مناقشة رسالة ماجستير في كلسة هندسة المواد قسم السيراميك و مواد البناء

التاريخ :14/07/2020 17:10:10
كلية هندسة المواد
كتـب بواسطـة  زيد فلاح عزيز عدد المشاهدات 624


مناقشة رسالة ماجستير في كلسة هندسة المواد قسم السيراميك و مواد البناء

           ناقشت كلية هندسة المواد قسم هندسة السيراميك و مواد البناء رسالة الماجستير للطالب علي حسين كعيم عبود الموسومة

(( دراسة تأثير اضافة بعض المواد السيراميكية الطبيعية على ميكانيك الكسر للمواد المركبة المعدنية))

 بأشراف أ. م. د.محسن عباس اسود  , ا.د.  سمير حامد عواد

           شهدت الصناعات والبحوث الحديثة تطورا ملحوظا في مجال استخدام المواد السيراميكية في تقوية المواد المركبة المعدنية وذلك لامتلاكها مواصفات عالية مثل التحمل الحراري العالي وقابلية التشوه المنخفضة والصلابة العالية . كذلك, كثر في الآونة الاخيرة استخدام المواد المركبة التي اساسها الالمنيوم والمقواة بدقائق من المواد السيراميكية في مجالات الفضاء وابدان الطائرات وصناعات اخرى وذلك بسبب متانتها العالية ومقاومتها للتمدد الحراري وخفة الوزن بالإضافة الى اقتصاداتها في الكلفة . 

           البوكسايت هو مادة سيراميكية خام تحتوي على نسبة كبيرة من الالومينا ((Al2O3 والذي يتميز بصلابته العالية وقابلية التشوه المنخفضة والتي  زادت من تطبيقاته في الكثير من الصناعات مثل صناعة الطابوق الحراري وبطانة الافران .

حاليا, اثبتت تقنية الصور الرقمية ((Digital Images Correlation اهميتها وكفاءتها بالمقارنة مع الطرق التقليدية لدراسة وتحليل ميكانيك الكسر من خلال التتبع الدقيق لرؤية نشوء الشق وتقدمه ودراسة منطقة التشوه عند حافة الكسر( (crack tip وتحليل الاجهادات والانفعالات فيها بدقة اكثر .

 في هذه الدراسة، تم استخدام مسحوق صخور البوكسايت العراقية الطبيعية  بنسب مختلفة       (2-6 wt%) في تقوية المواد المركبة المعدنية. تم تصنيع العينات وفقًا للمواصفة العالمية  ASTM E 399، حيث تم تحضيرها باستخدام طريقة الصب بالتحريك   (Stir Casting) مع إضافة مسحوق المغنيسيوم (Mg) أثناء عملية الصب لتحسين القدرة على الترطيب .

تهدف الدراسة الى تطبيق تقنية الصور الرقمية DIC بشكل واسع وتقنية جهاز مقياس التمدد الطولي  (Extensometer)  في دراسة السلوك الميكانيكي للكسر للمادة المركبة من خلال تقليل فتحة الشقCOD (Crack opening displacement) في منطقة فم الشقCMOD ((Crack mouth وحافة الشقCTOD ((Crack tip, ودراسة وتحليل منطقة التشوه اللدن عند حافة الشق عند تطبيق الاحمال باعتبارها منطقة تركيز الاجهادات العالية .

في الجانب العملي لتصنيع مسبوكات المادة المركبة, تم تكسير صخور البوكسايت ومن ثم طحنها وحرق المسحوق بدرجة14000C  وتوصيفه بطرقة فحص الحجم الحبيبي وحيود الاشعة السينيةXRD , وتم تصنيع معدة لقولبة المسبوكات , تشغيل المسبوكات بالتفريز والصقل, عمل الشق الابتدائي ((pre-crack بالتشغيل اللاتقليدي بالسلك( (WEDM ومن ثم معاملة المسبوكات حراريا لإزالة الاجهادات .

في اجراءات اختبار الكسر وتحليلاته بطريقة الصور الرقمية, تم تهيئة انماط الترقيط               (speckle patterns) على سطح العينات بطريقة صباغة خاصة , تصنيع مثبت خاص للعينات على جهاز الفحص العام ((universal tensile test, اعداد كاميرا رقمية خاصة (Digital (Microscope Camera لمراقبة منطقة الكسر وتطوراته , ثم فحص الصور باستخدام برنامج خاص ((GOM. ايضا تم اجراء فحوصات XRF, الصلادة, الفحوصات المجهرية باستخدام المجهر الالكتروني الماسح ((SEM والمجهر الضوئي, وفحوصات المرونة ((E ونسبة بويسون (?). 

اثبتت النتائج نجاح الدراسة في اضافة مسحوق البوكسايت العراقي الطبيعي المحروق لتقوية المواد المركبة ذات الاساس من المنيوم بطرقة الصب بالتحريك , ونجاحها في بيان اهمية الاجراءات المتبعة في الدراسة وبالخصوص طريقة تهيئة انماط الترقيط على سطح العينات المراد فحصها في اثبات دقة طريقة الصور الرقمية وشموليتها بالمقارنة مع طريقة مقياس التمدد الطولي في ملاحظة نشوء الشق وتطوره , وملاحظة مناطق تركيز الاجهادات والانفعالات امام حافة الشق في عينات الدراسة المقواة بالبوكسايت . كذلك, اظهرت نتائج الطريقتين زيادة متانة الكسر KIC وانخفاض في قيم  CMODوCTOD عند التقوية بالبوكسايت الى حد نسبة          ( (4wt% حيث بعدها يحدث انخفاض في متانة الكسر عند التقوية بنسبة (6wt%) بسبب السلوك الهش للمادة المركبة عند هذه النسبة. بصورة عامة,  كانت نتائج تقنية الصور الرقمية DIC متفقة بشكل وثيق مع نتائج طريقة مقياس التمدد الطولي Extensometer .

ان نتائج هذه الدراسة سوف تساهم بتطوير البحوث المستقبلية في مجال تقوية المواد المركبة المعدنية بالمواد السيراميكية الطبيعية واستخدام طريقة الصور الرقمية للتحليل الواسع والدقيق لميكانيك الكسر في هذه المواد.




   18/10/2020 20:23:32
   18/10/2020 20:00:40
   17/10/2020 19:18:21
   17/10/2020 11:47:18
   15/10/2020 16:22:57
   19/10/2020 19:34:05
   19/10/2020 18:59:32
   19/10/2020 17:24:40
   19/10/2020 17:18:33
   19/10/2020 17:06:33