در این پژوهش، جهت برگزیدن روش مناسب برای تولید فریت¬ها، دو روش آبی- حرارتی و سل-ژل مورد ارزیابی قرار گرفت. ابتدا فریت لیتیم (Li0.5Fe2.5O4) و فریت منیزیم (MgFe2O4) توسط این دو روش تهیه شدند. آزمون پراش پرتو ایکس (XRD) به منظور آنالیز فازی انجام پذیرفت. نتایج نشان داد که ناخالصی¬های فراوانی در نمونه¬های تولید شده به روش آبی- حرارتی وجود دارد؛ این در حالی است که نمونه¬های تولیدی به روش سل-ژل دارای خلوص مطلوبی بوده است. سنجش مغناطیسی و ریزساختاری توسط آزمون مغناطش¬سنج نمونۀ مرتعش (VSM) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) انجام شد. نتایج این آزمون¬ها خواص مطلوب مغناطیسی فریت لیتیم تهیه شده به روش سل-ژل را نشان داد. بنابراین روش سل-ژل برای این پژوهش برگزیده شد. فریت لیتیم- منیزیم به روش سل-ژل با ترکیب (Li0.5Fe0.5)1-xMgxFe2O4 (1، 8/0، 6/0، 4/0، 2/0، 0x=) تهیه شد. ساختاری متخلخل با اندازۀ دانه در محدودۀ nm50-30 دیده شد. به منظور حذف ناخالصی-های جزئی یک مرحله عملیات حرارتی در دمای C˚1000 انجام شد. مغناطش¬سنجی نمونه¬ها قبل و بعد از عملیات حرارتی نشان داد که تغییرات مغناطش اشباع از نظر ترکیب با دیدگاه تئوری به طور نسبی تطابق دارد. خواص الکترو¬مغناطیس و دی¬الکتریک به کمک دستگاه القاء، ظرفیت ‌و مقاومت‌سنج (LCR-meter) در دمای محیط و دمای بالا مورد سنجش قرار گرفت. در نمونه¬های اولیه با افزایش مقدار منیزیم در ترکیب، ثابت دی-الکتریک، تانژانت تلفات و رسانندگی الکتریکی روندی افزایشی و مغناطش اشباع، مدول الکتریکی و امپدانس روند کاهشی را نشان داد. پس از عملیات حرارتی شده رفتار متفاوتی مشاهده شد. با افزایش مقدار منیزیم مغناطش اشباع، ثابت دی¬الکتریک، تانژانت تلفات و رسانندگی الکتریکی کاهش و مدول الکتریکی افزایش یافت. دمای کوری دی¬الکتریک و الکترومغناطیس به ترتیب در محدودۀ C˚350-85 و C˚550-320 محاسبه گردید.

در این پژوهش، از فریت لیتیم (LFO) و تیتانات بیسموت (BIT)، جهت تولید یک کامپوزیت مولتی فروییک به روش سنتز احتراقی استفاده  شد. اثر سوخت های گلیسین، استیل استون، اوره و اسیدسیتریک به صورت جداگانه و همچنین در هر سوخت اثر نسبت مولی مختلف سوخت به نیترات بر تولید تیتانات بیسموت بررسی شد. بهترین سوخت برای تشکیل تیتانات بیسموت، سوخت گلیسین انتخاب شد به¬دلیل اینکه استفاده از سوخت گلیسین کمترین ناخالصی و کمترین تلفات دی الکتریکی را بهمراه داشت. برای تشکیل فریت لیتیم نیز از گلیسین به عنوان سوخت استفاده شد. کامپوزیت در مقادیر وزنی مختلف از x (0، 1/0، 3/0، 5/0، 7/0، 9/ 0و 1 ) تهیه گردید. ارزیابی های فازی به کمک روش پراش پرتو ایکس(XRD) برای تیتانات بیسموت نشان داد که فاز تیتانات بیسموت با ساختار کریستالی پرواسکایت در نمونه با سوخت اسید سیتریک تشکیل نشده و در سایر نمونه ها به صورت موفقیت آمیزی ایجاد گردیده است. ارزیابی های فازی برای فریت لیتیم نشان داد که ساختار اسپینل در ذرات پودر نانوساختار فریت لیتیم با موفقیت تولید شده است. بررسی های ریز ساختاری به کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM) صورت گرفت. با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدان (FESEM)اندازه ی ذرات پودرهای تیتانات بیسموت در محدوده ی 60- 10نانومتر تخمین زده شد. ویژگی های دی الکتریک و الکترومغناطیس به کمک دستگاه القا، ظرفیت و مقاومت سنجmeter) (LCR-ارزیابی گردید. خصوصیات مغناطیسی به کمک مغناطش¬سنج نمونه مرتعش(VSM) بررسی شد. افزایش مقدار فریت لیتیم در کامپوزیت باعث افزایش ثابت دی الکتریک  گردید. با توجه به اینکه معیار انتخاب برای ترکیب بهینه، ثابت دی الکتریک بالا و اتلاف دی الکتریک کم است، نمونه 7/0x= فریت لیتیم در دمای محیط به عنوان ترکیب بهینه انتخاب گردید. اثر دما بر رفتار کامپوزیت فریت لیتیم-تیتانات بیسموت، در محدوده دمایی 400-25 درجه سانتیگراد بررسی شد. نتایج نشان داد که افزایش دما باعث تغییر خواص می¬گردد. گرچه مقدار بیشینه نفوذپذیری در دمای محیط در 7/0x= فریت لیتیم در همه فرکانس¬ها دیده شد اما با تغییر دما، نمونه 7/0x= فریت لیتیم دیگر بهترین نمونه نبوده و در دمایC º50 نمونه فریت لیتیم خواص بهتری را نشان می¬دهد. از 50 تا C º200 نمونه¬های کامپوزیتی و در بیشترین دما مجددا نمونه فریت لیتیم رفتار بهتری دارد. در واقع جفت شدگی متفاوت بین خواص فروالکتریک و فری مغناطیس منجر به تغییر رفتار الکترومغناطیس شده است.

 

در این پژوهش، فریت نیکل با ترکیب NiFe2O4 به‏روش قوس الکتریکی پلاسما و فریت نیکل-روی نیز با ترکیب Ni0.5Zn0.5Fe2O4 طی یک فرآیند دو مرحله¬ای شامل قوس الکتریکی و عملیات حرارتی تهیه شد. مواد خام مورد استفاده برای تهیه این نوع فریت¬ها شامل آهن، نیکل و روی بود. پس از مخلوط کردن این پودرها با نسبت مولی معین، با استفاده از فرآیند متالورژی پودر دو الکترود با اندازه مناسب تهیه گردید. با قرارگیری الکترودها در محفظه رآکتور قوس الکتریکی و تنظیم پارامترهای مختلف، قوس الکتریکی بین آن ها برقرار شد. پس از ایجاد قوس، پودر تولید شده جمع آوری و تحت آزمایش¬های مختلف شامل آنالیز فازی، ریزساختاری و مغناطیسی به‏ترتیب به‏کمک روش پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و مغناطش سنج نمونه مرتعش (VSM) قرار گرفت. هم چنین خواص الکترومغناطیسی و دی الکتریکی نمونه¬ها بوسیله دستگاه القا- ظرفیت- مقاومت سنج (LCR meter) تحت بررسی قرار گرفت. در این آزمایش، اثر فشار، اتمسفر، شدت جریان بر روی نوع ترکیب تولید شده مورد ارزیابی قرار گرفت؛ به گونه¬ای که فشار 1 اتمسفر به عنوان فشار مناسب، محیط هوا به‏عنوان اتمسفر مناسب و شدت جریان 400 آمپر به‏عنوان شدت جریان مناسب انتخاب شد. به منظور دستیابی به فاز فریت خالص، تاثیر تغییر ترکیب مواد اولیه بر روی ترکیب تولیدی مورد بررسی قرار گرفت و مشخص شد که با حذف کامل فلز روی، فریت نیکل خالص تشکیل می¬شود. در ادامه برای دستیابی به فاز فریت نیکل-روی خالص، ترکیب تولید شده با روش قوس الکتریکی تحت یک فرآیند تکمیلی عملیات حرارتی در دماهای متفاوت قرار گرفت و مشخص شد که با عملیات حرارتی نمونه¬ها، مقدار فاز اسپینل فریت با افزایش دما، افزایش می¬یابد؛ به‏گونه¬ای که در دمای 1250 درجه سانتیگراد فریت نیکل-روی خالص تشکیل می¬شود. با توجه به‏نتایج، اندازۀ ذرات پودرهای اولیه در محدوده nm 150-25 تخمین زده شد. با افزایش میزان فریت تولیدی بر مقدار مغناطش اشباع نمونه¬ها افزوده شد و نفوذپذیری مغناطیسی نیز افزایش یافت. در مجموع، فریت نیکل-روی تولید شده به‏روش قوس الکتریکی و عملیات حرارتی شده در دمای 1250 درجۀ سانتی¬گراد با مغناطش اشباع بیشینه emu/g 35، میدان پسماندزدای مغناطیسی کمینه Oe5، نفوذ¬پذیری مغناطیسی بیشینه 6 تا فرکانس 5 مگاهرتز و همچنین بالاترین ثابت دی الکتریک در محدودۀ فرکانسی 20 هرتز تا 2 کیلوهرتز به عنوان بهترین نمونه شناسایی گردید.

فرایند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی (FSW) یک فرایند جوشکاری حالت جامد بوده که در آن ذوب و انجماد اتفاق نمی افتد. امروزه از این فرایند برای ایجاد اتصالات آلیاژهای آلومینیم استفاده می شود. پارامترهای فرایند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی (FSW) نظیر سرعت چرخشی، سرعت حرکتی، قطر شانه و قطر پین تاثیر بسزایی بر استحکام کششی اتصالات دارند. در این تحقیق سعی شده که یک رابطه تجربی (مدل) برای پیش¬بینی استحکام اتصالات آلیاژ 7075T6بر اساس پارامترهای سرعت چرخشی، سرعت حرکتی، قطر شانه و قطر پین ایجاد گردد که به این منظور از روش سطح پاسخ (RSM) استفاده گردید. روش سطح پاسخ مجموعه ای از فن‌های ریاضی و آماری است که یک رابطه تجربی (مدل) بین پارامترهای ورودی فرایند و پاسخ آن برقرار می کند که رابطه تجربی (مدل) به‌دست‌آمده در این روش به صورت یک معادله خطی درجه دوم است. به‌منظور کاهش تعداد آزمایش ها از طراحی آزمایش مرکب با چهار متغیر و پنج سطح استفاده گردید. جهت بررسی ریزساختاری ناحیه اتصال از میکروسکوپ نوری، میکروسکوپ الکترونی عبوری (SEM) و آنالیز حرارتی (DSC) و جهت بررسی خواص مکانیکی ناحیه اتصال از آزمون ریزسختی و کشش کمک گرفته شد. نتایج به‌دست‌آمده نشان می دهد در اثر سیکل های حرارتی در حین جوشکاری رسوبات ریز ˊη و مناطق GP موجود در ناحیه تحت تاثیر حرارت (HAZ) به رسوبات درشت η تبدیل شده است. نمودار ریزسختی ناحیه اتصال به شکل (W) بوده و حداقل سختی به‌دست‌آمده در آزمون ریزسختی مربوط به ناحیه تحت تاثیر حرارت (HAZ) است. استحکام کششی اتصالات برای تمامی جوش ها کمتر از فلز پایه می باشد که ناشی از درشت شدن رسوبات در ناحیه تحت تاثیر حرارت (HAZ) است. ضریب همبستگی مدل به‌دست‌آمده 93.21% بوده که نشان می دهد نتایج مدل مطابقت خوبی با مقادیر واقعی دارد. مقادیر بهینه پارامترها با استفاده از مدل به‌دست‌آمده آمد و مشخص گردید که حداکثر استحکام اتصالات در سرعت چرخشی 513.65rpm، سرعت حرکتی 95mm/min، قطر شانه 16.12mm و قطر پین 6mm به دست خواهد آمد.