یافته ولی این افزایش به صورت خطی نبوده و این امر به دلیل رسوب همزمان غیر عادی آهن-نیکل می باشد. با توجه به الگوهای اشعه ایکس، مشخص شد در رسوبات با درصد نیکل بالا، ساختار به صورتfcc است. با افزایش میزان آهن در محدوده 70%-60% ساختار به ساختار دوگانه fcc+bcc تغییر یافته و با افزایش بیشتر در میزان آهن، ساختار رسوب به صورت ساختار bcc به دست آمد. اندازه دانه رسوبات به دست آمده 8-16 نانومتر بود که با افزایش میزان آهن در آنها کاهش یافت. بررسی ها نشان داد که با افزایش دانسیته جریان اعمالی، درصد آهن در رسوبات کاهش و اندازه دانه افزایش یافت. همچنین اعمال جریان پالس با فرکانس بالا باعث افزایش درصد آهن و کاهش اندازه دانه در رسوبات شد. سختی رسوبات به دست آمده با کاهش اندازه دانه افزایش یافت و از رابطه هال-پچ پیروی نمود. بررسی های انجام شده بر روی خواص مغناطیسی آلیاژهای به دست آمده با استفاده از آنالیز agfm نشان داد که افزایش غلظت آهن در محلول و اعمال جریان پالس باعث افزایش مغناطش اشباع شد. همچنین در آلیاژها با درصد آهن کمتر از 60 درصد، کاهش اندازه دانه، با وجود افزایش درصد آهن موجب کاهش وادارندگی رسوبات شد. مغناطش پسماند نیز برای آلیاژهای به دست آمده بسیار ناچیز بود. نتایج به دست آمده از بررسی مورفولوژی سطح رسوبات نشان داد که با افزایش میزان آهن در رسوبات و اعمال جریان پالس، سطح رسوبات به دست آمده صافتر، یکنواخت تر و فشرده تر بود، این در حالی است که تاثیر جریان پالس به مراتب بیشتر بود. همچنین بررسی های انجام شده از سطح مقطع رسوبات نشان داد که رسوبات به دست آمده متراکم و عاری از تخلخل بودند.