2. ‫آمورف‬ ‫های‬ ‫آلیاژ‬
(Amorphous alloy)
‫نظر‬ ‫زیر‬:
‫پور‬ ‫مصالیی‬ ‫مسعود‬ ‫دکتر‬
‫الدینی‬ ‫سیف‬ ‫امیر‬ ‫دکتر‬ ‫و‬
‫عنوان‬:
‫کننده‬ ‫تنظیم‬:‫پ‬ ‫حسن‬ ‫پریسا‬‫ور‬
1

3. 2
‫شده‬ ‫ارائه‬ ‫مطالب‬ ‫فهرست‬:
‫آمورف‬ ‫مواد‬ ‫معرفی‬
‫تولید‬ ‫ی‬ ‫تاریخچه‬
‫ساختاری‬ ‫ریز‬ ‫بررسی‬
‫خوردگی‬ ‫به‬ ‫مقاومت‬ ‫بررسی‬
‫کاربردها‬
‫ها‬ ‫محدودیت‬

4. ‫آمورف‬ ‫آلیاژهای‬
3
‫آلیاژهای‬‫آمورف‬،‫آلیاژهایی‬‫هستند‬‫که‬‫در‬‫هنگام‬‫سرد‬‫شدن‬‫سریع‬‫از‬‫حالت‬
،‫مذاب‬‫اتم‬‫های‬‫آن‬‫ها‬‫فرصت‬‫الزم‬‫برای‬‫قرار‬‫گرفتن‬‫در‬‫مواضع‬‫بلوری‬‫ر‬‫ا‬
‫پیدا‬‫نکرده‬‫و‬‫بدون‬‫تشکیل‬‫آرایش‬‫های‬‫منظم‬‫اتمی‬(‫شبکه‬‫بلوری‬)‫در‬‫جای‬
‫خود‬‫محبوس‬‫شده‬‫اند‬.
‫نظم‬‫موجود‬‫در‬‫این‬‫آلیاژها‬‫نظم‬‫کوتاه‬‫برد‬‫است‬‫و‬‫تا‬‫حدودی‬‫شبیه‬‫نظم‬‫ا‬‫تمها‬
‫در‬‫حالت‬‫مذاب‬‫است‬.
‫نظم‬‫اتمی‬‫در‬‫آلیاژهای‬‫فلز‬-‫فلز‬:‫دوازده‬‫وجهی‬‫منتظم‬
‫نظم‬‫اتمی‬‫در‬‫آلیاژهای‬‫فلز‬–‫غیر‬‫فلز‬:‫ساختار‬‫شبکه‬‫مانند‬‫منشور‬‫م‬‫ثلثی‬*
*A. Inoue, A. Takeuchi, “Recent progress in bulk glassy, nanoquasicrystalline and
nanocrystalline alloys”, Materials Science and Engineering. (2004).A16–30:pp
375–377.

5. ‫آمورف‬ ‫آلیاژ‬ ‫تشکیل‬ ‫برای‬ ‫الزم‬ ‫شرایط‬:
‫جزئی‬ ‫سه‬ ‫قوانین‬ ‫همزمان‬ ‫وجود‬:
1-‫آلیاژ‬ ‫بودن‬ ‫جزئی‬ ‫چند‬
2-‫توجه‬ ‫قابل‬ ‫اتمی‬ ‫ی‬ ‫اندازه‬ ‫نسبت‬(‫تقریبا‬12)%
3-‫اختالط‬ ‫گرمای‬ ‫بودن‬ ‫منفی‬*
4
*J. Saida, M. Imafuku, S. Sato, T. Sanada, E. Matsubara, “Correlation
between local structure and stability of supercooled liquid state in Zr-
based metallic glasses”, Materials Science and Engineering (2007).A90–
94: 449-451.

6. 5
‫تولید‬ ‫های‬ ‫روش‬:
‫ترسیب‬‫بخار‬‫فیزیکی‬
‫واکنش‬‫های‬‫حالت‬‫جامد‬
‫پرتو‬‫افکنی‬‫یونی‬
‫آلیاژسازی‬‫مکانیکی‬
‫روش‬‫های‬‫صنعتی‬‫موجود‬‫بر‬‫پایه‬‫ی‬‫فشرده‬‫سازی‬‫و‬‫انجم‬‫اد‬
،‫است‬‫در‬‫این‬‫بین‬‫روش‬‫های‬‫انجمادی‬‫مرسوم‬‫تر‬،‫است‬‫مثل‬:
‫کوئنچ‬‫در‬‫آب‬‫،ریخته‬‫گري‬‫در‬‫قالب‬،‫مسي‬‫ریخته‬‫گري‬‫ت‬‫حت‬
‫فشار‬،‫باال‬‫ذوب‬‫قوس‬‫الکتریکی‬‫،ذوب‬‫در‬‫یک‬،‫جهت‬
‫ریخته‬‫گري‬‫تحت‬‫خالء‬‫و‬‫ریخته‬‫گري‬‫فشاري‬

7. ‫کریستالی‬ ‫آلیاژهای‬ ‫با‬ ‫مقایسه‬ ‫در‬ ‫آمورف‬ ‫آلیاژهای‬ ‫های‬ ‫ویژگی‬:
‫تر‬ ‫باال‬ ‫استحکام‬
‫بیشتر‬ ‫االستیک‬ ‫شکل‬ ‫تغییر‬
‫تر‬ ‫پائین‬ ‫حرارتی‬ ‫هدایت‬
‫تر‬ ‫باال‬ ‫خوردگی‬ ‫به‬ ‫مقاومت‬
‫باالتر‬ ‫خزش‬ ‫به‬ ‫مقاومت‬
‫زیباتر‬ ‫ظاهر‬
6
‫شکل‬‫و‬‫ظاهر‬‫سطح‬‫خارجي‬‫چند‬‫آلیاژ‬‫شیشه‬‫اي‬
‫توده‬(a)،‫حجمي‬(b)‫استوانه‬‫اي‬‫و‬(c)‫لوله‬‫اي‬

8. 7
‫آمورف‬ ‫آلیاژهای‬ ‫تولید‬ ‫تاریخچه‬:
‫اولین‬‫شیشه‬‫فلزی‬،‫آلیاژی‬‫با‬‫ترکیب‬Au80Si20‫می‬‫باشد‬‫که‬‫در‬‫سال‬
1957‫توسط‬pul duwez‫ساخته‬‫شد‬.
‫سرعت‬‫سرد‬‫کردن‬‫بسیار‬‫باال‬‫ضخامت‬‫کمتر‬‫از‬50‫میکرون‬
‫اشکال‬‫محدود‬(‫عمدتا‬‫فویل‬،‫سیم‬‫یا‬‫نوار‬*)
‫مهمترین‬‫هاي‬‫سیستم‬‫آلیاژي‬‫آمورف‬‫بر‬‫پایه‬،‫آهن‬،‫كبالت‬،‫نیكل‬‫تیت‬،‫انیم‬
،‫زیركونیوم‬،‫نایوبیوم‬،‫مولبیدن‬‫منگنز‬‫و‬‫آلومینیم‬‫قرار‬‫دارند‬.‫از‬‫می‬‫ان‬‫آنها‬
‫آلیاژهاي‬‫بر‬‫پایه‬‫آهن‬‫و‬‫كبالت‬‫به‬‫دلیل‬‫خواص‬‫مکانیکي‬‫و‬‫مغناطیسي‬
‫مناسبي‬‫كه‬،‫دارند‬‫بسیار‬‫مورد‬‫توجه‬‫هستند‬.
*A. Inoue, “Stabilization of metallic supercooled liquid and bulk amorphous
alloys”, Acta mater.(2000). 48: 279-306.

9. ‫اولین‬‫سیتم‬‫آمورف‬‫بر‬‫پایه‬‫آهن‬Fe- P- S‫در‬‫سال‬
1967‫تولید‬‫شد‬‫و‬‫پس‬‫از‬‫آن‬‫آلیاژ‬Fe - Co – Si –
B‫که‬‫از‬‫نظر‬‫مهندسی‬‫به‬‫عنوان‬‫یک‬‫ماده‬‫مغناطیسی‬‫ن‬‫رم‬
،‫بسیار‬‫حائز‬‫اهمیت‬‫می‬،‫باشد‬‫ساخته‬‫شد‬.‫در‬‫سال‬‫های‬
‫بعد‬‫سایر‬‫سیستم‬‫های‬‫آلیاژی‬‫بر‬‫پایه‬‫ی‬‫آهن‬‫کشف‬‫گردید‬.
‫اولین‬‫فوالد‬‫آمورف‬‫در‬‫سال‬2004‫تولید‬‫شد‬‫که‬‫این‬
‫محصول‬‫در‬‫دمای‬‫اتاق‬‫غیر‬‫مغناطیسی‬‫و‬‫بسیار‬‫مستح‬‫کم‬
‫تر‬‫از‬‫نمونه‬‫ی‬‫فوالد‬‫کریستالی‬‫است‬.*
*A. Inoue, A. Makino, “Ferromagnetic Bulk Glassy
Alloys”, Journal of Magnetism and Magnetic Materials
215-216 (2000) 246-252.
8

10. 9
‫اطالعات‬‫ساختاری‬‫آلیاژهای‬‫شیشه‬‫ای‬‫چند‬‫جزئ‬‫ی‬
‫معموال‬‫از‬‫طریق‬‫روش‬‫های‬‫مقایسه‬‫ای‬‫ویژه‬‫ای‬
‫مانند‬‫پراش‬‫اشعه‬‫ایکس‬،‫پراش‬‫نوترونی‬،
HRTEM‫و‬‫اندازه‬‫گیریی‬‫های‬‫چگالی‬‫به‬‫دست‬
‫می‬‫آیند‬.
‫ساختاری‬ ‫ریز‬ ‫بررسی‬:
‫این‬‫آلیاژها‬‫تک‬‫فاز‬‫هستند‬‫و‬‫به‬‫دلیل‬:
1-‫انرژی‬‫باالی‬‫فصل‬‫مشترک‬
2-‫گرمای‬‫اختالط‬‫منفی‬
‫جوانه‬‫زنی‬‫رخ‬‫نداده‬‫و‬‫اتم‬‫ها‬‫مشابه‬‫حالت‬
‫مایع‬‫در‬‫کنار‬‫یکدیگر‬‫قرار‬‫گرفته‬‫ان‬‫د‬.

11. 10
‫از‬‫بررسی‬‫تصاویر‬XRD‫مربوط‬‫به‬‫آلیاژهای‬‫آمورف‬،‫تک‬
‫فاز‬‫بودن‬‫آن‬‫ا‬‫ال‬‫کام‬‫مشخص‬‫است‬.‫در‬‫حالی‬‫که‬‫آلیاژ‬‫کریست‬‫الی‬
‫همتای‬‫آن‬‫همیشه‬‫چند‬‫فازی‬‫است‬.
‫اشکال‬‫زیر‬‫تصاویر‬XRD‫مربوط‬‫به‬‫آلیاژ‬‫آمورف‬‫بر‬‫پایه‬‫آهن‬
‫و‬‫آلیاژ‬‫کریستالی‬‫قرینه‬‫ی‬‫آن‬‫می‬‫باشد‬.‫پیک‬‫های‬‫متعدد‬‫د‬‫ر‬
‫تصویر‬‫نمونه‬‫ی‬‫کریستالی‬‫معرف‬‫فاز‬‫های‬‫متفاوتی‬‫است‬‫که‬‫در‬
‫آن‬‫تشکیل‬‫شده‬‫است‬.
b.‫تصویر‬XRD‫کریستالی‬ ‫آلیاژ‬ ‫به‬ ‫مربوط‬*a.‫تصویر‬XRD‫آمورف‬ ‫آلیاژ‬ ‫به‬ ‫مربوط‬*
*P.F.Gostin, A..Gebert, I.Schultz, “Comparision of the corrosion of the
bulk amorphous with conventional steel”, Corrosion Science 52, 2010,
pp 273-281.
10

12. 11
‫آمورف‬ ‫آلیاژهای‬ ‫خوردگی‬:
‫این‬‫آلیاژ‬‫ها‬‫به‬‫دلیل‬‫نداشتن‬‫مرز‬‫دانه‬‫مقاومت‬‫بسیار‬‫باالیی‬‫به‬‫خور‬‫دگی‬
‫دارند‬.
‫در‬‫بین‬‫آلیاژ‬‫های‬‫آمورف‬،‫آلیاژ‬‫های‬‫آمورف‬‫بر‬‫پایه‬‫آهن‬‫خواص‬
‫خوردگی‬‫بسیار‬‫مطلوبی‬‫دارند‬،‫برای‬‫مثال‬‫مطالعات‬‫آقای‬Gostin‫بر‬
‫روی‬‫آلیاژ‬Fe44.3Cr5Co5Mo12.8Mn11.2C15.8B5.9)98.5Y1.5)‫نشان‬
‫می‬‫دهد‬‫که‬‫طی‬‫غوطه‬‫وری‬‫این‬‫آلیاژ‬‫آمورف‬‫در‬‫محلول‬0.5M
H2SO4‫در‬‫مدت‬100،‫روز‬‫تنها‬0.83mg/cm-2‫از‬‫وزن‬‫خود‬‫را‬
‫از‬‫دست‬‫داده‬‫است‬،‫حال‬‫آنکه‬‫آلیاژ‬‫کریستالی‬‫همتای‬‫این‬‫آلیاژ‬‫چیزی‬‫حدود‬
200mg/cm-2‫کاهش‬‫وزن‬‫داشته‬‫که‬‫تفاوت‬‫قابل‬‫مالحظه‬‫ای‬‫با‬‫آلیاژ‬
‫آمورف‬‫دارد‬.*
*P.F.Gostin, A..Gebert, I.Schultz, “Comparision of the corrosion of the bulk
amorphous with conventional steel”, Corrosion Science 52, 2010, pp 273-281.

13. 12
‫فوال‬ ‫آندی‬ ‫پالریزاسیون‬ ‫به‬ ‫مربوط‬ ‫های‬ ‫نمودار‬ ‫بررسی‬‫د‬
x210Cr12ِ‫آمورف‬ ‫فوالد‬ ،
Fe44.3Cr5Co5Mo12.8Mn11.2C15.8B5.9)98.5Y1.5)
‫فوالد‬ ‫که‬ ‫دهد‬ ‫می‬ ‫نشان‬ ‫اش‬ ‫قرینه‬ ‫کریستالی‬ ‫فوالد‬ ‫و‬
‫ر‬ ‫خوردگی‬ ‫جریان‬ ‫چگالی‬ ‫کمترین‬ ‫شده‬ ‫معرفی‬ ‫آمورف‬‫ا‬
‫نسب‬ ‫باالتر‬ ‫مقاومت‬ ‫ی‬ ‫دهنده‬ ‫نشان‬ ‫این‬ ‫که‬ ‫دهد‬ ‫می‬ ‫ارائه‬‫ت‬
‫باشد‬ ‫می‬ ‫خوردگی‬ ‫به‬*.
*P.F.Gostin, A..Gebert, I.Schultz, “Comparision of the corrosion of
the bulk amorphous with conventional steel”, Corrosion Science
52, 2010, pp 273-281.

14. 13
‫کاربردها‬:
‫اجزاي‬‫سازنده‬‫آالت‬‫ماشین‬
‫مواد‬‫مغناطیسي‬
‫مواد‬‫آکوستیکي‬
‫ایمپلنت‬‫ها‬‫و‬‫اعضاي‬‫مصنوعي‬
‫ابزارآالت‬‫نوري‬(‫میکروسکوپ‬‫ها‬‫و‬‫دوربین‬‫ها‬)
‫کاالهاي‬‫ورزشي‬‫و‬‫الکتریکي‬
‫پوشش‬‫محافظ‬‫در‬‫برابر‬‫خوردگی‬
‫استفاده‬‫برای‬‫کاهش‬‫برق‬‫در‬‫ترانسفور‬‫ماتورها‬

15. 14
‫امروزه‬‫روش‬‫های‬‫متنوعی‬‫برای‬‫ممانعت‬‫از‬‫خوردگی‬‫به‬‫کار‬
‫گرفته‬‫می‬‫شود‬،‫یکی‬‫از‬‫روش‬،‫ها‬‫تولید‬‫آلیاژ‬‫کریست‬‫الی‬
‫مستعد‬‫به‬‫آمورف‬‫شدن‬‫است‬.‫این‬‫آلیاژهای‬‫چند‬‫جزئی‬‫حی‬‫ن‬
‫اعمال‬‫پرتو‬‫لیزر‬‫بر‬،‫سطح‬‫به‬‫دلیل‬‫تمرکز‬‫حرارتی‬‫باال‬‫ی‬‫لیزر‬
‫و‬‫خاصیت‬‫خود‬‫سردکنندگی‬،‫آلیاژ‬‫تشکیل‬‫یک‬‫الیه‬‫ی‬‫آ‬‫مورف‬
‫در‬‫سطح‬‫خود‬‫می‬‫دهند‬‫که‬‫نسبت‬‫به‬‫خوردگی‬‫مقاومت‬‫باالی‬‫ی‬
‫دارد‬.*
‫کاربردها‬:
‫ف‬.‫ح‬ ، ‫مجتهدی‬.‫م‬ ، ‫شاهرودی‬.،‫ترکمنی‬“‫پالسی‬ ‫لیزر‬ ‫توسط‬ ‫ساختار‬ ‫نانو‬ ‫فوالد‬ ‫سطحی‬ ‫عملیات‬“،
‫پیشرف‬ ‫تکنولوژی‬ ‫و‬ ‫علوم‬ ‫المللی‬ ‫بین‬ ‫مرکز‬ ، ‫ایران‬ ‫فوتونیک‬ ‫مهندسی‬ ‫کنفرانس‬ ‫سومین‬‫علوم‬ ‫و‬ ‫ته‬
،‫کرمان‬ ‫ماهان‬ ،‫محیطی‬19-21‫ماه‬ ‫بهمن‬1389

16. 15
‫ها‬ ‫محدودیت‬:
‫مقاومت‬‫به‬‫ضربه‬‫ی‬‫کم‬(‫ترد‬‫بودن‬)
‫حساس‬‫به‬‫حرارت‬
‫هدایت‬‫حرارتی‬‫پائین‬
‫سیالیت‬‫پائین‬‫مذاب‬
‫عدم‬‫توانایی‬‫تولید‬‫اشکال‬‫پیچیده‬
‫ابعاد‬‫کوچک‬

17. 16
‫شده‬ ‫ایجاد‬ ‫سئواالت‬ ‫به‬ ‫گوئی‬ ‫پاسخ‬
??

18. ‫شم‬ ‫توجه‬ ‫از‬ ‫سپاس‬‫ا‬
17
‫پایان‬...