تحقیق رایگان سایت علمی و پژوهشی آسمان

تحقیق درباره  فولاد

اصطلاح فولاد براي آلياژهاي آهن که بين ۰/۰۲۵ تا حدود ۲ درصد کربن دارند بکار مي‌رود فولادهاي آلياژي غالبا با فلزهاي ديگري نيز همراهند. خواص فولاد به درصد کربن موجود در آن، عمليات حرارتي انجام شده بر روي آن و فلزهاي آلياژ دهنده موجود در آن بستگي دارد.

کاربرد انواع مختلف فولاد

از فولادي که تا 0.2 درصد کربن دارد، براي ساختن سيم، لوله و ورق فولاد استفاده مي‌شود. فولاد متوسط 0.2 تا 0.6 درصد کربن دارد و آن را براي ساختن ريل، ديگ بخار و قطعات ساختماني بکار مي‌برند. فولادي که 0.6 تا 1.5 درصد کربن دارد، سخت است و از آن براي ساختن ابزارآلات، فنر و کارد و چنگال استفاده مي‌شود.

ناخالصي‌هاي آهن و توليد فولاد

آهني که از کوره بلند خارج مي‌شود، چدن ناميده مي‌شود که داراي مقاديري کربن، گوگرد، فسفر، سيليسيم، منگنز و ناخالصي‌هاي ديگر است. در توليد فولاد دو هدف دنبال مي‌شود:

·         سوزاندن ناخالصي‌هاي چدن

·         افزودن مقادير معين از مواد آلياژ دهنده به آهن

منگنز، فسفر و سيليسيم در چدن مذاب توسط هوا يا اکسيژن به اکسيد تبديل مي‌شوند و با کمک ذوب مناسبي ترکيب شده، به صورت سرباره خارج مي‌شوند. گوگرد به صورت سولفيد وارد سرباره مي‌شود و کربن هم مي‌سوزد و مونوکسيد کربن (CO) يا دي‌اکسيد کربن (CO2) در مي‌آيد. چنانچه ناخالصي اصلي منگنز باشد، يک کمک ذوب اسيدي که معمولا دي‌اکسيد سيلسيم (SiO2) است، بکار مي‌برند:

·         (MnO + SiO2 -------> MnSiO3(l

و چنانچه ناخالصي اصلي سيلسيم يا فسفر باشد (و معمولا چنين است)، يک کمک ذوب بازي که معمولا اکسيد منيزيم (MgO) يا اکسيد کلسيم (CaO) است، اضافه مي‌کنند:

·         (MgO + SiO2 -------> MgSiO2(l

(6MgO + P4O10 -------> 2Mg3(PO4)2(l

کوره توليد فولاد و جدا کردن ناخالصي‌ها

معمولا جداره داخلي کوره‌اي را که براي توليد فولاد بکار مي‌رود، توسط آجرهايي که از ماده کمک ذوب ساخته شده‌اند، مي‌پوشانند. اين پوششي مقداري از اکسيدهايي را که بايد خارج شوند، به خود جذب مي‌کند. براي جدا کردن ناخالصي‌ها، معمولا از روش کوره باز استفاده مي‌کنند. اين کوره يک ظرف بشقاب مانند دارد که در آن 100 تا 200 تن آهن مذاب جاي مي‌گيرد.

بالاي اين ظرف، يک سقف مقعر قرار دارد که گرما را روي سطح فلز مذاب منعکس مي‌کند. جريان شديدي از اکسيژن را از روي فلز مذاب عبور مي‌دهند تا ناخالصي‌هاي موجود در آن بسوزند. در اين روش ناخالصيها در اثر انتقال گرما در مايع و عمل پخش به سطح مايع مي‌آيند و عمل تصفيه چند ساعت طول مي‌کشد، البته مقداري از آهن، اکسيد مي‌شود که آن را جمع‌آوري کرده، به کوره بلند باز مي‌گردانند.

روش ديگر جدا کردن ناخالصي‌ها از آهن

در روش ديگري که از همين اصول شيميايي براي جدا کردن ناخالصي‌ها از آهن استفاده مي‌شود، آهن مذاب را همراه آهن قراضه و کمک ذوب در کوره‌اي بشکه مانند که گنجايش 300 تن بار را دارد، مي‌ريزند. جريان شديدي از اکسيژن خالص را با سرعت مافوق صوت بر سطح فلز مذاب هدايت مي‌کنند و با کج کردن و چرخاندن بشکه، همواره سطح تازه‌اي از فلز مذاب را در معرض اکسيژن قرار مي‌دهند.

اکسايش ناخالصي‌ها بسيار سريع صورت مي‌گيرد و وقتي محصولات گازي مانند CO2 رها مي‌شوند، توده مذاب را به هم مي‌زنند، بطوري که آهن ته ظرف، رو مي‌آيد. دماي توده مذاب، بي آنکه از گرماي خارجي استفاده شود، تقريبا به دماي جوش آهن مي‌رسد و در چنين دمايي، واکنشها فوق‌العاده سريع بوده، تمامي‌ اين فرايند، در مدت يک ساعت يا کمتر کامل مي‌شود و معمولا محصولي يکنواخت و داراي کيفيت خوب بدست مي‌آيد.

تبديل آهن به فولاد آلياژي

آهن مذاب تصفيه شده را با افزودن مقدار معين کربن و فلزهاي آلياژ دهنده مثل واناديم، کروم، تيتانيم، منگنز و نيکل به فولاد تبديل مي‌کنند. فولادهاي ويژه ممکن است موليبدن، تنگستن يا فلزهاي ديگر داشته باشند. اين نوع فولادها براي مصارف خاصي مورد استفاده قرار مي‌گيرند. در دماي زياد، آهن و کربن با يکديگر متحد شده، کربيد آهن (Fe3C) به نام «سمنتيت» تشکيل مي‌دهند. اين واکنش، برگشت‌پذير و گرماگير است:

·         Fe3C <------- گرما + 3Fe + C

هرگاه فولادي که داراي سمنتيت است، به کندي سرد شود، تعادل فوق به سمت تشکيل آهن و کربن، جابجا شده، کربن به صورت پولکهاي گرافيت جدا مي‌شود. اين مکانيزم در چدن‌ها که درصد کربن در آنها بيشتر است، اهميت بيشتري دارد. برعکس، اگر فولاد به سرعت سرد شود، کربن عمدتا به شکل سمنتيت باقي مي‌ماند. تجزيه سمنتيت در دماي معمولي به اندازه‌اي کند است که عملا انجام نمي‌گيرد.

 تهيه فولاد

اطلاعات اوليه

محصولکوره ذوب آهن،چدناست که معمولا داراي ناخالصيکربن و مقادير جزئيناخالصي‌هاي ديگر است که به نوعسنگ معدنو ناخالصي‌هاي همراه آن و همچنينبه چگونگي کار کوره بلند ذوب آهن بستگي دارد. از آنجايي که مصرف عمدهآهن در صنعت بصورتفولاد است، ازاين رو ، بايد به روش مناسب چدن را به فولاد تبديل کرد که در اين عمل ناخالصي‌هايکربن و ديگر ناخالصي‌ها به مقدار ممکن کاهش ‌يابند.

روشهاي تهيه فولاد

• روش بسمه در تهیه فولاد :

در اين روش ناخالصي‌هاي موجود در چدن مذاب را به کمکسوزاندن دراکسيژن کاهش داده و آن را به فولاد تبديل مي‌کنند. پوشش جدار داخلي کوره بسمه ازسيليسيااکسيد منيزيمو گنجايش آن در حدود 15 تناست. نحوه کار کوره به اين ترتيب است که جرياني از هوا را به داخل چدن مذاب هدايتمي‌کنند، تا ناخالصي‌هاي کربن وگوگرد به صورتگازهاي SO₂ و CO₂ از محيط خارج شود و ناخالصي‌هايفسفر و سيليس موجود درچدن مذاب در واکنش با اکسيژن موجود در هوا به صورت اکسيدهاي غير فرار P₄O₁₀) و (SiO₂ جذب جدارهاي داخلي کوره شوند و بهترکيبات زودگداز Mg₃(PO₄)₂ و MgSiO₃ تبديل و سپس به صورتسربارهخارج شوند. سرعت عمل اين روش زياداست، به همين دليل کنترل مقدار اکسيژن مورد نياز براي حذف دلخواه ناخالصي‌هاي چدنغيرممکن است و در نتيجه فولاد با کيفيت مطلوب و دلخواه را نمي‌توان به اين روش بدستآورد.

• روش کوره باز (يا روش مارتن ) در تهیه فولاد :

در اين روش براي جدا کردنناخالصي‌هاي موجود در چدن ، از اکسيژن موجود درزنگ آهنيا اکسيد آهن به جاي اکسيژن موجوددر هوا در روش بسمه (به منظور سوزاندن ناخالصي‌هايي مانند کربن ، گوگرد و غيره) استفاده مي‌شود. براي اين منظور از کوره باز استفاده مي‌شود که پوشش جدار داخلي آناز MgO و CaO تشکيل شده است و گنجايش آن نيز بين 50 تا 150 تنچدنمذاب است. حرارت لازم براي گرم کردنکوره از گازهاي خروجي کوره و يامواد نفتيتأمين مي‌شود. براي تکميلعمل اکسيداسيون، هواي گرم نيز به چدن مذابدميده مي‌شود. زمان عملکرد اين کوره طولاني‌تر از روش بسمه است. از اين نظر مي‌توانبا دقت بيشتري عمل حذف ناخالصي‌ها را کنترل کرد و در نتيجه محصول مرغوب‌تري به دستآورد.

• روش الکتريکي در تهیه فولاد :

از اين روش در تهيه فولادهاي ويژه‌اي که براي مصارفعلمي ‌و صنعتي بسيار دقيق لازم است، استفاده مي‌شود که درکوره الکتريکيبا الکترودهايگرافيت صورت مي‌گيرد. از ويژگي‌هاي اين روش اين است که احتياج به ماده سوختني و اکسيژنندارد ودما را مي‌توان نسبت به دوروش قبلي ، بالاتر برد.

اين روش براي تصفيه مجدد فولادي که از روش بسمه ويا روش کوره باز بدست آمده است، به منظور تبديل آن به محصول مرغوبتر ، بکار مي‌رود. براي اين کار مقدار محاسبه شده‌اي از زنگ آهن را به فولاد به دست آمده از روشهايديگر ، در کوره الکتريکي اضافه کرده و حرارت مي‌دهند. در اين روش ، براي جذب و حذفگوگرد موجود در فولاد مقدار محاسبه شده‌اياکسيد کلسيمو براي جذب اکسيژن محلول درفولاد مقدار محاسبه شده‌اي) آلياژ فروسيليسيم (آلياژ آهن و سيليسيماضافه مي‌کنند.

انواع فولاد و کاربرد آنها

از نظر محتواي کربن ، فولاد به سه نوع تقسيممي‌شود:

• فولاد نرم : ايننوع فولاد کمتر از 2/0 درصد کربن دارد و بيشتر در تهيه پيچ و مهره ،سيم خاردارو چرخ دنده ساعت و ... بکارمي‌رود.
• فولاد متوسط : اين فولاد بين 2/0تا 6/0 درصد کربن دارد و براي تهيه ريل وراه آهنو مصالح ساختماني مانندتيرآهنمصرف مي‌شود.
• فولاد سخت : فولاد سخت بين 6/0 تا 6/1 درصد کربن دارد که قابل آب دادن است و براي تهيه فنرهايفولادي ، تير ،وسايل جراحي،متهو ... بکار مي‌رود.

کاربرد انواع مختلف فولاد

از فولادي که تا 0.2 درصد کربن دارد، براي ساختنسيم ، لوله و ورق فولاد استفاده مي‌شود. فولاد متوسط 0.2 تا 0.6 درصد کربن دارد وآن را براي ساختنريل،ديگ بخارو قطعات ساختماني بکار مي‌برند. فولادي که 0.6 تا 1.5 درصد کربن دارد، سخت است و از آن براي ساختن ابزارآلات ،فنرو کارد و چنگال استفاده مي‌شود.

ناخالصي‌هاي آهن و توليد فولاد

آهني که ازکوره بلندخارج مي‌شود،چدنناميده مي‌شود که داراي مقاديري کربن ،گوگرد ،فسفر ،سيليسيم،منگنز وناخالصي‌هاي ديگر است. درتوليد فولاددو هدف دنبالمي‌شود:

1.      سوزاندن ناخالصي‌هاي چدن

2.      افزودن مقادير معين از مواد آلياژ دهنده به آهن

منگنز ، فسفرو سيليسيم در چدن مذاب توسط هوا يااکسيژن بهاکسيد تبديل مي‌شوند و با کمک ذوب مناسبي ترکيب شده ، به صورت سرباره خارج مي‌شوند. گوگرد به صورت سولفيد وارد سرباره مي‌شود و کربن هم مي‌سوزد ومونوکسيد کربن (CO) يادي‌اکسيدکربن (CO₂) در مي‌آيد. چنانچه ناخالصي اصلي منگنز باشد، يک کمک ذوباسيدي که معمولادي‌اکسيد سيلسيم (SiO₂) است،بکار مي‌برند:

(MnO + SiO₂ -------> MnSiO₃(l

و چنانچه ناخالصي اصلي سيلسيم يا فسفر باشد (و معمولاچنين است)، يک کمک ذوب بازي که معمولااکسيد منيزيم (MgO) يااکسيد کلسيم (CaO) است، اضافهمي‌کنند:

(MgO + SiO₂ -------> MgSiO₂(l

(6MgO + P₄O₁₀ -------> 2Mg₃(PO₄)₂(l

کوره توليد فولاد و جدا کردن ناخالصي‌ها

معمولا جداره داخلي کوره‌اي را کهبراي توليد فولاد بکار مي‌رود، توسطآجرهايي که از ماده کمک ذوب ساخته شده‌اند، مي‌پوشانند. اين پوششي مقداري از اکسيدهايي راکه بايد خارج شوند، به خود جذب مي‌کند. براي جدا کردن ناخالصي‌ها، معمولا از روشکوره بازاستفاده مي‌کنند. اين کوره يک ظرف بشقاب مانند دارد که در آن 100تا 200 تن آهن مذاب جاي مي‌گيرد.

بالاي اين ظرف ، يک سقف مقعر قرار دارد کهگرما را روي سطح فلز مذاب منعکس مي‌کند. جريان شديدي از اکسيژن را از روي فلز مذابعبور مي‌دهند تا ناخالصي‌هاي موجود در آن بسوزند. در اين روش ناخالصيها در اثرانتقالگرما در مايع و عمل پخش به سطح مايع مي‌آيند و عمل تصفيه چند ساعت طول مي‌کشد،البته مقداري از آهن ، اکسيد مي‌شود که آن را جمع‌آوري کرده، به کوره بلند بازمي‌گردانند.

روش ديگر جدا کردن ناخالصي‌ها از آهن

در روش ديگري که از همين اصولشيميايي براي جدا کردن ناخالصي‌ها از آهن استفاده مي‌شود، آهن مذاب را همراهآهن قراضهو کمک ذوب در کوره‌اي بشکه مانندکه گنجايش 300 تن بار را دارد، مي‌ريزند. جريان شديدي از اکسيژن خالص را باسرعت مافوق صوتبر سطح فلز مذاب هدايتمي‌کنند و با کج کردن و چرخاندن بشکه ، همواره سطح تازه‌اي از فلز مذاب را در معرضاکسيژن قرار مي‌دهند.

اکسايشناخالصي‌ها بسيار سريع صورت مي‌گيردو وقتي محصولات گازي مانند CO₂ رها مي‌شوند، توده مذاب را به هممي‌زنند، بطوري که آهن ته ظرف ، رو مي‌آيد. دماي توده مذاب ، بي آنکه از گرمايخارجي استفاده شود، تقريبا به دماي جوش آهن مي‌رسد و در چنين دمايي ، واکنشهافوق‌العاده سريع بوده ، تمامي‌ اين فرايند ، در مدت يک ساعت يا کمتر کامل مي‌شود ومعمولا محصولي يکنواخت و داراي کيفيت خوب بدست مي‌آيد.

تبديل آهن به فولاد

آهن مذاب تصفيه شده را با افزودن مقدار معين کربن وفلزهاي آلياژ دهنده مثلواناديم ،کروم ،تيتانيم ،منگنز ونيکل به فولاد تبديلمي‌کنند. فولادهاي ويژه ممکن استموليبدن،تنگستن يافلزهاي ديگر داشته باشند. اين نوع فولادها براي مصارف خاصي مورد استفاده قرارمي‌گيرند. در دماي زياد ، آهن و کربن با يکديگر متحد شده،کربيد آهن (Fe₃C) به نام «سمانتيت» تشکيل مي‌دهند. اين واکنش ،برگشت‌پذيرو گرماگير است:

Fe₃C <------- گرما + 3Fe + C

هرگاه فولادي که داراي سمانتيت است، به کندي سرد شود، تعادل فوقبه سمت تشکيل آهن و کربن ، جابجا شده ،کربن به صورت پولکهايگرافيت جدامي‌شود و به فلز ، رنگ خاکستري مي‌دهد. برعکس ، اگر فولاد به سرعت سرد شود، کربنعمدتا به شکل سمانتيت که رنگ روشني دارد، باقي مي‌ماند. تجزيه سمانتيت در دمايمعمولي به اندازه‌اي کند است که عملا انجام نمي‌گيرد.

فولادي که دارايسمانتيت است، از فولادي که داراي گرافيت است، سخت‌تر و خيلي شکننده‌تر است. در هريک از اين دو نوع فولاد ، مقدار کربن را مي‌توان در محدوده نسبتا وسيعي تنظيم کرد. همچنين ، مي‌توان مقدار کل کربن را در قسمتهاي مختلف يک قطعه فولاد تغيير داد وخواص آن را بهتر کرد. مثلابلبرينگاز فولاد متوسط ساخته شده است تاسختي و استحکام داشته باشد و ليکن سطح آن را در بستري از کربن حرارت مي‌دهند تالايه نازکي از سمانتيت روي آن تشکيل گردد و بر سختي آن افزوده شود.

منبع : اينترنت

در روش برينل يك ساچمه از كاربيد تنگستن يا فولاد (پركربن يا سمانته آب داده شده) به قطر (D) روي جسم با نيروي (P) به مدت ثابتي (10 ثانيه براي آلياژهاي آهني و 30 تا 60ثانيه براي آلياژهاي غير آهني) توسط ماشين مربوطه، فشار ايجاد مي كند. از تقسيم نيروي وارد بر سطح ايجاد شده (سطح عرقچين كروي) عدد سختي در اين روش بدست مي آيد(شكل 25-2). سختي برنيل را به اختصار با BHN نمايش ميدهند.

مقدار اين سختي از رابطه‌ي زير بدست مي آيد:

كه در آن عبارت است از نيروي وارد به ساچمه (بار) و A سطح عرقچين كروي ايجاد شده روي فلز يا آلياژ موردآزمايش است. از طرفي سطح عرقچين كروي با توجه به شكل اخير چنين است:

در اين روابط t عبارت از عمق فرورفتگي (نفوذ ساچمه در فلز يا آلياژ) و d قطر دايره‌ي اثر است. به اين ترتيب مي توان سختي برينل را از رابطه‌ي زير محاسبه و تعيين كرد.

ضخامت نمونه‌ي مورد آزمايش بايد حداقل 10 برابر عمق فرورفتگي ساچمه در فلز نمونه باشد يعني:

حداكثر عدد سختي برينل براي اندازه گيري سختي فلزات آهني، فلزات غير آهني و آلياژهاي آن ها Mpa 4500 (تقريباً kgf/mm 450 ) است.

تجربه نشان داده است كه بين عدد سختي برينل و تنش كششي ماكزيمم du رابطه‌ي تقريبي زير برقرار است(اين رابطه براي فولادهاي پركربن، فولادهاي سمانته و همچنين فلزات غير آهني صدق نميكند):

BHN×k=du

كه در آن Kضريبي است كه به جنس آلياژ مربوط مي شود. مثلاً براي فولاد نورد شده36/0=K و براي فولاد ريختگي K بين 3/0 تا 4/0 متغير است. بايد دانست كه رابطه‌ي اخير براي اجسامي كه تقليل سطح نسبي آنها زيادتر است بيش تر صدق ميكند.

در عمل براي تعيين عدد سختي بعضي از فلزات و آلياژها مي توان از روابط بهتري كه ذيلاً آمده است استفاده كرد.

فولاد با سختي 125 تا 175 برينل      BHN 343/0= du 

فولاد با سختي بيش تر از 175 برينل  BHN 362/0= du

آلومينيوم ريختگي BHN                            26/0= du

مس ، برنج، برنز:

آنيل شده                                    BHN 55/0= du

كار سرد شده BHN                                40/0= du

دور آلومين:‌

آنيل شده                                    BHN 36/0= du

سخت شده و پير سختي                  BHN 35/0= du

 در اين دستگاه ابتدا نمونه را روي سندان مي گذاريم. سپس گيره‌ي متحرك (چرخشي) را آنقدر مي گردانيم تا سندان بالا بيايد و نمونه‌ي روي آن با ساچمه تماس پيدا كند. در اين هنگام الكتروموتور را بكار مي اندازيم تا وزنه آزاد شده و نيروي لازم توسط وزنه، به تدريج ساچمه را روي نمونه فشار دهد. زمان اعمال اين فشار در جدول 2-2 براي قطرهاي مختلف ساچمه (و ساير عوامل) درج شده است.

پس از آن كه فشار لازم ايجاد شد و دايره‌ي اثر روي نمونه بوجود‌ آمد، جهت حركت الكتروموتور را عوض مي كنيم تا نيروي وزنه قطع شود. اكنون مي توانيم گيره‌ي متحرك را بطور ورانه بگردانيم و سندان را پايين بياوريم. نمونه كه دايره‌ي اثر روي آن ايجاد شده است، براي اندازه گيري و تعيين قطر d  توسط ميكروسكوپ ميكرومتر آماده است.

معمولاً دستگاههاي آزمايش سختي برينل جداولي بصورت ضميمه (پلاك) دارند. به كمك اين جدول‌ها و اندازه قطر دايره‌ي اثر به سهولت و به سرعت عدد سختي برينل معلوم مي شود(بدون استفاده از فرمول و محاسبه).

عمليات حرارتي بازپخت: (anealing)

اين عمليات را براي

1-   از بين بردن اثر سخت‌كاري

2-   اصلاح ساختار داخلي

3-   افزايش قابليت ماشين‌كاري

4-   افزايش قابليت شكل‌پذيري

5-   حذف تنش‌هاي داخلي

6-  همگن كردن ساختار داخلي كه عبارت است از گرم كردن قطعه تا درجه حرارتي معين نگهداري در اين درجه حرارت (همانند سخت‌كاري) و سپس سرد كردن آرام (سرد كردن در داخل كوره).

بازپخت حين عمليات شكل دادن:

در موقع شكل دادن فلزات از جمله فولاد سخت مي‌شوند و براي انجام بهتر عمليات شكل دادن اين بازپخت انجام مي‌شود عبارت است از حرارت دادن قطعه تا درجه حرارتي نزديك AC₁حدود 700 درجه و سپس سرد كردن آرام).

بازپخت كروي كردن سمنت:

اين بازپخت براي افزايش قابليت ماشين‌كاري انجام مي‌شود و عبارت است از حرارت دادن قطعه تا نزديك AC₁حدود 700، نگهداري به مدت طولاني در اين درجه حرارت و سپس سرد كردن آرام. در اثر اين عمليات سمنت ساختار داخلي از شكل لايه‌اي به صورت كروي درامده و در نتيجه قابليت ماشي‌كاري يا براده‌برداري افزايش مي‌يابد.

بازپخت ايزوترم با منقطع:

معمولا در فولادهاي آلياژي كم كردن زمان بازپخت از اين روش استفاده مي‌شود.

در اين عمليات ابتدا قطعه را مانند بازپخت كامل حرارت داده و سپس از نگه‌داري ابتدا تا 600 درجه سانتي‌گراد آن را سرد مي‌كنيم (به وسيله انتقال به كوره ديگر و يا در هوا) در 600 مدتي نگه داشته تا تتغييرات ساختاري انجام شود سپس آن را از كوره در آورده و در هوا تا دماي محيط سرد مي‌كنيم مزيت اين نوع بازپخت اين است كه زمان عمليات كاهش مي‌يابد.

بازپخت ناقص:

اين نوع بازپخت نيز براي افزايش قابليت ماشين‌كاري سردي قطعات انجام مي‌شود و عبارت است از حرارت دادن قطعه تا درجه حرارتي بين AC₁و AC₃.نگهداري در اين درجه حرارت و سپس سرد كردن آرام.

بازپخت همگن كردن ساختار داخلي:

اين بازپخت براي همگن كردن ساختار داخلي قطعات توليد شده از روش ريخته‌گري انجام مي‌شود. به اين ترتيب كه قطعه فولادي را به ميزان 150 تا 250 درجه بالاي AC₃ و يا ACM حرارت دادن و پس از نگه‌داري آن را به آرامي سرد مي‌كنيم. علت بالا بودن درجه حرارت در اين عمليات اين است كه فقط در اين درجه حرارت‌هاي بالا عمليات نفوذ اتمها يا (ديفوزيون). انجام مي‌شود.

عمليات حرارتي نرمال كردن Normalizing:

اين عمليات براي طبيعي كردن و اصلاح ساختار داخلي براي قطعات فولادي انجام مي‌شود و علارت است:

1- حرارت دادن قطعه تا درجه حرارتي به ميزان 50 تا 60 درجه سانتي‌گراد بالاي AC₃يا ACM نگهداري در اين درجه حرارت و سپس سرد كردن در هوا.

تحقیق درباره کروماتوگرافی لایه نازک (TLC)

کروماتوگرافی لایه نازک نوعی کروماتوگرافی جذبی جامد – مایع است و اصول آن مانند کروماتوگرافی ستونی است. ولی در این مورد جسم جاذب جامد را به صورت یک لایه نازک در روی یک قطعه شیشه یا پلاستیک محکم پخش میکنند. یک قطره از محلول نمونه یا مجهول را در نزدیکی لبه صفحه میگذارند و صفحه را همراه مقدار کافی از حلال استخراج کننده در ظرفی قرار میدهند. مقدار حلال باید آنقدر باشد که فقط به سطح زیر لکه برسد (شکل الف). حلال به طرف بالای صفحه میرود و اجزاء مخلوط را با سرعتهای متفاوت با خود میبرد. در نتیجه ممکن است تعدادی لکه روی صفحه ظاهر شود. این لکه ها روی یک خط عمود بر سطح حلال ظرف قرار میگیرند (شکل ب).

این روش کروماتوگرافی بسیار آسان است و به سرعت هم انجام میشود. این روش برای تفکیک اجزاء یک مخلوط بسیار مفید است و همچنینی میتوان از آن برای تعیین بهترین حلال استخراج کننده جهت کروماتوگرافی ستونی استفاده کرد.

در TLC میتوان از همان مواد جامد که در کروماتوگرافی  ستونی استفاده میشود استفاده کرد و در این میان سیلیکا و آلومینا بیشتر به کار میرود. معمولا جسم جاذب را با مقدار کمی از ماده نگهدارنده مانند گچ شکسته بندی، کلسیم سولفات و یا نشاسته مخلوط میکنند تا جسم جاذب چسبندگی لازم را پیدا کند و به صفحه بچسبد. صفحه ها را میتوان قبل از مصرف تهیه کرد و یا از ورقه های پلاستیکی آماده که در بازار موجود است استفاده نمود.

یکی از مزایای مشخص TLC آن است که احتیاج به مقدار بسیار کمی از نمونه دارد. در بعضی موار میتوان تا مقدار ^9-10 گرم را تشخیص داد. اما ممکن است اندازه نمونه تا 500 میکرو گرم برسد. در نمونه های زیاد میتوان از تجربه های تهیه ای استفاده کرد. در این تجربه ها لکه های مختلف را میتراشند و با یک حلال مناسب میشویند (استخراج میکنند). و برای شناسایی (از طریق طیف سنجی) به کار میبرند.

تشخیص لکه های رنگین در روی کروماتوگرام آسان است و برای تعیین محل لکه های اجسام بیرنگ روشهای متعددی وجود دارد. برای مثال میتوان با تابش نور ماوراء بنفش به صفحه محل لکه، ترکیبهایی را که خاصیت فلوئورسانس دارند مشخص کرد. به روش دیگر میتوان جسم جاذب را با ماده فلوئورسانس دار بی اثر دیگری مخلوط کرد. هنگامی که نور ماوراء بنفش به این صفحه بتابد، لکه اجسامی که نور ماورای بنفش را جذب می کنند ولی خاصیت فلوئورسانس ندارند در زمینه فلورسانس دار صفحه به صورت تیره رنگ ظاهر میشوند. در بسیاری موارد دیگر، از معرفهای آشکارساز دیگری استفاده میکنند. این معرفها را میتوان بر روی کروماتوگرام پاشید و لکه ها را ظاهر کرد. سولفوریک اسید، که بسیاری از ترکیبات آلی را به ذغال تبدیل میکند و محلول پتاسیم پرمنگنات نمونه هایی از معرفهای آشکار ساز هستند که به این روش مصرف میشوند. ید نیز معرف آشکار ساز دیگری است که مصرف میشود. در این مورد صفحه را دز ظرفی میگذارند که محیط آن از بخار ید اشباع باشد. بسیاری از ترکیبات آلی ید را جذب میکنند و لکه آنها روی کروماتوگرام رنگین (معمولا قهوه ای) میشود.

در شرایط معین سرعت حرکت ترکیب نسبت به سرعت پیشرفت حلال (R_f) خاصیت مشخصی از ترکیب است. برای تعیین این مقدار مسافتی را که جسم از خط شروع تا وسط لکه را طی کرده است اندازه میگیرند و آنرا به مسافتی که حلال پیموده تقسیم میکنند. این مسافت را با خط شروع یکسانی میسنجند.

بخش عملی

تفکیک مواد رنگی برگ سبز

چند میلی لیتر از مخلوط 2 به یک اتر نفت و اتانول را همراه با چند برگ سبز در هاونی بگذارید و برگها را با دسته هاون له کنید. مایع بدست آمده را به یک قیف جدا کننده منتقل کنید و همان حجم آب مقطر به آن اضافه کنید و تکان دهید. فاز آبی پایینی را دور بریزید. این شستشو را دو بار انجام دهید و هر بار فاز آبی را دور بریزید. و آب تازه اضافه کنید.لایه آلی (بالایی) را به ارلن کوچکی منتقل کنید و به آن 2 گرم سدیم سولفات بدون آب اضافه کنید (برای آب گیری).

یک نوار 10 سانتی از ورقه کروماتوگرام سیلیکاژل تهیه کنید و یک لکه 1 الی 2 میلی متری از محلول ماده رنگی را طوری بر روی صفحه قرار دهید که حدود 1 و نیم سانتی متر از انتهای آن فاصله داشته باشد (برای گذاشتن لکه از لوله مویین تمیز استفاده کنید). صبر کنید تا لکه خشک شود. برای جداسازی از حلال بنزن – استون با نسبت 7 – 3 (حجمی) مطابق توضیحات بالا استفاده کنید.

ممکن است تا هشت لکه رنگین مشاهده شود. این لکه ها به ترتیب کاهش مقدار Rf عبارتند از کاروتنها (دو لکه نارنجی)، کلروفیل a (آبی – سبز)، کلروفیل b (سبز) و زانتوفیلها (چهار لکه زرد).

 معرف فوشین (معرف شیف)

نیم گرم فوشین خالص را در 500 سی سی آب مقطر حل نموده و صاف نمائید. سپس 500 سی سی آب مقطر را با انیدرید سولفورو اشباع نموده و با محلول صاف شده فوق مخلوط کنید و یک شبانه روز به حال خود بگذارید. معرف بیرنگ و حساس است.

 تولنز (تولنس) (نیترات نقره آمونیاکی)

معرف تولنز (تولنس) (نیترات نقره آمونیاکی)

در یک لوله آزمایش 1 سی سی نیترات نقره 5% و یک قطره سود 10% اضافه کنید و در حالی که محلول را تکان میدهید چند قطره محلول آمونیاک 2% اضافه نمائید تا فقط رسوب قهوه ای اکسید نقره حل گردد و از مصرف آمونیاک اضافی خودداری کنید. (معرف را کمی قبل از مصرف تهیه کنید زیرا در اثر ماندن تجزیه میشود.)

معرف فهلینگ

از دو معرف (الف) و (ب) تشکیل شده که همگام مصرف دو محلول را به نسبت مساوی مخلوط کرده مصرف میکنند.

معرف (الف): 34.6 (سی و چهار ممیز شش) گرم سولفات مس آبدار در 500 سی سی آب مقطر

معرف (ب): 173 گرم تارتارات مضاعف سدیم و پتاسیم و 70 گرم سود در 500 سی سی آب مقطر

سنتز دی بنزال استون (تراکم آلدولی)

آلدئیدها یا کتونهای دارای هیدروژن آلفا (لازمه واکنش است) در محیط اسیدی یا قلیایی رقیق تراکم ایجاد کرده و تولید بتا هیدروکسی آلدئید یا بتا هیدروکسی کتون میکنند. واکنش بعدی در تراکم آلدولی که بطور خود بخودی اتفاق می افتد حذف گروه هیدروکسی از موقعیت بتا (حذف آب) و ایجاد ترکیب کربونیل غیر اشباعی آلفا و بتا میباشد.

اگر مخلوط آلدئیدها و یا کتونهای متفاوت و یا هر دوی آنها در محیط حضور داشته باشند، منجر به تولید محصولات تراکمی متنوع میشود. در مورد کتونهای دارای دو گروه متیلن یا در حالت خاص دو گروه متیل مثل استون اگر نسبت مولی بنزآلدئید به استون به صورت 2 به 1 باشد دی بنزال استون به جای بنزال استون تشکیل میشود.

روش کار

در یک ارلن 150 سی سی 20 سی سی محلول سود 10% و 20 سی سی اتانول 95% بریزید . محلول را کاملا سرد کرده (برای جلوگیری از واکنشهای جانبی و کانیزارو) و 3 سی سی استون (4 صدم مول) و بلافاصله 8 سی سی بنزآلدئید اضافه کنید. رسوب زرد بلافاصله تشکیل میشود. به مدت 15 دقیقه مخلوط واکنش را به هم بزنید و سپس توسط قیف بوخنر صاف کنید روی صافی را با کمی آب سرد و سپس کمی اتانل 95% بشوئید. رسوب را با اتانل 95% و یا اتیل استات تبلور مجدد کنید و بگذارید خشک شود.

نقطه ذوب و بازده را حساب کنید.

تحقیق درباره كاتاليزور زايگلر

1-        مقدمه :‌ كاتاليزور زايگلر واقعاً شگفت انگيز است. چرا كه در حضور آن بسياري از مونومرها مي توانند به پليمرهاي خطي و چندگانه تبديل شوند. مثالهاي زير تنها نمونه هاي اندكي هستندكه براي نشان دادن كاتاليزور زايگلر انتخاب شده اند:

A– اتيلن در فشارهاي پايين (حدود 10-1 اتمسفر) به آساني به يك پليمر خطي تبديل مي شود.

در اين نمايش            بيانگر يك زنجيره پليمري است.

B– پروپيلن بسته به شرايط پليمريزاسيون و كاتاليزور خاص ممكن است يا به پليمرايزوتاكتيك يا پليمر سنديو تاكتيك تبديل شود.

C- دي آنها مانند بوتادين مي توانند به محصولاتي تبديل شوند كه فقط داراي واحدهاي تكرار شونده 4و 1 –Cis ، 4و 1 –tran ، ايزوتاكتيك 2و 1 و يا سنديو تاكتيك 2و 1 مي باشند.

d- دي انهاي غير مزدوج مانند هگزادي ان – 5و1 مي توانند عمدتاً توسط افزودن 2و 1 يا افزودن حلقه با تغيير دادن تركيب كاتاليزور به پليمر تبديل شوند.

كشف كاتاليزور زايگلر حاصل سالها تحقيق اساسي پروفسور زايگلر و شاگردانش در زمينه شيمي آلي – فلزي بود. آنچه درسال 1952 بعنوان اثر غير عادي نيكل بر واكنش آفبا شناخته شد توسط پروفسور زايگلر و همكارانش به يكي از مهمترين اكتشافات شيميايي روزگار اخير بدل گشت.

رشته اتفاقاتي كه به اين اكتشاف منجر شد برق‌آسا يكي پس از ديگري رخ ميداد. ابتدا زايگلر و همكارانش مشاهده كردند كه ALET3 ، اتيلن را به پارافين هاي پلي اتيلن با جرم مولكولي كم تبديل ميكنند(واكنش آفبا).

سپس تصادفاً كشف شد كه نيكل واكنش آفبا را به تشكيل 1- بوتن محدود ميكند و سرانجام هنگام تلاش براي فهميدن اثر نيكل ديگر تركيبات فلزي انتقالي مثل استيل استونات زيركونيم بجاي نيكل جانشين شدند. در عوض بجاي هيدروكربنهاي داراي جرم مولكولي كم پلي اتيلن خطي داراي جرم مولكولي زياد با محصولات زياد تشكيل شدند.

پروفسورناتا و همكارانش در موسسه پلي تكنيك ميلان، توسعه اين كشف را به پليمريزاسيون پروپيلن و آلفا اولفين هاي بالاتر بر عهده گرفتند. در سال 1955 ، ناتا، توصيف ساختار پليمرها را اعلام كرد. ثابت شد كه زنجيره هاي پليمري از رشته هاي بلند واحدهاي منومري كه داراي آرايش يكسان هستند ساخته ميشوند. ناتا اين پليمرها را «ايزوتاكتيك» ناميد.

آكادمي سلطنتي علوم سوئد، جايزه نوبل سال 1963 را به ك.زايگلر وج. ناتا اهدا كرد.

در بسياري از آزمايشگاههاي دانشگاهي و صنعتي براي روشن كردن مكانيزم كار كاتاليزورها و توسعه آنها براي كاربردهاي تجاري تلاش زيادي صرف شد.

درباره مشخصات مختلف اين كاتاليزور چند منظوره اما بسيار پيچيده اختلاف نظر چشمگيري وجود دارد. در طول دروازده سال بعد از اكتشافات اصلي زايگلر- ناتا براي شناخت اين كاتاليزور بي نظير پيشرفت زيادي حاصل شده است. هدف از اين مقاله،‌ آزمايش برخي از مهم ترين ويژگيهاي كاتاليزور زايگلر است. بطور خاص در اين مقاله سعي كرده ايم، كه طبيعت سايت فعال را توضيح داده،‌توانايي آنرا در پليمر كردن مونومرهاي داراي ساختمان متفاوت درك كنيم.

2-  تعريف كاتاليزور زايگلر:

عموماً مي دانيم كه كاتاليزورهاي زايگلر توسط تركيب يك آلكيل فلزي يا هيبريد با يك نمك فلزي واسطه مثل ALET3  به اضافه TiCl3 در يك فضاي ساكن تشكيل مي شوند.

آلكيل هاي فلزي يا هيبريدهاي گروه هاي 1تا3 و نمكهاي فلزي واسطه مثل Th و U معمولاً با تعريف شيميايي فوق ذكر ميشوند. كاتاليزورهاي زايگلر بر اساس فلزات انتقال   گروه 8 مثل Et2clAl به اضافه COCL2  يا Nicl2 فقط دي ان‌ها  را براحتي به پليمر تبديل ميكنند. اما، كاتاليزورهاي ساخته شده بر اساس فلزات انتقالي گروههاي 4و 5و 6 براي پليمريزاسيون دي انها و مونواولفين ها، هر دو، فعال هستند، تمام كاتاليزورهاي زايگلر كه براي پليمزاسيون آلفا اولفين ها فعالند براي پليمزاسيون اتيلن نيز فعال هستند اما عكس اين تفسير صادق نيست. مثلاً اتيلن در حضور كاتاليزور محلول نوع آلكيل آلومينيوم (c2H5)Ticl2 به پليمر تبديل مي شود اما در حضور پروپيلن اينكار را انجام نمي گيرد.

3- اهميت حالت فيزيكي كاتاليزور و پليمر تشكيل شده:

حالت فيزيكي كاتاليزور مي تواند از چند جهت حائز اهميت باشد:

الف) در بسياري از مونومرها، ساختمان خاصي كه روي مي دهد به حالت بلورين كاتاليزور بستگي دارد. مثلاً، تهيه پلي- آلفا- اولفين هاي ايزوتاكتيك تنها با كاتاليزورهاي زايگلر ناهمگن بدست آمده است. ازسوي ديگر، تشكيل پليمرهاي سنديوتاكتيك مثل پلي پروپيلن ظاهراً فقط با وجود كاتاليزورهاي همگن رخ مي دهد.

ب) وقتي كه كاتاليزورهاي محلول يا پراكنده مانندAlEt2Cl  به اضافه Vo(OET)Cl2  مورد استفاده قرار گيرند، كوپليمريزاسيون ايتلن و پروپيلن عمدتاً پليمرهاي تصادفي به بار مي آورد. وقتي كاتاليزورهاي ناهمگن (مانند ALET3به اضافه Ticl3 ) استفاده مي شوند كوپليمرهاي تشكيل شده، ستوني هستند.

ج) اصولاً اگر هر اتم فلزي موجود بصورت يك سايت فعال عمل ميكرد، كاتاليزورهاي محلول بايد از كاتاليزورهاي ناهمگن كارآيي بيشتري داشتند. در واقع ثابت شده است كه كاتاليزورهاي محلول تأثير بسيار زيادي دارند. مثلاً «بالاس» و «پورتر» خبر داده اند كه در صورتيكه علظت كبالت در حلال واكنش تنها 5-10×2 مول بر ليتر باشد. 1و 3 بوتادين با كاتاليزور تريبوتيل فسفات Cocl2-AlEt2cl ، به سادگي به پليمر تبديل مي شود.

كاتاليزور هاي (c5H5)2Ticl2 نوع آلومينيوم الكيل تنها براي پليمريزاسيون اتيلن نسبتاً فعال است.

حالت فيزيكي پليمراسيون نيز اهميت فراواني دارد. وقتي كه پليمر تشكيل شده جامد، مثلاً پلي پروپيلن ايزوتاكتيك، باشد كاتاليزور ناهمگن ممكن است درجرم پليمر محكم شود. بنابراين ممكن است سايتها به مونومر دسترسي كمتري پيدا كنند.

نگارنده اين مطالب عقيده دارد كه با اولين دقت به حالت فيزيكي كاتاليزورهاي نوع زايگلر و پليمرهاي تشكيل شده، بنياني براي فهميدن ديگر ويژگيهاي كاتاليزور گذارده خواهد شد. بنابراين ما بايد ابتدا دو نوع زير را جداگانه در نظر بگيريم:

(1)             كاتاليزور هاي ناهمگن

(2)             كاتاليزورهاي محلول و پراكنده

كاتاليزور ناهمگن از آلكيل فلزي محلول مانند ALEt₂cL و نمك فلز واسطه نامحلول مانند TiCL3 تشكيل مي شود. وقتي اين دو جزء با هم تركيب مي شوند سايتهاي فعال بر سطح بلوري TiCL3 تشكيل مي شوند.

وسيع ترين كاربرد تري‌كلريدتيتانيوم به صورت جزء نمك فلزي واسطه كاتاليزور زايگلر بوده است.

ثابت شده كه كاتاليزورهاي زايگلر داراي نمكهاي فلزي واسطه بسيار منظم بلورين در حالت ظرفيت پائين مثل TiCL3 و VCL3 نسبت به كاتاليزورهاي داراي نمكهاي فلزي محلول در حالت ظرفيت بالا مانند TiCL3 و VCL4 ،كاتاليزورهاي ايزوتاكتيك خاص بيشتري تشكيل مي دهند.

بايد توجه داشت كه وقتي احياء TiCL4 با آلومينيوم يا يك آلكيل آلومينيوم صورت مي پذيرد تري‌كلريدتيتانيوم تشكيل شده نيز حاوي آلومينيوم است مانند ALCL3 .

ALCL3 به عنوان يك محلول جامد در شبكه بلور وجود دارد.

محل سايتها در سطوح بلوري:

به نظر مي رسد همه عقيده دارند كه پليمريزاسيون بر لبه ها و يا طرفهاي جانبي. و نه طرفهاي تَهي ، Ticl3 بلورين صورت مي گيرد. دانشمندان زيادي به اين نتايج بر اساس آزمايش هاي ميكروسكوپي دست يافتند. « رودديگز » ، « ون‌لوي » و « گابانت » با استفاده از ميكروسكوپهاي آلكتروني براي دنبال كردن پليمريزاسيون اوليه پروپيلين بر بلورهاي كوچك α-TiCL3 نتيجه گرفتند كه رشد پليمر در طرفهاي جانبي روي مي دهد جائيكه اتمهاي تيتانيوم براي مجتمع شدن توسط اولفين مستقيما در دسترس مي باشند.

نظر داده اند كه تحت عمل مكانيكي زنجيره هاي پليمري در حال رشد، دانه هاي ناپايدارتر شكسته شده به ذرات بلورين كوچكتر تقسيم مي شوند به عقيده ناتا و همكارانش، همان نيروها باز هم با شكافتن ذرات بلورين كوچكتر كامل α-TiCL3 آلفا را به ذرات كوچكتر تقسيم مي كنند. پراكندگي بلورهاي كامل توسط شكافت در طول لايه هاي ناپايدار كلر-كلر فرض مي شود.

به عقيده ناتا، كوراويني و آلگرا تغيير بتاي TiCL3 ، ساختماني الياف مانند متشكل از واحدهاي ساختماني نوع

را نشان مي دهد.

ناتا و همكارانش با استفاده از كاتاليزور AlEt₃-α-Ticl3 مشاهده كردند كه در حين دوره پليمريزاسيون اوليه، فعاليت كاتاليزور تا وقتي به يك ميزان ثابت برسد، افزايش پيدا مي كند.

آنها در دفاع از ديدگاه خود دلايل تجربي زير را ارائه كرده اند:

1)                                              1) سرعت پليمريزاسيون تحت شرايط حالت پايدار گويا تقريبا به اندازه اوليه ذارت Ticl3 بستگي ندارد.

2) از طريق كار كردن با  α-TiCl3 گِرد (اندازه تقريبا 1 ميكرون) دوره تعديل تحت تاثير قرار مي گيرد.

3) به نظر مي رسد سرعت حالت پايدار توسط مقدار متوسط ساييدن تحت تاثير قرار نمي گيرد.

4) با كاركردن با α-TiCL3 غير گرد كشف شد كه براي رسيدن به سه چهارم سرعت حالت پايدار لازم بود، با ميزان سرعت حالت پايدار، به طور معكوس تغيير مي كند. به بيان ديگر. هرچه سرعت حالت پايدار بيشتر باشد، زمان لازم براي رسيدن به آن كمتر است.

تحقیق رایگان

سایت علمی و پژوهشی اسمان

مواد اوليه كه پيش از اين در بر شمردن مزاياي روش سل – ژن گفته شد، مواد اوليه مورد استفاده در اين روش، در طبيعت جهان تحت شرايطي پيچيده و خاص سنتز شده و با درجه خلوص بسيار بالايي در اختيار متقاضيان قرار مي گيرد. ما از الكوكسيدهاي فلزي يكي از بهترين و رايج ترين گزينه ها در فرآيند ساخت سل ژل pzt تا كنون (يعني تا سال 2006) مي باشد.

1 – 1-تيتانيوم تترا ايزوپروكسايد[1]:

اين تركيب با فرمول شيميايي  شفاف، با ويسكوزيته 2.11cp، وزن مولكولي 284.25 g/h و چگالي بين 0.965 تا 0.967kg/L مي باشد. اين تركيب با خلوص بالا و جهت كار آزمايشگاهي از شركت Merck تهيه شد. در برخي مقالات بجاي اين تركيب از تيتانيوم دي ايزو پرو پوكسايد استفاده شده است. [p . 6,5] كه نوع اين تركيب تنها در انتخاب نوع حلال دخالت دارد، و با توجه به اينكه نتيجه نهايي يكسان است، ما تركيب تترا را انتخاب كرديم كه قيمت آن مناسب تر و تهيه آن راحتتر بود.

1-2 زيركونيوم ان پروپوكسايد[2]

اين تركيب با فرمول شيميايي  با ويسكوزيته بالا، چگالي 1044kg/lit و جرم اتمي نسبي 327.5729 g\mol با درصد وزني 70% در ران پروپانول[3] حل شده است. شركت Aldrich آنرا جهت استفاده در مراكز تحقيق و توسعه، منتشر نموده است. اين تركيب در مجاورت با هوا بسرعت لخته شده و خواص اساسي خود را از دست مي دهد. بنابراين بدقت خاصي در حين كار با آن نياز است.

1 – 3 – اسيتل استون[4]

حلالي بسيار مفيد و پركاربرد با فرمول شيميايي  مي باشد. نام خلاصه آن acach مي باشد و شركت Aldrich  با خلوص 99+% در اختيار ما قرار دارد. اين حلال جلوي تشيكل زود هنگام ژل را گرفته و به هم خوردن محلول كمك مي كند. البته نوع حلال مورد استفاده بستگي به نوع الكوكسيد فلزي انتخاب شده دارد. ايزوپروپانول[5] نيز از حلالهايي است كه در اين فرآيند مورد استفاده قرار مي گيرد.

1-4- استات ؟؟؟ آبر[6]

اين تركيب بصورت پودري سفيد رنگ با فرمول شيميايي  با خلوص 989+% و محصول شركت Merck مي باشد، و جزو مواد اصلي در ساخت ژل PZT است.

1-5 – تريز هيدروكسي متيل اتان[7]

طبق مطالعاتي كه بعمل آمد، اين تركيب به انعقاد سريعتر سل كمك مي كند [p.5] از آنجا كه سه واحد متانول در اين تركيب به چشم مي خورد، روشي كه در آن از اين تركيب استفاده مي شود، به روش تريل[8] معروف است. مزين آن نسبت به روش ديول[9] (شيوه اي كه در آن از پروپاندول استفاده مي شود) كاهش زمان ژل شدگي است. شكل ظاهري اين تركيب بصورت گلوله هاي سفيد رنگ بود كه با فرمول شيميايي بسته   و خلوص 99% از شركت Merck تهيه شد.

1-6- متوكسي اتانول[10]

يك حلال قوي و موثر جهت حل نمودن ژل نهايي مي باشد. فرمول شيميايي آن  و نام مختصر آن MOE مي باشد. شركت Merck آنرا با خلوص 99.5% در اختيار ما قرار داد و در ليست ويژگي ها تركيبات شيمياي، آنرا مضر و خطرناك اعلام نمود. بكار بردن اين حلال، پايداري ژل نهايي را بطور چشمگيري افزايش مي دهد.

2 – شرايط آزمايشگاهي

جهت انجام فرآيند سل – ژل ما نياز به به يك آزمايشگاه شيمي با تجهيزات كامل داريم تمام مراحل كار بايستي در محيط نيتروژن انجام پذيرد.

بدين منظور جريان گاز از يك سمت بالن سه دهانه وارد محلول شده و از دريچه بالايي بالن خارج مي گردد. جهت پيشگيري از استنشاق گازهاي حاصل از واكنش تمام مراحل كار بايستي زير هود انجام شود. ما سيستم همزن مغناطيسي و گرم كن آنرا به يك ترموكوپل ديجيتال دقيقي متصل نموديم و آنرا درون ظرف آبي كه بالن محتواي درون آن ثابت شده بود، قرار داديم. بدين ترتيب دماي محلول با دقت بسيار بالايي در دماي دلخواه ما تنظيم مي گردد. توزين پودرها بكمك ترازوي ديجيتال در محفظه بسته شيشه اي و با دقت 0.001 g و توزين مايعات توسط سرنگ پلاستيكي با حجم هاي 25.ml , 25ml و  و هر يك با دقتهاي  انجام پذيرفت.

3 – ساخت سل – ژل

1-3- مخلوط كردن[11]

مقدار 14.88gr استيل استون مي افزاييم و اجاره مي دهيم بمدت 2 ساعت در دماي هم بخورد، در همين مراحل اوليه م شاهد يك مايه خميري رنگ و چسبانك هستيم كه براي همزدن آن با مشكل مواجه مي شويم. در اين مرحله طي واكنش هايي كه هنوز شناخته شده نيست، استيل استون كمك مي كند كه گروههاي پروپيل از زير كونيوم جدا شوند. شبيه آنچه در فصل قبل ديديم، آب به الكوكسيد سيليكن حمله مي كند و طي عمليات هيدورليز، گروههاي الكلي شكل مي گيرد. حاصل واكنش هيدروليز، گروههاي الكي شكل مي گيرد. حاصل واكنش هيدروليز، هيدروكسي هاي سيليكن است. موازات هيدروليز واكنش هاي تغليظ بصورت زنجيره اي رخ مي دهد. يعني گروههاي سيليكن هيدوركسي در كنار يكديگر قرار گرفته و با ديگري از آن پيوندهاي   شكل مي گيرد. [20] .

بهمين شكل، آب حاصل از هيدروليز به پيوندها دو گانه كربن – اكسيژن در استيل استونه حمله برده و آنها را مي شكند، آب به الكوكسيدهاي فلزي نيز يورش برده و طي عمليات هيدروليز گروههاي الكلي، از جمله پروپانول شكل مي گيرد. بموازات اين واكنش ها، هيدروكسي هاي فلزي در كنار هم قرار گرفته و با هم واكنش مي دهند. حاصل اين واكنش ها تشكيل آب بعلاوه گروههايي شامل پيوندهاي فلز – اكسيژن فلز مي باشد. اين سري واكنش ها ادامه مي يابد و در اثر تكرار واكنش هاي هيدروليز و تغليظ، الكيل ها جدا شده و پلها M-O-M ايجاد مي شوند. [p-5].

با افزودن ساير مواد، اين واكنش ها بطور زنجيره اي پيش مي روند كه در نهايت شبكه  شكل مي گيرد كه البته پس از حرارت دهي اتمها در ساختار پروسكايت متبلور مي شوند.

واكنش هايي هيدورنيز تغليظ مكانهاي شيميايي را رد سل ايجاد مي كنند بتدريج كه بشكه M-O-M شكل مي گيرد، آب و الكل خارج شده اند واكنش در حفره هاي شبكه باقي مي ماند.

پس از گذشت 2 ساعت از آغاز واكنش، دما را تا پايين آورده و ساير مواد را شامل 26.17gr استات سدب سرابه كه 14.56gr و تريز هيدروكسي متيل اتان و 13.7gr تيتانيوم پروپوكسايد (75 درصد وزني محلول در اسيكل استون) به محلول طلايي رنگ اوليه مي افزاييم.

2-3 – ژل شدگي

ژل در همان آنگونه كه ما دائم مجبور به حل آنيم. ويسكوزيته ژل در پايان كار بقدري بالا بود كه نمي شد آنرا از ظرف (بالن) خارج كرد. ما آنرا با محلول 0.75 مولار MOE,0.75M رقيق نموديم و به ظرفي مناسب جهت خشك كردن منتقل كرديم.

3 – 3 – خشك كردن

اين مرحله بر حسب نوع استفاه ما از ژل مي تواند جزء مراحلي اصلي كار نباشد، مثلاً در كشيدن فيبر يا ساخت لايه و يا ساندويچ كردن ژل مابين دو صفحه، خشك كردن حذف يا تعديل مي شود. جزئيات فرآيند خشك شدن در فصل قبل آمده است. ژل در دماي  بمدت 24h (24 ساعت) در خشك كن، خشك شد. از آنجا كه ما هيچ تصوير و پيش زمينه اي از ژل خشك شده نداشتيم، آنرا 16 ساعت ديگر در اين دما نگه داشتيم. در نهايت آنچه بدست آمد، خميري قهوه اي رنگ و چسبناك شبيه چسب آهن بود. در حين خشك شدن قسمت اعظم آب و مواد الكي از حفره هاي ژل خارج شد. گر چه اين حرارت براي خشك كردن كامل ژل و تبديل آن به پودر كافي نبود. ما مواد بدست آمده را براي مراحل بعد به دو قسمت تقسيم كرده و در دو بوته از جنس آلومينا قرار داديم.

كلسينه كردن از جمله مراحل اساسي در ساخت سد اميك PZT مي باشد. مي توان گفت مهمترين مرحله در فرآيند ساختع اين مرحله مي باشد چرا كه ساختار اصلي سراميك در اين مرحله شكل مي گيرد. در حين كلسينه كردن همزمان با خروج كامل آب و الكل از حفره هاي ژل، اتمها در ساختار پروسكايت متبلور مي شوند.

1-4- زمان كلسينه كردن

در مقالات مختلف زماني كلسينه كردن در حدود كيساعت ذكر شده است. [P.4-P.2]. اين زمان براي مواردي است كه ژل PZT از تركيباتي كه متفاوت از آنچه ما بكار برديم، ساخته شده است.

ما نيز بدليل اينكه هيچ گزينه ديگري در دست نداشتيم، اين زمان را ملاك قرار داديم. با اولين بار آزمايش، نتيجه رضايتبخش بود. بطور قطعي مي توان اعلام نمود: يكساعت زماني مناسب جهت كلسينه كردن ژل PZT ساخته شده بروش تريل مي باشد.[12]

2-4- دماي الكسينه كردن

براي ما انتخاب دماي مناسب دشوار بود، چرا كه پودرهاي ساخته شدة PZT از الكوكسيدههاي متفاوت از آنچه ما در اين مقاله بكار برديم، ساخته شده بود در اين مقالات دما در بازه اي بين  تا  پيشنهاد شده است. (P.2 , P.4) ما دو دماي  را براي دو نمونه انتخاب نموديم.

3-4- پخت نمونه

كوره مورد استفاده در اين مرحله، يك كوره پخت طولاني (Forni-Ficola-HOBY) قابل برنامه ريزي و داراي پروگرم

نمونه اول با شيب  بدماي  رسيد، يك ساعت در اين دما ماند و سپس از كوره خارج شد. نمونه دوم نيز بهمين ترتيب از دماي  با شيب  بدماي  رسيد و يكساعت در دماي  قرار گرفت. از آنجا كه نمونه ها پوردي بودند، نياز نبود تحت ژريم دمايي مشخصي سرد شود و ما نمونه ها را بلافاصله از كوره خارج كرديم. هر دو نمونه را كه بشكل پوردي زرد رنگ بودند در هاون آگات (عقيق) كاملاً پودر كرديم. چسبندگي پودرها بعلت ابعاد ريز دانه بندي بسيار زياد بود و براحتي به اجسام در تمام با خود مي چسبيد.

5 – مطالعات XRD

مطالعات پراش اشعه (XRD) x توسط دستگاه XRD مدل Philips نشان داد كه فاز پروسكايت PZT در نمونه كلسينه شده در دماي  تشكيل نشده است. اما در نمونه كلسينه شده در دماي  فاز پروسكايت PZT، بدون حضور هيچ فاز اضافي، كاملاً تشكيل شد. (شكل ... ) پيكها در زوايي كه پيش بيني مي شد شكل گرفت. پيك اول در زاويه  مربوط به جهتگيري  مي باشد. پيك دوم كه قويترين پيك كريستال PZT است، در زوايه  تشكيل شد. اين پيك حاصل پراش از صفحه (110) است. بهمين ترتيب پيك بعدي در فاصله  تا معرف جهتگيري (111) و در  معرف جهتگيري (200) مي باشند.

مطالعات XRD همچنين ساختار  را براي نمونه كلسينه شده در دماي  نشان داد. اين ساختار معادل استوكيومتري PZT(Zr/Ti:58/42) مي باشد. اين اختلاف نسبت به مقالاتي كه مواد مشابه آنها انتخاب شده بود، يني [P.5D.6]PZT(52/47) بعلت تفاوت در مقدار حلال استيل استون و نيز تفاوت در نوع الكوكسيد تيتانيوم و حلال آن مي تواند باشد. البته تاثير پارامترهاي گوناگون فرآيند سل – ژل شامل نوع و ميزان حلالها و محلولها، نوع ماده آغازگر واكنش، دما در هر مرحله، زمان، روند ژل شدگي، كهنگي، خشك كردن آبزدايي و چگالش، براستوميومتري جز مباحثي است كه بايد مورد مطالعه بيشتر قرار گيرد.

دماي كلسينه كردن پودر PZT ساخته شده از اين تركيب بين  تا  خواهد بود. انتخاب دمايي در حدود  مي تواند بهترين گزينه باشد، بشرطي كه بخواهيم به ابعاد دانه بندي لطمه اي وارد نشود چرا كه در دماهاي بالاتر، ابعاد دانه هاي بشدت تحت تاثير قرار گرفته و رشد مي كنند.

6 – سينترينگ – يا رشد بلور

اين مرحله جهت افزايش استحكام سراميك در مقابل عوامل خارجي انجام مي شود. زمان و ميزان گرما دهي در اين مرحله تاثير بسزايي در اندازه دانه ها دارد و بهمين ترتيب اندازه دانه ها عاملي اساسي و تعيين كننده در ضرايب الكتريكي سراميك و چگالي آن مي باشد. (II) جهت سينترينگ بايستي پودر را بشكلي مشخص در آورد و آنرا جهت مراحل بعدي آماده نمود.

1-6- شكل دادن و قالب زدن

قالبي كه براي تهيه قرصها انتخاب كرديم، پرس پنوماتيك با فشار تهيه مي گردد. در حين قالب زدن مقداري چسب نيز به نمونه ها اضافه مي شود، كه از جنس مواد آلي است و هنگام سينترينگ خارج مي شود.

ما دو سطح قرص را ورق آلومينيوم قرار داديم تا سطح حتي الامكان صاف بدست آيد.

2-6- پخت نمونه يا سنترينگ

دما و زمان سينترينگ نيز از جلمه كمياتي بود بطور دقيق گزارش نشده بود. بعنوان اولين آزمايش دماي  و زمان 2 ساعت بر طبق مراجع مشابه [P2~P4] انتخاب گرديد.

قوص ها ؟؟؟ روي صفحه اي از جنس اكومينا (AL₂O₃) قرار داديم و روي آنرا نيز با يك بوته اكومينيايي پوشانديم. كنار قرص ها زائده هاي پودر را قرار داديم تا با اشباع محيط مانع فرار سرب شويم. از آنجا كه فرار سرب اثر منفي بر خواص پيزوالكتريك مي گذارد، ما با پوشاندن كامل بوته با پودر آلومينا تا حد امكان مانع فرار سرب شديم.

مراحل مختلف تعدادي قرص در دماهاي  بمدت دو ساعت سينتر شده و جهت مطالعات SEM آماده گرديد.

7 – بررسي ساختار ريز و مطالعات SEM

بمنظور مطالعه ساختار ريز و تعيين اندازه دانه ها، نمونه مورد نظر بايستي واجد شرايطي خاص باشد. نمونه هاي پودري در معرض تابش الكترون جابجا شده و تصاوير خوبي بدست نمي رسد. بنابراين بهتر است نمونه ها بصورت فرصهايي با سطوح صاف درآيند.

سطح نمونه بايد بگونه اي باشد كه اسكن الكترون از سطح آن بتواند دانه بندي و ساختار نمونه را بوضوح نشان دهد. بدين منظور نمونه طي مراحل زير بايستي مهيا گردد.

1-7- مانت كردن (نگه داشتن)[13]

از آنجا كه نمونه ها كوچك بوده و نمي توان آنها را براحتي پوليش داد، مانع آنها را در قرصهايي به قطر از جنس ماده اي شفاف و محبوس مي كنيم.

اين عمل توسط دستگاه Simpliment/mounting press ساخت شركت BUEHLER انجام مي شود.

2-7- پوليش كردن[14]

پوليش دادن توسط دو دستگاه (سايش درشت[15]- سايش[16]) پوليشر دستي BUEHLER/METASERV داراي 4 كاغذ سنبادة 800,600,400,320 ميكرون مي باشد. سنباده زدن بترتيب از سنباده درشت تا ريز با دقت و حوصله كافي بايستي انجام شود. در حين سنباده كاري از آب مقطر استفاده مي شود تا عمل پويش روانتر و كاملتر انجام پذيرد. مادامي كه سايپ درشت انجام مي شود، تغيير شكلهاي نرمتري روي سطح نمونه بعلت ذرات سايش دهنده بوجود خواهند آمد. البته اين ناحيه زياد عميق نبوده و توسط ذرات سايش دهنده ريزتر برداشته مي شود. تمام مراحل پويش دهي، بكمك ميكروسكوپ سطح نمونه را بررسي مي نماييم تا از چگونگي روند كار و موفقيت عمليات اطمينان حاصل كنيم.

7-2-2- پوليشر الكتريكي

دستگاه پوليشر الكتريكي با نام Grinder & Pokisher (ساخت BUEHLER/UK LTD , Coventry England) داراي دو سطح سنباده دوار است كه با سرعت قابل تنظيم 100 تا 500 REV/min مي چرخد، ماده ساينده مورد استفاده در اين مرحله خمير الماس  6,1 ميكرون مي باشد كه روي سطوح دوار ماليده مي شود. در پايان اين مرحله نبايستي هيچ گونه خراشي زير ميكروسكوپ مشاهده گردد. چنانچه اين مراحل بخوبي صورت نگيرد، SEM تصاوير مناسبي نخواهد داد و بايستي تمام مراحل را مجدد تكرار نمود. چنانچه ما يكبار بدليل پوليش ناكافي مجبور شويم مراحل را تكرار كنيم.

7-3- اولتراسونيك[17]

اولتراسونيك دستگاهي است كه با ايجاد امواج فرد صوت ناخالصي ها و زائده هاي موجود در سطح نمونه را از آن پاك مي كند. ما نمونه را بمدت شش دقيقه در آب مقطر موجود در ظرف اولتراسونيك (SASSUOLO – Italy) در دماي  قرار داديم.

7-4- اچ كردن

فرآيند اچ كردن شامل شستشوي نمونه با محلول اسيدي با غلظت مناسب مي باشد بگونه اي كه سطح نمونه در حدي كه ساختار ريز را بخوبي نمايش دهدع خورده شود. ما نمونه را در محلول %1 اسيد فلوريدريك HF بمدت 5 ثانيه اچ كرده و سپس با آب مقطر شستشو داديم. نمونه پس از خشك كردن بمدت 45 دقيقه جهت مطالعه با SEM آماده مي باشد.

7-5- بررسي ساختار ريز بكمك SEM

نمونه هايي كه قرار است تحت مشاهدات SEM قرار گيرند بايستي توسط طلا كه بهترين رساناي جريان مي باشد، بمنظور ارتباط الكتريكي، پوشيده شوند. طلا توسط دستگاه اسپاترينگ[18] بر روي هر نمونه كوت مي شود.[19]

آنچه در مطالعات SEM براي ما اهيمت داشت، چگونگي دانه بندي و اندازه دانه‌ها[20] بود.

تحقیق رایگان

تحقیق درباره سنگ شناسی دگرگونی

درجاتدگرگوني

در واقع اصطلاحياست كه به منظور مشخص كردن شدت دگرگوني در يك منطقه بكار مي‌رود.

دما و فشار معرفشرايط فيزيكي و دگرگوني و درجه دگرگوني معرف اثر آنها مي‌باشد.

در دگرگوني،مجموعه‌هاي مختلف كانيهايي با تركيب شيميايي يكسان ولي در شرايط دمايي متفاوت بهوجود مي‌آيد. و اين مجموعه‌هاي متفاوت نشانگر درجات دگرگوني از قبيل درجات ضعيف،متوسط و شديد مي‌باشد. مثلاً در درجات دگرگوني ضعيف، مجموعه كانيها عمدتاً آبداربوده و كانيهاي كربناته نيز ديده مي‌شود. ولي در مجموعه‌هاي درجات شديدتر آب وCO2 هم وجود دارد. هرقدر سنگ، درجات دگرگوني بيشتري راتحمل كند اندازه كاني درشت‌تر مي‌شود. چون در دماي زياد، انتشار مواد در حد بيندانه‌هابه سرعت بيشتري انجام مي‌شود.

به سه روش در تعيين درجات دگرگوني بكار مي‌رود:

1) تعيين درجه دگرگوني بر حسب عمق

در اين روش پوستهزمين را به سه منطقه داراي عمق كم، عمق متوسط و عمق زياد تقسيم مي‌كنند:

الف) منطقه عمق كم: كه دما و فشار بهترتيب كم تا متوسط و كم است.

ب) منطقه عمق متوسط: كه دما و فشار ازمنطقه قبلي بيشتراست.

ج) منطقه عمق زياد: كه در آن هم دما و هم فشار بالا است.

(2 تعيين درجه دگرگوني بر حسب مناطق دگرگوني: كه در آن بهمناطق دگرگوني و حد مرزهاي آنها توجه مي‌شود.

3)تعيين درجه دگرگوني بر اساس رخساره‌ايدگرگوني:

در اين روش تعييندرجات دگرگوني به دليل تعدد رخساره‌ها و زير رخساره‌ها آسان نيست و تا حدي بااستفاده از نمودارها و دياگرامهاي مختلف و مطالعات آزمايشگاهي و تحقيقاتي ممكنمي‌شود

سنگ شناسیدگرگونی

تغيير شكل كانيها در سنگهاي دگرگوني

در سنگهاي دگرگوني، تغيير شكلهاي مختلفي به وجود مي‌آيد. سنگي كه تحت تأثير دما و فشارهاي همه‌جانبه قرار بگيرد ممكن است به صورت‌هاي زير تغيير شكل دهد.

الف) در اثر فرآيندهاي فيزيكي جهت يافتگي اتفاق مي‌افتد.

اگر نيروي اعمال شده بر يك در يك جهت و بيشتر از قدرت شكستگي باشد، دانه‌هاي بزرگتر به كوچكتر تبديل شده و بر روي سطوح لغزشي جابه‌جا مي‌شوند. و انتقال ماده و جهت يافتگي اتفاق مي‌افتد.

در اين فرآيند كانيهايي كه حالت صفحه‌اي دارد مانند ميكاها و يا آندسته كه حالت منشور مانند دارند مانند آمفيبولها در امتداد محور طويلشان جهت‌دار مي‌شود و به حالت موازي كنار يكديگر قرار بگيرند:

هر گاه استرس و فشار روي يك قسمت از يك سنگ داده شود كانيها در جهت جايي كه فشار كمتر است اجتماع مي‌كند و در آن قسمت رشد مي‌كنند. كه اين فرآيند يا به وسيله سيالاتي كه دانه‌ها را احاطه كرده‌اند، يا از طريق منتشر شدن از طريق منتشر خارجي دانه‌ها و يا انتقال درون شبكه تبلور آنها صورت خواهد گرفت.

رشد بلورها :

در محيطهايي كه پديده دگرگوني اتفاق مي‌افتد و انرژي حرارتي و شيميايي تغيير مي‌كند. باعث رشد بلورها در حالت جامد هم مي‌شوند كه اين فرآيند به صورت رشد كانيهاي قبلي و يا رشد كانيهاي جديد و تغيير در كانيهاي قديمي و ظهور اشكال جديد است.

سنگ شناسی دگرگونی

عوامل‌دگرگون‌ساز

مهمترين عواملفيزيكي فشار و درجه حرارت است كه باعث فعل‌انفعالاتي مانند چند شكلي (پلي‌مورفيسم ) تبلور دوباره و تبادل يوني مي‌شود. هر كاني در فشار و درجه حرارت معيني تشكيلمي‌گردد و اگر شرايط دما و فشار تغيير كند ناپايدار گشته و براي رسيدن به حالتتعادل با اين شرايط به كانيهاي ديگري تبديل      مي‌شود.

به غير از عواملفيزيكي فوق مي‌توان به زمان، سيالات، آب، حتي مواد فرار گازها نيز اشاره نمود.

حال نگاهي كوتاه بهتأثيرات اين عوامل در فرآيند دگرگوني مي‌اندازيم.

وقتي شرايط حالتبحراني داشته باشد سيال‌هاي گازي مثل مايعات عمل مي‌كنند. آنها در شكاف سنگها نفوذكرده در آنها باقي مانده و بر سنگ تأثير مي‌گذراند. اين تأثيرات ممكن است كه يا بهصورت جذب در سنگ تبادل يوني و يا دگرسان كردن سنگ و تجزيهآن جلوه كند.

حضور آب باعث سرعتدر فرآيند تبلور دوباره بوده و حالت كاتاليزوردر ‏فرآيندهاي دگرگوني دارد.

حتي اگر تمام شرايطمورد لزوم فراهم باشد زمان هم مثلاً كانيها در كنار برخي سيالهاي فعال درحالتتبادل باشند باز هم در اثر گذر زمان در اين سيستم بسته نيز به عنوان مثال حتي اگرشرايط دگرگوني ايجاد شده و فعل انفعالاتي چون دگرساني و يا تعادل يوني صورت مي‌گيردهمچين گذر زمان باعث آزاد شدن و ايجاد گازهايي چونCO2و H2O مي‌باشد كه فشار اين گازها خود عاملي براي ايجادتركهايي در سنگ مي‌گردد.

بسته به عوامل مؤثردر دگرگوني درجات دگرگون شدن سنگهامتفاوت است.

حال به شرح عوامل مي‌پردازيم:

فشار مؤثر در دگرگوني :

مي‌دانيم كه فشردگيهر جسم باعث كاهش حجم و در نتيجه كاهش فضاهاي خالي، خروج آب و تغيير در وضعيتقرارگيري كانيهامي‌شود.

اين فشارها انواعمختلفي دارد كه به ذكر آن اشاره مي‌كنيم.

الف) فشار همه جانبه : باعث متراكم شدن سنگها و درنتيجه تبلور مجدد آنها مي‌شود.

ب) فشار جهت دار : باعث بروز چين خوردگي و شكستگي شدهو همچنين باعث جهت يافتگي كانيها در سنگها گرديده كه خود سبب سبب گسيختگي و شكستگيسنگ در امتداد، جهت يافتگي مي‌شود.

ج) فشار سيالات : مواد فرار موجود در بين منافذ ياشكافها هم‌ به نوبه‌ي خود فشاري را ايجاد مي‌كنند كه تأثير آنها را در دگرساني‌هاشاهديم.

علاوه بر موارد فوقمي‌دانيم كه فشار موجب انحلال بسياري از كانيها را مي‌گردد كه اين فرآيند را بهاسامي متعددي چون جريانهاي تراوشي، انحلال بر اثر فشار، انتقال محلولها و غيرهنامگذاري مي‌كند. و در طي اين فرآيند تغيير شكل ساختمان بلورين وقوع مي‌پيوندد.

در دگرگوني فشار به صورت ليتواستاتيك يا فشار همه‌جانبه (مانند فشار طبقات سنگي) و فشار جهت‌دار (مانند نيروهاي تكتونيكي) عمل مي‌كند: از سوي ديگر مي‌داينم كه فشار در جهت ازدياد عمق بالا مي‌رود. مثلاُ در عمق ده كيلومتري زمين فشار همه جانبه بين

دو هزارو ششصدتاسه هزارو دویست كيلوگرمبرسانتي‌‌مترمربع است. معمولاً در فرآيندهاي دگرگوني تأثير هر دو نوع فشار با همايجاد دگرگوني مي‌كند و هر كدام به تنهايي تأثير زيادي ندارند.

اثر فشار در قعل و انفعالات شيميايي :

ا) فشار موجب پايين آمدن نقطه ذوب كانيها مي‌گردد.

2) فشار علت اساسي نمو كانيها و طويل شدگي آنها است.

3)فشار باعث ايجاد كانيهاي سنگين‌تر بدون تغيير در تركيب شيميايي مي‌نمايد.

حرارت:

بسياري از واكنشهايشيميايي در اثر الا رفتن درجه حرارت شدت مي‌يابد. حرارت زمين بر حسب درجه زمينگرمايي در نواحي مختلف متغير مي‌باشد. مي‌دانيم كه درجه زمين گرمايي به ازاي هركيلومترسیدرجه افزايش مي‌يابد. ولي در مناطق مختلف اين تغييردما متفاوت خواهد بود مثلاً در مناطق آتشفشانيدر هر صدمترسی درجه افزايش دما خواهيم داشت.

منشاء حرارت در زمين:

1‌) حرارت هسته مركزي زمين (حرارت زمين گرمايي)

2) حرارت حاصل از واكنش راديواكتيو

3) حرارت ناشي از فرآيندهاي تكتونيكي

4) حرارت حاصل از انجماد و تفريق تود‌ه‌هاي آذرين در پوسته زمين

شايد جالب باشد كهبدانيد جريان حرارتي در نقاط مختلف متفاوت است.

1) حرارت اقيانوسها بيشتر از قاره‌ها است.

2) محور برآمده اقيانوس‌ها جريان حرارتي بيشتري نسبت به ديگر نواحي اقيانوسها دارد.

3) در اعماق زياد زمين تفاوت دمايي بين قاره‌ها و اقيانوسها بشدت كاهش مي‌يابد.

سنگها در چند كيلومتري از سطح زمين داغ هستند. دماي آنها در نتيجه منجربه صرف انرژي است و اين انرژي در اثر تغييرات فشار و دما تأمين مي‌گردد.

سيالها :

براي اثبات نقشسيالات در دگرگوني مي‌توان به كانيهاي آبداري چون به ميكا و آمفيبول اشاره نمود كهتحت تأثير دگرگوني شديد هم آب خود را به طور كلي از دست نداده و به كانيهاي ديگرتبديل نشده‌اند پس سيالات آبداري در فرآيندهاي دگرگوني نقش دارند.

با توجه بهوضعيت غيرعادي آب و ب توجه به اينكه اينكه هر چه فشار بالاتر برود نقطه جوش آب همبالاتر مي‌رود، با بالا رفتن نقطه جوش آب تبديل آب به بخارآب توأم با تغيير حجمكمتري خواهد بود و اگر فشار وارد بر آب ازدویست وبیستكيلوگرمبر سانتي‌مترمربع تجاوز كند آب در هيچ دماي به جوش نخواهد آمد. اين خصوصيتمنحصر‌به‌فرد آب روي بافت و نوع سنگهاي دگرگوني تأثير مي‌گذارد.

منشاء سيالها

1) آب جوي

2) آب ماگمايي

3) آب همزاد (آب فسيلي)

4) آب آزاد شده از كانيهاي در حين دگرگوني

سنگ‌هاي دگرگوني

برخي سنگ‌ها در پي فشار و گرماي زياد، بي‌آن‌كه ذوب شوند، دگرگوني‌هاي فيزيكي وشيميايي پيدا مي‌كنند و سنگ‌هاي ديگري به نام سنگ‌هاي دگرگوني را پديد مي‌آورند. سنگ دگرگوني ممكن است نسبت به سنگ مادر، شكل، اندازه، نوع كاني‌ها و در نتيجه بافتو تركيب شيميايي بسيار تازه‌اي داشته باشد. هر چه گرما و فشاري كه به سنگ‌ها واردمي شود، كم‌تر باشد، دگرگوني آن‌ها كم‌تر است كه از آن به دگرگوني ضعيف ياد مي‌شود. به وجود آمدن گرافيت و برخي زغال‌سنگ‌ها از اين گونه است. اما هر چه گرما و فشاريكه به سنگ وارد مي ‌شود، بيش‌تر باشد، دگرگوني‌ها نيز بيش‌تر خواهد بود كه از آن بهدگرگوني شديد ياد مي‌شود. به وجود آمدن الماس نمونه‌ي از دگرگوني بسيار شديد است.

علاوه بر فشار و گرما، برخي سيال‌ها نيز در فرايند دگرگوني دخالت دارند. بررسي‌ها نشان داده است كه همه‌ي سنگ‌ها به طور ميانگين 5/3 درصد دي ‌اكسيدكربن و 5/5 درصد آب دارند. طي دگرگوني، آب و دي‌اكسيد كربن سيال فعالي را به وجود مي‌آورندكه البته نقش آب پر رنگ‌تر است. بررسي‌ها نشان داه است كه فشار و گرماي زياد دربسياري از سنگ‌ها هيچ گونه دگرگوني به وجود نمي‌آورند، اما اگر به سنگي كه در فشارو گرماي زياد است، اندكي آب افزوده شود، برخي كاني‌ها با تندي بيش‌تر رشد مي‌كنند وحتي كاني‌هاي جديدي در سنگ به وجود مي‌آيد. چرا كه آب به جدا شدن برخي يون‌ها ازكاني‌ها و جابه‌جا شدن آن‌ها در سنگ كمك مي‌كند.

سنگ‌هاي دگرگوني به روش‌هاي زير پديد مي‌آيند:

1. دگرگوني مجاورتي. گاهي سنگ مادر در كنار توده‌ي آذرين قرار مي‌گيرد. در اينصورت، در جاي برخورد آن با توده‌ي داغ، بلوري‌شدن دوباره و دگرگوني شديد رخ مي‌دهد. اما با زياد شدن فاصله از توده‌ي آذرين از شدت دگرگوني كاسته مي‌شود.

2. دگرگوني جنبشي. اين نوع دگرگوني در پي فشار جهت‌دار و گرماي فراهم شده ازانرژي مكانيكي هنگام شكستن سنگ‌ها رخ مي‌دهد. در جاي گسل‌ها، كه شرايط اين دگرگونيرا دارند، سنگ دانه ريز و سياه‌رنگي به نام ميلونيت پديد مي‌آيد.

3. دگرگوني دفني. اين نوع دگرگوني در پي انباشته شدن پيوسته‌ي رسوب‌ها در كفمحيط‌هاي رسوبي به وجود مي‌آيد. لايه‌هاي زيرين در پي فشار وزن رسوب‌ها فشرده ميشوند و سنگ‌هاي رسوبي را پديد مي‌آورند. اما لايه‌هاي بسيار پايين‌تر، در پي فشار وگرماي زياد رفته‌رفته دگرگون مي‌شوند.

4. دگرگوني گرمابي. در اين دگرگوني آب بسيار داغ نقش مهمي دارد. اين آب ممكن استاز ماگما يا آب‌ها زيرزميني باشد. در اين دگرگوني گاهي موادي به سنگ مادر افزوده يااز آن برداشت مي شود.

5. دگرگوني برخوردي. در پي برخورد سنگ‌هاي آسماني بزرگ بر سطح زمين رخ مي‌دهد. اين نوع دگرگوني در زمين كمياب است، اما در سطح ماه و مريخ به فراواني رخ مي‌دهد.

6. دگرگوني ناحيه‌اي. اين نوع دگرگوني نتيجه‌ي همه‌ي عامل‌هايي است كه دردگرگوني سنگ‌ها از آن‌ها نام برديم. بيش‌تر سنگ‌هاي دگرگوني نيز به همين روش بهوجود مي‌آيند. اين نوع دگرگوني اغلب در فرورانش ورقه‌هاي سنگ‌كره رخ مي‌دهد. درايران در راستاي رشته كوه زاگرس از سنندج تا حاجي‌آباد(شمال بندر عباس)اين نوعدگرگوني ديده مي ‌شود و بخش زيادي از سنگ‌هاي دگرگوني كه در كارهاي ساختماني كاربرددارند، از معدن‌هاي همين ناحيه به دست مي‌آيد.

بافت سنگ‌هاي دگرگوني

سنگ‌هاي دگرگوني به دليل فشار همه‌سويه‌اي كه به آن‌ها وارد مي‌شود، بسيارمتراكم هستند و حجم فضاهاي خالي در آن‌ها بسيار پايين است. دگرگوني جنبشي بيش ازهمه باعث بر هم ‌خوردن بافت اوليه‌ي سنگ مي‌شود. طي دگرگوني كاني‌هاي دانه‌ريز باهم يكي مي‌شوند و كاني‌هاي دانه‌درشت‌تري به وجود مي‌آورند. گاهي نيز، به‌ويژه دردگرگوني جنبشي، دانه‌ها شكسته مي‌شوند و دانه‌هاي ريزتري به وجود مي‌آيد. با بلوريشدن دوباره و رشد دانه‌ها، ديواره‌ي بين دو كاني كنارهم، حالت دندانه‌اي و مضرس بهخود مي‌گيرد. اين بافت را مضرسي يا درهم و گاهي دانه‌قندي مي‌گويند. فشار جهت‌دارعمودي نيز باعث جهت‌يافتگي كاني ‌ها به صورتي مي‌شود كه سنگ نماي لايه‌اي يا نواريپيدا مي‌كند كه از آن به فولياسيون ياد مي‌شود.

خانواده‌هاي سنگ‌هاي دگرگوني

سنگ‌هاي دگرگوني را بر پايه‌ي جهت‌يافتگي در دو گروه داراي جهت‌يافتگي و بدونجهت‌يافتگي جاي مي‌دهند.

1. سنگ‌هايي كه كاني‌ها آن‌ها جهت‌يافتگي دارند: اين سنگ‌ها مانند سنگ‌هاي رسوبينماي لايه‌اي دارند.

الف) اسليت، در پي دگرگون شدن ضعيف شيل‌ها پديد مي‌آيد. كاني‌هاي رسي،كوارتز،مسكوويت و كلريت از كاني‌هاي اصلي آن هستند.

ب) فيليت، در پي دگرگون شدن ضعيف شيل‌هايي پديد مي‌آيد كه كاني‌ها ورقه‌ايبزرگ‌تري دارند. اين سنگ با داشتن سطح براق از اسليت بازشناخته مي‌شود.

ج) شيست، از دگرگون شدن شديد شيل‌ها پديد مي‌آيد. بيش از نيمي از كاني‌هاي آن راكاني‌هاي ورقه‌اي مانند مسكوويت و بيوتيت تشكيل مي‌دهند. دوگونه از شيست‌ها،تالك‌شيست و كلريت‌شيست، از دگرگوني سنگ‌هاي بازالتي پديد مي‌آيند.

د) گنايس، فراوان‌ترين سنگ دگرگوني است. سنگ مادر آن ممكن است گرانيت، ريوليت،سنگ‌هايي با دگرگوني ضعيف و سنگ‌هاي رسوبي، مانند آركوز، باشد. كاني‌هاي اصليگنايس‌ها از كوارتز، فلدسپات سديم‌دار و فلدسپات پتاسيم‌دار است. بيش‌تر آن‌هانوارهاي يك‌درمياني از رنگ سفيد يا صورتي و لايه‌هاي تيره دارند. گنايسي كه بيش‌تراز كاني‌ها تيره درست شده باشد، آمفيبوليت نام دارد.

2. سنگ‌هايي كه كاني‌هاي آن‌ها جهت‌يافتگي ندارند: اين سنگ‌ها مانند سنگ‌هايآذرين نماي توده‌اي دارند.

الف) مرمر، از دگرگوني سنگ‌هاي آهكي و دولوميت پديد مي‌آيد. اگر خالص باشد بهرنگ سفيد برفي و اگر داراي كاني‌هايي مانند ميكا، گرونا، ولاستونيت و كلريت باشد،به رنگ‌هاي سبز، صورتي، خاكستري و حتي سياه ديده مي‌شود.

ب) كوارتزيت، در پي دگرگوني نه چندان شديد ماسه‌سنگ كوارتزي پديد مي‌آيد. كوارتزيت خالص سفيدرنگ است اما اكسيدهاي آهن آن را صورتي يا قرمز مي‌كنند.

ج) هورنفلس، از دگرگوني مجاورتي سنگ‌هاي رسي پديد مي‌آيد. بافت مضرس و رنگتيره‌اي دارد.

چرخه‌ي سنگ

طي زمان دراز و در پي واكنش‌هاي شيميايي، فيزيكي و زيستي، هر سه گروه سنگ‌هامي‌توانند به هم تبديل شوند. سنگ‌هاي آذرين از سرد شدن ماده‌ي مذاب به وجودمي‌آيند. اگر فرياند سرد شدن ماده‌ي مذاب زير پوسته‌ي زمين رخ دهد، سنگ‌هاي آذريتدروني پديد مي‌آيند. سنگ‌ها آذرين بيروني از سرد شدن گدازه نزديك يا روي سطح زمينبه وجود مي‌آيند. زمين شناسان بر اين باورند كه سنگ‌هاي آغازين زمين همه از نوعآذرين بوده‌اند، چرا كه زمين در آغاز توده‌اي از ماده‌ي مذاب بوده است.

سنگ‌هاي آذرين در برخورد با هوا و آب دچار هوازدگي و فرسايش مي‌شوند و به صورتذره‌هاي كوچك‌تري مي‌شكنند و خرد مي‌شوند. آن ذره‌ها در پي نيروي گرانش، آب‌هايجاري، يخچال‌ها، موج‌ دريا و باد جابه‌جا مي‌شوند و به محيط‌هاي رسوب‌گذاري،به‌ويژه درياها و درياچه‌ها، مي‌روند. طي اين جابه‌جايي نيز بيش از پيش خردمي‌شوند. رسوب‌ها در محيط‌هاي رسوب‌گذاري به صورت لايه‌هاي موازي و افقي روي همانباشته مي‌شوند و طي فرايند سنگ‌زايي، سخت مي‌شوند و سنگ‌هاي رسوبي را پديدمي‌آورند.

اگر سنگ‌هاي رسوبي در ژرفاي زيادي جاي گرفته باشند، در پي فشار وزن لايه‌هايبالايي يا فشار فراهم شده از جابه‌جايي ورقه‌هاي زمين و گرماي درون زمين، آرام‌آرامدگرگون مي‌شوند و سنگ‌هايدگرگوني را مي‌سازند. سنگ‌هاي دگرگوني نيز اگر گرمايبيش‌تري ببينند، ذوب مي‌شوند و ماگما مي‌سازند. از سرد شدن ماگما نيز بار ديگر سنگآذرين پديد مي‌آيد.

اين چرخه‌ي سنگ، كه از آغاز پديد آمدن زمين همواره ادامه داشته است، بيش از 200سال پيش از سوي جيمز هاتن پيشنهاد شد. او با گردآوري يافته‌هاي زمين‌شناسان پيش ازخود به اين نتيجه دست يافت. اين چرخه با افزايش آگاهي دانشمندان از فرايندزمين‌ساخت ورقه‌اي بيش از پيش روشن‌تر شد. اين چرخه ميان‌برهايي نيز دارد. براينمونه گاهي سنگ آذرين بي آن كه هوازده شود و سنگ رسوبي پديد آورد، در پي گرما وفشار به سنگ دگرگوني تبديل مي‌شود. جاي برخورد ورقه‌هاي قاره‌اي نمونه‌اي از جاهايياست كه اين فرايند در آن رخ مي‌دهد.

سنگ شناسی دگرگونی

آمفيبوليت Amphibolites

نوعي سنگ دگرگونيبا آمفيبول فراوان، به رنگهاي سبز روشن تا تيره و سياه است كه معمولا در اثردگرگوني ناحيه‌ گابرو ( هورنبلند + پلاژيو كلاز ) به وجود مي‌آيد. آمفيبولها سختيزيادي داشته و بدليل مقاومت زياد در مقابل عومل جوي جهت تزئين بنا به كار مي‌روند. از دگرگوني سنگ‌هايي با تركيب مختلف از جمله سنگ‌هاي حد واسط ، آهك‌ها ودولوميت‌هاي ناخالص ، مارن‌ها و حتي از آهك‌هاي خالصي كه تحت تاثير متاسوماتيسمسيليسي ؤ منيزيم و آهن قرار گرفته باشند بوجود مي‌آيد.

مجموعه‌هاي چاپدوني، بنه شور و تاشك در يزد ، اسفندقه، سيرجان، ده‌بيد ( صفاشهر ) ، اراك، گلپايگان،سبزوار، بشاگرد، خوي، تربت‌حيدريه، نمونه‌هاي از مناطقي هستند كه در آن‌هاآمفيبوليت شناسايي شده است.

 اكلوژيت Eclogite

دركيمبرليتها وبعضي از بازالتها، سنگهايي به صورت قطعات بيگانه ديده مي‌شود كه عناصر اصلي سازندهآن پيروكسن و گارنت قرمز است. اين سنگ خوش رنگ كه بلورهاي درشتي دارد و درردگرگوني‌هاي شديد ناحيه‌اي به وجود مي آيند . اكلوژيت يا پيروكنسيت خوانده مي‌شود. اكلوژيتها با چگالي3/4 تا 3/5 گرم بر سانتي‌متر مكعب در فشار زياد و اعماق پوسته يا گوشته فوقاني به وجود مي‌آيند، و از نظر تركيب شيميايي بسيار شبيه سنگهاي آذريني مانند بازالت و گابرو هستند . اكلوژيت‌ها تنها در شرايط بدون آب بوجود مي‌‌آيند از اينرو كاملا بي آب هستند.

در زون دگرگونيسنندج - سيرجان ( نيريز - گل گهر ) ، جنوب بيرجند ( مختاران ) احتمال وجود الكلوژيتوجود دارد ولي بطور مستند كه بر پايه‌ي مطالعات كامل سنگ‌شناسي ، كاني شناسي وژئو‌شيمائي باشد، گزارش نشده‌اند.

 اپيدوتيت

نوعي سنگ دگرگوني است كه در اثر فشرده شدن بلورهاي اپيدوت و كوارتز تشكيل مي‌شود و بيشتر در اثر دگرگوني گابرو به وجود مي‌آيد.

 گنيس Gneisses

نوعي سنگ دگرگونيفولياسيون‌دار با نوارهاي موازي است كه طول كاني‌هاي سازنده آن مانند كواتز وفلدسپاتها بين چند ميليمتر تا چندين سانتيمتر متغير است. گنيس در اثر تاثير شديددگرگوني بر روي برخي از سنگ‌هاي رسوبي مانند ماسه سنگ‌ها و كنلگومرا‌هايفلدسپات‌دار و يا سنگ‌هاي آذريني چون گرانيت‌ها و ريوليت‌ها حاصل شوند. در مناطقيتحت تاثير دگرگوني‌هاي ناحيه‌اي قرار گرفته‌اند به وجود مي‌آيد. اين سنگ‌ها كه پساز شيت فراوان‌ترين سنگ‌هاي دگرگوني سطح زمين به شمار مي‌روند.

به گنيس‌هاي دارايمنشا رسوبي پاراگنيس و به گنيس‌هاي داراي منشاء آذرين ارتوگنيس مي‌گويند.

در اكثر اوقات ،كاني‌هاي آهن و منيزيم‌دار ، به ويژه بيوتيت و هورنبلند كه از عمده‌ترين كاني‌هايتيره رنگ گنيس به حسات مي‌آيند به صورت نوارهاي موازي ديده مي‌شوند. در نوعي ازگنيس كه به نام گنيس چشمي معروف است كوارتز و فلدسپات به صورت چشم‌ها يا عدسي‌هايدرشت‌تري در متن سنگ ديده مي‌شوند.

بر اساس تركيبكاني‌شناسي گنسي‌ها مانند نوع كاني‌هاي كلريت ، ميكا ، سيلكات‌هاي آلومينيوم و .... مي‌توان تركيب شيميايي و كاني‌شناسي سنگ مادر و شرايط فيزيكي مؤثر در طول دگرگوني  را شناسايي كرده و مورد بررسي قرار داد.

اكثر اوقاتكاني‌هاي آهن و منيزيم‌دار ، بويژه بيوتيت و هورنبلند كه از كاني‌هاي اساسي تيره‌رنگ گنايس به حساب مي‌آيند به صورت نوار‌هاي موازي ديده مي‌شوند.

گاهي از انواعمقاوم و زيباي گنيس به عنوان سنگ نما درساختمان‌سازي استفاده مي‌شود.

در بسياري از نقاطايران مانند طرقبه در شمال مشهد ، جنوب دامغان ، شمال شرق يزد و در مسير كرمانانواع متفاوتي ازگنيس‌ها مشاهده شده است.

 گرانوليت Granulite

در فرانسه به آن لپتينيت مي‌گويند.

در دگرگونيهاي شديد نوع ناحيه‌اي و همبري، تحت تأثير فشار و حرارت زياد، سنگي فاقد شيستوزيته و كاملا بي‌آب به رنگ‌هاي گلي تا سبز به وجود مي‌آيد كه دانه‌هاي مساوي و نسبتاً درشتي داردو به نام گرانوليت معروف است.

منشاء اين سنگها ممكن است رسوبات رسي و يا سنگهاي آذرين اسيدي مانند گرانيتها باشد.

كانيهاي اصلي سازنده گرانوليتها عبارتند از كوارتز، فلدسپات، پيروكسن و گاهي گارنت.

گرانوليت در سنندج - همدان - اراك - گلپايگان - نيريز - و بروجرد گزارش شده‌اند.

 مرمر Morble

نوعي سنگ دگرگوني فاقد تبلور است كه تحت تأثير حرارت و فشار بر روي سنگهاي رسوبي مانند آهك‌هاي خالص يا ناخالص ايجاد مي‌شود.

در اثر اين دگرگوني بلورهاي ريزكاني‌ها‌يي چون كلسيت رشد مي‌كنند، و هر چه شدت دگرگوني افزايش بيشتري يابد كانيهاي درشت‌تري در سنگ به وجود خواهد آمد. رگه هاي موجود در سنگ مرمر مربوط به ناخالصي‌هاي سنگ آهك اوليه است. سنگ‌هاي مرمر معمولا تنها از يك نوع كاني مانند كلسيت با دولوميت تشكيل شده و داراي دانه‌هاي موزائيكي و درشتند . اين سنگ‌ها معمولاً در دگرگوني مجاورتي تشكيل مي‌ِشوند ولي در دگرگوني ناحيه‌اي نيز يافت گشته‌اند .

در بسياري از مناطق ايران مانند مغرب شهر اروميه - ساغند يزد - حاشيه شرقي گرانيت شيركوه يزد - گرانيت جنوب لاهيجان حاشه‌ي گرنوديوريت قصر فيروزه (مشرق تهران) آهكها به وفور ديده مي‌شوند.

 ميگماتيت

ميگماتيت به معناي اختلاط و ناهمگني است.

در برخي دگرگوني‌هاي شديد، سنگي مركب و ناهمگن به وجود مي‌آيد كه بخشهايي از آن به رنگ روشن بوده و ظاهراً شبيه گرانيت است و بخش ديگري از آن با رنگ تيره مانند گنيس‌هاي سرشار از كاني‌هاي آهن ، منيزيم و آلومينيوم به نظر مي‌رسد. اين سنگها كه گاه گسترش بسيار وسيعي دارند به نام ميگماتيت خوانده مي‌شوند.

ميگمانيت‌ها را معمولا بر اساس شكل ظاهري آن‌ها نامگذاري مي‌كنند (مانند فلبيتي = رگه‌اي ، نبوليتي = شبح و ابر مانند و غيره)

مجموعه‌ بند شورو ( در ساغند و اردكان يزد ) - مجموعه تاشك (در يزد -همدان - نيريز - اسفندقه- سيرجان -حاجي آباد و تكاب از جمله مناطقس هستند كه در ميگماتيتها به وفور در آن ديده مي‌شوند.

 ميكاشيت

در دگرگوني‌هايناحيه‌اي در اثر دگرگون شدن سنگهاي رسي ميكاشيتها به وجود مي‌آيند. كوارتز وميكاروكاني اصلي سازنده‌ي آنها هستند كه با چشم غير مسلح نيز قابل تشخيصند. كانيميكا كه به وفور در اين سنگها ديده مي‌شود عمدتاً در امتداد سطح تورق قرار گرفتهاست. اين امر موجب تورق آسان سنگ مي‌شود. مسكويت(ميكاي سفيد) مشخص كننده‌ي دگرگونياين سنگ‌ها، در درجه‌ي ضعيف تا متوسط است و با افزايش درجه دگرگوني بيوتيت(ميكايسياه) در اين سنگها ظاهر مي‌گردد. در تمامي ميكاشيتها، كاني فلدسپات به صورتدانه‌هاي ريز وجود دارد. گاهيبر اثر تغيير و تبديل ميكاشيت‌ها پليتي گرانيت به وجود مي‌آيد.

در بسياري مواقعميكاشيت‌ها حاوي مقادير زيادي گارنت هستند.

در بسياري از مناطقايران مانند كوه سنگي در مشهد، طرقبه، دامنه كوه بينالود، زاهدان، همدان و .... ميكاشيتها به وفور ديده مي‌شوند.

 ميلونيت Mylonites

تحت تأثير دگرگوني‌هاي كاتاكلاستيك يا ديناميكي، در اثر فشار شديد، سنگي دانه‌ريز كه معمولاً بافت لايه‌اي دارد به نام ميلونيت توليد مي‌گردد. در واقع در اثر خردشدن ذرات سنگ مادر تحت تأثير فشار شديد ناشي از دگرگوني، بدون تغيير تركيب شيميايي سنگ اوليه ، مقداري قطعات سنگي توليد مي‌شود كه اين قطعات توسط سيماني از بلورهاي دانه‌ريز مانند لكريت و سرسيت به به يكديگر متصل مي‌گردند و سنگ ميلونيت را به وجود مي‌آورند.

در بررسي‌هاي ميكروسكوپي انجام شده بر روي اين سنگها اشكال و رگه‌هاي ناپيوسته‌اي شبيه به تاكي‌ليت كه نوعي شيشه‌ تيره رنگ آتشفشاني است ديده شده است . اين اشكال در اثر ذوب بخشهاي كوچكي از سنگ تحت تأثير دگرگوني ايجاد مي‌شوند و اشاره به حرارت شديد ناشي از اصطكاك در طي دگرگوني ديناميكي دارند.

بسياري از ميلونيت‌ها بافت ورقه‌اي دارند كه اندازه‌ي دانه‌ها ، رنگ و يا تركيب كاني شناسي هرورقه نسبت به ورقه‌ي مجاور متفاوت است. اين حالت در نتيجه‌ي جريان يافتن سنگ در حالت جامد حاصل مي‌شود.

گوني سنندج - سيرجان - اردكان يزد - حسن رباط موته اصفهان - جنوب لاهيجان - شيركوه يزد مي‌توان سنگ ميلونيت را مشاهده نمود.

 فيليت (Phyllites )

در اثر افزايش درجه حرارت، تداوم شرايط دگرگوني و يا تحت تأثير مولد سيال، سنگهاي اسليتي مي‌توانند به نوع ديگري از سنگهاي دگرگون شده به نام فيليت تبديل گرديدند.

فيليت سنگي است با بلور‌هاي درشت‌تر و فولياسيون مشخص‌تر از اسليت(سنگ لوح) كه به رنگهاي سبز، زرد، خاكستري،كبود و قرمز ديده مي‌شود. رنگ و جلاي اين سنگ به تركيب كاني شناسي آن مربوط مي‌گردد به عنوان مثال فيليتهاي داراي كاني مسكويت، رنگ روشن و جلاي نقره‌اي داشته و نمونه‌هاي حاوي كلريت با رنگ سبز و جلاي مخملي قابل تشخيصند.

نمونه‌هاي تالك‌دار مانند سنگ صابون جلاي چرب دارند و انواع پرگرافيت داراي رنگ خاكستري و جلاي فلزي بوده و دست را سياه مي‌كنند.

فيليت‌ها معرف رخساره‌ي شيت سبز(دگرگوني ناحيه‌اي) بوده ولي گاهگاهي در دگرگوني مجاورتي(به ويژه اگر در فيليت آندالوزيت و كرويريت ديده شود) نيز تشكيل مي‌شوند كه گاهي به نام اسليت لكه‌دار نيز خوانده مي‌شوند.

سطح تورق اين سنگ به علت فراواني كانيهاي ميكايي، نسبتاً براق بوده و جلاي ابريشمي دارد. كانيهاي سازنده‌ي فيليت سنگها عبارتند از ميكا، كوارتز، كلريت و ....، معمولاً فيليت‌ها را بر اساس كانيهاي همراه نامگذاري مي‌كنند مانند فيليتهاي گرافيتي، گرونا دار و غيره.

سنگ منشأ اين دسته از سنگهاي دگرگوني مي‌تواند سنگهاي رسي، توف، گدازه و ... باشد.

مجموعه‌هاي دگرگوني واقع در شرق ماسوله، زون فليش شرق ايران(نهبندان ـ خاش)، ساغند در يزد،نمونه‌هايي از مناطقي‌اند كه مي‌توان سنگ فيليت را مشاهده نمود.

 كوارتزيت Quartzites

نوعي سنگ دگرگوني بسيار متراكم با درصد كوارتز بسيار زياد است كه بر اثر دگرگوني سنگهاي رسوبي پركوارتز مانند ماسه  سنگها، كنگلومراهاي كوارتزدار، چرت و ... به وجود مي‌آيد. فشردگي زياد كاني‌هاي سازنده اين سنگ و وجود سيمان سيلسي بسيار محكم در بين ذرات سازنده‌ي سنگ موجب مي‌شود كه در هنگام شكستن دانه‌ها نيز بشكنند و لبه‌هاي تيزي درسنگ ايجاد شود به دليل همين خاصيت در گذشته‌هاي دور قطعات تيز كوارتزيت به عنوان ابزاري براي دفاع و شكار مورد استفاده بشراوليه قرار مي‌گرفته است.

علاوه بر كوارتز كانيهاي ديگري چون ميكا، فلدسپات‌، گارنت و ... نيز مي‌توانند در اين نوع سنگ وجود داشته باشند كه البته بستگي به مواد ناخالص موجود در سنگ مادر دارد. مثلاً اگر جنس سيمان سنگ رسوبي كه كوارتزيت از دگرگوني آن ايجاد شده است آهك باشد پس از دگرگوني، كاني‌هاي كلسيت و يا دولوميت در سنگ خواهند شد.

رنگ كوارتزيت به رنگ ماسه‌سنگ و يا سنگ مادر آن بستگي دارد و معمولا بين سفيد تا خاكستري متغير است. اين سنگ در دگرگوني مجاورتي و يا ناحيه‌اي بوجود آمده و گاه نيز ممكن است حاصل متاسوماتيت باشد. ( كوارتزيت‌هاي ناشي از دگرگوني ناحيه‌اي داراي تورق مي‌باشند)

در مجموعه‌هاي ‌دگرگوني واقع در شرق ماسوله - ساغند يزد - شاندر من - اسالم - مجموعه‌ي چابدوني و به شور در يزد سنگ‌هاي كوارتريتي قابل رؤيت هستند.

 شيست Schiste

شيست‌ها سنگ‌هاي دگرگوني متورقي هستند كه كاني‌هاي آن با چشمغيرمسلح قابل تشخيصند و بنابراين درجه‌ي دگرگوني آنها ازاسيليت‌ها و فيليت‌ها بيشتر است. وجود شيستوزيته و يا لينه آسيون از مشخصات اساسي اين سنگهاست. شيست‌ها از فراوان‌ترين سنگ‌هاي دگرگوني به شمار مي‌روند و بر اساس فراواني نوع كاني‌هاي برتر محتوي آن‌ها نامگذاري مي‌شوند ( مانند ميكا - شيست - كلريد شيست - گارنت شيست - تالك شيست و ..... )

شيست‌ها مي‌توانند از دگرگوني انواع متفاوت سنگ‌ها و رسوبات از جمله رسوبات رسي ، سنگ‌هاي كربناته ، سنگ‌هاي نيمه باز يك - باز يك و اولترابازيك در محيط‌هاي آبدار و خشك بوجود آيند.

برخي از شيست‌ها در اثر فرايند متاسوماتيسم و تاثير محلول‌هاي هيدروترمال بر روي سنگ‌هاي منيزيوم داراي چون بازالت‌ها در حرارت‌هاي پايين شكل مي‌گيرند.

شيست‌ها در دگرگوني‌هاي ناحيه‌اي ، تدفيني و هيدروترمال بوجود مي‌آيند.

نوعي از شيست‌ به نام شيست آبي در اثر دگرگوني گريواكه‌ها ، بازالت‌هاي زير دريايي و سنگ‌هاي سري افيوليتي كه همگي با گودال‌هاي اقيانوسي در ارتباط هستند بوجود مي‌آيد. در اين نوع شيست حضور كاني‌هاي فشار بالا و چگال ، معرف شرايط و فشار زياد و حرارت كم حاكم بر محيط تشكيل آنهاست.

 سرپانتينيت

در اثر دگرگوني سنگهاي اولترامافيك دردماهاي نسبتاً كم، سنگي به رنگهاي سبز، زرد و قهوه‌اي با سختيسهبه نام سرپانتيت بهوجود مي‌آيد كه اساساً از سرپانتين ساخته شده است.

بسياري از اين سنگها حاوي كانيهاي اليوني، هورنبلند، گارنت و ... هستند.

سنگهاي سرپانتينت اغلب داراي لكه‌ها و خالهاي رنگي هستند و به صورت توده‌هاي متراكم و يا متورق ديده مي‌شوند.

اين سنگها به صورت رگه‌ در مناطقي كه تحت تأثير دگرگوني، بخصوص دگرگوني‌هاي مجاورتي قرار گرفته‌اند ديده مي‌شود.

برخي از انواع سرپانتينت كه درخشندگي و جلاي زيادي دارد در جواهرسازي مورد استفاده قرار مي‌گيرد. برخي از آنهابه عنوان سنگ تزئيني در ساختمان‌سازي بكار مي‌روند.

در ايران، اسليتهادر نواحي نهبندان، جنوب بيرجند، خاش در حد شرقي مرز ايران و پاكستان، جنوب مشهد،طرقبه و كوههاي طالشگزارش شده‌اند.