• بازدید : 121 views
  • بدون نظر
این فایل در قالب pdfتهیه شده وشامل موارد زیر است:

ترکیب شیمیایی عبارت است از یک ماده شیمیایی خالص که از دو یا چند عنصر شیمیایی مختلف تشکیل می‌شود. این عناصر به وسیلهٔ پیوند شیمیایی به یکدیگر متصل می‌شوند و می‌توانند به وسیله واکنش شیمیایی به مواد ساده تبدیل گردند. هر ترکیب شیمیایی مختلف، یک ساختمان شیمیایی تعریف شده منحصر به فرد دارد؛ به عبارت دیگر، هر ترکیب نسبت اتمی یکسانی دارد که اتم‌های آن با چینش مکانی مشخصی به وسیله پیوند شیمیایی آرایش می‌یابند. ترکیبات شیمیایی ممکن است به صورت ترکیب مولکولی باشند که در این صورت مولکول‌ها با پیوند کووالانسی در کنار هم قرار می‌گیرند؛ همچنین ممکن است به صورت نمک باشند و به وسیله پیوند یونی به هم پیوند یابند؛ اگر ترکیب مورد نظر تنها شامل فلزات باشد، پیوند بین ذره‌های آن پیوند فلزی و اگر کمپلکس شیمیایی باشد، پیوند بین ذرات آن پیوند داتیو خواهد بود.عناصر شیمیایی خالص، در گروه ترکیبات شیمیایی قرار نمی‌گیرند، حتی اگر از دو یا چند اتم از یک نوع عنصر (مانند H۲ و S۸) تشکیل شده باشند که پیوندهای دو اتمی یا چند اتمی نامیده می‌شوند.
شیمیدان‌ها ترکیب‌های شیمیایی را با به کار گیری فرمول‌ها توصیف می‌کنند. شکل‌های گوناگونی برای توصیف فرمول شیمیایی وجود دارد. برای ترکیب‌هایی که به صورت مولکولی هستند، فرمول برای یک واحد مولکولی نشان داده می‌شود. در مورد مواد پلیمری و دارای ساختارهای تکراری، مانند مواد معدنی معمولاً فرمول تجربی مورد استفاده قرار می‌گیرد (مانند NaCl که فرمول تجربی نمک طعام است).

چینش نام عناصر در یک ترکیب شیمیایی با ترتیب مشخصی صورت می‌گیرد. برای نمونه، بر پایه روشی که نام‌گذاری هیل نامیده می‌شود، اگر اتم‌های کربن و هیدروژن در یک ترکیب وجود داشته‌باشند، ابتدا کربن و پس از آن هیدروژن و سپس سایر عناصر به ترتیب الفبایی قرا داده می‌شوند.

یک روش دیگر آن است که عناصر به ترتیب الکترون‌خواهی خود در فرمول قرار داده می‌شوند. در این روش، ابتدا عناصر فلزی که کمترین الکترون‌خواهی را دارند در سمت چپ و عناصر غیر فلزی در سمت راست فرمول قرار می‌گیرند. یک روش کامل‌تر، آن است که نوشتن فرمول با تکیه بر ساختار ترکیب انجام شود. برای نمونه، در ترکیبات آلی اسیدی، بخش آلی در سمت چپ و بخش اسیدی شامل COOH در سمت راست نوشته می شود. (برای نمونه، استیک اسید به صورت CH۳COOH نوشته می شود.)
ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی مخلوطی از چند عنصر یا ترکیب، مشابه با ویژگی‌های مواد تشکیل دهنده آن است؛ در حالی که ويزگی‌های ترکیب‌ها با عناصر تشکیل دهنده آن‌ها متفاوت است. یک تفاوت معمول دیگر ترکیب با مخلوط آن است که می‌توان ماده‌های تشکیل دهنده یک مخلوط را با روش‌های مکانیکی (مانند تبخیر و میدان مغناطیسی) به سادگی از یکدیگر جدا کرد؛ ولی اجزای شکل دهنده یک ترکیب تنها با استفاده از یک واکنش شیمیایی قابل تجزیه هستند.
برخی از مخلوط‌ها مانند آلیاژهای فلزی، به گونه‌ای با یکدیگر مخلوط می‌شوند که ویژگی‌هایی مانند ترکیب‌ها پیدا می‌کنند.
سیاری از عناصر در حالت اتمی پایداری مناسبی ندارند و با یکدیگر ترکیب می‌شوند تا به حالت پایدارتر برسند. آنها هنگامی به حالت پایدار می‌رسند که به بیشترین تعداد الکترون لایه ظرفیت و بیشترین سطح انرژی خود رسیده باشند که معمولاً تعداد ۲ یا ۸ ظرفیت الکترون است. به همین دلیل گازهای نجیب غالباً واکنش نشان نمی‌دهند، زیرا همه ۸ الکترون ظرفیت آنها پر شده و نیاز به تغییر در ساختار الکترونی خود ندارند. (بجز هلیم که ۲ الکترون در لایه ظرفیت خود دارد).

همچنین ممکن است دو یا چند ترکیب که در مجاورت یکدیگر قرار دارند، واکنش شیمیایی انجام داده و به یک یا چند ترکیب دیگر تبدیل شوند. برای نمونه، هنگامی که یک باز و یک اسید با یکدیگر مخلوط شوند، واکنش شیمیایی انجام داده و به یک نمک و آب تبدیل می‌شوند. مانند ترکیب زیر:
  • بازدید : 54 views
  • بدون نظر
این فایل در ۳۵صفحه قابل ویرایش تهیه شده وشامل موارد زیر است:

در اين پروژه كوشش شده است تا با افزودن مقادير مختلف بيسموت به حمام گالوانيزه   و نيز اعمال پوشش از حمام آلياژي 
   تركيب شيميايي پوششها، ريز ساختار،‌ضخامت و سختي لايه هاي آلياژي پوشش هاي حاصله مطالعه شده خواص سطحي پوشش ها به كمك XRD وميكروسكوپ الكتروني بررسي شده ، خواص متالورژيكي پوشش ها نظير چسبندگي ، يكنواختي و مقاومت به خوردگي مورد بررسي قرارر گرفته اند و نهايتاً محصولات خوردگي به كمك XRD مطالعه شده اند.
مواد و وسايل مورد نياز جهت انجام اين پروژه عبارتند از  ورق فولادي St37 ، مفتول فولادي ،شمش روي خالص ، ورق سرب ، شمش بيسموت ورق قلع ، پودر نيكل ، اسيد كلريدريك ، كلريدآمونيوم ، كلريد روي ، هيدروكسيدسديم ، كربنات سديم ، تري سديم فسفات ، سيليكات سديم، بوتة فولادي ، تراپنت، كورة الكتريكي ذوب فلزات غيرآهني ، دستگاه ضخامت سنج مغناطيسي ، دستگاه ميكروسختي سنج ، محفظه مه نمكي ، محفظة مرطوب، ميكروسكوپ ، مته ، گيوتين ، ترازوي دقيق با دقت يكدهم ميلي گرم ، آب مقطر ، يديد پتاسيم ، اورتروپين ، نايتال ۲%


۲- آماده سازي نمونه و تجهيزات
۲-۱- تهيه نمونه ها براي آزمايش
جهت انجام اين پروژه از ورق فولادي St37 با آناليز مندرج در جدول ۳-۱ استفاده شده است.
جدول ۳-۱- تركيب شيميايي ورق فولادي مورد استفاده Enterنمونه هاي با ابعاد ۲×۲۵×۴۰ ميلي متر توسط گيوتين از ورق فولادي برش زده شده ، جهت غوطه ور نمودن در مذاب بالاي آنها توسط مته سوراخ شده ، مفتول فولادي از آن عبور داده شده به نمونه محكم شده است.
۲-۲- آماده سازي بوتة ذوب
جهت تهية مذاب از يك كوره الكتريكي مخصوص ذوب فلزات غيرآهني با تلرانس دمايي ۱  درجه سانتيگراد ،‌همراه با يك بوته فولادي استفاده شده است. جهت كاهش حملة مذاب به بدنة حمام ،‌اين بوته توسط ترانپت كه دوغابي سراميكي شامل اكسيد زير كونيوم و اكسيد تيتانيوم مي باشد پس از فيلتر شدن در صافي پوشش داده شده و سپس در هوا خشك گرديده است. پس از ۲۴ ساعت اين كار دوباره تكرار شده و سپس بوته به مدت ۴۸ ساعت در هوا قرار گرفته و خشك شده است. پس از قراردادن بوته در كوره، دماي كوره را به آهستگي تا ۲۵۰ درجه سانتيگراد بالا برده ، اجازه داده شده تا پخت صورت گيرد.

۲-۳- مواد مصرفي جهت تهية مذاب
در صنعت جهت جلوگيري از اكسيداسون شديد حمام و افزايش براقيت و يكنواختي پوشش . ۰۰۵/۰ تا۰۰۷/۰ درصد وزني آلومينيوم به حمام گالوانيزه اضافه مي كنند. از اين رو تمام حمام هاي مورد بررسي در اين پروژه حاوي تقريباً ۰۰۵/۰ درصد وزني آلومينيوم مي باشند كه بصورت ورق آلومينيوم بسيار خالص به حمام گالوانيزه اضافه شده است. جهت تهية حمام هاي آلياژي از شمش بيسموت با خلوص ۹/۹۹ ورق قلع با خلوص ۹/۹۹ ورق سرب با خلوص ۸/۹۹ استفاده شده است. جهت افزايش نيكل به حمام گالوكو ،‌ابتدا به كمك پودر نيكل آميژاني ‌حاوي ۵۳/۰ درصد نيكل تهيه شده و از آن براي تهيه حمام   استفاده شده است.
۳- اعمال پوشش 
جهت اعمال پوشش ابتدا نمونه ها آماده سازي سطحي شده ، سپس تحت شرايط كنترل شده در مذاب غوطه ور شده اند. مراحل كار به شرح زير است
الف  چربي گيري و قلياشويي چربي گيري قطعات در محلولي با تركيب شيميايي ذيل و در دماي ۶۵ درجه سانتيگراد و به مدت ۵ دقيقه انجام شده است
هيدروكسيد سديم ۲۵ گرم
كربنات سديم ۲۵ گرم
تري سديم فسفات ۷۵ گرم
سيليكات سديم ۷۵ گرم
حجم محلول ۲۰۰۰ سانتيمتر مكعب
ب  شستشو در آب جاري
ج  اسيدشويي جهت اسيدشويي از اسيد كلريدريك ۱۵ درصد حاوي اورتروپين ويديد پتاسيم – به عنوان بازدارنده – در دماي محيط استفاده شده است و زمان اسيد شويي ۱۵ دقيقه بوده است.
د  شستشو در آب جاري 
و  فلاكسينگ  براي فلاكسينگ نمونه ها از فرايند خشك استفاده شده است. به اين منظور نمونه ها به مدت يك دقيقه در محلول ۶۰۰ گرم بر ليتر كلريد روي و ۴۰۰ گرم بر ليتر كلريد آمونيوم و دماي ۷۰-۶۰ درجة سانتيگراد قرار گرفته اند. 
د خشك نمودن  نمونه ها پس از خروج از حمام فلاكس درون كوره اي در دماي ۱۲۰ درجه سانتيگراد قرار گرفته ، بمدت۱۵ دقيقه خشك شده اند. توجه به اين نكته ضروري است كه جهت جلوگيري از تجزية فلاكس ، نبايد دماي كوره بالاتر از ۱۵۰ درجه سانتيگراد برود. در اين مرحله نمونه ها جهت اعمال پوشش آماده شده اند. تصوير كورة مورد استفاده در شكل ۳-۱ آمده است.
شكل ۳-۱ تصوير كورة مورداستفاده
هـ  غوطه وري و اعمال پوشش  جهت اعمال پوشش ابتدا كوره روشن شده به آرامي تا دماي ۴۲۰ درجة سانتيگراد گرم شده است. سپس شمش روي برش خورده ، درون كوره قرار داده شده است تا ذوب صورت پذيرد.اين عمل بايد با دقت صورت گيرد تا پوشش بدنة بوته صدمه نبيند. سپس درب بوته توسط ورقه آزبست پوشانده شده تا اتلاف حرارت كم شود و دما به ۴۴۵ درجة سانتيگراد رسانده شده است و پس از افزودن آلومينيوم دما تا ۶۰۰ درجة سانتيگراد بالا برده شده و زمان داده شده است تا آلومينيوم ذوب شود و مجدداً دما تا ۴۴۵ درجه سانتيگراد پايين آورده شده است. سپس اكسيدهاي سطحي كنار زده شده ، و نمونه هاي فلاكس شده وارد مذاب شده اند. براي اينكه تمام نقاط نمونه همزمان در تماس با مذاب قرار گيرند، نمونه ها با سرعت بالا وارد مذاب شده اند. زمان نگهداري نمونه ها  در مذاب ۱،۲، ۴ و ۱۰ دقيقه انتخاب شده است. براي خارج نمودن نمونه ها ،‌اكسيدهاي سطحي و اضافات فلاكس كنار زده شده اند و نمونه ها با سرعت متوسط ۵/۱ متر بر دقيقه و زاوية ۸۰ تا ۸۵ درجه از حمام خارج شده اند ضمناً جهت انجام آزمايشات خوردگي با توجه به زمان غوطه وري و اندازه گيري ضخامت پوشش ها ، تعدادي نمونه با ضخامت پوشش يكسان۵۰ ميكرومتر از حمام هاي موردمطالعه پوشش داده شده اند. 
  • بازدید : 41 views
  • بدون نظر
این فایل در ۴صفحه قابل ویرایش تهیه شده وشامل موارد زیر است:

در تحقيقات پزشكي ، تركيبات شيميايي خون مثل سطح كلسترول و ترمي گليسيريد به طور خاص مورد توجه قرارگرفته وبا بيماري هاي مختلف قلبي و عروقي ارتباط داده مي شود .در حاليكه تركيبات شيميايي خون داراي اهميت مطلق هستند اما تحقيقات نشان داده كه ويژگي هاي فيزيكي مثل ويسكوزيته نيز ممكن است نقشي حياتي در پيشبيني بيماري هاي احتمالي باز ي كند .ويژگي هاي فيريكي خون ، تاثير مستقيمي برجريان خون دارند و جريان كافي خون براي سلامت تمام اندام ها ضروري است .از آنجاكه خون اكسيژن ومواد غذايي مورد نياز براي سلول هاي زنده رافراهم كرده و محصولات دفعي سلول ها را خارج مي كند ،وقتي جريان خون به هرنحوي با مانع روبرو مواجه شود مشكلات پزشكي به وجود مي آيد كه اين مشكلات دردامنه اي بين حملات قلبي وسكته تا بيماري كليوي و كوري قرار دارد .شايد فرآيند پيري نيز به طور كلي تحت تاثير قرار گيرد.
يك روش جديد براي اندازه گيري ويسكوزيته توسط كنزي پيشنهاد شده كه از يك لوله مويرگي براي اندازه گيري كل ويسكوزيته خون در ميزان برشهاي متفاوت بدون استفاده ازمواد ضد انعقاد خون استفاده مي كند .دستگاه اودرشركتهاي دارويي و تحقيقات پزشكي كه رابطه بين ويسكوزيته و بيماري هاي مختلف را بررسي ميكنند به فروش ميرسد.
روشي كه ما پيشنهاد مي كنيم يك محصول تحقيق محور نيست بلكه يك ابزار تشخيصي كاربردي است .مالوله مويرگي رابه يك متيلر آزاد تغيير ميدهيم كه قابليت اندازه گيري ويسكوزيته خون در ميزان هاي برشي متفاوت را از بين ميبرد اما سيستم جابه جايي خون را حفظ مي كند كه قابليت انطباق زيستي دارد و نياز به مواد ضد انعقاد خون ندارد .
ماانتظار توليد مقرون به صرفه ي دستگاهي راداريم كه قادر به انجام سريع آزمايشات ويسكوزيته خون مي باشد.
درمورد وابستگي كمي بيماريهاي مختلف به سطح ويسكوزيته خون تحقيقات زيادي انجام نشده با اين حال مي توانيم پيشبيني كنيم كه آترواسكلرفر،سكته و حملات قلبي و بيماري هاي كليوي در آينده ي نزديك با كنترل ويسكوزيته ي خون ،تحت كنترل قرار گيرند .
اندازه بازار تخمين زده شده
طبق اعلام بانك جهاني،حدود ۶۰ميليون مرگ ومير در سراسر جهان در دهه ي ۱۹۹۰ وجود داشته كه قابل انتساب به بيماري هاي قلبي عروقي است و برخلاف ديدگاه بسياري انتظار ميرود كه اين مرگ ومير ها به افزايش خود ادامه دهد .به علاوه حدود ۶۰ ميليون نفر وجود دارند كه از حداقل يك شكل از بيماري ها ي قلبي عروقي در ايالات متحده رنج مي برند .مجموع هزينه ها در ايلات متحده براي سيستم تشخيص در آزمايش خون انتظار ميرود كه از ۳۰۰ميليون دلار فراتر رود. يك تحقيق نشان مي دهد كه آزمايش مرتب تر مي تواند ميزان بروز بيماري هاي قلبي عروقي را ار ۱۲ تا ۱۴ درصد و در هر بيمار به طور سالانه به كمتر از ۲درصد در هر بيمار به طور سالانه برساند.
طبق اعلام انجمن قلب آمريكا اگر به خاطر افزايش ميزان عوارض جانبي جاري ، وارفاين تجويز نمي شود ، از ۴۰ هزار سكته ي مغزي در هر سال در ميان بيماران مبتلا به فيبريلاسيون بطني در ايالات متحده جلوگيري مي شد تنها اگر وارفاين به خاطر ميزان عوارض جانبي مشخص شده تجويز نمي شد. نوارهاي تست رايج به قيمت ۵۰/۴ دلار يك اندازه گيري ۷۵۰دلار است بنابراين اگر ويسكومتر خون ما بتواند يك آزمايش سريع را انجام دهد و ويژگي هاي آسان براي استفاده با پيشنهاد تست هاي معمول پزشكي داشته باشد {يك بار در هفته(شركت آووست مديكال)} يك بازار بالتوه در بازار آزمايش خون براي آن وجود دارد (۱۷ميلياردبازار).
تئوريهاي عملكرد
ميرايي يا استهلاك در يك ساختار ،توانايي آن ساختاربراي پراكنده كردن انرژي و در نتيجه كاهش دامنه ارتعاش وتغيير مكان فركانس طبيعي است.ميرايي در يك ساختار به خاطر حركت ديناميكي مايع ،پراكندگي چسبندگي(ميرايي مايع)،اصطكاك و فشار ميان بخشي از ساختار(ميرايي ساختاري) پراكندگي انرژي داخلي ماده ها(ميرايي ماده)مي باشد.در يك مدل ديناميكي مايع،ميرايي،پراكندگي انرژي توسط چسبندگي و كشش فشار به خاطر حركت ساختار مربوط به مايع مي باشد.ضريب كلي ميرايي مجموع ميرايي مايع، نيرايي ساختار وميرايي ماده است.در ارتعاش القايي در اثر جريان ،ميرايي توسط مؤلفه ي ميرايي مايع بر ضريب كلي ميرايي از عامل ميرايي به دست مي آيد كسري از مجموع انرژي ارتعاشي است كه در يك چرخه ميرا شده است.
پركاربرد ترين و عملاً مفيدترين مدل براي تيروهاي ميرا درساختار ها، ميراگر واقعي است .اين ميراگر داراي حركت ساختاري بايك نيروي تناسب باسرعت است :
۱) فرمول
كه در آن  ،جابه جايي ساختار است ،  يك ثابت است بانيرو براي هرواحدسرعت است و  نيرويي ميرايي است.
ارتعاش دريك مايع ،توسط چسبندگي محيط با مايع مي ميرد. ميرايي درنتيجه برش چسبندگي مايع در سطح ساختار و جداسازي جرياني است .نيروي كششي در هر واحد طول كه بر ساختار وارد مي شود چنين است :
۲) فرمول
كه در آن  چگالي مايع است ،  ديمانسيون مشخصه اي است كه درنيروي كشش غيرديمانسيوني شده ، استفاده شده ،  ضريب كشش ،   سرعت نسبي ميان ساختار و بدنه مايع است .براي يك مايع ساكن كه درنقشه ي حسگر قرار دارد،  نتيجه ي حركت ساختار به تنهايي است،   ومعادله حركت چنين است:
۳) فرمول
جرم هر واحد طول m شامل اثر جرم افزوده و عامل ميرايي ساختاري است كه بايد در زمان عدم حضور مايع اندازه گيري شود .اين معادله غيرخطي رامي توان براي به دست آوردن فاكتور ميرايي مايع، حل كرد .اگر حركت ساختاري با دامنه هماهنگ باشد           ،  آنگاه اصطلاح غير خطي در طرف راست معادله(۶) در يك سري “فوريير” بسط  داده مي شود.
۴) فرمول
بنابراين ما معادله حركتي زير را داريم:
۵) فرمول
كه دلالت بر سهيم بودن مايع درميرايي ساختاري دارد:
۶) فرمول
اين معادله ،ميرايي مايع ساكن رابه ازاي يك ضريب كششي معلوم به ما ميدهد ضريب كششي در سال ۱۸۴۳ توسط “استوكس” به دست آمد:
۷) فرمول
بنابراين ،ضريب ميرايي مايع ورقه اي مي تواند با فرمول زير تقريب زده شو د :
۸) فرمول
سپس ميرايي مايع با ريشه مربع ويسكوزيته M متناسب مي شود.بر اساس ضريب ميرايي مايع و چشم پوشي از ميرايي ساختار، اوج دامنه ازتعاشي ،  چنين است:
۹) فرمول
كه در آن F نيروي محركه ساختار مكانيكي است ،h طول ساختار فرورفته در مايع است وL طول ساختار است.
براي اندازه گيري جابه جايي ،ما فرض مي كنيم دو روش براي مشخص كردن آن وجود دارد .يكي اين كه فيلم pzt راروي ميله بكشيم به عنوان كشش سنج كه مي تواند در همان تراشه و در طول مدار مربوطه قرار گيرد.اما ما نگران حساسيت اين ابزار پيزوالكتريك هستيم زيرا جا به جايي بايد در حدوده زير ميكرون باشد(بستگي بع ضخامت و طول فيلم نازك pzt دارد.)
شيوه ديگر مشخص كردن تغيير مان پرتو ليزر منعكس شده از سطح ميله آزاد است شبيه آنچه كه در ميكرومتر بانيروي اتمي تعبيه مي شود،انحراف توسط نسبت فاصله از ميله تا ديتكتور وتاخود انحراف ، بزرگ مي شود.بديهي است كه در اين مورد ما  بايد ابزار ديگر را سوار كنيم و اين كار هزينه رابراي ما به مقدار زيادي افزايش مي دهد.
ارزيابي عملكرد حسگر
در اين بخش، ما از “مدل مدار توده اي ” استفاده مي كنيم  تا فركانس همنوا را محاسبه كنيم همچنين ضريب كيو و ضريب ويسكوزيته را. همچنين چندين شيوه ديگربراي برخورد با اين مسأله وجود دارد اما به طور مشخص مدل مدار توده اي يكي از راحت ترين و سريع ترين شيوه هاست .
  • بازدید : 68 views
  • بدون نظر
این فایل در ۱۰۲صفه قابل ویرایش تهیه شده وشامل موارد زیر است:

طراحان نياز فراواني به مواد مستحكم‌تر و مقاوم‌تر در برابر خوردگي دارند. فولادهاي زنگ نزن توسعه داده شده و به كار رفته در دهه‌هاي دوم و سوم قرن بيستم ميلادي، نقطه شروعي براي برآورده شدن خواسته‌هاي مهندسي در دماهاي بالا بودند. بعداً معلوم شد كه اين مواد تحت اين شرايط داراي استحكام محدودي هستند. جامعه متالوژي با توجه به نيازهاي روز افزون بوجود آمده، با ساخت جايگزين فولاد زنگ نزن كه سوپر آلياژ ناميده شد به اين تقاضا پاسخ داد. البته قبل از سوپر آلياژها مواد اصلاح شده پايه آهن به وجود آمدند، كه بعدها نام سوپر آلياژ به خود گرفتند.
با شروع و ادامه جنگ جهاني دوم توربين‌هاي گازي تبديل به يك محرك قوي براي اختراع و كاربرد آلياژها شدند. در سال ۱۹۲۰ افزودن آلومينيوم و تيتانيوم به آلياژهاي از نوع نيكروم به عنوان اختراع به ثبت رسيد، ولي صنعت سوپر آلياژها با پذيرش آلياژ كبالت (ويتاليوم) براي برآورده كردن نياز به استحكام در دماي بالا در موتورهاي هواپيما پديدار شدند. بعضي آلياژهاي نيكل- كروم (اينكونل و نيمونيك) مانند سيم نسوز كم و بيش وجود داشتند و كار دستيابي به فلز قوي‌تر در دماي بالاتر براي رفع عطش سيري ناپذير طراحان ادامه يافت و هنوز هم ادامه دارد.
– معرفي و به كار گيري سوپر آلياژها 
سوپر آلياژها؛ آلياژهاي پايه نيكل، پايه آهن- نيكل و پايه كبالت هستند كه عموماً در دماهاي بالاتر از oC540 استفاده مي‌شوند. سوپر آلياژهاي پايه آهن- نيكل مانند آلياژ IN-718 از فن‌آوري فولادهاي زنگ نزن توسعه يافته و معمولاً به صورت كار شده مي‌باشند. سوپر آلياژهاي پايه نيكل و پايه كبالت بسته به نوع كاربرد و تركيب شيميايي مي‌توانند به صورت ريخته يا كار شده باشند.
از آغاز پيدايش سوپر آلياژها، تعداد زيادي آلياژ شناخته شده و مورد مطالعه قرار گرفته و تعدادي نيز به عنوان اختراع ثبت گرديده‌اند. تعدادي از آنها در طول ساليان گذشته غربال شده و تعدادي به صورت گسترده مورد استفاده قرار گرفته‌اند. به خاطر اينكه همه آلياژها را نمي‌توان بر شمرد مثالهائي از آلياژهاي قديم و جديد براي نشان دادن متالورژي فيزيكي سيستم‌هاي سوپر آلياژها آورده شده است (به فصل‌هاي ۳ و ۱۲ مراجعه كنيد) در شكل ۱-۱ رفتار تنش- گسيختگي سه گروه آلياژي با يكديگر مقايسه شده‌اند (سوپر آلياژهاي پايه آهن- نيكل، پايه نيكل و پايه كبالت). در جدولهاي ۱-۱ و ۱-۲ فهرستي از سوپر آلياژها و تركيب شيميايي آنها آورده شده است.
سوپر آلياژهاي داراي تركيب شيميايي مناسب را مي‌توان با آهنگري و نورد به اشكال گوناگون در آورد. تركيب‌هاي شيميايي پر آلياژتر معمولاً به صورت ريخته‌گري مي‌باشند. ساختارهاي سرهم بندي شده را مي‌توان با جوشكاري يا لحيم‌كاري بدست آورد، اما تركيب‌هاي شيميايي كه داراي مقادير زيادي از فازهاي سخت كننده هستند، به سختي جوشكاري مي‌شوند. خواص سوپر آلياژها را با تنظيم تركيب شيميايي و فرآيند (شامل عمليات حرارتي) مي‌توان كنترل كرد و استحكام مكانيكي بسيار عالي درمحصول تمام شده بدست آورد.
۱-۳- مروري كوتاه بر فلزات با استحكام در دماي بالا 
استحكام اكثر فلزات در دماهاي معمولي به صورت خواص مكانيكي كوتاه مدت مانند استحكام تسليم يا نهايي اندازه‌گيري و گزارش مي‌شود. با افزايش دما به ويژه در دماهاي بالاتر از ۵۰ درصد دماي نقطه ذوب (بر حسب دماي مطلق) استحكام بايد بر حسب زمان انجام اندازه‌گيري بيان شود. اگر در دماهاي بالا باري به فلز اعمال شود كه به طور قابل ملاحظه‌اي كمتر از بار منجر به تسليم در دماي اتاق باشد، ديده خواهد شد كه فلز به تدريج با گذشت زمان ازدياد طول پيدا مي‌كند. اين ازدياد طول وابسته به زمان خزش ناميده مي‌شود و اگر به اندازه كافي ادامه يابد به شكست (گسيختگي) قطعه منجر خواهد شد. استحكام خزش يا استحكام گسيختگي (در اصطلاح فني استحكام گسيختگي خزش يا استحكام گسيختگي تنشي ناميده مي‌شود) همانند استحكام‌هاي تسليم و نهايي در دماي اتاق يكي از مولفه‌هاي مورد نياز براي فهم رفتار مكانيكي ماده است. در دماهاي بالا استحكام خستگي فلز نيز كاهش پيدا مي‌كند. بنابراين براي ارزيابي توانايي فلز با در نظر گرفتن دماي كار و بار اعمال شده لازم است، استحكام‌هاي تسليم و نهايي، استحكام خزش، استحكام گسيختگي و استحكام خستگي معلوم باشند. ممكن است به خواص مكانيكي مرتبط ديگري مانند مدول ديناميكي، نرخ رشد ترك و چقرمگي شكست نيز نياز باشد. خواص فيزيكي ماده مانند ضريب انبساط حرارتي، جرم حجمي و غيره فهرست خواص را تكميل مي‌كنند.
۱-۴-اصول متالورژي سوپر آلياژها 
سوپر آلياژهاي پايه آهن، نيكل و كبالت معمولاً داراي ساختار بلوري با شكل مكعبي با سطوح مركزدار (FCC) هستند. آهن و كبالت در دماي محيط داراي ساختار FCC نيستند. هر دو فلز در دماهاي بالا يا در حضور عناصر آلياژي ديگر دگرگوني يافته و شبكه واحد آنها به FCC تبديل مي‌شود. در مقابل، ساختمان بلوري نيكل در همه دماها به شكل FCC است. حد بالايي اين عناصر در سوپر آلياژها توسط دگرگوني فازها و پيدايش فازهاي آلوتروپيك تعيين نمي‌شود بلكه توسط دماي ذوب موضعي آلياژها و انحلال فازهاي استحكام يافته تعيين مي‌گردد. در ذوب موضعي بخشي از آلياژ كه پس از انجماد تركيب شيميايي تعادلي نداشته است در دمايي كمتر از مناطق مجاور خود ذوب مي‌شود. همه آلياژها داراي يك محدوده دمايي ذوب شدن هستند و عمل ذوب شدن در دماي ويژه‌اي صورت نمي‌گيرد، حتي اگر جدايش غير تعادلي عناصر آلياژي وجود نداشته باشد. استحكام سوپر آلياژها نه تنها بوسيله شبكه FCC و تركيب شيميايي آن، بلكه با حضور فازهاي استحكام دهنده ويژه‌اي مانند رسوب‌ها افزايش مي‌يابد. كار انجام شده بر روي سوپر آلياژ (مانند تغيير شكل سرد) نيز استحكام را افزايش مي‌دهد، اما اين استحكام به هنگام قرارگيري فلز در دماهاي بالا حذف مي‌شود.
تمايل به دگرگوني از فاز FCC به فاز پايدارتري در دماي پايين وجود دارد كه گاهي در سوپر آلياژهاي كبالت اتفاق مي‌افتد. شبكه FCC سوپر آلياژ قابليت انحلال وسيعي براي بعضي عناصر آلياژي دارد و رسوب فازهاي استحكام دهنده (در سوپر آلياژهاي پايه آهن- نيكل و پايه نيكل) انعطاف‌پذيري بسيار عالي آلياژ را به همراه دارد. چگالي آهن خالص gr/cm3 87/7 و چگالي نيكل و كبالت تقريباً gr/cm3  9/8 مي‌باشد. چگالي سوپر آلياژهاي پايه آهن- نيكل تقريباً gr/cm3 3/8-9/7 پايه كبالت gr/cm3 4/9-3/8 و پايه نيكل gr/cm3 9/8-8/7 است.
چگالي سوپر آلياژها به مقدار عناصر آلياژي افزوده شده بستگي دارد. عناصر آلياژي Cr, Ti و Al چگالي را كاهش و Re, W و Ta آنرا افزايش مي‌دهند. مقاومت به خوردگي سوپر آلياژها نيز به عناصر آلياژي افزوده شده به ويژه Cr, Al و محيط بستگي دارد.
دماي ذوب عناصر خالص نيكل، كبالت و آهن به ترتيب ۱۴۵۳ و ۱۴۹۵ و ۱۵۳۷ درجه سانتي‌گراد است. دماي ذوب حداقل (دماي ذوب موضعي) و دامنه ذوب سوپر آلياژها، تابعي از تركيب شيميايي و فرآيند اوليه است. به طور كلي دماي ذوب موضعي سوپر آلياژهاي پايه كبالت نسبت به سوپر آلياژهاي پايه نيكل بيشتر است. سوپر آلياژهاي پايه نيكل ممكن است در دماي oC1204 از خود ذوب موضعي نشان دهند. انواع پيشرفته سوپر آلياژهاي پايه نيكل تك بلور داراي مقادير محدودي از عناصر كاهش دهنده دماي ذوب هستند و به همين لحاظ، داراي دماي ذوب موضعي برابر يا كمي بيشتر از سوپر آلياژهاي پايه كبالت هستند.
۱-۵- بعضي از ويژگيها و خواص سوپر آلياژها 
۱- فولادهاي معمولي و آلياژهاي تيتانيوم در دماهاي بالاتر oC540 داراي استحكام كافي نيستند و امكان خسارت ديدن آلياژ در اثر خوردگي وجود دارد.
۲- چنانچه استحكام در دماهاي بالاتر (زير دماي ذوب كه براي اكثر آلياژها تقريباً ۱۳۷۱-۱۲۰۴ درجه سانتيگراد است) مورد نياز باشد، سوپر آلياژهاي پايه نيكل انتخاب مي‌شوند.
۳- از سوپر آلياژهاي پايه نيكل مي‌توان در نسبت دمايي بالاتري (نسبت دماي كار به دماي ذوب) در مقايسه با مواد تجاري موجود استفاده كرد. فلزات ديرگداز (نسوز) نسبت به سوپر آلياژها دماي ذوب بالاتري دارند ولي ساير خواص مطلوب آنها را ندارند و به همين خاطر به طور وسيعي مورد استفاده قرار نمي‌گيرند.
۴- سوپر آلياژهاي پايه كبالت را مي‌توان به جاي سوپر آلياژهاي پايه نيكل استفاده كرد كه اين جايگزيني به استحكام مورد نياز و نوع خوردگي بستگي دارد.
۵- در دماهاي پايين‌تر وابسته به استحكام مورد نياز، سوپر آلياژهاي پايه آهن- نيكل نسبت به سوپر آلياژهاي پايه نيكل و پايه كبالت كاربرد بيشتري پيدا كرده‌اند. 
۶- استحكام سوپر آلياژ نه تنها مستقيماً به تركيب شيميايي بلكه به فرآيند ذوب، آهنگري و روش شكل‌دهي، روش ريخته‌گري و بيشتر از همه به عمليات حرارتي پس از شكل‌دهي، آهنگري يا ريخته‌گري بستگي دارد.
۷- سوپر آلياژهاي پايه آهن- نيكل نسبت به سوپر آلياژهاي پايه نيكل و پايه كبالت ارزان‌تر هستند. 
۸- اكثر سوپر آلياژهاي كار شده براي بهبود مقاومت خوردگي داراي مقداري كروم هستند. مقدار كروم در آلياژهاي ريخته در ابتدا زياد بود، اما به تدريج مقدار آن كاهش يافت تا عناصر آلياژي ديگري براي افزايش خواص مكانيكي سوپر آلياژهاي دما بالا، به آنها افزوده شوند. در سوپر آلياژهاي پايه نيكل با كاهش كروم مقدار آلومينيوم افزايش يافت، در نتيجه مقاومت اكسيداسيون آنها در همان سطح اوليه باقي مي‌ماند و يا افزايش مي‌يابد، اما مقاومت در برابر انواع ديگر خوردگي كاهش مي‌يابد.
۹- سوپر آلياژها مقاومت در برابر اكسيداسيون بالايي دارند اما در بعضي موارد مقاومت خوردگي كافي ندارند. در كاربردهايي مانند توربين هواپيما كه دما بالاتر از oC760 است سوپر آلياژها بايد داراي پوشش باشند. سوپر آلياژها در كاربردهاي طولاني مدت در دماهاي بالاتر از oC659 مانند توربين‌هاي گازي زميني مي‌توانند پوشش داشته باشند.
۱۰- فن‌آوري پوشش‌دهي سوپر آلياژها بخش مهمي از كاربرد و توسعه آنها مي‌باشد. نداشتن پوشش به معني كارآيي كم سوپر آلياژ در دراز مدت و دماهاي بالا است.
۱۱- در سوپر آلياژها به ويژه در سوپر آلياژهاي پايه نيكل بعضي از عناصر در مقادير جزئي تا زياد اضافه شده‌اند. در بعضي از آلياژها تعداد عناصر كنترل شده موجود تا ۱۴ عنصر و بيشتر مي‌تواند باشد.
۱۲- نيكل، كبالت، كروم، تنگستن، موليبدن، رنيم، هافنيم و ديگر عناصر استفاده شده در سوپر آلياژها اغلب گران بوده و مقدارشان در طي زمان متغير است.
۱-۶- كاربردها
كاربرد سوپر آلياژها در دماهاي بالا بسيار گسترده و شامل قطعات و اجزاء هواپيما، تجهيزات شيميايي و پتروشيمي است. در شكل ۱-۲ موتور F119 كه يكي از آخرين موتورهاي هواپيماهاي نظامي است نشان داده شده است. دماي گاز در بخش داغ موتور (ناحيه خروجي موتور) ممكن است به دمايي بالاتر از oC 1093 برسد. با استفاده از سيستمهاي خنك كننده دماي اجزاء فلزي كاهش پيدا مي‌كند و سوپر آلياژ كه توانايي كار كردن در اين دماي بالا را دارد، جزء اصلي بخش داغ به شمار مي‌رود.
اهميت سوپر آلياژها در تجارت روز را مي‌توان با يك مثال نشان داد. در سال ۱۹۵۰ فقط ۱۰ درصد از كل وزن توربين‌هاي گاز هواپيما از سوپر آلياژها ساخته مي‌شد، اما در سال ۱۹۸۵ ميلادي اين مقدار به ۵۰ درصد رسيد.
در جدول ۱-۳ فهرستي از كاربردهاي جاري سوپر آلياژها آورده شده است.بايد خاطر نشان ساخت، كه همه كاربردها به استحكام در دماي بالا نياز ندارند. تركيب و مقاومت خوردگي سوپر آلياژها، مواد استانداردي براي ساخت وسايل پزشكي بوجود آورده است. سوپر آليا ژها همچنين كاربردهايي در دماهايي بسيار پايين پيدا كرده‌اند.
۱-۸- موضوعات ارائه شده در اين كتاب 
اين كتاب براي كساني كه علاقمند به تكميل معلومات خود در زمينه سوپر آلياژها هستند مناسب است. فصل‌هاي «انتخاب سوپر آلياژها»، «متالورژي سوپر آلياژها»، «ارتباط بين ساختار و خواص» و «خوردگي و حفاظت سوپر آلياژها» به طراح توانايي تصميم‌گيري استفاده از سوپر آلياژ را مي‌دهند. براي كساني كه در فرآيند توليد خود با سوپر آلياژها سرو كار دارند در فصل «ذوب و تبديل» و بعد از آن در فصل «ماشينكاري و عمليات نهائي» نگاهي مفهومي به اصول اوليه سوپر آلياژها شده است.
فصل‌هاي معرفي شده در بند قبل، براي كساني كه با مسائل تخصصي سوپر آلياژها ارتباط دارند توصيه مي‌شوند. چنانچه از كار فاتادگي قطعات مورد نظر باشد، فصل «از كار افتادگي» را بررسي كنيد. فصل «سوپر آلياژها- نگاهي به گذشته و آينده» ممكن است براي كساني كه مي‌خواهند نگاهي كوتاه به مبحث كاربردهاي سوپر آلياژها و آينده آنها داشته باشند جالب به نظر برسد.
 
انتخاب سوپر آلياژها
در جدولهاي ۲-۱ تا ۲-۴ داده‌هاي درباره خواص كششي و تنش گسيختگي سوپر آلياژها آورده شده است. با مراجعه به شكل ۱-۱ مي‌توانيد يك نگاه كلي بر روي تنش گسيختگي سوپر آلياژها داشته باشيد. در حالي كه در شكل ۲-۱ اطلاعاتي درباره بعضي آلياژهاي ويژه داده شده است كه در بر گيرنده طيف وسيعي از سوپر آلياژهاي موجود و غير موجود در بازار مي‌باشد. جمع‌آوري اطلاعات بيشتر به داده‌هاي ارائه شده، از طرف سازندگان و نيز دسترسي به اطلاعات فني منتشر شده بستگي دارد. به استثناء محصولات نورد شده مانند ورق و ميله در بقيه محصولات قطعاً نمي‌توان انتظار داشت، كه تركيب شيميايي بدست آمده، از آزمون در آزمايشگاه‌هاي مختلف با يكيدگر برابر و يكسان باشند. ريز ساختار تنها عامل مهم در تعريف و تعيين خواص مكانيكي سوپر آلياژهاست. تغيير ريز ساختار به معني تغيير خواص و نتايج آزمون است. بدون توجه به ريز ساختار و شرايط آزمون نتايج بدست آمده، از آزمايش تركيب شيميايي از نوع آماري خواهند بود. دنبال كردن و نتيجه گيري از داده‌ها در هر آلياژي كاري دشوار است.
  • بازدید : 53 views
  • بدون نظر
این فایل در ۴۷صفحه قابل ویرایش تهیه شده وشامل موارد زیر است:

آب زير زميني يكي از مهمترين منابع تامين آب شيرين مورد نياز انسان است. آب زير زميني ، بعد از يخچالها و يخ پهنه ها، بزرگترين ذخيره آب شيرين زمين را تشكل مي دهد. امروزه بهره برداري از منابع آب زير زميني ، براي مصارفي چون كشاورزي ، صنعت و شرب ، توسعه زيادي پيدا كرده است. در مناطق خشك و دور از رودخانه ها و درياچه هاي آب شيرين ، غالباً تنها تامين آب براي مصارف مختلف استفاده از منابع آب زيرزميني است. حتي در نقاطي كه آبهاي سطحي به قدر كافي موجود باشد ، ممكن است آبهاي زير زميني ترجيح داده شود. استفاده از آب زير زميني ، با وججود آن كه استخراج آن معمولاً گرانتر از برداشت آب از رودخانه هاست و نمكهاي محلول در آن به طور كلي بيش از رودخانه هاست، به دلايل زير بيشتر مورد توجه است:
۱- معمولاً آبهاي زير زميني عاري از جانداران بيماري زاست و احتياج به تصفيه ندارد.
۲- دماي آبهاي زير زميني نسبتاً ثابت و براي عمل تبادل حرارتي در كارخانه ها مفيد است.
۳- تركيب شيميايي آبهاي زير زميني معمولاً ثابت است.
۴- آبهاي زير زميني غالباً بي رنگ و فاقد مواد تيره كننده است.
۵- آلودگيهاي زيستي و راديواكتيو كمتر روي آب زير زميني تأثير دارد.
۶- آبهاي زير زميني غالباً تحت تأثير خشك ساليهاي كوتاه مدت قرار نمي گيرد.
۷- در بسياري از مناطقي كه آب سطحي قابل اطميناني وجود مدارد آبهاي زير زميني غالباً در دسترس است.
استفاده از آبهاي زير زميني در كشور ما، كه فاقد منابع آب سطحي فراروان است، از دير باز رواج بسيار داشته است. امروزه نيز بخش مهمي از آبهاي مورد نياز ، بخصوص در كشاورزي و براي مصارف شهري ، از منابع زير زميني تأمين مي شود. در حال حاضر در سطح كشور سالانه حدود ۴۹ ميليارد متر مكعب آب از منابع زير زميني برداشت مي شود (جدول ۱-۱ ) اين رقم بخش بزرگي از كل آبهاي مصرفي در كشور ما را تشكيل مي دهد. مقايسه اين رقم با حجم جريانهاي سطحي ، اهميت استفاده از آبهاي زير زميني را رد ايران نشان مي دهد. بنا به آمار موجود حجم تقريبي جريانهاي سطحي در حوضه هاي آبريز كشور به طور متوسط سالانه حدود ۶۸ ميليار متر مكعب است، كه تمام اين آب نيز توسط سدهاي مخزني مهار نشده و بخشي از آن بخصوص در ماههايي از سال كه نياز كمتري به آب وجود دارد هدر مي رود.

جدول ۱-۱ ميزان بهره برداري و تخليه منابع آب زيرزميني در ايران سال آبي ۷۰-۶۹ (به ميليون متر مكعب)
چاه عميق چاه نيمه عميق قنات چشمه جمع
۲۳۷۴۱ ۹۲۲۵ ۷۸۹۹ ۷۹۱۹ ۴۸۷۸۴

تاريخچه بهره برداري از آبهاي زير زميني
بهره برداري از آبهاي زير زميني ، براي رفع نيازهاي روزمره ، به گذشته هاي دور بر مي گردد. پيش از آن كه انسان راه استفاده از آبهاي زير زميني را بيابد ، در كنار رودخانه ها، درياچهها و چشمه ها زندگي مي كرده است. مسلماً يكي از قدمهاي بزرگ تمدن زماني برداشته شد كه انسان راه به دست آوردن آب با وسايل مصنوعي را يافت . بهره برداري از آبهاي زيرزميني ، بخصوص در مناطق خشك آسيا سابقه هاي طولاني دارد. اولين راه بهره برداري از آب زيرزميني احتمالاً چاه بوده است . قديمي ترين چاه آبي كه تاكنون بجاي مانده در دره رود سند است كه ساختمان آنرا به ۶۰۰۰ سال پيش مربوط مي دانند . مصريان در ۳۰۰۰ يال قبل از ميلاد مسيح در حفر چاه در زمينهاي سنگي مهارت داشته اند. چينيان قديم با روش حفاري آهسته ، كه ساله و بلكه دهها سال طول مي كشيد و شبيه روش حفاري ضربه اي امروزي بود، چاههايي با عمق اعجاب انگيز ۱۵۰۰ متر نيز حفر كرده اند.
بزرگترين ابتكار در استفاده از آبهاي زير زميني در گذشته ساختن قننات يا كاريز بوده است ايرانيان مبتكر ساختن قنات اند. ساختن قنات در ايران از حدود ۳۰۰۰ سال پيش شروع شده و سپس به ديگر نقاط گسترش پيدا كرده است. آثار قناتهاي قديمي در نقاط مختلف كشور ما به فراواني ديده مي شود . طول پاره اي از اين قناتها به دهها كيلومتر مي رسد.
در اوايل قرن ۱۲ ميلادي با پيدا شدن چاههاي آرتزين در اروپا ، تكنيك حفاري چاهها توسعه زيادي پيدا كرد. معهذا تا اواخر قرن ۱۸ عمق چاهها به ندرت از ۳۰۰ متر تاوز مي كرد. تنها در اواخر قرن ۱۹ بود كه عمق چاههاي حفر شده با وسايل ماشيني جديد توانست از عمق چاههاي قديمي چيني ها بيشتر شود.
گرچه بهره برداري از آبهاي زير زميني از گذشته هاي دور معمول بوده و روشهاي استخراج آن توسعه پيدا كرده ولي نظريه هاي مربوط به منشاء و حركت آب زير زميني همپاي آن بسط نيافته است فيلسوفان قديم يونان اغلب چنين تصور مي كردند كه مجراهايي در زير زمين وجود دارند كه مستقيم يا غير مستقيم با درياها در ارتباط اند و آب دريا از طريق آنها ، پس از صاف شدن به صورت چشمه در سطح زمين ظاهر مي شود. در تمام قرون وسطي حتي تا قرن ۱۷ ميلادي ، نظريه هاي فيلسوفان يوناني ، در ميان دانشمندان مغرب زمين رواج داشته است اغلب چنين مي پنداشتند كه باران و برف به تنهايي نمي تواند آب چشمه ها و رودخانه ها را تأمين كند.
برخي از دانشمندان ايراني نيز در خصوص آبهاي زير زميني و سطحي نظران ارزنده اي ارائه كردهاند. از جمله «ابوبكر محمد بن الحسن الحاسب كرجي» (قرن چهارم و پنجم هجري قمري) در كتابي تحت عنوان «استخراج آبهاي پنهاني» در باره منشاء و راههاي استخراج آب زيرزميني گفتگو مي كند. در اين كتاب به روشني گفته شده كه «ماية آبهاي ساكن در شكم زمين و منشاء چشمه ها ، رودها و نهرها از باران و برف است» ابوريحان بيروني (قرن چهارم و پنجم هجري قمري) در آثار الباقيه منشاء آب چشمه ها و علت تغييرات مقدار آب آنها را ذكر كرده است. وي براي اولين بار خروج آب از چاههاي آرتزين را بر اساس قانون ظروف مرتبط بيان مي كند. «ابوحاتم مظفر اسفرازي» (قرن پنجم و ششم هجري قمري) در «رسالة آثار علوي» در باره پديد آمدن جويها، رودها و چشمه ها ، نفوذ آب به زمين ، حركت آب در زير زمين ، تغيير كيفيت آب به دليل وجود كانيهاي قابل حل در مسير آب و بسيار مسايل آب شناسي ديگر به تفضيل سخن گفتن است.
اولين كساني كه توانستند بر اساس مشاهده تجزيه منشاء آبهاي سطحي و زير زميني را نشان دهند، «پيرپرو» (۱۶۸۰ – ۱۶۰۸) و «آدمه ماريوت» (۱۶۸۴ – ۱۶۲۰)، دانشمندان فرانسوي ، بودند . پرو با اندازه گيري مقدار بارندگي و آب جاري در يك حوضه نشان داد كه مقدار آب جاري خيلي كمتر از مقدار باران بوده است. ماريوت ضمن تأييد تجزبه پرو ، راجع به نفع آب در زمين بررسيهايي انجام داد و نتيجه گيري كرد كه چشمه ها با باراني كه به زمين نفوذ مي كند ، تغذيه مي شوند. «ادموند هالي» (۱۷۴۲-۱۶۵۶) دانشمند انگليسي نشان داد كه مقدار تبخير از درياي مديترانه براي تامين كليه آبهايي كه رودخانه ها ب اين دريا مي ريزند كافي است. «هنري دارسي» (۱۸۵۸ – ۱۸۰۳) مهندس فرانسوي ، اولين كسي بود كه قانون حاكم بر جريان آب در محيطهاي متخلخل را بيان كرد و قدم بزرگي در راه مطالعه آبهاي زير زميني برداشت.
در خلال قرن نوزدهم و قرن حاضر ، باپيشرفت علوم زمين شناسي و هيدروليك ، كه رابطه نزديكي با مطالعه آبهاي زير زميني دارند، همچنين گسترش مطالعات شيمي آب ژئوفيزيك ، دانش انسان دربارة شناخت آبهاي زيرزميني توسعه بسيار يافته است.
فصل ۲
 آب در زمين و لايه هاي آبدار
آب در زمين در منافذ و فضاهاي خالي سنگها و خاكها جمع مي شود . اما همه آب موجود در زير سطح زمين به راههاي معمولي ، مثل حفر چاه قابل برداشت نيستند. وقتي چاهي در زمين حفر مي شود ممكن است به خاكها يا سنگهاي مرطوب يا حتي اشباع از آب برخورد كند. ولي تا زماني كه اين آبها نتوانند آزادانه به داخل چاه تراوش كنند. مستقيماً قابل بهره برداري نيستند. «آب زيرزميني» يا «آب زير سطحي» اصطلاحي است كه به تمام آبهاي موجود در زير سطح زمين اطلاق مي شود. ولي هيدروژئولوگها عمدتاً با آبهايي سر و كار دارند كه تمام منافذ سنگها و خاكها را در زير سطح ايستابي اشغال كرده است. از اين رو غالباً اصطلاح «آب زيرزميني » را براي اين بخش از آبهاي زير سطح زمين ، كه قابل برداشت به وسيله چاه ، چشمه يا قنات است، به كار مي برند. قسمت اعظم آب موجود در زير زمين بخشي از «چرخه آب» است. بنابر اين آب باران و برف (به طور كلي آبهاي جوي) منشاء اصلي آبهاي زيرزميني است. البته مقادير كمي آب از منابع ديگر مثلاً آبهاي محبوس يا فسيل (آبهاي باقيمانده در منافذ سنگهاي رسوبي از زمان تشكيل) يا آبهاي جوان (آبهاي ماگمايي يا آتشفشاني ) نيز ممكن است وارد اين چرخه شود.
ويژگيهاي فيزيكي و سنگ شناسي محيطهاي متخلخل
حجم آب موجود در منافذ خالي سنگه و خاكها ممكن است نسبتاً كم يا زياد باشد. به علاوه آب در پاره اي از سنگها به سختي و در برخي ديگر به آساني جا به جا مي شود. امكان تشكيل مخزن آب زيرزميني و قابليت آبدهي هر مخزن قبل از هر چيز به ويژگيهاي فيزيكي و سنگ شناسي محيطهاي متخلخل وابسته است. از اين رو بررسي خصوصيات سنگها و منافذ موجود در آنها، از نظر مطالعه آبهاي زيرزميني اهميت زيادي دارد.

عتیقه زیرخاکی گنج