مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

افزایش سختی بلورپتاسیم کلراید با آلایش نانوذرات الماس

نویسندگان
1 استادیار گروه فیزیک
2 دانشیار دانشکده مکانیک
چکیده
در میان هالیدهای آلکاییدی، پتاسیم کلراید، KCl، (با آلایش با ناخالصی های دو یا تک ظرفیتی) محتملا دارای بیشترین سهم پژوهشی است. در این مقاله رشد و مشخصه یابی خواص مکانیکی بلور KClبا آلایش نانوذرات الماس صورت گرفته است. با توجه به خواص یگانه نانوذرات الماس در بهبود ویژگی های مواد، استفاده از آنها در این کار مورد نظر قرار گرفته است. بلورها با روش چوکرالسکی رشد داده شده و با ناخالصی های 5ر0، 1 و 5ر1 درصد آلاییده شده اند. سطح مقطع های شکست بلورهای خالص و آلاییده شده با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد بررسی قرار گرفته اند به عنوان نتیجه، افزایش درصد آلایش نانوذرات الماس در بلور KCl منجر به افزایش ناهمواری سطحی و انحنای بیشتر خطوط بریدگی سطح مقطع شکست بلور می شود. این به معنای افزایش مقاومت مکانیکی بلور در مقابل تنش برشی با افایش میزان آلایش نانوذرات الماس در آن است. سختی بلورهای خالص و آلاییده شده با روش سختی سنجی ویکرز به دست آمدند. بررسی نظری سختی بلورهای آلاییده و خالص به صورت نطری صورت گرفت. آنالیز نتایج به دست آمده نشان دهنده افزایش مقاومت مکانیکی بلورها پس از آلایش یا نانوذرات الماس است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

KCl Hardness increase via nano-diamond particle doping

نویسندگان English

Hamid Reza Dehghanpour 1
Salman Nourazar 2
1 Assistant professor, Physics group
2 Associate Professor of university
چکیده English

In this work growth and characterization of potassium chloride with nanodiamond is studied. Crystals were grown in Czochralski crystal growth method. KCl crystals are doped with 0.5, 1 and 1.5 percent nanodiamond (ND) impurities. Breaking cross sections of the pure and doped crystals were characterized by (scanning electron microscopy) SEM. As a result, increasing the doping percentage of the ND in the KCl crystal, leads to arising the surface roughness and nicks curvature on the fracture cross section of the crystal. It means that ND doping inside KCl crystal caused to increase mechanical hardness of the crystal and increasing the doping percentage results more mechanical resisting crystal. On the other hand, Vickers microhardness scale is used in this study. Hardness is too complex to be described by first principles. Based on the dielectric chemical bond theory, a semiempirical theoretical formulation of the hardness of pure and doped crystals is introduced. Analyzing of the results shows increasing of the nanodiamond doping leads to increasing of mechanical resistance of the samples.

کلیدواژه‌ها English

KCl
Nanodiamond
Mechanical Resistance
Fracture cross section
Hardness