فهرست مطالب

فرآیندهای نوین در مهندسی مواد - پیاپی 41 (تابستان 1396)

نشریه فرآیندهای نوین در مهندسی مواد
پیاپی 41 (تابستان 1396)

  • تاریخ انتشار: 1396/07/05
  • تعداد عناوین: 10
|
  • مریم بیهقی* صفحات 1-25
    در این مقاله، تاثیر فعال سازی مکانیکی و سرعت افزایش دما (20 و °C/min40) بر رخداد واکنش ها در فرآیند سنتز کامپوزیت نانوساختار NiAl/Al2O3 از مخلوط پودری Ni، NiO و Al در گرمایش از 20 تا °C1300 مورد بررسی قرارگرفت. برای بررسی واکنش های رخ دهنده در نمونه ها، آنالیز دیفرانسیلی حرارتی، پراش سنجی اشعه ایکس و میکروسکوپی الکترونی روبشی انجام شد. در گرمایش نمونه های پودری بدون فعال سازی، واکنش گرمازای احیای NiO با Al و تشکیل فازهای Ni-Al در حضور آلومینیم مذاب رخ داد، درحالی که در اثر فعال سازی مکانیکی این واکنش ها در حالت جامد و در دمای پایین تر و به صورت مجزا از هم اتفاق افتاد. با کاهش سرعت گرمایش، واکنش ها در دمای پایین تر و به صورت تفکیک شده انجام شد. مکانیزم پیشنهادی برای رخداد واکنش ها در حین گرمایش پودر فعال سازی مکانیکی شده مطرح شد.
    کلیدواژگان: کامپوزیت، مواد نانوساختار، سنتز احتراقی، NiAl، Al2O3، فعال سازی مکانیکی، آسیاکاری مکانیکی، نرخ گرمایش
  • حمید فیض آبادی*، سید مهدی عباسی، مریم مرکباتی، رشید مهدوی، محمدرضا توکلی صفحات 27-40
    هدف از پژوهش حاضر، بررسی اثر میزان نورد سرد به همراه آنیل میانی و آنیل نهایی بر ریزساختار و خواص کششی سوپرآلیاژ Hastelloy X است. بدین منظور تسمه نورد گرم و آنیل انحلالی شده این آلیاژ به ضخامت 10 میلی متر تحت سه مرحله نورد سرد (در هر مرحله 50 درصد) همراه با آنیل میانی در دمای C°1175 به مدت نیم ساعت قرار گرفت تا این که ضخامت آن به 25/1 میلی متر رسید. سپس نمونه های آماده شده جهت آزمون کشش در محدوده ی دمایی C° 860-660، تحت عملیات آنیل در محدوده دمایی C°1200-1100 به مدت یک ساعت قرار گرفتند. خواص کششی دمای محیط و دمای بالا همراه با ریزساختار تسمه ها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بررسی ریزساختار نمونه آنیل انحلالی شده در دمای C°1175 به مدت یک ساعت نشان داد که فاز زمینه آستنیت و ذرات موجود کاربیدM6C غنی از مولیبدن می باشند. نتایج آزمون کشش گرم نمونه های آنیل شده در دماهای 1100، 1150 و C°1200 نشان داد که حداقل داکتیلیته به ترتیب در دماهای 760، 760 و C°860 به دست آمد. همچنین مشخص شد که استحکام تسلیم در سوپرآلیاژ Hastelloy X برای محدوده ی دمایی C°660 تا C°860 مستقل از دما است که دلیل آن می تواند رسوب کاربیدهای M6C غنی از مولیبدن باشد.
    کلیدواژگان: سوپرآلیاژ Hastelloy X، نورد سرد، آنیل، ریزساختار، خواص کششی
  • یاسمن صابری کاخکی*، سعید ناطق، شمس الدین میردامادی صفحات 41-56
    در پژوهش حاضر کامپوزیت آلومینیوم تقویت شده با 4 درصد حجمی نانوذرات کاربید سیلسیم به روش آلیاژسازی مکانیکی تولید گردید و نمونه های نانوکامپوزیتی متخلخل با روش های مختلف تعیین خواص خزشی (با مزیت زمان کوتاهتر انجام آزمون) مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج بیانگر وجود ضریب ثابت (2) مرتبط کننده نرخ خزش فرورونده به نرخ خزش فشاری در تنش فرورونده( برابر با 90 و 97 و111 مگاپاسکال) سه برابر تنش خزش فشاری(30 و 5/32 و 35 مگاپاسکال) در نانوکامپوزیت متخلخل می باشد. تصاویر ریزساختاری توزیع حفرات در کامپوزیت بیانگر ایجاد شرایط مشابه حالت پایدار با توزیع یکنواخت نسبی حفرات و توزیع یکنواخت نسبی نانوذرات کاربید سیلسیم در کامپوزیت می باشد که این نتایچ با آزمونهای خزشی تایید شده است. همچنین آزمون رهاسازی تنش بیانگر کاهش سرعت رهاسازی تنش با افزایش زمان (کارسختی) و نقش تغییرات (کم) توزیع حفرات (به عبارتی نانوذرات) در تغییر نرخ رهاسازی تنش می باشد.
    کلیدواژگان: خزش فرورونده، خزش رهاسازی تنش، خزش فشاری، نانوکامپوزیت متخلخل
  • صاحبعلی منافی، مجتبی جعفریان، محسن صالحی* صفحات 57-64
    در این پژوهش ابتدا پودرهای مغناطیسی Ba(Mg،Ti)xFe12-2xO19 و Ba(Zn،Cu)xFe12-2xO19 با مقدار 5/0=x با استفاده از فرایند آلیاژسازی مکانیکی در یک آسیاب پر انرژی تهیه شد. در ادامه یک نمونه پودری به صورت خالص و دو نمونه پودر دوپ شده تولید شد. سپس به منظور بررسی فازی، مورفولوژیکی و خواص مغناطیسی به ترتیب از آنالیزهای پراش اشعه ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FE-SEM) و مغناطیس سنج نمونه مرتعش (VSM) استفاده شد. الگوهای اشعه ایکس در دمای °C 1000 موید تشکیل ترکیب تقریبا تک فاز هگزافریت باریم بود. تصاویر میکروسکوپ الکترونی بیانگر تشکیل مورفولوژی هگزاگونال صفحه ای به واسطه رشد ترجیحی ذرات در جهات ab کریستالوگرافی بود. بررسی های مغناطیسی نشان داد حضور یون های دیامغناطیس شامل روی و مس در ساختار هگزافریت باریم اثر بیشتری نسبت به کاتیون های پارامغناطیس منیزیم و تیتانیوم در کاهش پارامترهای مغناطش اشباع و نیروی وادارندگی داشته است. در نهایت بالاترین مغناطش اشباع (emu/g53) از نمونه با ترکیب BaMg0.5Ti0.5Fe11O19 و کمترین نیروی وادارندگی (Oe 50) از نمونه تولید شده با ترکیب BaZn0.5Cu0.5Fe11O19 بدست آمد.
    کلیدواژگان: هگزافریت باریم، مغناطش، نیروی وادارندگی، پارامغناطیس، دیامغناطیس
  • لیلا رضازاده * صفحات 65-76
    در این پژوهش سرعت نشتی و میانکنش شیمیایی ترکیبات متعلق به سه مثلث ترکیبی متفاوت از سیستم BaO-B2O3-SiO2 با نسبت مولی B2O3/SiO2 ثابت و فواصل نسبت مولی یکسان BaO/SiO2، با آلیاژ AISI430 یه منظور کاربرد در پیل های سوختی اکسید جامد، مورد بررسی قرار گرفت. بررسی رفتار تغییر فرم نمونه ها در دمای آب بندی در طی زمان نشان داد که تغییر فرم قابل توجهی در ترکیبات در طی زمان 2 ساعت اتفاق نیفتاد. نشتی نمونه های ساندویجی سه لایه الکترولیت/ شیشه آب بند/ آلیاژ اتصال دهنده به کمک دستگاه نشت یاب هلیمی ارزیابی شد. نتایج نشان داد که ترکیب دارای 32 درصد اکسید باریم (Ba32) نشتی محسوسی نداشت. سرعت نشتی نمونه های Ba37 در محدوده قابل قبول برای آب بندهای پیل سوختی اکسید جامد (Pa.m3/s 7-10-8-10) بود. نشتی نمونه های Ba42 نیز در محدوده نشتی بسیار زیاد (Pa.m3/s 3-10-4-10) قرارداشت. در مرحله بعد میانکنش احتمالی بین شیشه و آلیاژ اتصال دهنده بعد از عملیت نهایی آب بندی و نگهداری در دمای کاری به مدت 100 ساعت به کمک تکنیک آنالیز نقطه ای و خطی دستگاه SEM بررسی شد. شیشه- سرامیک های Ba32 و Ba37 به خوبی به آلیاژ اتصال دهنده AISI430 اتصال یافتند و هیچ نوع فاصله یا فضای خالی حتی در لبه های اتصال مشاهده نشد. فصل مشترک اتصال هموار و عاری از هرگونه عیب بود و در طی ماندگاری در دمای C°800 به مدت 100 ساعت نیز واکنش تخریب کننده ای اتفاق نیفتاد.
    کلیدواژگان: مواد درزگیر، شیشه- سرامیک، نشتی، میانکنش شیمیایی، پیل سوختی اکسید جامد
  • مهدی رفیعی*، محمدحسین عنایتی، فتح الله کریم زاده صفحات 77-86
    در این پژوهش نانوکامپوزیت (Fe،Ti)3Al-Al2O3 از طریق واکنش احیای هماتیت توسط آلومینیوم در حین فرایند آسیاب کاری سنتز شد. بدین منظور پودرهای Al، Ti و Fe2O3 با نسبت اتوکیومتری 1:1:3 در یک آسیاب گلوله ای با هم مخلوط شدند. تغییرات ساختاری ذرات پودر و همچنین مورفولوژی ذرات پودر در زمان های مختلف آسیاب کاری توسط آزمون های پراش پرتو ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مطالعه شدند. عملیات آنیل و همچنین آنالیز حرارتی افتراقی (DTA) جهت بررسی رفتار حرارتی ذرات پودر انجام شد. مشاهده شد واکنش تولید نانوکامپوزیت (Fe،Ti)3Al-Al2O3 در حین آسیاب کاری در دو مرحله اتفاق می افتد. ابتدا احیای هماتیت توسط آلومینیوم و در ادامه واکنش میان عناصر آهن، آلومینیوم و تیتانیوم و تشکیل ترکیب بین فلزی (Fe،Ti)3Al . اندازه دانه و کرنش داخلی ذرات پودر پس از 100 ساعت آلیاژسازی برای فاز Al2O3 به ترتیب برابر با 20 نانومتر و 3 درصد محاسبه شد. همچنین آسیاب کاری به مدت زمان طولانی تر باعث وقوع واکنش احیای هماتیت توسط آلومینیوم قبل از ذوب آلومینیوم در حین آنالیز DTA شد.
    کلیدواژگان: آسیاب کاری، نانوکامپوزیت، آنالیز حرارتی افتراقی، ترکیب بین فلزی
  • مسعود ارسطویی، علی دوست محمدی* صفحات 87-98
    هدف از این پژوهش، ساخت و مشخصه یابی داربست تیتانیومی پوشش داده شده با آکرمانیت برای استفاده در مهندسی بافت استخوان می باشد؛ به منظور ساخت داربست تیتانیومی، پودر تیتانیوم اولیه را با ذرات عوامل فضاساز (کلرید سدیم) تهیه و همچنین پوشش آکرمانیت به روش سل- ژل تهیه و بر روی داربست اعمال شد؛ سپس پوشش سنتز شده به روش سل- ژل بر روی سطح داربست تیتانیومی قرار گرفت؛ داربست‏های پوشش داده شده بعد از عملیات حرارتی توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و طیف سنجی توزیع انرژی پرتو ایکس (EDX) بررسی شدند؛ برای ارزیابی زیست فعالی از مایع شبیه‏سازی شده بدن (SBF) استفاده شد و تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی از سطح داربست تیتانیومی بدون پوشش و داربست تیتانیومی پوشش داده شده با آکرمانیت را پس از 21 و14-7-3 روز غوطه وری در محلول شبیه ‏سازی شده بدن (SBF) تهیه شد؛ آنالیز پراش پرتو ایکس (XRD) وجود پیک های فاز آکرمانیت را در پوشش تایید کرد؛ طبق نتایج به دست آمده، ایجاد یک پوشش آکرمانیت می تواند زیست فعالی سطح داربست تیتانیومی را افزایش دهد و نتیجه گیری نهایی این پژوهش نشان می دهد داربست تیتانیومی پوشش داده شده با آکرمانیت گزینه مناسبی برای استفاده در مهندسی بافت استخوان خواهد بود.
    کلیدواژگان: مهندسی بافت، داربست تیتانیومی، آکرمانیت، زیست فعالی، زیست سازگاری
  • علی کفلو *، مونا معیری صفحات 99-107
    امروزه با توجه به کاهش منابع انرژی، استفاده از مواد نو به منظور افزایش بازدهی تجهیزات مورد استقبال صنایع مختلف واقع شده است. پوششهای با شار حرارتی بالا (High Flux Tube) دسته ای از پوششهای متخلخل هستند که با استفاده از ذرات پودر و فرایند تفجوشی بدون فشار بر روی سطح ایجاد و علاوه بر افزایش سطح، با افزایش نقاط فعال جوانه زنی و نفوذپذیری موجب تسریع فرایند جوشش می شوند. درصد تخلخل، استحکام مکانیکی و نفوذ پذیری حرارتی سطح از مهمترین خواص فیزیکی این پوششها هستند که از مورفولوژی و اندازه ذرات پودر اولیه و همچنین از شرایط زینترینگ تاثیر می پذیرند.
    در این پژوهش نقش مورفولوژی ذرات پودر اولیه بر خواص فیزیکی (تخلخل، استحکام چسبندگی و نفوذپذیری) پوششهای HF مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور پودرهای کروی، شاخواری و نامنظم در یک کوره اتمسفر کنترل تحت گاز احیایی(H2-N2) و یک سیکل مشخص و با استفاده از یک بایندر پلیمری بدون فشار بر پایه مس زینتر شدند. بر روی پوششهای بدست آمده آزمون تخلخل سنجی انجام شد. نتایج بدست آمده برای ذرات کروی، شاخواری و نامنظم بترتیب 5/24، 5/49 و 58 درصد بود. استحکام چسبندگی برای نمونه های ذکر شده مقادیر4/1، 52/0 و 82/0 kN را نشان داد. نفوذپذیری پوششها در محدوده12-10×3/3 تا 12-10×8/4 متر مربع بدست آمد. نتایج نشان داد پودر نامنظم با بیشترین درصد تخلخل دارای کمترین استحکام و بیشترین نفوذپذیری است. در حالیکه ذرات پودر کروی دارای کمترین درصد تخلخل و نفوذپذیری و همچنین بیشترین استحکام می باشند.
    کلیدواژگان: پوشش متخلخل، شار حرارتی، تفجوشی، نفوذپذیری، پودر مس
  • حسین پایدار، محمد مهدی غفاری *، محمدرضا خانزاده قره شیران صفحات 109-122
    در این تحقیق مخلوطی از پودرهای فروکروم (مقدار متغیر) و فرومولیبدن و گرافیت (به مقدار ثابت) از طریق جوش کاری قوس تنگستن گاز GTAW بر روی زمینه فولاد ساده کربنی st37 روکش کاری شدند. بررسی خواص لایه ایجاد شده بر روی زیرلایه مربوطه با استفاده از میکروسکوپ های نوری و الکترونی روبشی (SEM)، میکروآنالیزور عنصری (EDS) و ریزسختی سنجی صورت گرفت. آنالیز پرتو ایکس (XRD) مشخص نمود که ریزساختار نمونه های مورد آزمایش متشکل از آستنیت وکاربیدهای (Cr،Fe)7C3 هستند. علاوه بر این مشخص شد که با افزایش کربن و کروم، بخشی از کربن صرف تشکیل کاربید کروم Cr7C3 شده و بقیه آن در ایجاد کاربید مولیبدن نقش داشته وکروم موجب افزایش سختی می شود. نتایج آزمون سایش بالاترین مقاومت به سایش را مربوط به نمونه حاوی 13.459=Cr نشان داده است. مطالعه نمونه ها با استفاده از میکروسکپ الکترونی سطوح سائیده شده نمونه ها مشخص نمود که مکانیزم سایش در نمونه های هیپویوتکتیکی از نوع شخم زنی می باشد.
    کلیدواژگان: ریزسختی سنجی، هیپویوتکتیک، سخت کاری سطحی
  • حمیده اسماعیلی، ساناز نقیبی*، شیرین کردزنگنه صفحات 125-134
    برای بهبود خواص پوشش های آلی می توان با اضافه کردن پرکننده هایی مانند نانو ذرات سرامیکی، پوشش را تقویت کرد. در تحقیق حاضر پوشش نانوکامپوزیتی آلی- معدنی شامل نانو ذرات سیلیکون کاربید در زمینه آلکیدی بر روی زیر لایه فولاد زنگ نزن L316 اعمال شده است. در این راستا از مقادیر 1، 2 و 3 درصد وزنی نانو ذرات سیلیکون کاربید در زمینه رزین آلکیدی و به منظور تهیه نانوکامپوزیت استفاده گردید. به منظور پخش مناسب نانو ذرات در زمینه پلیمری از همزن مغناطیسی و دستگاه اولتراسونیک بهره گرفته شد. فرآیند غوطه وری نیز به عنوان روش پوشش دهی انتخاب گردید. برای بررسی مورفولوژی و توپوگرافی سطح پوشش از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و میکروسکوپ نیروی اتمی AFM)) استفاده شد. مقاومت به خوردگی پوشش با آزمون پلاریزاسیون تافل، طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی EIS)) و آزمون مه نمکی مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج آزمون های خوردگی نشان داد که افزودن نانو ذرات سیلیکون کاربید در زمینه آلکیدی باعث افزایش مقاومت به خوردگی و کاهش جریان خوردگی شد و نمونه حاوی 3 درصد وزنی نانو ذرات با کاهش دانسیته جریان از6-10×20/9 به 9-10×20/2 نسبت به فولاد زنگ نزن به عنوان نمونه ی با بالاترین مقاومت به خوردگی انتخاب شد. نتایج آزمون چسبندگی پوشش با استفاده از روش کراس کات کاهش میزان جدا شدن پوشش از زیرلایه را از 9% به 4% نشان داد. ضخامت پوشش در حدود 20 میکرومتر تعیین گردید.
    کلیدواژگان: رزین آلکیدی بلند، سیلیکون کاربید، فولاد، پوشش دهی، خوردگی
|
  • Maryam Beyhaghi * Pages 1-25
    The paper investigates influence of mechanical activation and heating rate (20°C/min and 40°C/min) on reactions occurrence in combustion synthesis process of nanostructured NiAl-Al2O3 composites by heating of Ni, NiO and Al powder mixture from 20°C to 1300°C. To study reactions occurrence, differential thermal analysis (DTA), X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) were utilized. By heating the sample without mechanical activation, exothermic reaction of NiO reduction by Al and Ni-Al intermetallic phases production happened in the presence of molten Al; while mechanical activation caused occurrence of these reactions at lower temperatures and separately. By decrement in heating rate, reactions happened separately at lower temperatures. A mechanism for reactions occurrence during heating of mechanically activated sample is proposed.
    Keywords: Composite, Nanostructured Materials, Combustion Synthesis, NiAl, Al2O3, Mechanical Activation, Mechanical Milling, Heating Rate
  • Hamid Fayzabadi * Pages 27-40
    In this study, the effects of cold rolling and intermediate and final annealing on the microstructure and tensile properties of Hastelloy X alloy was investigated. Three-stage cold rolling followed by intermediate annealing at 1175 ºC for 0.5 hr were performed on 10 mm thick strip at hot rolled and solution annealed condition to obtain the final thickness of 1.25 mm. The specimens prepared for tensile test within temperature range 660- 860 ºC, annealed at 1100-1200ºC for 1 hr. Microstructural investigation of the specimen’s solution annealed at temperature 1175 ºC indicated the matrix is austenite and dispersed particles are M6C carbides which are molybdenum rich precipitates. Hot tensile test results for specimens annealed at 1100, 1150 and 1200 ºC indicated a minimum ductility, at 760, 760 and 860 ºC, respectively. Tensile tests showed that the yield strength of the alloy had a weak temperature-dependence for temperature range 660- 860ºC, due to precipitation of molybdenum rich M6C carbides.
    Keywords: Hastelloy X Superalloy_Cold Rolling_Annealing_Microstructure_Tensile Properties
  • Yasamin Saberi * Pages 41-56
    In the present study, Al-4 vol .% SiC composites were produced by mechanical alloying and the correspondence of the creep results were obtained from different methods (the advantages of lower time of test). The coefficient between impression and compression creep rate for stresses of 30 and 32.5 MPa and 35 MPa and impression stresses of three times of compression stresses (90, 97 and 111 MPa) were constant (2.5) in different microstructures. This constant coefficient showed that the condition of composite production was similar to the steady state condition of mechanical alloying process and has been proved with composite microstructure. According to the relaxation results, the different nano SiC distribution and the porosities lead to the variations in the steady state relaxation rate and the relaxation rate decrease with time was due to the work hardening mechanism. Also the high amount of coefficient showed that the effect of porosity was more than nano SiC in impression and relaxation rate increase.
    Keywords: compression creep, impression creep, relaxation creep, porous nanocomposite
  • Sahebali Manafi, Mohsen Salehi * Pages 57-64
    in this study, magnetic powders Ba (Mg, Ti)xFe12-2xO19 and Ba (Zn, Cu)xFe12-2xO19 with x=0.5 using mechanical alloying process a high-energy mill was prepared. Continuing a sample of pure powder and two samples doped powder was produced.In order to evaluate the phase, morphological and magnetic properties by X-ray diffraction analysis (XRD), field emission scanning electron microscope (FE-SEM) and vibrating sample magnetometer (VSM) was used. X-ray patterns in temperature 1000°C confirming the composition was almost single phase barium hexaferrite. SEM represents a hexagonal plate morphology due to preferential growth of particles in the ab crystallographic directions, respectively. Magnetic studies revealed the presence of diamagnetic ions of zinc and copper in the structure of barium hexaferrite more effective than paramagnetic cations magnesium and titanium saturation magnetization and the coercivity is reduced parameters. high saturation magnetization (53emu/g) of the sample produced composition and the lowest power BaMg0.5Ti0.5Fe11O19 coercivity (50Oe) of the samples were obtained by combining BaZn0.5Cu0.5Fe11O19
    Keywords: Barium hexaferrite, magnetization, coercivity, paramagnetic, diamagnetic
  • Leila Rezazade * Pages 65-76
    In the present work, adhesion, leak rate and chemical compatibility of a series of borosilicate-based glasses, belong to ternary BaO–SiO2–B2O3 system, with AISI 430 alloys as interconnect were investigated for solid oxide fuel cell applications. Deformation behaviors of selected glasses at sealing temprature with time were characterized. Significant deformation was not appeared in the samples overtime at sealing temperature. In the next step, the leakage tests of AISI430/glass-ceramics couples were performed. Glass containing 32 % molar BaO (Ba32) had no gas leakage; a low leak rate of 10-7 to 10-8 Pam3s-1 was obtained for the glass with 37 % molar BaO (Ba37) and big leak of the system (10-3 to 10-4 Pam3s-1) for Ba42. Possible interfacial reactions between the as-received glass and cell ingredients and aging up to 100 h were also studied by scanning electron microscopy in conjunction with energy-dispersive X-ray spectroscopy and X-ray dot mapping. The results showed the Ba32 and Ba37 glasses coupled with AISI430 had fine adhesion, remained stable under these conditions and were compatible with the interconnect. So, the use of these glass-ceramics will be successful in joining the ceramic electrolytes to the metallic interconnect.
    Keywords: glass-ceramic sealant, chemical interaction, leak rate, SOFC
  • M. Rafiei *, M.H. Enayati, F. Karimzadeh Pages 77-86
    In this research the (Fe,Ti)3Al-Al2O3 nanocomposite was synthesized via the reduction of Fe2O3 by Al during mechanical alloying (MA). For this purpose the Al, Ti and Fe2O3 powders were mixed with molar ratio of 3:1:1in a planetary ball mill. The structural and morphology of powder particles during different milling times were characterized by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscope (SEM). In order to study the thermal behavior of powder particles, Heat treatment and differential thermal analysis (DTA) were done. It was found that, the reaction of nanocomposite formation is occurred in two stages during MA. The first and second reactions were reduction of Fe2O3 by Al and (Fe,Ti)3Al formation, respectively. The crystallite size and internal strain of powder particles for Al2O3 phase after 100 h of MA, were 20 nm and 3%, respectively. Also ball milling for long time led to the reduction of Fe2O3 by Al before Al melting during DTA.
    Keywords: Ball Milling, Nanocomposite, DTA, Intermetallic Compound
  • Masoud Arastooei, Ali Doostmohammadi * Pages 87-98
    This work aimed at manufacturing and characterizing of titanium scaffolds which is coated with Akermanite for using in bone tissue engineering. In order to creating titanium scaffolds, the primary titanium powder was prepared with spacer particle elements (sodium chloride). Akermanite coating was prepared through sol-gel method and applied on the scaffold. The prepared structure was evaluated using scanning electron microscopy (SEM). Coated scaffolds were evaluated after heat treatment by scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX). In terms of assessing the bioactivity of titanium scaffolds, the samples were immersed in simulated body fluid (SBF). Scanning electron microscopy images of the uncoated and coated titanium scaffolds was prepared after 3,7,14 and 21 days immersing in simulated body fluid (SBF); X-Ray Diffraction analysis (XRD) confirmed the peaks of Akermanite phase in coated samples. According to the results, our study showed that coating of Akermanite on Ti scaffold can increase the bioactivity of titanium scaffolds. The final conclusion of this study confirmed that titanium scaffolds coating with Akermanite will be a suitable and useful choice in bone tissue engineering.
    Keywords: Ti Scaffold, Akermanite, Bioactivity, Tissue Engineering
  • Ali Kaflo * Pages 99-107
    Recently, with decreasing energy resources, it is favorable to use new materials to increase efficiency. High heat flux coating is one of the porous coatings that are created on base plate with pressure less sintering of powders. These coatings increase surface, besides increasing bubble nucleation sites and permeability. Porosity volume, deboning strength and permeability are the most important physical property of these coatings that affected by powder size and powder morphology as well as sintering conditions. In this research, the effect of powder morphology on physical properties (porosity, deboning strength and permeability) of High Heat Flux porous coatings was investigated. Spherical, dendritic and irregular powders by using a polymeric binder were created on Cu base plate in an atmospheric control furnace (H2-N2) with specified heat treatment cycle (without any pressure). Porosimetery test was carried on porous coating samples. Results for spherical, dendritic and irregular powders were 24.5, 49.5 and 58% respectively. For mentioned samples, deboning strength was, 1.4, 0.52 and 0.82 (kN). Permeability of samples was in 3.3×10-12 to 4.8×10-12 (m2) range. Results show that maximum permeability and porosity were belonged to the irregular powder with minimum strength and spherical powder with maximum strength has minimum permeability and porosity.
    Keywords: Copper - Nickel Powder_Sintered Porous Wicks_Porosity_Permeability_Mechanical Alloying
  • Mohamadmehdi Ghafari * Pages 109-122
    In this research, a combination of Ferro- chromium powders (variable amount) and ferromolybdenum and graphite (constant amount) were coated on the st37 carbon steel substrate through Gas Tungsten Arc Welding (GTAW). In order to study properties of the layer established under the layer, scanning electron microscope (SEM), EDS element microanalysis and microhardness assessment have been used, and x-ray diffraction analysis (XRD) specified that microstructure of the samples consists of austenite and (Cr,Fe)7 , C3 carbides. In addition, it was specified that by the increase of carbon and chromium containing hard face layers, a part of carbon is spent on the formation of Cr7C3 chromium carbide, and the remainder has played a role in the formation of molybdenum carbide and chromium led to the increase of hardness. Results of the wear test specified that the highest wear resistance relates to a sample containing 13.45 chromium percentage. SEM investigation of worn surfaces in the samples specified that wear mechanism was plowing type, cutting type and cracking type.
    Keywords: microhardness assessment, hypotectic, hard face layer
  • Hamideh Esmaeili, Sanaz Naghibi *, Shirin Kordzangeneh Pages 125-134
    To improve the properties of the organic coatings ceramic nanoparticles can be applied. In the present study, inorganic-organic nanocomposite coating contains SiC nnoparticles and alkyd resin was applied on the stainless still substrates. In this regard 1, 2 and 3 wt% of SiC nanoparticles were used to prepare the nanocomposite. In order to achieve a homogeneous mixture of nanoparticles and polymeric resin, magnetic stirrer and ultrasonic device were used. The coatings were deposited on the substrates by dipping technique. To study the morphology thickness and surface of the coatings, scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM) were used. The corrosion resistance of the coatings was investigated by polarization Tafel test, electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and salt spray. Corrosion test results showed a reduction of corrosion current and an increasing in the corrosion resistance of substrate with nanocomposites coating and the sample with 3 wt% nanoparticles was selected as optimum sample by reducing current density from 9/2×10-6 to 2/2×10-9. The results of adhesion test by cross-cut method showed the reduction of coating separation from 9% to 4%. The coating thickness of sample was measured about 20 μm.
    Keywords: Long alkyd resin, SiC, Steel, Coating, Corrosion