عنوان
ارزيابي تاثير لايه‌ي مياني نيكل-فسفر، بر ريزساختار و خواص مكانيكي، الكتريكي و خوردگي اتصالات غيرمشابه آلومينيوم - مس ايجادشده به روش جوشكاري اولتراسونيك
نويسنده اصلي
كارگران، حجت اله
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
رشته تحصيلي
مهندسي مواد
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
چكيده
در اين پژوهش، فرآيند جوشكاري اولتراسونيك بين دو فلز غيرمشابه آلومينيوم و مس با استفاده از لايه‌ي مياني نيكل-فسفر تهيه‌شده به روش آبكاري الكترولس مورد بررسي قرار گرفت. اتصال مستقيم آلومينيوم به مس معمولاً منجر به تشكيل تركيبات بين‌فلزي نامطلوب مي‌شود كه كيفيت اتصال را كاهش مي‌دهد؛ به منظور برطرف كردن اين مشكل، لايه‌ي مياني نيكل-فسفر به‌كار گرفته شد. هدف اصلي از اين تحقيق، ارزيابي تاثير وجود و ضخامت‌هاي مختلف لايه‌ي نيكل-فسفر (شامل 0، 2، 6 و 14 ميكرومتر) بر كيفيت اتصال و عملكرد نهايي آن از جنبه‌هاي مكانيكي، الكتريكي و خوردگي است. اين مطالعه با رويكردي تجربي و تحليلي انجام شد كه در آن ابتدا پارامترهاي بهينه‌ي فرآيند جوشكاري اولتراسونيك با استفاده از آزمون‌هاي اوليه و بررسي كيفيت اتصال انتخاب گرديد. سپس نمونه‌هاي مختلف با لايه‌هاي مياني نيكل-فسفر در ضخامت‌هاي ذكرشده تحت شرايط بهينه، جوشكاري شدند. پس از انجام فرآيند جوشكاري، مجموعه‌اي از آزمون‌هاي مشخصه‌يابي به‌منظور تحليل رفتار و ساختار اتصال انجام گرفت. براي تحليل ريزساختار و مكانيسم پيوند و نوع شكست، از ميكروسكوپ نوري، ميكروسكوپ الكتروني روبشي و آناليز طيف‌سنجي پراش انرژي پرتو ايكس (EDS) استفاده شد. بررسي‌ها نشان داد كه حضور لايه‌ي مياني نيكل-فسفرتأثير بسزايي در افزايش چگالي خطي جوش و يكنواختي فصل مشترك اتصال خواهد داشت. مكانيزم پيوند، نفوذ و قفل‌شدگي مكانيكي شناسايي شد. هم‌چنين در همه‌ي نمونه‌ها، شكست در فصل مشترك اتصال اتفاق افتاد. آزمون كشش نشان داد كه استحكام مكانيكي اتصال با افزايش ضخامت نيكل-فسفر افزايش يافته و بيشينه‌ي مقدار آن در نمونه‌ي داراي ضخامت لايه‌ي مياني 14 ميكرومتر خواهد بود. از سوي ديگر، مقاومت الكتريكي اتصال‌ها با حضور لايه‌ي نيكل – فسفر كاهش يافت، ولي در ضخامت‌هاي بالاتر، به‌دليل افزايش تركيبات بين‌فلزي، مقدار مقاومت الكتريكي دوباره افزايش يافت و كم‌ترين مقدار آن در ضخامت 2 ميكرومتر حاصل شد. در زمينه‌ي خوردگي، آزمون‌هاي پلاريزاسيون پتانسيوديناميك در الكتروليت سديم‌كلريد 1/0 مولار انجام شد. نتايج اين آزمون‌ها نشان داد كه استفاده از لايه‌ي مياني نيكل-فسفر منجر به بهبود در مقاومت به خوردگي اتصال‌ها گرديد. تحليل همزمان خواص مكانيكي، الكتريكي و خوردگي نشان داد كه ضخامت 14 ميكرومتر براي لايه‌ي مياني نيكل-فسفرتركيب مناسبي از اين خواص ارائه داد و به‌عنوان ضخامت بهينه تعيين شد؛ بنابراين، استفاده از لايه‌ي مياني نيكل-فسفر در جوشكاري اولتراسونيك آلومينيوم به مس نه‌تنها سبب بهبود پيوند و ساختار اتصال شد، بلكه خواص مكانيكي، الكتريكي و خوردگي اتصال‌ها را نيز ارتقاء بخشيد. با توجه به اهميت اتصال زبانه به زبانه در باتري‌هاي ليتيوم-يون، يافته‌هاي اين پژوهش از نظر بهبود خواص مكانيكي، الكتريكي و مقاومت به خوردگي كاربرد عملي دارند.
شماره ركورد
236130
گرايش رشته تحصيلي
جوشكاري
دانشكده
مهندسي مواد
دانشگاه
دانشگاه صنعتي اصفهان