فهرست مطالب

فرآیندهای نوین در مهندسی مواد - پیاپی 15 (زمستان 1389)

نشریه فرآیندهای نوین در مهندسی مواد
پیاپی 15 (زمستان 1389)

  • تاریخ انتشار: 1389/11/12
  • تعداد عناوین: 8
|
  • صاحبعلی منافی، محمدرضا رحیمی پور صفحه 1
    نانوذرات کربنی با ساختار بی شکل1 را می توان به طور موفقیت آمیزی با تابکاری در دماهای 1350-1380 درجه سانتی گراد به کمک حضور عیوب بلورین، با روش مکانوترمال به نانوتیوب های کربنی چند دیواره تبدیل کرد. مهمتر اینکه، مشاهده جزئی مورفولوژی و ساختار نانوتیوب ها نشان می دهد که این تبدیل، تابع این سازکار است که نانوذرات در ابتدا به نانوساختارهای با عیوب بلورین زیاد تبدیل شده و سپس از طریق پیوستگی ذرات به هم و تبلور ساختاری، به نانوتیوب تبدیل می شوند. شناسایی فازهای بلورین، توسط روش پراش پرتو ایکس و مورفولوژی پودر تولید شده، توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی ارزیابی شد. آنالیز شیمیایی و ریزساختار پودرها توسط میکروسکوپ الکترونی عبوری با قدرت تفکیک بالا تعیین شد. برای تایید سنتز نانولوهای کربنی، از روش رامان استفاده گردید. نتایج نشان داد که روش اخیر شرایط سنتز نانولوله های کربنی چند دیواره را برای کاربردهای گوناگون، به ویژه مواد تقویت کننده فراهم می کند.
    کلیدواژگان: سنتز، نانولوله های کربنی، مکانوترمال و نانومواد
  • منیره عظیمی، غلامحسین اکبری صفحه 7
    آلیاژهای پیرسخت شونده ی مس- زیرکونیوم با استحکام و رسانایی بالا در قطعات رسانای الکتریکی- حرارتی نظیر الکترودهای جوش مقاومتی به کار می روند. از این رو در این تحقیق ابتدا مخلوط پودرهای خالص مس و زیرکونیوم به منظور آلیاژسازی، در سه ترکیب 1، 3 و 6 درصد وزنی از زیرکونیوم و در 4 زمان مختلف آسیاب شدند و بعد از فشرده سازی، در سه دمای 450، 600 و 750 درجه سانتی گراد و در مدت زمان نیم ساعت تف جوشی شدند. ریزسختی سنجی در نمونه های آسیاب شده و سپس تف جوشی شده انجام گردید و ریزساختار نمونه ها با میکروسکوپ نوری مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج حاصل نشان داد، سختی نمونه ها با زمان آسیاب کاری رابطه صعودی دارد و فرآیندهای بازیابی و تبلور مجدد در نمونه های پرزیرکونیوم و در نمونه های آسیاب شده ی پرساعت کندتر است که ناشی از برهم-کنش اتم های محلول زیرکونیوم و احتمالا رسوبات تشکیل شده غنی از زیرکونیوم با فرآیندهای نرم کاری بوده است.
    کلیدواژگان: آلیاژسازی مکانیکی، تف جوشی، زیرکونیوم، سختی، مس
  • ساناز نقیبی، امین جمشیدی، زیارتعلی نعمتی، حسین پایدار صفحه 17
    دیرگدازی بالا، مقاومت شیمیایی در مقابل سرباره، امکان تولید فولاد تمیز، سازگاری محیطی و هزینه پایین تولید از جمله مزایای دیرگدازهای دولومیتی در صنایع فولاد است. با توجه به در دسترس بودن دولومیت در ایران، ساخت دیرگدازهای دولومیتی بسیار مثمر ثمر خواهد بود. یکی از انواع دیرگدازهای دولومیتی، دیرگدازهای دولوما- گرافیتی می باشد که به دلیل مقاومت بالا به خوردگی و شوک حرارتی، می توانند در صنایع فولاد و سیمان کاربرد داشته باشند. در این تحقیق، خواص دیرگدازهای دولوما گرافیتی با افزودنی های مختلف و شرایط تمپر متفاوت مورد بررسی قرار گرفته است. نمونه ها با توزیع اندازه دانه متفاوت دولوما و مقادیر مختلف گرافیت و رزین فرآوری شدند. مواد اولیه و رفتار حرارتی آنها با استفاده از XRF، XRD و STA مورد مطالعه قرار گرفت. پس از آماده سازی نمونه ها، خواص فیزیکی و مکانیکی، خوردگی در مجاورت سرباره و مقاومت به شوک حرارتی با افزایش تا 11% کربن در سیستم اندازه گیری شد. آزمون خوردگی در مجاورت سرباره بر اساس آزمون بوته در دمای 1600 درجه سانتی گراد به مدت 5 ساعت انجام و عمق نفوذ اندازه گیری شد. نتایج به دست آمده نشان داد که به دلیل تغییرات تدریجی در رفتار حرارتی رزین و کاهش وزن آن، خواص دما پایین سیستم تغییر یافت و استحکام فشاری سرد نمونه ها در ابتدا افزایش و در ادامه با افزایش گرافیت کاهش و مقاومت به شوک حرارتی و مقاومت به خوردگی با افزودن گرافیت بهبود یافت.
    کلیدواژگان: دولوما، گرافیت، رزین، دیرگداز، خواص ترمومکانیکی
  • امیرعباس نوربخش، محسن نوربخش، مهرداد شایگان، سلین غربیان صفحه 25
    بدنه های سخت مغناطیسی هگزافریت استرانسیوم همچنان اهمیت خود را در صنایع مایکروویو، ساخت موتورهای الکتریکی، صنایع کشاورزی (آبیاری بارانی) و غیره دارا می باشند. در تحقیق حاضر، نقش افزودن یون کروم بر آنالیز فازی، ریزساختاری و خواص مغناطیسی بدنه های هگزافریت استرانسیوم تهیه شده به روش حالت جامد مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد انتخاب نسبت مولی مناسب اکسید آهن و اکسید استرانسیوم (6 = n)، درجه حرارت پخت اول (1210 درجه سانتی گراد) به منظور تشکیل فاز مغناطیسی هگزافریت استرانسیوم و درجه حرارت پخت دوم (1220 درجه سانتی گراد) جهت ساخت بدنه با خواص مغناطیسی مناسب در حضور افزودنی کروم الزامی می باشد. بررسی الگوی تفرق اشعهX به همراه اندازه گیری مشخصات ریزساختاری (SEM) نشان داد که میزان بهینه افزودنی کروم 3/0 مول (SrCr0/3Fe11/7O19) بوده و نیروی وادارندگی مغناطیسی Oe 3995، مغناطش باقی مانده Gs3719 و میزان مربعی شدن 5/83 درصد گردید.
    کلیدواژگان: هگزافریت استرانسیوم، افزودن کروم، خواص مغناطیسی، حالت جامد
  • مجید پورانوری، پیروز مرعشی صفحه 35
    پژوهش حاضر به بررسی ارتباط مشخصه های ماکرو و میکروساختاری با خواص مکانیکی در جوش مقاومتی نقطه ای فولاد زنگ نزن آستنیتی (SS) به فولاد کم کربن (CS) می پردازد. بررسی های ماکروساختاری و ریزساختاری، ریزسختی-سنجی، آزمون کشش- برش بر روی اتصالات ایجاد شده انجام گردید. نشان داده شد ریزساختار محل اتصال بسته به میزان اختلاط دو فلز پایه (درجه رقت) وابسته می باشد که خود تابع جریان جوشکاری می باشد و از ساختاری شامل آستنیت، فریت و مارتنزیت تا ساختار کاملا مارتنزیتی تغییر می کند. اندازه ی دکمه ی جوش در طرف CS تعیین کننده ی کارایی مکانیکی اتصال SS/CS است و یک رابطه ی تقریبا خطی بین اندازه ی دکمه ی جوش و خواص مکانیکی (استحکام و انرژی شکست) وجود دارد. به طور کلی با افزایش جریان جوشکاری، ظرفیت تحمل نیرو و قابلیت جذب انرژی جوش های نقطه ای در آزمایش کشش- برش افزایش می یابد، اما با وقوع بیرون زدگی مذاب (در جریان های جوشکاری بیش از 12 کیلوآمپر) انرژی شکست به طور قابل توجهی کاهش می یابد.
    کلیدواژگان: جوش مقاومتی نقطه ای، جوشکاری فلزات ناهمجنس، ریزساختار، شکست
  • مهدی شایگانی مدد، بابک ژاله، غزاله اشرفی صفحه 51
    در سال های اخیر تحقیقات فراوانی درباره دی اکسید تیتانیوم و خصوصیات آن انجام شده که اکثر آنها به دلیل توانایی این ماده در حذف آلاینده ها و استفاده آن در سطوح خود تمیزشونده و مبدل های انرژی خورشیدی است. آناتاز و روتایل دو فاز بلوری اصلی دی اکسید تیتانیوم هستند. ساختار بلوری و خواص فیزیکی نانوذره دی اکسید تیتانیوم تحت عملیات حرارتی تغییر می کند. در این پژوهش اثر اندازه ذرات در انتقال فاز از آناتاز به روتایل تحت عملیات حرارتی بررسی و از دو پودر با میانگین اندازه دانه های 30 نانومتر (A) و 70 نانومتر (B) استفاده شده است. پودرها در دماهای 400- 1000 درجه سانتی گراد به مدت دو ساعت در حضور هوا گرمادهی و به آرامی سرد شدند. مشخصه-یابی پودرهای حاصل با میکروسکوپ الکترونی عبوری، تکنیک پراش اشعه ایکس و روش بت (BET) انجام شد. تغییر در اندازه و مورفولوژی دانه ها با میکروسکوپ الکترونی عبوری مشاهده شد، همچنین اثر اندازه ذرات روی انتقال فاز آناتاز و روتایل با پراش اشعه ایکس بررسی گردید. انتقال فاز برای پودر A در مقایسه با پودر B در دمای پایین تری صورت گرفت که احتمالا به واسطه تفاوت در ساز و کار رشد دانه ها برای پودر Aو B است.
    کلیدواژگان: تغییرات فاز، عملیات حرارتی، نانوذره دی اکسید تیتانیوم، اندازه دانه ها
  • سعید جبارزارع صفحه 59
    در این بررسی پس از انحلال یون های پررنات از غبار تشویه مولیبدنیت و تماس آن با رزین تعویض یونی آمبرلیت1 یون های پررنات و مولیبدات جذب رزین گردیدند. در مرحله اول دفع یون های مولیبدات توسط محلول با غلظت-های متفاوت هیدروکسید سدیم، اسید کلریدریک و اگزالات پتاسیم و در مرحله دوم دفع یون های پررنات توسط محلول با غلظت های متفاوت اسید پرکلریک، اسید نیتریک، اسید کلریدریک، اسید سولفوریک، تیوسیانات آمونیوم و نیترات آمونیوم انجام گرفت. در استخراج توسط رزین تعویض یونی هدف تعیین شرایطی است که بیشترین میزان دفع یون های مولیبدات و کمترین میزان دفع یون های پررنات در مرحله دفع یون های مولیبدات و بیشترین میزان دفع یون های پررنات در مرحله دفع یون های پررنات را داشته باشیم. با انجام آزمایش های تک باری بیشترین میزان دفع یون های مولیبدات توسط محلول هیدروکسید سدیم M7 و به میزان 1/91% و بیشترین میزان دفع یون های پررنات توسط محلول اسید پرکلریک M1 و به میزان 3/79% تعیین گردید.
    کلیدواژگان: یون های پررنات، استخراج، رزین تعویض یونی
  • مصطفی خدیوی صفحه 69
    خواص ایجاد شده در پوشش بستگی شدیدی با ریزساختار به وجود آمده در حین فرآیند اسپری حرارتی دارد. بنابراین مطالعه و شناخت ریزساختار پوشش ایجاد شده بر روی زیرلایه، امری ضروری و اجتناب ناپذیر است. در این پژوهش با استفاده از فرآیند پاشش شعله ای، پوشش فولاد زنگ نزن L316 بر روی فولاد ST37 تحت پارامترهای مختلف فاصله اسپری و ضخامت ایجاد گردید. سپس فازهای تشکیل شده در فصل مشترک پوشش- زیرلایه و ساختار میکروسکوپی آنها توسط دستگاه پراش پرتو ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) شناسایی گردید. سپس تاثیر فازهای موجود در پوشش بر خواص مکانیکی پوشش پاشش شعله ای، توسط آزمون ریزسختی مورد ارزیابی قرار گرفت. در نهایت روش-هایی جهت کاهش فازهای مضر در فصل مشترک پوشش زیرلایه تعیین گردید. نتایج نشان می دهد که فازهای مختلفی از جمله فازهای اکسیدی، فازهای بین فلزی و ناخالصی ها در فصل مشترک پوشش- زیرلایه تشکیل شده است. مطابق نتایج به دست آمده با افزایش فازهای اکسیدی، ذرات ذوب جزئی شده و تخلخل و مقدار ریزسختی پوشش پاشش شعله ای به شدت کاهش می یابد. لذا با افزایش فاصله اسپری در فواصل 9 تا 12 سانتی متر و کاهش در ضخامت پوشش می توان سبب کاهش میزان فازهای اکسیدی و کاهش تخلخل در پوشش گردید.
    کلیدواژگان: پاشش شعله ای، فازهای اکسیدی، تخلخل و فاصله اسپری
|
  • Sahebali Manafi, Mohammad-Reza Rahimipour Page 1
    Herein, we show that amorphous carbon nanoparticles (ACNPs) can be successfully transformed into multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) under an annealing at temperatures (1350-1380ºC), assisted by crystal defects via mechanothermal method.More importantly, the detailed observation of the morphologies and structures of the nanotubes and the related intermediate objects unveils that the transformation obeys following mechanism: nanoparticles first self-assemble into nanostructures with high-ultracrystal defects and then change into nanotubes via particle-particle coalescence and structural crystallization. Crystal phases were determined by X-ray diffraction (XRD). Scanning electron microscope (SEM) was applied to investigate the morphology. Themicrostructure of the CNT products were further observed by transmission electron microscope (TEM) and high resolution transmission electron microscope (HRTEM) with energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX). Raman spectra were taken at roomtemperature under ambient condition using an Almega Raman spectrometer with an Ar+ at an excitation wavelength of 514.5 nm.As a matter of fact, the method of mechanothermal guarantees the production of multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) for different applications, especially reinforcement materials because of ultra-high aspect ratio.
  • Monireh Azimi, Gholam Hossein Akbari Page 7
    Age-hardenable Cu-Zr alloys are used in electrical and thermal conductive elements such as resistance welding electrodes. In the present study, mixtures of pure copper and zirconium powders in 1, 3 and 6 weight percents of Zr were milled for four differenthours. As milled powder mixtures were subsequently cold-pressed and followed by sintering at 450, 600 and 750°C. Vickers microhardness measurements were performed on as milled and sintered samples. Resulted microstructures were studied by opticalmicroscopy. Results showed that hardness in samples increased by milling time. Recovery and recrystallization processes are much slower in samples with higher Zr-contents and in those milled for longer times. These observations were attributed to the interactions of solute Zr atoms and also precipitated Zr-riched particles with recovery and recrystallization processes.
  • Sanaz Naghibi, Amin Jamshidi, Ziarat Ali Nemati, Hossein Paidar Page 17
    High refractoriness, chemical resistance to slag, production possibility of clean steel, environmental compatibility and low cost are some of the advantages of Dolomite refractories in steel industry. Because of availability of dolomite in Iran, production ofthese refractories is profitable. One kind of the Dolomite refractories is Doloma Graphite refractories that because of good resistance to corrosion and thermal shock have wide usage in cement and steel industries. In this research, the properties of Dolomite-Graphite refractories with different additives and tempering condition were evaluated. The samples were manufactured with different grain size distribution of Dolomite and various amounts of Graphite and resin. The raw materials and their thermalbehaviors were studied by XRF, XRD and STA. After preparing the samples, the physical and mechanical properties, slag corrosion and thermal shock resistances were evaluated. The properties of the samples were evaluated up to 11% total Carbon in thesystem. The reduction in MOR of the specimens, before and after heat treatment was determined as a measurement of thermal shock resistance. The slag corrosion test was conducted based on the crucible test, at 1600°C for 5 hrs. Then, the depth ofpenetration was measured. The obtained results showed that due to the gradual changes in thermal behavior of resin and its weight reduction, the low temperature properties of the system were affected. The results showed that CCS of the samples was increased at the beginning and then decreased, when Graphite was added to the system. The thermal shock and slag corrosion resistance were also improved by adding graphite to the system
  • Amir Abbas Nourbakhsh, Mohsen Nourbakhsh, Mehrdad Shaygan, Salin Gharibian Page 25
    Strontium Hexaferrite Bodies attracted more attention in various industries such as: microwave, Dc motors, agriculture (irrigation) and etc. In this research, the effect of chromium ion addition on phase analysis, microstructure and magnetic propertiesof strontium hexaferrite bodies prepared by solid state synthesis have been investigated. Results show that not only molar ratio of iron oxide and strontium oxide(n = 6) but also first firing temperature(1210oC) to form magnetic phase of strontium hexaferrite andsecond firing temperature (1220oC) to obtain suitable magnetic properties of strontium hexaferrite bodies at presences of chromium must be considered. XRD and SEM investigations showed that optimum amount of chromium is 0/3 (SrCr0/3Fe11/7O19).Magnetic coercivity, remanent magnetization and rectangularity ratio (Hk/HCj) of sample were 3995 Oe, 3719 Gs and 83/5%, respectively.
  • Majid Pouranvari, Pirouz Marashi Page 35
    This paper aims at investigating the correlation among macro/microstructure haracteristics and mechanical properties in dissimilar resistance spot welding of AISI 304 austenitic stainless steel (SS) and AISI 1008 low carbon steel (CS). Macro andmicrostructural investigation, microhardness and tensile-shear test were performed. Results showed that the fusion zone microstructure was ranged from Ferrite-Austenite-Martensite to full martensite depending on the melting/dilution ratio of basemetals which in turn was governed by welding current. Fusion zone size in CS side is the determining factor for mechanical performance of CS/SS dissimilar welds. Generally there is a direct relation between mechanical performance (peak load and failureenergy) and FZ size of low carbon steel side. Generally, increasing the welding current increases the peak load and energy absorption. However, on expulsion observed in welding current higher than 12 kA, the energy absorption was dramatically reduced.
  • Mehdi Shayegani Madad, Babak Jaleh, Ghazaleh Ashrafi Page 51
    TiO2 has drawn much research attention in recent years because of possible applications to environmental purification, selfclean surface and solar energy converters. Anatase and rutile are the two major crystal phases of TiO2. Heat treatment can changecrystal structure and physical properties of TiO2 nanoparticles. In this work, the effect of particles size on anatase-rutile phase transformation due to heat treatment process has been studied. We have used powders with two different sizes with average sizesof 30 nm named as A and 70 nm named as B. The powders were annealed at 400, 500, 600, 700, 800, 900 and 1000°C for 2 h under ambient atmosphere and then cooled slowly. The titania powders obtained have been characterized using transmissionelectron microscopy (TEM), X-ray diffraction (XRD) and BET method. Grain size of samples and morphologic changes after heat treatment were observed by TEM, also particle size effect on the anatase-rutile phase transformation for A and B powders wereinvestigated by XRD technique. Phase transitions from anatase to rutile for powder A occurs at the lower temperature compared to powder B, that is probably due to difference of coarsening mechanism grain size for powder A and B.
  • Saeid Jabbarzare Page 59
    In this investigation after leaching rhenium from flue dust molybdenite and contact with Amberlite ion exchange resin perrhenate and molybdate ions adsorb to the resin. In the first stage of desorption,molybdenum was carried out by solution with different concentration of sodium hydroxide, chloridric acid and potassium oxalate and in the second stage of desorption, rhenium by solution with different concentration of perchloric acid, nitric acid, chloridric acid,sulphuric acid,ammonium thiocyanate andammonium nitride.In extraction by ion exchange resin, in the stage desorption of molybdenium aim is to determin the conditions in order to have the most desorption was for molybdenum and the least was for rhenium and in the stage desorption of rhenium aim is to determin the conditions in order to have the most desorption was for rhenium. After batch experiments the most amount desorption of molybdenum was obtaind 91.1% by 7M sodium hydroxide and the most amount desorption of rhenium was alsoobtaind 79.3% by 1M perchloric acid.
  • Mostafa Khadivi Page 69
    The properties of the coatings depend strongly on the microstructural evolution during the thermal spraying process. In this research, the microstructural evolution and oxidation behavior of 316L stainless steel coatings deposited by flame spraying methodwas studied. Furthermore, the effects of the spraying distance and thickness on the microstructural evolution during the thermal spraying process were studied. Fabricated layers were characterized using X-ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy(SEM) and microhardness testing. The test results indicated that the coatings consisted of porosity and oxidized phases. The increase in the levels of porosity and oxidized phases of the flame spraying coatings resulted in microhardness reductions. The results also inidated that by increasing the spraying distance to between 9 and 12 cm and decreasing the coatings thickness, there was a reduction in the coatings porosity levels and oxidized phases.