بررسی و امکان سنجی استفاده از فویلهای تولید شده به روش الکتروفرمینگ در فرآیند ساخت به کمک آلتراسونیک

در این تحقیق امکان سنجی استفاده از فویل های نیکلی تولید شده به روش الکتروفرمینگ در فرآیند ساخت آلتراسونیک مورد مطالعه قرار گرفت. جهت این منظور ابتدا با شناسایی و تعیین پارامترهای موثر بر فرآیند الکتروفرمینگ، فویل های نمونه ای به ابعاد (1/0×25×20 میلیمتر) تولید گردیدند. نتایج بدست آمده از تولید فویل ها بیانگر این هستند که با استفاده از محلول سولفامات نیکل بهترین حالت برای صافی سطح فویل در شرایطی حاصل شد که شدت جریان اعمالی، یه عنوان مهمترین پارامتر تحت کنترل، برابر a/dm25/2 بوده و دمای وان در حدود 35 درجه سانتیگراد تنظیم شده بود. از طرفی مشاهده شد که با کاهش دمای وان از مقدار مذکور فویل ایجاد شده گسیخته شده و همچنین کاهش یا افزایش شدت جریان اعمالی باعث کاهش کیفیت سطح فویل تولیدی شد. در مرحله بعد به اندازه گیری مشخصات فویل های تولیدی در دو بخش مشخصات حجمی و سطحی پرداخته شد. بدین ترتیب به کارگیری تست کشش به عنوان اولین گزینه برای تعیین خواص حجمی فویل های تولیدی مطرح شد. پس از انجام تست کشش نتیجه گیری شد که به دلیل ضخامت 100 تا 150 میکرومتری فویل و همچنین ازدیاد طول فویل های تولید شده به کمک محلول سولفامات مقادیر اندازه گیری شده تناسبی با مقادیر ارائه شده در مراجع برای انواع دیگر نیکل تجاری نداشته و تست کشش برای نمونه هایی با این ابعاد و مشخصات مناسب نیست. در نهایت با استفاده از مقادیر ارائه شده در مراجع معتبر برای فویل های مشابه و ساخته شده به کمک محلول سولفامات، و همچنین استفاده از روند تغییرات خواص نیکل خالص تجاری (نیکل 201)، در تقابل با افزایش دما، خواص فویل همراه با افزایش دما تخمین زده شد. از مجموعه خواص سطحی فویل، ضریب اصطکاک فویل های در تماس با یکدیگر مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور و با توجه به اینکه ضریب اصطکاک مشخصه ای تحت تأثیر پارامترهای متفاوت است طراحی و ساخت تریبومتر مناسب برای اندازه گیری ضریب اصکاک فویل همزمان با تغییرات دما در دستور کار قرار گرفت. نتیجه گیری شد که با افزایش دما تا حدود 150 درجه سانتیگراد به دلیل افزایش ازدیاد طول فویل های در تماس و در نتیجه آن لهیدگی و فرورفتگی پستی و بلندی های سطوح دو فویل که افزایش سطح تماس را در پی خواهد داشت، ضریب اصطکاک با شدت زیاد افزایش می یابد. پس از گذشتن از این دما و همزمان با شکل گیری لایه های اکسیدی بر روی سطوح فویل مقدار ضریب اصطکاک کاهش یافته و پس از رسیدن این مقدار به حدود 4/0 در دمای 200 درجه سانتیگراد شدت تغییرات کاهش یافته و تا دمای 370 درجه مقادیر تقریباً ثابتی را داشته است. در رابطه با فرآیند ساخت آلتراسونیک نیز با به کارگیری دستگاهی با قابلیت ایجاد و انتقال امواج و با ایجاد تغییرات جزئی در دستگاه برای قرارگیری دو فویل در جهت ارتعاش اعمالی، با اعمال ارتعاشی با فرکانس 20 کیلوهرتز و دامنه 10 میکرومتر بهترین نتایج حاصل شد چرا که با اعمال دامنه بیشتر فویل ها گسیخته شده و دامنه کمتر تغییر قابل توجهی را برای دو فویل قرار گرفته بر روی یکدیگر در پی نداشت. در نهایت تحت شرایط مذکور اتصال ظاهری میان دو فویل مشاهده شد ولی همانگونه که در فصل قبل نیز اشاره شد با بررسی دقیقتر به کمک میکروسکوپ اتصالی ناشی از امتزاج اتم های دو فویل در یکدیگر مشاهده نشد. دو فرضیه در توجیه این موضوع می تواند مطرح شود: 1. اتصال مشاهده شده واقعاً سطحی بوده و عملاً ایجاد اتصال با توان اعمالی امکان پذیر نمی باشد. 2. به دلیل عرض کم منطقه تماس در هنگام برش سطح تماس منطقه اتصال از بین رفته و قابل مشاهده نبوده است. به هر حال با در نظر گرفتن هر یک از دو مورد فوق محدودیت سیستم استفاده شده در عدم قطعیت نتیجه موثر بوده است لذا در قسمت پیشنهادها به تفصیل به رفع این محدودیت در ادامه این تحقیق پرداخته شده است.