اصول و كاربردهاي علم مواد درمهندسي مكانيك

(1)

مراهچ لصف

دنيآرف رب يا همدقم و يرولب ياه يمظن يب ،رولبت: يرگ هتخير

كيناكم يسدنهمرد داوم ملع ياهدربراك و لوصا

1 Material Science- Dr. Farahnakian- 99-1

همدقم

هس  تلاح هدام دنا ترابع زا:

زاگ



:

رد تلاح

،زاگ اه متا تكرح رايسب يعيرس

،دنراد تكرح اه نآ ﻼماك يفداصت

هدوب و رد لاح تكرح هب رگيدكي و ياه هراويد فرظ

دروخرب دننك يم هك رجنم

هب . دوش يمفرظراويدهبزاگراشفداجيا

عيام



:

رد تلاح عيام زونه ياضف يلاخ رد عيام دوجو دراد ات اه متا دنناوتب تكرح

يورين ودوش يم رتمك اه متا تكرح تدش ،امد شهاك اب . دنشاب هتشاد مظن نودب

،هبذاج اه متا ار هب رگيدكي رت كيدزن دنك يم

ات هكنيا عيام هب دماج ليدبت دوش .

دماج 

:

ياه متا دماج تباث دنتسين

، يلو رد فارطا ياه ناكم يتباث

شاعترا دننك يم

و شيارآ مظنم ياهراتخاس يرولب

ديدپ ديآ يم .

(2)

رولبت مسيناكم

Material Science- Dr. Farahnakian- 99-1 3

دتفا يم قافتا هلحرم ود رد و تسا دماج هب عيام تلاح زا لاقتنا رولبت :

١ 

( هتسه ليكشت

٢ 

( رولب دشر

رد دنناوت يم اه متا ،هظحل رد يلو دنرادن ينيعم شيارآ عيام تلاح رد اه متا 

دشاب دماج تلاح رد رولب يياضف هكبش هيبش هك دنشاب يتيعقوم .

عمجت نيا 

دنتسه ندش لحنم و ليكشت لاح رد موادم تروص هب اه .

مك اب

دوش يم دايز هورگ رمع و هدش دايز اه هورگ نيا امد ندش .

ديربت تحت

رد 

ماگنه ليكشت رولب هب تلع داجيا دنويپ نيب يمتا يرادقم يژرنا

دازآ

ثعاب دشاب يفاك هزادنا هب يژرنا نيا رگا هك (،دامجناناهن يامرگ )دوش يم ريزيرادقمهبزاينباذمنياربانب. دوش يمباذم وهدش زلفهرابودندشمرگ .دوشليكشتاه هناوج اتدراد( ديربتتحت )شيامرس

(3)

هنادزرم و هناد

اب 

همادا درس

،ندش نيا اه هتسه رت گرزب

هدش و اي ياه هتسه يديدج

داجيا

يحيجرت ياهدادتما رد اه متا . دباي يم همادا دعب هس رد رولب دشر ودنوش يم (.يا هخاش راتخاس )دنبسچ يم رگيدكي هب رولب ياهروحم دادتما رد ونيعم لكش هنادزرم. دوش يمهديمان هنادزرمدنسر يممه هب اه هنادنآرد هك يلحم دنتسه باذم تارطق نيرخآ اه هناد زرم نوچ تسا يرولب ريغ ودراد مظنمان

. تساصلاخانياه متانيرتشيبزكرمتلحم

(4)

يفارگولاتم )

يپوكسوركيم يسررب (

،يفارگولاتم  هعلاطم

ي - يپوكسوركيم راتخاس

زلف اي ژايلآ تسا . هزادنا ي

،هناد لكش

اي يكيناكم تايلمع ناوت-يم نآ يور زا وهداد ناشن ار اهزاف يگدنكارپ وهناد

. دومنصخشمارژايلآيترارح

هب  يزاس هدامآ ياه هنومن

يزلف و يسررب راتخاسزير يپوكسوركيم

اه نآ

.دوش يمهتفگيفارگولاتم

رد  يرايسب زا

،داوم ياه هناد هدنهد ليكشت اه نآ

ياراد داعبا يپوكسوركيم دنتسه

و

هديداه پوكسوركيمزاهدافتسا ابدياباه نآيازجا ودنرادنوركيمدودحرديرطق

. دنوشيسرربو

حطس  هنومن دياب رد ادتبا هديياس و شيلوپ هدش ات فاص و هنيآ يا - دوش هك نيا راك اب

ابناوت يم ار راتخاسزير سپس . تسا ريذپ ناكما يصوصخم ياهردوپ زا هدافتسا . دروآتسدهب،دوش يمهدافتسابسانمييايميشهدامكيزاهكندركچاتايلمع

تسا ريز تروص هب يفارگولاتم لحارم :

هلحرم  لوا : نديرب هنومن و تنام نآ

هلحرم  مود : تخادرپ هيلوا اب هدابمس

هلحرم  موس : تخادرپ يياهن اي مرن

هلحرم  مراهچ : يكاكح ييايميش اي چا ندرك

يكاكح  اي چا ندرك : هلمح ي - ييايميش هب حطس رد ياهژايلآ لكشتم زا ود اي دنچ زاف هب تلع فﻼتخا

ندشهدروخگنهآفﻼتخاتلعهب ودنوش يمهدروخيا-هلحرمتروص هباهزاف. تساييايميشبيكرت

. دنوش-يمصخشماه-هنادزرم،هنادزرم وهناد

لولحم لاتين : ديسا كيرتين ) ١ ات ٥ رتيل يليم ( رد ١٠٠ رتيل يليم لكلا كيليتا يارب ياهدﻻوف ينبرك

(5)

يفارگولاتم

رولب كت

يارب 

كي دماج

،يرولب رگا شيارآ يبوانت و يراركت اه متا لماك هدوب و اي

ار لصاح راتخاس ،دشاب هدركاديپ طسب هدام لك رد يعاطقنا چيه نودب

. دنيوگرولب كت

همه 

ياه لولس دحاو

هب رگيدمه هدش لفق

و يگمه ياراد تهج كي دنتسه

. كي زلفراتخاسلك ودنك يم دشر هناد كيطقفهدش لرتنك طيارش رد هناد

. دوش يمداجيالماكيا هكبشراتخاساب

ِندوبن 

زرم هناد صاوخ رصحنم هب يدرف هب رولب كت

،دهد يم

ًاصوصخ صاوخ

. يكيرتكلا ويرون ،يكيناكم

(6)

رولب كت دربراك

دربراك رولب كت رد تعنص اه يداه همين

 رولب كت نوكيليس رد

ديلوت اه يداه همين هدافتسادروم

رارق دريگ يم . رد سايقم

يفنم تارثا هناد زرم دوجو ،دننك يم راك اهروسسورپوركيم هك ،يموتناوك .دراديكيرتكلاياهروتسيزنارتفياظويوريهجوت لباق

دربراك رولب كت رد ياه يداه يكيرتكلا

 رد نيب

،تازلف سم و هرقن ياراد نيرتهب تياده يكيرتكلا رد

يامد قاتا دنتسه

. بوسحم بيع يعون هك داوم نياردهناد زرم دوجوليلد هب لاحره هب اما

،دوش يم

زونه يياراك اه نآ هب رثكادح رادقم نكمم هديسرن تسا .

ور نيازا  هزورما يارب شيازفا يياراك نيا عون اه يداه اه نآ ار تروص هب رولب كت

دنزاس يم .

هتكن  بلاج يارب نيا داوم نيا دوب هك كت رولب سم تياده يكيرتكلا يرتهب

تبسن . تساهدادناشندوخزاهرقنرولب كتيتح وهرقنرولبسبهب

يسدنهم رد رولب كت دربراك

اب 

هجوت هب هكنيا اهرولب كت تمواقم

هب شزخ رايسب يرتهب تبسن هب داوم دنچ

دننام دنك يم راك ﻻاب يامدرد هك يتاعطقنتخاس يارباه نآ زا . دنراد يرولب بيع كي هناد زرم دوجو شزخ هديدپ رد . دوش يم هدافتسا ،نيبروت ياه هرپ

.دنك يمعيرستارشزخ ودشابيم

(7)

(8)

رولب كت تخاس ياه شور

زا تسا ترابع رولب كت دشر جيار ياه شور زا شور ود 

:

يكسلاركچ شور 

Czochralski process

نمجيرب شور 

Bridgman technique

يكسلاركچ شور

(9)

نمجيرب شور

يرولب ياه يمظن يب

چيه 

دماج يرولب يلماك دوجو درادن و همه اه نآ لماش دادعت يدايز صقن اي

. دنتسهيمظن يب

يارب 

كي هدام

،يعقاو يرايسب زا

صاوخ هدام

ًاديدش هب نيا صقاون و

. دشاب يمساسحاه يمظن يب

نيا اه يمظن يب هب

راهچ هتسد يدنب هقبط دنوش يم

:

يا هطقن يمظن يب يطخ يمظن يب  يا هحفص يمظن يب  يمجح يمظن يب 

(10)

يمظن يب 

ياج يلاخ - دوخ ينيشن نيب



نيرت هداس يمظن يب

يا هطقن

ِياج يلاخ

،تسا هب هكيروط رد نيا يمظن يب متا

ودنتسهيلاخِياجلماشيرولبدماجداومهمه . دوش يمجراخدوخياجزا . دشابيمظن يبنيازايراعهكدوشهيهتيدماجهدامدرادنناكماعقاورد

يا هطقن يمظن يب

زا دنترابع يلاخ ياج يمظن يب يايازم 

:

يزاسژايلآ رد تلوهس ذوفن هديدپ داجيا رد تلوهس

زا دنا ترابع يلاخ ياج داجيا لماوع 

:

(11)

يا هطقن يمظن يب

ينيشن نيب يمظن يب 

رد 

يمظن يب ينيشن نيب

كي متا زا سنج رگيد نيب ياه متا هنيمز رارق

.دنتسهN وO، H، Cكچوكياه متانيشن نيبياه متا. دريگ-يم يمظن يب 

ينيشناج

رد 

يمظن يب ينيشناج

كي متا زا سنج رگيد ياج كي متا رد راتخاس يرولب ار

زا لاثم كي . تسا يزاسژايلآ رد يمظن يب ود نيا مهم دربراك . دنك يم لاغشا نيب نبرك نيشن نيب ياه متا نآ رد هك تسا دﻻوف ژايلآ ينيشن نيب يمظن يب ( يور+سم )جنرب ژايلآ مه ينيشناج بيع زا لاثم . دنريگ يم رارق نهآ ياه متا تسا هك رد نآ ياه متا يور ياج ياه متا سم رد راتخاس هكبش ار لاغشا

.دنك يم

(12)

يطخ يمظن يب )

يياجبان (

كي يياجبان كي يمظن يب يطخ

اي يدعب كت تسا

هك رد نآ يخرب اه متا رد

ميسقت ريز هتسد هس هب يطخ يمظن يب . دنا هتفرگرارق يبسانمان لحم

:دنوش يم

يا هبل يياجبان 

يچيپ يياجبان 

طولخم يياجبان 

يا هبل يياجبان

نيرت هداس 

عون

،يياجبان يياجبان

يا هبل تسا .

يا هعومجم 

زا اه متا تروص هب كي

هحفص مين يمتا

يفاضا نيب تاحفص يمتا

. دناهتفرگرارقرگيد

فارطا 

نيا يياجبان رد راتخاس هكبش جاجوعا و هب مه يگدروخ هدشداجيا

تسا .

ياه متا 

يﻻاب طخ يياجبان تحت

راشف دنا هتفرگرارق و

ياه متا نيياپ

طخ

(13)

يچيپ يياجبان

عون 

رگيد يياجبان زين دوجو دراد هك هب نآ يياجبان يچيپ دنيوگ . نيا

عون ،دنك يمن تكرح ميقتسم تروص هب يطخ يياجبان فﻼخرب يياجبان هكلب

روط نامه . تسا ( لاكيله اي لاريپسا يشچيپ )تروص هب نآ تكرح ريسم طخ يزاوم زرگرب رادرب يچيپ يياجبان رد تسا صخشم لكش رد هك

. تسايياجبان

(14)

يحطس يمظن يب

يمظن يب يحطس

لماش يياهزرم تسا

هك

ًﻻومعم يدعبود هدوب

و يقطانم زا

هدام

ادج رگيدكي زا ار دنتسه يتوافتم تاهج اي يرولب ياهراتخاس ياراد هك ار

: لماش يمظن يبنيا. دنك يم

١ 

- حوطس يجراخ هدام و يتسپ و ياه يدنلب نآ

٢ 

- لصف ياه كرتشم لخاد

هدام ) زرم هناد و زرم ييولقود ( دوش يم .

(15)

يب يمجح اي يدعب هس يمظن

عاونا 

بويع يدعب هس زا

دنچ رتمونان ات دنچ رتميتناس رييغت

دنك يم و رب

زا يرايسبرد لكرد ودنتسهرثؤمرايسب داومييايميش ويكيزيفصاوخ

.دنوش يمصاوختفاثعابدراوم

نيا 

بويع دنا ترابع زا:

،تارفح

،اه كرت داوم صلاخان و تارذ زاف يوناث

. . دوش يمداجيايرگ هتخيردنيآرفرد ًﻻومعمبويعنيازايخرب

يرگ هتخير دنيآرف

يرگ هتخير يا هعومجم

زا ياهدنيآرف بوذ

،زلف نتخير زلف رد

،بلاق دامجنا و

زا:دنا ترابعيرگ هتخيرشوريايازم. تساهعطقليكشت تعرس ديلوت ﻻاب

ناكما  يزاسژايلآ

هدافتسا  زا تاعياض نازرا

ديلوت  تاعطق هديچيپ و گرزب

ديلوت  هوبنا و هريغ

بياعم 

شور يرگ هتخير دنا ترابع

زا:

دوجو 

لحارم بوذ و دامجنا و دراو ندش اهزاگ و اه لاخآ نورد

،بوذ

.هريغ ويرگ هتخيرياه شور هدمعردنيياپيداعباتقد،نيياپنامدنار

(16)

(17)

يراذگ هيذغت

تسا هارمه هديدپ دنچ اب دامجنا :

١ - دوش يم دازآ دامجنا ناهن يامرگ .

٢ - يم شهاك داعبا مجح دباي

.

٣ - دوش يم داجيا دامجنا رثا رد دنام سپ ياه شنت .

يراذگ هيذغت

ضابقنا  رد تلاح

،باذم هلئسم يمهم تسين نوچ ردقچره مجح باذم مك

،دوش

.دومنهفاضاباذمناوت يم

ضابقنا  رد تلاح دماج زين هلئسم يمهم تسين نوچ ناوت يم بلاق يرت گرزب داجيا

. دسربرظندرومهزادنا هبدامجنازاسپاتدرك

اما  ضابقنا رد نيح دنيآرف دامجنا هلئسم يمهم تسا . رد نيح

،دامجنا ياه هرفح

هطقن نيرت مرگ رديگرزب هرفحهك نيااي هدش داجياهعطق رساترسرديزير يضابقنا

. دوش يمداجيا

يارب  هك نيا هرفح يضابقنا رد طسو هعطق داجيا دوشن يتسياب دامجنا فرط كيزا

عورش دوش ) دامجنا راد تهج (.

نياربانب هرفح يضابقنا رد كي تمس هعطق داجيا

دوش يمهفاضابلاقهبيتمسق كي،دشابملاسرظندرومهعطقهك نيايارب. دشدهاوخ زا دعب ار هفاضا تمسق نيا سپس ودريگ رارق تمسق نيا رد يضابقنا هرفح ات يرگ هتخير زا

هعطق ادج دننك يم . هب نيا تمسق

،هفاضا هيذغت هتفگ دوش يم .

(18)

(19)

دامجنا 

رد ود هلحرم قافتا دتفا يم ينز هناوج:

و دشر اه هناوج .

ردقچره 

تحت ديربت رت شيب

،دشاب لامتحا داجيا هناوج رت شيب هدوب و دنيآرف

دامجنا رت ناسآ ماجنا دوش يم . رد تروص دوجو اه يصلاخان رد

،باذم داجيا

. تسايرت مكديربتتحتهبجايتحا وتسارت تحاررادياپياه هناوج دوجواب 

،اه يصلاخان هچره

تيصاخ يگدننكرَت يصلاخان

رت شيب

،دشاب ياه هناوج

. دنوش يمليكشترت تحار،رادياپ

سپ 

زا يريگ لكش

،اه هناوج اه هناد

رد تهج فﻼخ لاقتنا ترارح دشر دننك يم

. .تساترارحلاقتنازايعباتاه هناددشر



اب شيازفا تعرس لاقتنا

،ترارح تعرس دشر اه هناد رت شيب دوش يم . رد ي هرانك هراويد

ودوش يمزيراه هناد وهدش ليكشتيدايزياه هناوج،ندوبديربتتحترطاخهببلاق تمس هب ترارح لاقتنا هك يتروصرد . دوش يم ليكشت يديربت هيﻻ مان هب هيﻻ كي هراويد

،دشاب لصف كرتشم دماج

و عيام تروص هب يا هحفص

دهاوخ دوب . ) بيش

( تبثميترارح

(20)

يياه هناد 

هك تحت هيواز ريغ ٩٠ هجرد

،دنتسه عيرس دشر هدرك و هب مه

ار ( يديربت )هدش درسهيﻻليكشت ودوش يم فقوتمناشدشر ودنسر يم دوخ دشرهب دنشاب هدركاديپدشر هزاجاهك يدومعياه هناداما ،دنهد يم . دوبدهاوخريزلكشتروص هبهعطقراتخاستياهنردو . دنهد يمهمادا

(21)

فلا  ( حيقلت : هفاضا ندرك يضعب زا داوم ) اه يصلاخان (

هب باذم ناونع هب اه هناوج .

يارب  مك ندرك يامرس تحت ديربت و داجيا ياه هناوج دايز

و ليكشت ياه هناد

،زير

:اه نز هناوج

رتراذگريد  زا

باذم رظندروم دنشاب

تيصاخ  يگدننكرت يبوخ

هتشاد دنشاب

راتخاس  يرولب اه نآ هب راتخاس زلف باذم كيدزن دشاب .

ب  ( دربم : دربم كي هعطق يزلف تسا هك رد بلاق رد حطس سامت اب باذم رارق دنهد يم

ندش زير ثعاب وهدش يدايز ياه هناوج داجيا ثعاب ،دايز ندرك ديربت تحت رثارب ات

. دوشاه هناد

ج  ( شزرل بلاق : اب شزرل

،بلاق يياه هناد هك

رد ي هرانك بلاق دنا هدش ليكشت زا

هراويد

ادج هدش و رد باذم شخپ هدش و ثعاب زير ندش اه هناد دوش يم .

د(  شيازفا لاقتنا ترارح : اب شيازفا لاقتنا

،ترارح ياه هناوج يرت شيب

هدش ليكشت و

.دوش يميرگ هتخيرهعطقرداه هنادندشزيرثعاب

يرگ هتخير بويع

١ ( اهزاگ و اه يصلاخان :

ياهزاگ لولحم رد

،دماج تدش هب تمواقم هب هبرض

و . دنهد يمشهاكاريگتسخ

٢ ( اه يصلاخان و

اه لاخآ : اه يصلاخان و

ياه لاخآ دوجوم

رد باذم ثعاب

.دوش يميگدروخ ويگتسخهبتمواقمشهاك

٣ ( ضابقنا : مينيمولآ نيرت شيب

رييغت مجح و ضابقنا ار رد يرگ هتخير دراد

. درادنضابقنابيعندچيلو

(22)

يرگ هتخير بويع

٤ ( هيﻻ يديسكا : رگا نايرج باذم مطﻼتم

،دشاب هيﻻ يديسكا حطس

باذم

شهاك وهعطق ندش فيعض ثعاب هك دوش يم هعطق دراو وهدش هتسكش

. دوش يم هعطقيراك نيشامتيلباق

٥ ( رپ ندركن بلاق : نيا بيع رثارب ليﻻد ريز هب دوجو ديآ يم :

تعرس نايرج باذم مك دشاب و لبق زا رپ ندش لماك

،بلاق باذم دامجنا دباي .

يحارط تسردان متسيس يهاگهار .

سوبحم ندش اوه رد بلاق و يريگولج زا

رپ ندش لماك بلاق ) رگا ياه هراويد

(.ددرگ يمراديدپبيعنيا،دنشابهتشادنيبوخيريذپذوفنبلاق

يرگ هتخير بويع

٦ ( دنامسپ شنت :

هتشاد دوجو هدام ضابقنا رس رب يعنام هعطق دامجنا ماگنه رد رگا

دوش يم داجيا هعطق رد شنت ،دشاب .

(23)

يرگ هتخير بويع

٧ ( كرت مرگ : نيا بيع يتقو هب دوجو ديآ يم هك رد بلاق يطولخم زا

دماج و باذم

رگا . دوش يم ليكشت هرفح ودباي يم شيازفا ضابقنا رثا رد اه شنت وهتشاد دوجو يفاكباذمتارطقرگايلودوش يمرپهرفح،دشاب هتشاددوجويفاكهزادنا هبباذم : تساريزتاصخشميارادبيعنيا. ديآ يمدوجوهبكرتدنشابن

رد كرت مرگ تسكش قافتا

،دتفا يمن هكلب

يگراپ داجيا دوش يم . حطس نيا كرت فاص

ردبيعنيا. تساهريت ويديسكا ،كرتحطس. دراد يتيردندتلاح ،حطس وتسين . مينيمولآلثمدنراديدايزمجحشهاكهكديآ يمشيپيتازلف

٨ ( كرت درس : رگا رثارب

،اه شنت يگراپ مرگ قافتا

،دتفيب سپ زا دامجنا

،لماك اه شنت

رددنامسپ ياه شنت ،دشاب رت مك يگدروخ كرت ردقچره . دنوش يم كرتداجيا ثعاب شنتزكرمت هكيياهاجرد. دشدنهاوخرت شيبددجمرولبتيامد ريز يترارحهلصاف (.اه يصلاخان واهديسكارانكردًﻼثم )دنيآ يمدوجوهبرت شيباه كرتنيادراددوجو