يعتبر هذا البحث جزء من مشروع شامل يهدف لدراسة وتحسين الخواص الميكانيكية السطحية لمنظومة سبائك الألومنيوم – سيليكون، التي تقسم في العادة إلى ثلاث مناطق مختلفة في الخواص وأيضاً في التركيب من حيث نسبة تركيز السيليكون وهي: Hypoeutectic, Eutectic, Hypereutictic ويعزى السبب في ذلك لخواص سبائك الألومنيوم– سيليكون المفيدة كخفة الوزن و سهولة السباكة لذا فهي تعتبر من المواد الجديدة المستعملة بشكل كبير في الصناعات الفضائية، كالمركبات الفضائية و الطائرات وتدخل أيضاً في صناعة قطع المحركات الداخلية كالمكابس وغيرها. ما يحد من إستخدام هذه المواد في هذه الصناعات هو إنخفاض الصلادة ومقاومة التلف لسطوحها. الهدف من وراء هذا البحث هو تحسين هذه الخواص لسطوح السبائك التالية: Hypoeutectic Al-8%Si alloy., Eutectic Al-12%Si alloy وذلك بإستعمال المعالجة السطحية الليزرية. تم في البداية تحضير السبائك المذكورة المرغوب دراسة وتحسين الخواص الميكانيكية لسطوحها، وذلك بإستخدام فرن الصهر (Carbolite – England) الذي يعمل بدرجة حرارة قصوى (1100oC) وبعد إنجاز عملية السباكة تم تجهيز العينات بالطرق المعتادة : قطع، تجليخ، تلميع …الخ. أستخدم شعاع ليزر الياقوت (Ruby Laser) بكثافة قدرة (~ 3x105 W/cm2) لتحسين مقاومة التلف والصلادة لسطوح السبائك المذكورة وذلك بإجراء ثلاث معالجات مختلفة: تعديل التركيب السطحي بواسطة الصهر السريع للسطح عن طريق شعاع الليزر ثم التبريد السريع الذاتي (Self-quenching) للطبقة السطحية لسبائك الألومنيوم– سيليكون المذكورة. حقن (Impregnate) سطوح السبائك بقطع كربيد السيليكون ((SiC وذلك بإدخال القطع المثبتة على سطح السبيكة إلى أعماق محددة، أثناء صهر سطح السبيكة بواسطة الشعاع الليزري، وقد أستخدمت ثلاث أحجام مختلفة من هذه القطع لدراسة تأثير كل حجم في تحسين مقاومة التلف للسطح. إجراء عملية سباكة سطحية بإستخدام شعاع الليزر بإضافة عنصر النيكل الذي أعد على هيئة مسحوق مثبت على سطح السبيكة، حيث يذوب النيكل أثناء عملية ذوبان سطح السبيكة وتتم عملية الدمج بوجود قطع كربيد السيليكون في نفس الوقت، وبعد عملية التصلب السريع (Rapid Solidification) يتم الحصول على طبقات ذات سطوح تتمتع بمقاومة تلف عالية وصلادة مرتفعة. تم دراسة الصلادة كدالة في عدد النبضات على المنطقة المعالجة. للوقوف على المكونات الكيميائية للعينات المستعملة قبل المعالجة، تم إجراء إختبار التحليل الكيميائي للسبائك بإستخدام جهاز(Metal Analyzer 3460 – B)، أيضاً تم إجراء إختبار حيود الأشعة السينية (X-Ray diffraction ) للسبائك المعالجة. وبعد أن قطعت العينات المعالجة عرضياً عند مركز التأثير الليزري تم تصوير سطوح السبائك المعالجة و الغير معالجة بعد تجهيزها لهذا الإختبار (تجليخ – تلميع وإظهار كيميائي)، تمت عملية التصوير بإستخدام ألة تصوير فوتوغرافي من نوع (Aristomet) مثبتة على مجهر ضوئي ذو إمكانية تكبير تصل إلى1000 مرة. الهدف من ذلك هو معرفة التركيب السطحي الدقيق وإمكانية ملاحظة التغيرات التي طرأت على هذه السطوح وربما ظهور أطوار جديدة نتيجة للمعالجة الليزرية. لدراسة التحسن في قيمة الصلادة في المنطقة المعالجة كدالة في عمق التأثير الليزري من جهة وتغيرها أفقياً تحت السطح بعمق ~ 25 ميكرومتر، أجريت قياسات الصلادة بإستخدام جهاز (Micromet II)، وتشير النتائج إلى أن الصلادة تزداد بشكل عام نتيجة المعالجة بالليزر، إلا إنها تتناقص مع زيادة العمق عن السطح. كما أستعمل جهاز (disc Pin – on - ، لدراسة التحسن في مقاومة التلف للسطوح المعالجة بمقارنتها بالسطوح غير المعالجة وذلك كدالة في حجم قطع كربيد السيليكون، وتشير النتائج إنه كلما زاد حجم القطع المذكورة زادت مقاومة التلف. أخيراً أجريت مقارنة في كل من إختبارات الصلادة ومقاومة التلف بين العينات التي بدون نيكل وأخرى بعد إضافة النيكل إلى سطحها عن طريق المعالجة الليزرية، و أتضح إن وجود عنصر النيكل يحسن في نتائج كل من الصلادة ومقاومة التلف. Abstract The current work is part of a general study being undertaken to investigate the effect of laser surface impregnation of some near eutectic binary Al-Si alloys with ceramic particles on the structure and some mechanical properties of these alloys. Two alloy compositions, Al-8%Si and Al-12%Si have been prepared. Discs of these as cast alloys have been used as substrates for laser beam processing. Pulsed Ruby laser of power density ~ 3x105 W/cm2 has been used to impregnate SiC powder of three different particle sizes into the substrate surface. In one series SiC alone was mixed with a special glue and used to coat the substrate surface. In the second series SiC was blended with Ni powder before being mixed with the glue. The substrates were subjected to laser radiation of fixed power (88 W) but different number of shots (1, 2, 4, and 8). The laser affected zones, (LAZ), have been metallographically studied on sections passing through the LAZ diameter perpendicular to the irradiated surface. Microhardness measurements were performed across the LAZ and into their depth. Representative specimens of specific dimensions were subjected to laser shots forming square pattern and used to study their wear performance using the pin on disc technique. X-ray diffraction patterns of the laser treated specimens have been also studied. The results revealed complete dissolution of Si into the aluminum matrix in both substrate alloys. The homogeneity of the structure and mechanical properties has been improved with increasing the Si content of the substrate alloy (towards the eutectic composition) and with the number of laser shots, but slightly deteriorated with Ni additions. The incorporation and penetration of SiC particles into the substrate surface increased with increasing the number of shots and with Ni additions. These same factors were found to favor the formation of new inter-metallic phases which may additionally harden the structure. Laser remelting has almost doubled the microhardness in the LAZ. The number of shots did not affect the average hardness of the LAZ, but Ni additions increased it by 11-15%.The relative wear resistance of the laser treated substrates showed marked increase with the Si content, the SiC particle size and Ni additions. X-ray diffraction revealed noticeable decrease in the lattice parameter of the matrix αAl solid solution indicating intensive super-saturation of the Al- matrix by Si.
محسن الرخيص (2001)

تم في هذه الدراسة استنباط علاقة لحساب مستويات الطاقة الدورانية للحالة الأرضية للنوى الشفعية شفعية even-even المشوهة، وذلك اعتماداً على صيغة بوهر متلسون التجريبية بالإضافة إلى معاملة عزم القصور الذاتي كمتغير في البرم النووي، وذلك باعتبار أن النواة تتمتع بشيء من الليونة كما ورد بدراسة غبتا Gupta. أظهرت نتائج حساباتنا تطابقاً جيداً مقارنة مع نماذج أخرى، حيث استخدمت هذه القيم المحسوبة في حساب عزمي القصور الذاتي الكينماتيكي والديناميكي ورسم سلوك كلاً منهما مع مربع السرعة الزاوية والذي بيّن تغير سلوك بعض النوى في حالات البرم العالية نسبياً، كما يشير ذلك إلى تقارب جيد من القيم التجريبية بالمقارنة مع دراسات سابقة.
عبد الرحيم الطاهر عمر علي (2014)

Abstract Laser surface treatment of materials is one of the most effective methods of improving properties and performance of metallic articles. This technique proved its capabilities and advantages in comparison with other methods of surface treatment As an example, it has been shown that the distortion caused by this type of treament is at least one order of magnitude smaller than by that due to other techniques. Moreeover, laser beam is capable of reaching practically any point of the surface whatever it is narrow or difficult to reach by other techniques. The current work investigates the possibility of improving certain mechanical properties of both technically pure aluminum and A1-4o/oSi alloy, using ruby laser of 3 xl 05 W/cm2 power density. The surface of the investigated materials has been impregnated by SiC particles of varying size ranges, with or without firrther alloying of the surface with Titanium powder addition to the impregnated mixture. The laser treatment included coating one surface of each specimen of SiC particles by means of a binder added at a certain ratio (with or without Ti additions to the mixture). The coated surface was then subjected to the laser beam, which melted a layer I OO-150Jilll thick. Due to hydrodynamic effects the melt mixes with SiC particles and dissolves some or all of the added Ti and rapidly solidifies forming a thin layer distinct in properties from the original surface. Two groups of specimens were used in this study. The first group was treated by impregnating SiC particles of one size range with or without Ti-additions. Various numbers of laser pulses have been applied increasmg in a geometrical progression (1-2-4-8 pulses). These specimens were used for the study of the effect of varying: 1) the chemical composition of the substrate materials ;2) the number of laser pulses :and 3) the effect of Ti additions to the impregnating mixture on the microstracture and microhardness of the treated zones. The specimens of the 2nd group were coated by a square network of laser treated zones each 1.5mm in diameter. These specimens have been used to study :1) the effect of the chemical composition of the substrate material ;2) the size of the SiC particles and 3) the effect of Ti addition to the mixture on the wear perfomance of the treated specimens. Identical specimens have been used to determine the solubility of Si into the aluminum phase during the test by means of x-ray diffraction. This dissolved Si is partly responsible for the increase ID microhardness and wear resistance of the investigated specimens. The results show the positive effect of the applied treatment on the properties and preformence of technically pure AI and A-4%Si alloy. The materials microhardness within the treated zones has been increased by a factor of 2.7 and 2.4 for pure Al and Al-4%Si substrates, respectively. The microstructure of the treated zones became more homogeneous and the penetration of SiC particles into them has been increased with increasing the number of the applied laser pulses. The wear resistance of pure Al has been increased by a factor of 73.6 due to laser assisted impregnation, while that of AI-4%Si by afactor of 42.5. Wear resistance was found to increase with I) Si addition to the base metal; 2) Ti addition to the impregnated mixture, and 3) increasing the SiC particle size. This thesis is a part of a wider study that deals with surface treatment of Al and AI-Si alloys undertaken in our laboratry. Such study proved how effective the laser alloying and impregnation of such alloys in improving some of their mechanical properties which are important in industrial application, especially in internal combustion engine design.
أسماء عبد الرزاق وهرة (2002)