فهرست مطالب

فصلنامه مواد پیشرفته در مهندسی
سال بیست و نهم شماره 2 (پاییز 1389)

  • تاریخ انتشار: 1389/10/11
  • تعداد عناوین: 5
|
  • جمشید آقازاده مهندسی، علی نظری صفحه 1
    در این مقاله انرژی ضربه چارپی فولادهای مرتبه ای در حالت توقفگر ترک، بررسی شده است. فولادهای مرتبه ای که دارای لایه های فریتی، آستنیتی، بینیتی و/یا مارتنزیتی اند را می توان توسط فرایند ذوب سرباره الکتریکی به دست آورد. نتایج آزمایش ضربه نشان دادند که موقعیت نوک شیار و فاصله آن از تک فازهای بینیت و مارتنزیت عوامل اصلی تعیین کننده انرژی ضربه نمونه هایند. اندازه منطقه مومسان جلوی نوک شیار در یک ماده مرتبه ای بسته به شیب انرژی ضربه کم و یا زیاد می شود. هرچه نوک شیار به فاز ترد نزدیکتر باشد، انرژی ضربه کمتر می شود و بالعکس. تاثیر اندازه منطقه مومسان بر انرژی ضربه چارپی نیز به طور نظری بررسی شده است.
  • علی مغزیان، احمد منشی، محمدحسین فتحی صفحه 13
    در دهه اخیر تیتانات کلسیم به عنوان بیوسرامیکی با خواص مکانیکی مطلوب و خواص زیستی قابل قبول برای کاربردهای ارتوپدی مورد استفاده در بدن معرفی شده است. در این پژوهش، پوشش نانوساختار تیتانات کلسیم با استفاده از روش پوشش دهی غوطه وری سل-ژل بر روی زیرلایه تیتانیومی برای استفاده در کاربردهای زیستی-پزشکی تولید شد. از تیتانیوم ایزوپروپوکساید و نیترات کلسیم به عنوان مواد اولیه استفاده شد. پس از پوشش دهی، نمونه ها تحت عملیات گرمادهی سریع دردمای 800 درجه سانتیگراد قرار گرفتند. برای بررسی ساختار فازی، گروه های عاملی و مورفولوژی سطحی پوششهای تولید شده از روش پراش پرتو ایکس (XRD)، طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) استفاده شد. نتایج نشان داد که پوشش نانوساختار یکنواخت و عاری از ترک با ساختار کریستالی پرووسکایت با موفقیت تهیه شده است.
  • حامد ادریس، محمدحسین فتحی صفحه 23
    ساخت بیوموادی که توانایی تشکیل یک پیوند مستحکم با بافت استخوان برای ترمیم مناسب سیستم اسکلتی استخوان را داشته باشد، یکی از اهداف محققان علم بیومواد است. شیشه های زیست فعال در سیستم CaO-SiO2-P2O5 به دلیل توانایی پیوند با بافتهای نرم و سخت از جمله مهمترین بیومواد مصرفی در پزشکی و دندان پزشکی برای کاربردهایی چون ترمیم عیوب استخوانی و نوسازی فک و صورت اند. هدف از پژوهش حاضر، تولید نانو پودر شیشه زیست فعال با روش سل- ژل و شناسایی مناسبترین ترکیب آن برای کاربرد در بدن است. سه ترکیب مختلف (58S،49S،45S) به روش سل- ژل تهیه شد. از تکنیک پراش پرتو ایکس (XRD) و روش فلورسانس اشعه ایکس (XRF) برای مشخصه یابی و ارزیابی ساختار شیشه ای و آمورف محصول تولیدی و بررسی ترکیب شیمیایی نانو پودرهای تهیه شده بهره گرفته شد. سپس به کمک میکروسکوپ الکترونی عبوری(TEM) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) شکل و اندازه ذرات ارزیابی شد. در ادامه، به منظور بررسی زیست فعالی نانو پودرهای تهیه شده، شیشه های زیست فعال تولیدی در مایع شبیه سازی شده بدن (SBF) در دمای 37 درجه سانتیگراد به مدت سی روز غوطه ور شد. پس از آن، از روش های طیف سنجی مادون قرمز (FTIR) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) برای بررسی تشکیل لایه آپاتیت و تعیین زیست فعالی نانو پودرهای تهیه شده، استفاده شد. ارزیابی با میکروسکوپ الکترونی عبوری، حصول پودر در اندازه های زیر 100 نانومتر را تایید کرد. آزمونهای به عمل آمده، تشکیل لایه آپاتیت را بر روی نانو پودرهای تولیدی تایید کرد که نشان دهنده زیست فعالی شیشه های زیست فعال بود. نتایج آزمایشات نشان داد که شیشه زیست فعال با ترکیب S45 زیست فعالی بیشتری نسبت به دو ترکیب S49 و S58 دارد. شایان ذکر است از طریق بهینه سازی ترکیب شیمیایی شیشه زیست فعال امکان استفاده از نانو پودر شیشه های زیست فعال برای کاربردهای پزشکی و به ویژه ترمیم استخوان و درمان نواقص استخوانی تسهیل می شود.
  • ایرج کاظمی نژاد، ندا منزوی زاده، منصور فربد صفحه 35
    در این تحقیق نانوسیمهای آلیاژی CoCu و NiCu درون حفره های قالب پلی کربنات با قطر اسمی 30nm به روش الکتروانباشت تهیه شدند. به منظور رشد نانوسیمهای CoCu و NiCu به ترتیب از دو الکترولیت مجزای حاوی نمکهای Co، Cu وNi، Cu استفاده شد. برای بررسی رفتار پتانسیودینامیکی الکترولیتها و تعیین ولتاژ بهینه انباشت، منحنیCV مربوط به هر یک از الکترولیتها تهیه و مورد مطالعه قرار گرفت. ساختار نانوسیمها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی عبوری مطالعه شد و نتایج نشان داد که نانوسیمهای ایجاد شده دارای ساختار بس بلوری، طولهای مختلف و قطر میانگین 80nm هستند. سپس به منظور کنترل میزان ترکیب شیمیایی محصولات، نانوسیمها تحت ولتاژ انباشت مختلف تهیه شدند. تحلیل EDX نشان داد که به ازای پتانسیلهای انباشت بین V -0.5 تا V -0.8 فقط Cu انباشت شده و درصد وزنی اتمهای Ni و Co همه نمونه ها صفر است. از پتانسیل V -0.85 علاوه بر انباشت Cu انباشت Co و از پتانسیل V -0.9 علاوه بر انباشت Cu انباشت Ni آغاز می شود و به این ترتیب نانوسیمهای آلیاژی CoCu و NiCu با میزان ترکیب شیمیایی متفاوت از هر یک از الکترولیتها حاصل می گردند.
  • هادی ابراهیمی فر، مرتضی زند رحیمی صفحه 45
    به منظور افزایش بازدهی و عمر کاری صفحات اتصال دهنده فلزی مورد استفاده در سلولهای سوختی اکسید جامد از پوششهای محافظ و رسانا استفاده می شود. در این پژوهش فولاد فریتی زنگ نزن 430 AISI در یک مخلوط پودری پایه کبالت به روش سمانتاسیون فشرده پوشش داده شد و تاثیر ضخامت لایه اکسیدی کرومیا (Cr2O3) بر روی مقاومت سطحی ویژه (ASR) توسط آنیل همدما در 800oC و آنیل ناهمدما در دماهای بین oC 400-900 بررسی شد. نتایج نشان داد که تشکیل اسپینلهای MnCo2O4 و CoCr2O4 در طول اکسیداسیون، هدایت الکتریکی را بهبود می دهد. افزایش زمان آنیل همدما و افزایش دمای آنیل باعث افزایش ضخامت لایه اکسیدی شده که در نتیجه موجب افزایش ASR می شود
|
  • J. Aghazadeh Mohandesi, A. Nazari Page 1
    Charpy impact energy of functionally graded steels in the form of crack arrester configuration was investigated.Functionally graded steels which contain layers of ferrite, austenite, bainite and/or martensite could be produced by electroslag remelting. The results showed that notch tip position and the distances of notch with respect to the bainite and martensite layers significantly affect the impact energy of the specimens. Generally, the plastic deformation zone ahead of a crack in a functionally graded material depends on the position of the notch tip where according to the direction of gradient slope may increase or decrease. The closer the notch tips to the brittle phase, the smaller the impact energy of the specimen and vice versa.The effect of plastic zone size on impact energy of functionally graded steels was notionally investigated.
    Keywords: Functionally graded steels, Impact energy, Crack arrester configuration, Plastic zone size
  • A. Maghzian, A. Monshi, M.H. Fathi Page 13
    In the last decade, Calcium Titanate has been introduced as a bioceramic with acceptable mechanical and biological properties for orthopaedic implant applications. In this study, CaTiO3 nano-structure coating was produced by sol-gel dip-coating route for biomedical applications. Calcium nitrate and titanium isopropoxide were used as a precursor. After coating process, the specimen was subjected to rapid thermal annealing (RTA) at 800°C. The phase structure, functional groups and surface morphology of coating were investigated by X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR)and scanning electron microscopy (SEM). Uniform crack-free nano-structured coatings were obtained with perovskite crystal structure.
    Keywords: Dip, coating, Nano, structured coatings, Rapid thermal annealing, CaTiO3 Coating, Orthopaedic implants
  • H. Edris, M. H. Fathi Page 23
    Fabrication of biomaterials with ability to form a bond with bone tissue for bone skeletal system repair is one of the biomaterial science aims. Bioactive glasses containing CaO-SiO2-P2O5 are among the most important groups used in biomedicine and dentistry such as bone defect repair and maxillo-facial reconstruction. The aim of this work was preparation and characterization of nano particle bioactive glass with optimum bioactivity. Bioactive glasses with three different compositions (45S, 49S and 58S) were prepared via sol- gel technique. X- ray diffraction (XRD) technique and X- ray fluorescent (XRF) method were utilized for the phase analysis and also to investigate the chemical composition of the obtained bioactive glass nanopowders. Transmision electron microscopy (TEM) and Scanning electron microscopy (SEM) were utilized to study the structure, morphology and particle size of synthesized bioactive glass nanopowders. In order to investigate the bioactivity, the prepared bioactive glasses were immersed in the simulated body fluid (SBF) solution at 37◦C for 30 days. Scanning electron microscopy (SEM) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) were utilized to recognize and confirm the apatite layer on the prepared bioactive glass nanopowders. TEM images showed that the prepared bioactive glasses had the particle sizes less than 100 nanometers. SEM, FTIR and XRD confirmed the formation of bone-like apatite layer formed on the bioactive glass nanopowders surface, confirming the bioactivity of synthesized bioactive glass nanopowders. It was concluded that the amount of apatite on the 45S bioactive glasse was greater in comparison with 49S and 58S bioactive glasses. It is notable that by optimizing the chemical composition, bioactive glass nanopowder could be used in applications such as repair of bone defects and bone replacement.
    Keywords: Bioactive glass powder, Sol, gel, Bioactivity
  • I. Kazeminezhad, N. Monzavizadeh, M. Farbod Page 35
    In this work, NiCu and CoCu alloy nanowires were prepared by electrodeposition within nuclear track-etched polycarbonate membranes with the nominal diameter of 30nm. Electrodeposition was carried out under potentiostatic control with three electrodes. In order to grow CoCu nanowires and NiCu nanowires, an electrolyte containing salts of Co and Cu, and an electrolyte containing the salts of Ni and Cu were used respectively. Then, the potentiodynamic behavior of each electrolyte was investigated by its CV curves, and the optimum potentials for the deposition of Ni, Co and Cu were selected according to these curves. A TEM microscope was used to study the structure of the nanowires. The results showed that the crystalline growth is polycrystalline and the diameter of the wires is about 80 nm. Apart from that, some nanowires were deposited under different deposition voltages. EDX analysis showed that the atomic weight of Ni and Co in all samples vanishes in the potentials between -0.5V to -0.8V which indicates that pure Cu atoms are deposited at these voltages. Deposition of Ni and Co starts at more negativevoltages such as -0.9 and -0.85 V, respectively.
    Keywords: Nanowire, CoCu, NiCu alloys, Electrodeposition, Deposition potential
  • H. Ebrahimifar, M. Zandrahimi Page 45
    In order to increase the efficiency and working life of mettalic interconnects used in solid oxide fuel cells, protective coatings with high electrical conductivity are used. In this study, AISI 430 ferritic stainless steel was coated in a cobalt-base pack mixture by pack cementation. The effect of oxide thickness on the area specific resistance (ASR) was investigated by applying isothermal oxidation at 800 °C and non-isothermal oxidation at a temperature range of 400 – 900 ºC. Results showed that the formation of MnCo2O4 and CoCr2O4 Spinels during oxidation improved electrical conductivity. The increase of isothermal oxidation time and temperature increases the oxide thickness, and consequently the ASR increased.
    Keywords: Solid oxide fuel cells (SOFCs), Cr2O3, Area specific resistance (ASR), AISI 430 ferritic stainless steel