فهرست مطالب

فصلنامه مواد پیشرفته در مهندسی
سال سی و یکم شماره 1 (بهار 1391)

  • تاریخ انتشار: 1391/06/01
  • تعداد عناوین: 8
|
  • تهیه نانو کامپوزیت MCM-41/HA و بررسی رفتار زیست تخریب پذیری
    زهرا طاهریان، مردعلی یوسف پور، محمد علی فقیهی ثانی، علی نعمتی صفحه 1
    مواد مزوپروس سیلیکا از سال 1992 شناخته شده اند. این مواد کاربرد وسیعی در زمینه سنسورها، غشاها، جداسازی جذبی و فرایند های کاتالیستی دارند. یکی از کاربردهای جدید این مواد که از سال 2000 به بعد مورد توجه واقع شد، کاربرد به عنوان سامانه های دارورسانی در بیماران سرطانی است. در مقایسه با کلوئیدهای آمورف و سیلیکای متخلخل و سامانه های دارورسانی پلیمری این مواد عوارض جانبی کمتری از خود نشان می دهند. زیست تخریب پذیری آهسته یکی از مشکلات این ترکیبات در کاربرد های رهایشی می باشد. در این مقاله هدف تولید نانوکامپوزیت مزو پروس سیلیکا/هیدروکسی آپاتیت(MCM-41/HA) و بررسی رفتار زیست تخریب پذیری MCM-41 خالص در حضور فاز هیدروکسی آپاتیت است. در این تحقیق مشخصه یابی توسط آنالیزهای انتقال فوریه مادون قرمز (FTIR)، میکروسکوپ الکترونی روبشی مجهز به EDX (SEM)، میکروسکوپ الکترونی عبوری(TEM) و ICP استفاده شد. نتایج نشان داد با شکل گیری هیدروکسی آپاتیت درون حفرات مزوپروس سیلیکا (ورود کاتیون دو ظرفیتی Ca+2 داخل ساختار)، تعداد اکسیژن های پل زن شبکه سیلیکای خالص کاهش یافت در نتیجه سرعت زیست تخریب پذیری افزایش یافت.
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • بررسی سینتیک نانو تبلور نوارهای نرم مغناطیس FINEMET در شرایط غیرهمدما
    سیما میرزایی، علی جزایری صفحه 11
    آلیاژ نانوکریستالین Fe73.5Si13.5B9Cu1Nb3 با نام تجاری FINEMET، با اعمال عملیات حرارتی بر روی ماده ی آمورف اولیه تولید می شود. تعیین مشخصه های سینتیکی تحول ساختار آمورف به نانوکریستالین، امکان کنترل ریزساختار را از نظر اندازه و کسر حجمی فاز نانوکریستالین و لذا دستیابی به خواص مغناطیسی مطلوب را از طریق انتخاب شرایط بهینه عملیات حرارتی میسر می سازد. در این پژوهش سینتیک نانوکریستالیزاسیون آلیاژ آمورف FINEMET به کمک دستگاه آنالیز حرارتی تفاضلی (DTA) در شرایط غیرهمدما و با استفاده از روش های هم تبدیلی و ایزوسینتیک در نرخ های گرمایش 5، 10، 15 و ̊C/min20 بررسی شده است. تغییر ریزساختار و خواص مغناطیسی نمونه آمورف در طی فرایند نانوکریستالیزاسیون در دمای ̊C560 به ترتیب توسط پراش اشعه ایکس (XRD) و منحنی های پسماندنگار مورد بررسی قرار گرفته است.
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • ساخت و شناسایی نانومیله های دی اکسید وانادیم به روش هیدروترمال
    فاطمه عسجدی، سیدخطیب الاسلام صدرنژاد صفحه 23
    در این مقاله، نانومیله های اکسید وانادیم با استفاده از کلرید آمونیوم و متاوانادات سدیم با نسبت مولی مساوی به روش هیدروترمال تولید شد. اثر زمان و مقدار افزودنی اتیلن دی امین تتراستیک اسید EDTA بر مورفولوژی و ترکیب ذرات مشخص شد. غلظت بهینه EDTA برابر 007/0 گرم بر سانتیمتر مکعب و زمان مطلوب 24 ساعت به دست آمد.
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • تحلیل ریزساختار و سطح شکست و اندازه گیری استحکام خمشی فولاد متالورژی پودر کروم - مولیبدن
    اسماعیل گنجه، حمید خرسند صفحه 29
    سطح شکست فولادهای متالورژی پودر به عوامل مختلفی مثل ساختار تخلخل، چگالی، نوع روش آلیاژ سازی، سطح اتصال بین پودرها (گردنه های تف جوشی)، همگنی ریزساختار و نوع بار اعمالی بستگی دارد. بنابراین جهت شناسایی دقیق رفتار این مواد در حین سرویس می بایست نوع تنشهای استاتیکی و دینامیکی وارده بر این قطعات را مورد بررسی قرار داد. همچنین بررسی ریزساختار اطراف محل رشد ترک نیز به تحلیل رشد و اشاعه ترک کمک شایانی خواهد کرد. در این تحقیق رفتار و مکانیزم ترک ناشی از تست خمش سه نقطه ای بر فولاد متالورژی پودر کروم - مولیبدن دار تحت چگالی های (6.7، 7 7.2 gr/cm3) مختلف مورد مطالعه قرار گرفته است. سطح شکست مخلوطی از هر دو حالت نرم و ترد بود، که البته بعلت وجود تخلخل، مکانیزم غالب شکست ترد بود. طبق نتایج بدست آمده مشاهده گردید که در اطراف محل رشد و اشاعه ترک عنصر آلیاژی مولیبدن به شدت افزایش یافته است که دلیل اصلی آن شکست می باشد. همچنین مسیر رشد ترک از میان تیغه های مارتنزیت/بینیت و تخلخلهای تیز بود.
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • ایجاد لایه سوپرآلیاژ بر روی فوم های نیکلی توسط عملیات پاشش گرمایی
    حمیدرضا سلیمی جزی، طیبه بهزاد، جواد مستقیمی صفحه 41
    فوم های فلزی دارای حفره های به هم پیوسته به دلیل قابلیت انتقال حرارت و عبور گاز بالا می توانند در مبدل-های حرارتی دمای بالا و راندمان عالی مورد استفاده قرار گیرند به شرطی که لایه های سطحی قرار داده شده بر روی سطوح خارجی فوم به خوبی به فوم متصل شده باشند. در این تحقیق یک پروسه ی جهت ایجاد لایه سطحی بر روی فوم های نیکلی توسط پوشش حرارتی ابداع شد و لایه هایی از جنس سوپرآلیاژ Inconel 625 بر روی سطوح فوم های نیکلی با اندازه های مختلف (10، 20، 40 PPI) ایجاد شده است. در این تحقیق فرآیندهای مختلف پوشش دهی حرارتی شامل HVOF و APS و Wire-Arc مورد استفاده قرار گرفته است. میزان نفوذ لایه سطحی پوشش به داخل حفره های فوم در این پروسه قابل کنترل می باشد. زیرساختار پوشش ایجاد شده، چسبندگی و سطح مشترک بین پوشش و فوم مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که لایه های پوششی با دانسیته بالا و بدون داشتن حفره های متصل به سطح به وسیله هر سه روش پاشش حرارتی با موفقیت ایجاد شده است و پوشش های ایجاد شده با HVOFو Wire-Arc دارای چسبندگی بالاتری نسبت به پوشش های ایجادشده به روش APS به خاطر داشتن تخلخل و ترکیبات اکسیدی کمتر می باشند.
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • مقایسه ویژگی نانو ساختاری اکسید آلومینیوم و اکسید تیتانیوم
    علی بهاری، ماندانا شهمیری، نورالدین میرنیا صفحه 51
    در سال های اخیر، موادی با ثابت دی الکتریک بالا نظیر اکسید آلومینیوم و اکسید تیتانیوم به جای گیت اکسید سیلیکون فرانازک مورد مطالعه قرار گرفته اند. در کار حاضر چنین اکسیدهایی در دماهای مختلف و تحت شرایط فراخلا بر روی زیرلایه ی Si(100) رشد یافته اند. نتایج بدست آمده نشان می دهند که اکسید آلومینیوم از ساختار مناسب تری نسبت به ساختار اکسید تیتانیوم برخوردار است و می تواند به عنوان یک گیت دی الکتریک مناسب در تولیدات آتی نانو ترانزیستورهای میسفت بکار رود.
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • ساخت و بررسی خواص مکانیکی کامپوزیت هیدروکسی آپاتیت/ ذرات شیشه زیست فعال تهیه-شده به روش سل - ژل
    مازیار عاشوری، فتح الله مضطرزاده، نادر نظافتی، علی انصاری همدانی، محمدرضا تحریری صفحه 57
    در این تحقیق یک بیومتریال کامپوزیتی زمینه سرامیکی با خواص مکانیکی مناسب و دارای قابلیت تشکیل آپاتیت در سطح در محیط برون تنی (In Vitro)، به وسیله ی تف جوشی مخلوط پودرهای هیدروکسی آپاتیت (HA) و شیشه ی زیست فعال سل- ژل 4 جزئی SiO2-CaO-MgO-ZnO در دمای oC 1100 تولید شد. هیدروکسی آپاتیت به روش هم رسوبی سنتز شد و بنا بر مطالعات TG/DTA دمای پایدارسازی شیشه ی زیست فعال oC700 تعیین شد. استفاده از روش تعیین اندازه ی ذرات به وسیله ی لیزر (LPSA) برای مقایسه ی ابعاد پودرهای سنتزشده نشان داد ابعاد ذرات پودرها دارای اختلاف اندازه ی مناسبی با هم هستند که این برای ساخت کامپوزیت های ذره ای مناسب است. زمینه ی کامپوزیت، هیدروکسی آپاتیت انتخاب شد و ذرات شیشه-ی زیست فعال با درصدهای وزنی 5، 10، 15، 20، 25 و 30 به آن افزوده شدند و سپس پودرهای مخلوط شده تحت فشار MPa 80 فشرده شد. قرص های فشرده شده در دمای oC 1100 تف جوشی شدند. از نمونه ها آزمون فشار تک محوری گرفته شد و نمونه-ی با بیشترین استحکام فشاری (نمونه ی حاوی 20 درصد وزنی شیشه ی زیست فعال) به عنوان نمونه ی بهینه انتخاب شد. این نمونه به مدت زمان های 3، 7 و 14 روز درون محلول شبیه سازی شده ی بدن (SBF) قرار گرفت. آزمون ICP برای بررسی رفتار رهایش یون کامپوزیت در SBF انجام شد. همچنین، به منظور شناسایی بهتر ساختار و خواص کامپوزیت، آزمون هایی برای شناسایی فازهای موجود (XRD)، ریخت شناسی میکروساختار (SEM) و تعیین گروه های عاملی موجود (FTIR) در نمونه نیز انجام شد. نتایج این پژوهش حاکی از این بود که استحکام نمونه ی بهینه پس از قرارگیری در محلول SBF کاهش یافته است. دلیل این امر به وجود فاز بتا-تری کلسیم فسفات در ساختار کامپوزیت بازمی گردد زیرا این فاز در محیط های بیولوژیک ناپایدار است. پس از قرارگیری نمونه ی بهینه در SBF غلظت یون ها خصوصا منیزیم و سیلیسیم دستخوش تغییر می شوند که افزایش غلظت این دو یون می تواند نشانه ای از زیست فعالی کامپوزیت در محیط درون تنی (In Vivo) باشد.
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • بررسی ترمودینامیکی احیای کربوترمی مولیبدنیت در حضور اکسید منیزیم
    خدیجه بیرالوند، محمدحسن عباسی، علی سعیدی صفحه 73
    مطالعه ترمودینامیکی احیای مولیبدنیت با کربن، در حضور اکسیدمنیزیم، انجام شد. دیاگرام های پایداری مربوط به دو سیستم MoS2-MgO و MoS2-MgO-C در دمای ثابت K1200 رسم و مورد بررسی قرار گرفتند. این بررسی ها نشان داد که فرآیند با اکسیداسیون مستقیم مولیبدنیت به وسیله اکسید منیزیم و در ادامه با تشکیل فازهای میانی اکسیدمولیبدن، نظیر MoO2 وMgMoO4، پیش می رود. ترکیب فازهای گازی موجود در فرآیند، حاکی از آن بود که بخش اعظم فازگازی به CO اختصاص دارد. همچنین دیاگرام های پایداری مربوط به سیستم های Mo-O-C(احیای MoO2 با کربن) وMo-O-Mg-C (احیای MgMoO4با کربن) رسم و مورد بررسی قرار گرفتند. بررسی ها نشان داد که محصولات احیا شاملMo،Mo2C وMoC خواهند بود.
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
|
  • Synthesis of MCM-41/HA and Investigation of Biodegradation Behavior
    Z. Taherian, M. A. Yousefpour, M. A. Faghihi Sani, A. Nemati Page 1
    The aim of this work was synthesis of MCM-41/HA nanocomposite and biodegradation behavior of pure silicamesoporous in attendance of hydroxyapatite crystals. These materials were synthsized by sol-gel method and ageing at 100°C for 24hr. A surfactant was used as template. The pores were formed after removal of surfactant by calcination at 550°C. FTIR results demonstrated formation of silanol and siloxan groups of silica network and hydroxyl and phosphate groups of HA network. Also SEM, TEM and EDS results confirmed presence of HA crystals within MCM-41 structure. Finally biodegradation behavior was examined by ICP and FTIR analysis. The results indicated biodegradable HA phase in the nanocomposite (with release of Ca2+ inos in water and the increasing of the pH value) can increase non-bridging oxygens of the silica network and therefore, it improves biodegradation behavior of silica network.
    Keywords: mesoporous silica, biodegradation, hydroxyapatit, nanocomposite
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Non-Isothermal Study of Nanocrystallization Kinetics in Soft Magnetic FINEMET Ribbons
    S. Mirzaei, A. Jazayeri Gharehbagh Page 11
    The soft magnetic nanocrystalline Fe73.5Si13.5B9Cu1Nb3 alloy (FINEMET®) is produced by heat treatment of amorphous precursor. Determining kinetic parameters of amorphous structure transformation to nanocrystalline allows the control of microstructure (e.g. size and volume fraction of nanocrystalline grains) in order to achieve desired soft magnetic properties by optimizing the heat treatment conditions. In this research, the nanocrystallization kinetics of amorphous FINEMET alloy were studied using isoconversional and isokinetic methods under non-isothermal conditions of various heating rates ranging from 5 to 20°C/min. The changes in the microstructure and magnetic properties of amorphous ribbon during nanocrystallization process were studied using X-ray diffractometry and hysteresisgraph, respectively.
    Keywords: nanocrystallization, amorphous, FINEMET, activation energy, isokinetic, isoconversional, melt spinning
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Production and Identification of VO2 Nanorods Using Hydrothermal Synthesis Method
    F. Asjadi, S. Khatiboleslam Sadrnezhad Page 23
    In this paper, VO2 nanorods were produced by hydrothermal assisted synthesis of equimolar aqueous NH4Cl and NaVO3 solution. Effect of time and the amount of ethylenediaminetetracetic acid (EDTA) additive on morphology and composition of the final product was determined. The optimum concentration of EDTA was determined to be 0.007 gm/cm3 and the optimum time of the synthesis was 24 h.
    Keywords: hydrothermal, EDTA, nanorod, vanadium oxide
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Evaluation of Microstructure, Quantitative Fractography and Bending Strength in Cr-Mo Powder Metallurgy Steel
    E. Ganjeh, H. Khorsand Page 29
    The fracture surfaces of PM Cr-Mo steels intensively depends on pores structure, densification, diffusion of alloying elements, contact area between particles (sinter necks), microstructural homogeneity, and type of applied load. Also, knowing about element distribution in PM parts to evaluate what places are good for crack growth, nucleation and coalescenc is important. In this investigation, fracture surfaces and crack growth mechanism for element distribution environments of cracks were studied under the three point bending (TPB) test. In this work, crack growth mechanism in Cr-Mo PM parts with three different densities (6.7, 7 and 7.2 g/cm3), were evaluated accurately. Crack walk occurred in some places that had more alloying elements, particularity molybdenum. In addition, crack route was obtained from among the sharpened porosities and martensite/bainite structures.
    Keywords: powder metallurgy (PM), mechanical property, microstructure, crack behavior, fracture surface
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Superalloy Skin on Nickel Open-Pore Foam Deposited by Thermal Spray Processes
    H. R. Salimijazi, T. Behzad, J. Mostaghimi Page 41
    Open pore metallic foams can be used for high temperature, high performance heat exchanger due to their high gas permeability and heat conductivity provided that skins properly attach to the foam’s struts on the surface. In the current study, a novel process was successfully developed to fill pores on the surface of the foam sheet in order to deposit skin on the foam specimens by thermal spraying. Nickel based superalloy (Inconel 625) skins were deposited on each side of a sheet of nickel metal foam with different pore densities of 10 and 20 pores per inch by high velocity oxy-fuel (HVOF), atmospheric plasma spraying (APS), and twin wire arc spraying to form a sandwich structure. The sandwich structure can be used in high temperature heat exchanger applications. The penetration of the coating materials into the foam struts can be controlled through the filling process before spraying. The microstructure of the skins and the adhesion at the interface between the nickel foam’s struts and skins were characterized. Results showed dense skins with good adhesion to the surfaces of the foam. The foam’s struts were imbedded into the coatings deposited by HVOF more deeply than the coatings deposited by APS and wire arc spraying. Skins deposited by HVOF and wire arc spraying showed higher bending strength than the skin deposited by APS due to lower porosity and oxidecontent in the coating.
    Keywords: thermal spray, heat exchangers, metallic foams, super alloys
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Comparison of Nano Structural Properties of Al2O3 and TiO2 Films
    A. Bahari, M. Roodbari Shahmiri, N. Mirnia Page 51
    Recently, high – K materials such as Al2O3 and TiO2 films have been studied to replace ultra thin gate silicon dioxide film. In the present work, these films were grown on the top of Si(100) surface at different temperatures and under ultra high vacuum conditions. The obtained results showed that Al2O3 has a structure better than that of TiO2 and thus can be used as a good gate dielectric for future MISFET (Metal – Insulator- Semiconductor- Field – Effect- Transistors) devices.
    Keywords: ultra thin film, nano structures, gate dielectric, metallic oxides
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Synthesis and Evaluation of Mechanical Properties of Hydroxyapatite/ Sol-gel Derived Bioactive Glass Particles Composites
    M. Ashuri, F. Moztarzadeh, N. Nezafati, A. Ansari Hamedani, M. R. Tahriri Page 57
    In the present study, a bioceramic-based composite with remarkable mechanical properties and in vitro apatite forming ability was synthesized by sintering compacts made up of mixtures of hydroxyapatite (HA) and sol-gel derived bioactive glass (64SiO2-26CaO-5MgO-5ZnO) (based on mole %). HA was synthesized through co-precipitation method. The stabilization temperature of the bioactive glass was set to be 700 ºC according to simultaneous thermal analysis (STA). Laser Particle Size Analysis (LPSA) was used to compare the particle size distributions of the synthetic powders. HA matrix was mixed with different weight percentages of bioactive glass (5, 10, 15, 20, 25 and 30 wt. %) and compressed by 80 MPa pressure. After sintering the uniaxial compression test of the samples was done and the specimen with the highest compressive strength (20 wt. % bioactive glass) was selected to be immersed in the Simulated Body Fluid (SBF) for 3, 7 and 14 days. The results showed that the compressive strength of the sample decreased after keeping it in the SBF. Also, inductively coupled plasma analysis (ICP) was used to study the ion release behavior of the sample in the SBF. Finally, phase composition, microstructure and functional groups in the composite were characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), and Fourier transform infra-red spectroscopy (FTIR) techniques, respectively.
    Keywords: hydroxyapatite, bioactive glass, sol, gel, magnesium, zinc, sintering
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Thermodynamic Investigation of Molybdenite Carbothermic Reduction In the Presence of Magnesium Oxide
    Kh. Biralvand, M.H. Abbasi, A. Saidi Page 73
    Carbothermic reduction of Molybdenite in the presence of Magnesium oxide was thermodynamically studied. The stability diagrams for MoS2-MgO and MoS2-MgO-C Systems was prepared. The reduction of MoS2 with Carbon in the presence of Magnesium oxide proceeded through the direct oxidation of MoS2 by MgO to form intermediate molybdenum oxidized Species,MoO2 and MgMoO4. The results showed that the gaseous phase is mainly composed of CO. Stability diagrams for Mo-O-C (Reduction of MoO2 with carbon) and Mo-Mg-C-S-O (Reduction of MgMoO4 with carbon) were also investigated. The results showed that the Reduction of oxidized species leads to the formation of Mo, Mo2C, MoC or MgO products.
    Keywords: thermodynamic, carbothermic reduction, molybdenite, magnesium oxide
    Abstract View Paper Original: Persian