فهرست مطالب

فصلنامه مواد پیشرفته در مهندسی
سال سی و سوم شماره 1 (بهار 1393)

  • تاریخ انتشار: 1393/03/18
  • تعداد عناوین: 10
|
  • بررسی خواص مکانیکی کامپوزیت کربن - کربن دو جهته بر پایه الیاف چوب درختان
    علیرضا میرحبیبی، محمد اسماعیلی* صفحات 1-9
    از جمله پارامترهای حائز اهمیت در ارتباط با کامپوزیت ها، خواص نهایی محصول از لحاظ مکانیکی(چقرمگی) و برهمکنش سطح مشترک در اثر تنش اعمالی است. در پژوهش ارائه شده استحکام خمشی به عنوان معیاری از خواص مکانیکی در کامپوزیت کربن-کربن حاصل از چوب بررسی شد. هم چنین چگالی حجمی نمونه و درصد تخلخل های باز برای تعیین بازده متراکم سازی و کیفیت محصول محاسبه شدند. برای تفسیر نتایج و بررسی اثر مورفولوژی و فاز نهایی بر خواص مکانیکی، از میکروسکوپ الکترونی و نوری و روش های آنالیز پراش اشعه ایکس و رامان اسپکترواسکوپی استفاده شد. نتایج تحقیقات نشان می دهند که می توان از ابتدایی ترین مواد یعنی چوب، برای تهیه محصولی منحصر به فرد با خواصی مطلوب به نام کامپوزیت کربن- کربن استفاده کرد.
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • تاثیر روش های مختلف فعال سازی بر ریزساختار، سختی و رفتار چگالش مولیبدن تف جوشی شده
    زهرا اصغری*، کریم زنگنه مدار، سعید برجی، حسن عباس زاده، شهرام سیدین صفحات 11-20
    در این تحقیق، فرایند تف جوشی فعال شده پودر مولیبدن با استفاده از روش های فعال سازی شیمیایی، مکانیکی و سطحی مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور، نانو پودر حاصل از آسیاب و احیا، در دماهای 900، 1100 و 1400 درجه سانتی گراد به مدت یک ساعت تف جوشی شد. جهت مقایسه روش های فعال سازی تف جوشی (فعال سازی شیمیایی و مکانیکی) و تاثیر آنها بر ویژگی های ریزساختاری، از پودر میکرو مولیبدن تجاری و افزودنی نیکل استفاده شد. نمونه ها تحت فشار 400 مگاپاسکال فشرده و در دمای 1400 درجه سانتی گراد به مدت یک ساعت تحت اتمسفر هیدروژن تف جوشی شدند. ریزساختار و ترکیب شیمیایی نمونه های تف جوشی شده توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی مجهز به EDS 1 و نیز به روش پراش پرتو X ارزیابی شدند. چگالی نمونه ها پس از تف جوشی به روش ارشمیدس اندازه گیری شد. با تف جوشی در دمای 1400 درجه سانتی گراد به مدت یک ساعت، چگالی نسبی نمونه حاصل از پودر میکرو 80%، نانو پودر (فعال سازی سطحی) 93%، پودر میکرو همراه با 20% نانو پودر مولیبدن (فعال سازی مکانیکی) 86% و پودر میکرو مولیبدن همراه با 5/1% نیکل (فعال سازی شیمیایی) 95% به دست آمد. نتایج نشان داد که افزودنی نیکل، با تشکیل لایه های بین فلزی ترد δ-NiMo در مرز دانه ها سبب ایجاد میکروترک های مرز دانه ای و تضعیف خواص مکانیکی می شود.
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • ارزیابی فازی ترکیبات آلیاژی و کامپوزیتی شده ی دی سیلیساید مولیبدن با آلومینیوم و کاربید تیتانیوم
    پوریا صفایی*، غلامحسین برهانی، سعیدرضا بخشی صفحات 21-31
    در این پ‍ژوهش از پودرهای خالص مولیبدن، سیلیسیم، آلومینیم و کاربید تیتانیوم برای تولید ترکیب MoSi2، کامپوزیتMoSi2/20Vol% TiC، ترکیبات آلیاژی MoSi2-x Al و کامپوزیت های آلیاژیMoSi2-xAl/20Vol%TiC استفاده شد. پودرهای اولیه در نسبت های مشخصی با هم مخلوط و در یک آسیاب مکانیکی فعال سازی شدند. سپس مخلوط پودر فعال شده پرس و عملیات سنتز و زینتر در محدوده ی دمایی 1100 الی 1400 درجه ی سانتی گراد بر روی آن انجام شد. از میکروسکوپ الکترونی روبشی برای بررسی میکروساختار و از دستگاه پراش پرتو ایکس برای شناسایی فازها استفاده شد. تاثیر افزودن آلومینیم در تشکیل فازها مورد بررسی قرار گرفت. اضافه کردن آلومینیم در مقادیر بالای 9 درصد اتمی، علاوه بر آلیاژی کردن دی سیلیساید مولیبدن، موجب تشکیل فاز Mo(Si،Al)2 در ساختار شد.
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • کرنش نهایی و درجه ناهمسان گردی در ورق های کامپوزیتی موج دار
    پویان قابضی*، محمد گلزار صفحات 33-48
    در کاربردهایی مانند فناوری مورفینگ، دارا بودن میزان کرنش و ناهمسان گردی زیاد یکی از ملزومات و مزایای بسیار کاربردی است. ورق های موج دار به دلیل هندسه ی مواج شان این پتانسیل را دارند که در اثر اعمال نیروی کششی دچار تغییر شکل زیاد ی می شوند. در این پژوهش برای بررسی میزان کرنش نهایی و ناهمسان گردی در ورق های کامپوزیتی موج دار نمونه هایی از جنس شیشه/ اپوکسی با هندسه های شبه-سینوسی، مربعی، مثلثی و ذوزنقه ای ساخته شده و تحت آزمون کشش و خمش در راستای طولی و عرضی موج قرار گرفتند. در ادامه به منظور بررسی میزان ناهمسان گردی در نمونه های موج دار، دو مفهوم بدون بعد درجه ی ناهمسان گردی کششی و خمشی تعریف شده و براساس آن میزان ناهمسان گردی به صورت نظری و تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. معادلات نظری مورد استفاده در این پژوهش، روابط تحلیلی ارایه شده توسط یوکوزوکی (نمونه شبه- سینوسی) و همین نویسندگان (نمونه های ذوزنقه ای، مربعی و مثلثی) هستند. نتایج تجربی نشان می دهد که ورق های کامپوزیتی موج دار این قابلیت را دارند که تا 90 درصد کرنش نهایی داشته باشند. میزان کرنش نهایی در نمونه های موج دار به دامنه و گام المان ها و به عبارت دیگر به تعداد المان ها در واحد طول بستگی دارد. به طور کلی می توان گفت ورق های کامپوزیتی موج دار با هندسه ی شبه- سینوسی دارای کرنش نهایی زیادی (بیش از 50 درصد) هستند. مقایسه نتایج مربوط به المان های ذوزنقه ای و مربعی نشان می دهد که یکی از عوامل مهم (به نوعی مهم ترین عامل) در میزان کرنش نهایی، دامنه ی ورق است. به طور کلی با افزایش دامنه و تعداد المان ها در واحد طول، میزان کرنش نهایی افزایش ولی با افزایش گام میزان آن کاهش می یابد.
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • بررسی اثر افزودن ایتریا بر خواص کامپوزیت های مولایت-زیرکونیای ساخته شده به روش ریخته گری دوغابی
    مهسا رحمانی*، کمال جانقربان، ساسان اطرج صفحات 49-61
    در این تحقیق کامپوزیت 1 مولایت-زیرکونیا2 از طریق تف جوشی واکنشی3 پودرهای آلومینا4 و زیرکن5 به روش شکل دهی ریخته گری دوغابی ساخته شد و تاثیر افزودن مقادیر مختلف ایتریا6 تا مقدار 1 درصد وزنی بر خواص آن مورد بررسی قرار گرفت. خواص فیزیکی و مکانیکی، هم چنین تحلیل فازی به همراه ریزساختار این کامپوزیت پس از پخت در دمای°C 1600 بررسی گردید. نتایج نشان داد مقادیر کمتر از 5/0 درصد وزنی ایتریا تاثیر چندانی بر روی خواص این نوع کامپوزیت ندارد. افزودن مقادیر بالای 5/0 درصد وزنی ایتریا به دلیل انحلال آن در داخل ذرات زیرکونیا باعث تثبیت و افزایش مقدار فاز تتراگونال7 می شود. به دلیل تثبیت فاز تتراگونال وکاهش میکروترک های ناشی از تبدیل فاز تتراگونال به مونوکلینیک سختی و استحکام خمشی این نوع کامپوزیت ها نیز افزایش می یابد. با توجه به نتایج به دست آمده در این تحقیق می توان دریافت که افزودن مقدار 75/0 درصد وزنی ایتریا به کامپوزیت مولایت-زیرکونیا باعث افزایش قابل توجه استحکام مکانیکی این نوع کامپوزیت ها می شود. در این تحقیق کامپوزیت 1 مولایت-زیرکونیا2 از طریق تف جوشی واکنشی3 پودرهای آلومینا4 و زیرکن5 به روش شکل دهی ریخته گری دوغابی ساخته شد و تاثیر افزودن مقادیر مختلف ایتریا6 تا مقدار 1 درصد وزنی بر خواص آن مورد بررسی قرار گرفت. خواص فیزیکی و مکانیکی، هم چنین تحلیل فازی به همراه ریزساختار این کامپوزیت پس از پخت در دمای°C 1600 بررسی گردید. نتایج نشان داد مقادیر کمتر از 5/0 درصد وزنی ایتریا تاثیر چندانی بر روی خواص این نوع کامپوزیت ندارد. افزودن مقادیر بالای 5/0 درصد وزنی ایتریا به دلیل انحلال آن در داخل ذرات زیرکونیا باعث تثبیت و افزایش مقدار فاز تتراگونال7 می شود. به دلیل تثبیت فاز تتراگونال وکاهش میکروترک های ناشی از تبدیل فاز تتراگونال به مونوکلینیک سختی و استحکام خمشی این نوع کامپوزیت ها نیز افزایش می یابد. با توجه به نتایج به دست آمده در این تحقیق می توان دریافت که افزودن مقدار 75/0 درصد وزنی ایتریا به کامپوزیت مولایت-زیرکونیا باعث افزایش قابل توجه استحکام مکانیکی این نوع کامپوزیت ها می شود.
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • بررسی خواص مکانیکی و ریز ساختاری اتصال نفوذی TLP نانوکامپوزیت Al2O3p/Alبا استفاده از لایه واسطه مس
    شهاب سیدین، حمیدرضا سلیمی جزی*، محمدرضا طرقی نژاد، فتح الله کریم زاده صفحات 63-76
    باتوجه به خواص مطلوب نانوکامپوزیت های زمینه ی آلومینیومی از قبیل استحکام ویژه بالا، مقاومت خزشی خوب وحفظ استحکام در دماهای بالا، این مواد پیشرفته کاربردهای بالقوه ای درصنایع پیشرفته مانند هوا-فضا، صنایع دفاعی و برخی کاربردهای خاص درخودروسازی یافته اند. بااین حال، عدم وجود روش مناسب برای اتصال این گونه مواد، موجب شده که کاربردهای این مواد پیشرفته به شدت محدود شود. لذا پژوهش در زمینه ی اتصال این گونه مواد مفید بوده و گامی موثر در جهت کاربردی کردن آن ها محسوب می شود. زمان اتصال یکی از عوامل مهم و موثر در اتصال نفوذی با استفاده از فاز مایع گذرا است که برای رسیدن به خواص ریزساختاری مطلوب باید به صورت بهینه انتخاب شود، لذا در تحقیق حاضر اتصال نانوکامپوزیت Al/Al2O3 به روش اتصال نفوذی با استفاده از فاز مایع گذرا در دمای580 درجه سانتی گراد و در زمان های 20، 40 و 60 دقیقه انجام شد و تاثیر زمان اتصال بر ریز ساختار اتصال ها مورد بررسی قرارگرفت. نتایج نشان داد در زمان های اتصال 20 و 40 دقیقه، زمان کافی برای انجماد همدمای مذاب مهیا نبوده و ریز ساختار نهایی، شامل مقداری جامد α ایجاد شده در مرحله انجماد هم دما و مقداری جامد α اولیه ناشی از سرد شدن مذاب از دمای اتصال تا دمای یوتکتیک و در نهایت جامد یوتکتیک CuAl2+α در اثر انجماد یوتکتیک مذاب در دمای یوتکتیک است. از آن جایی که شکست اتصال ها در موارد فوق از میان این ترکیبات ترد یوتکتیکی انجام می شود، لذا استحکام اتصال ها در این دو زمان کم است. با افزایش زمان اتصال به 60 دقیقه، مذاب به صورت کاملا هم دما منجمد شده، ریز ساختار نهایی شامل فاز نرم α-Al بوده و استحکام اتصال ها به طور چشم گیری افزایش می یابد. حداکثر استحکام برشی اتصال ها در دمای اتصال 580، در زمان اتصال 60 دقیقه حاصل شده است که در حدود 85% استحکام برشی فلز پایه می باشد.
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • ارزیابی تاثیر جریان الکتریکی بر ریزساختار و رفتار سایشی آلیاژ پایه آلومینیم ریختگی
    وحید عمرانی دیزج یکان*، رحمت الله عمادی، حمیدرضا سلیمی جزی صفحات 77-92
    اعمال جریان الکتریکی مستقیم و متناوب در زمان ریخته گری و انجماد موجب اصلاح ریزساختاری دانه های آلومینیم و سیلسیم شد. بالاترین مقاومت سایشی در جریان مستقیم به وجود آمده و برای جریان متناوب، مقاومت سایشی متناسب با جریان الکتریکی است. تغییر قطبیت در آلومینیم خالص تغییری در مقاومت سایشی ایجاد نمی کند، ولی برای آلیاژ آلومینیم-سیلسیم، بالاترین مقاومت سایشی در اتصال مذاب به قطب منفی و قالب به قطب مثبت حاصل می شود. اعمال جریان الکتریکی مستقیم در آلیاژ آلومینیم-سیلسیم موجب ایجاد سه ریز ساختار متفاوت شامل سیلسیم های کشیده شده در امتداد شارش الکترون ها در نزدیکی قطب منفی، تیغه های ظریف سیلسیم در قسمت میانی که دانه های بیضی گون α-Al را احاطه کرده اند و تیغه های خرد شده سیلسیم در نزدیکی قطب مثبت است.
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • بررسی اثر افزودن کلرید منیزیم بر سینتیک تشکیل اسپینل آلومینات منیزیم
    ساسان اطرج*، فاطمه محمدی، محمررضا نیلفروشان صفحات 93-103
    در این تحقیق تاثیر افزودن کلرید منیزیم بر سینتیک تشکیل اسپینل آلومینات منیزیم مورد مطالعه قرار گرفت. بدین منظور، مخلوط استوکیومتری از کربنات منیزیم و آلومینای کلسینه شده به مدت یک ساعت در دمای °C 1100 کلسینه شد. این ماده پس از آسیاب، به ترکیب 6 درصد وزنی کلرید منیزیم افزوده، پس از شکل دهی با پرس در دماهای1300 و °C 1500 و در زمان های متفاوت تحت پخت قرار گرفت. مقدار فاز اسپینل تشکیل شده به کمک تحلیل فازی نیمه کمی تعیین شد. سپس با کمک معادله جاندر مقدار ثابت سرعت واکنش تشکیل اسپینل و مقدار انرژی فعال سازی آن با استفاده از معادله ی آرنیوس به دست آمد. نتایج نشان داد که افزودن کلرید منیزیم باعث تسریع واکنش تشکیل اسپینل می شود. در این ارتباط مقدار انرژی فعال سازی برای نمونه بدون افزودنی کلرید منیزیم 06/93 و برای نمونه حاوی 6 درصد افزودنی 71/55 کیلوکالری بر مول محاسبه شد.
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • مشخصه یابی ساختاری و مغناطیسی آلیاژهای (Fe65-Co35)100-xSix تولید شده به روش آلیاژسازی مکانیکی
    مریم یوسفی*، شهریار شرفی صفحات 105-116
    آلیاژهای آهن-کبالت دارای خواص مغناطیسی منحصر به فردی هستند. در بین این آلیاژها، آلیاژ Fe65-Co35 دارای بالاترین مقدار مغناطش اشباع است. از طرفی اضافه کردن سیلیسیم به آهن می تواند سبب کاهش در ناهمسان گردی مغناطیسی شود. در این پژوهش به منظور استفاده هم زمان از مزایای کبالت و سیلیسیم در کنار آهن، اثر افزودن 10 و 20 درصد اتمی سیلیسیم بر خواص ریزساختاری و مغناطیسی، آلیاژ Fe65-Co35 مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور مخلوط پودرهای اولیه با ترکیب مشخص در یک آسیاب سیاره ای در زمان های مختلف تحت عملیات آسیاب کاری قرار گرفتند. خواص ریزساختاری پودرهای حاصل توسط تحلیل پراش اشعه ایکس و میکروسکوپ الکترونی روبشی و خواص مغناطیسی توسط آزمایش مغناطیس سنج ارتعاشی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که در زمان های بالای آسیاب کاری، کریستالیت ها ریزتر و همگن تر شده و کرنش شبکه به میزان جزئی کاهش می یابد. هم چنین در اثر حضور سیلیسیم، اندازه ذرات نهایی کوچکتر شده، پارامتر شبکه و نیروی پسماندزدا با نرخ بیشتری کاهش می یابند. به این ترتیب که کاهش پارامتر شبکه پس از 40 ساعت آسیاب کاری برای سه ترکیب Fe65Co35، (Fe65Co35)95Si10 و (Fe50Co50)90Si20 به ترتیب 12/0درصد، 16/0 درصد و 19/0 درصد می باشد.
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • بررسی عوامل موثر بر ساخت قطعات سیلیس ذوبی به روش ریخته گری ژلی
    لیلا اکبرشاهی، حسین سرپولکی*، حسین قصاعی صفحات 117-126
    در این پژوهش با توجه به خواص منحصربه فرد سیلیس ذوبی و کاربردهای زیاد آن، قطعات سیلیس ذوبی با 77% وزنی بار جامد به روش ریخته گری- ژلی شکل داده شده، رفتار رئولوژی این دوغاب ها بررسی و شرایط تف جوشی نمونه ها بهینه شده است. نمونه تف جوشی شده در شرایط بهینه دارای چگالی کلی، تخلخل باز 13/18%، جذب آب 60/10%، انقباض خطی پس از پخت 5/3%، تخلخل بسته ی 09/1% و چگالی نسبی 80/78% بوده و ضریب انبساط حرارتی آن در محدوده دمای محیط تا 1000 درجه ی سانتی گراد، 1/oC 6-10x 4432/0 اندازه گیری شده است. نتایج نشان می دهد که با افزایش دما و زمان، علاوه بر افزایش سیلان ناروان، تبلور نیز توسعه می یابد. علاوه بر آن دمای بالای تف جوشی و زمان کوتاه، شرایط مناسبی را برای به دست آوردن نمونه ای با کم ترین میزان تبلور و دانسیته کلی بالا، فراهم می کند.
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
|
  • Evaluating Mechanical Properties of Two Directional Carbon-Carbon Composites Based on Texture of Wood
    M. Esmaeeli*, A.Mirhabibi Pages 1-9
    An important parameter in composite materials is mechanical behavior and matrix-reinforcement interface interaction under applied stresses. In this investigation, bending strength of carbon carbon composites synthesized from wood was analyzed as a measure of the composite mechanical properties. Also, densification efficiency of the products was determined by measuring the bulk density and open porosity percentage. Using scanning electron microscopy, optical microscopy, X-Ray diffraction, and Raman spectroscopy, the final product was examined to evaluate and interpret the morphology and internal texture and results of mechanical test. The results showed that we are able to use an ordinary material such as wood for production of a unique product with great properties called two-dimensional carbon carbon composites.
    Keywords: Carbon, Carbon Composite, Wood, Density, Bending strength, Mechanical properties
    Abstract View Paper Original: Persian
  • The Effect of Different Activation Methods on Microstructure, Hardness and Densification Behavior of Sintered Mo Powder
    Z. Asghary*, K. Zangeneh, Madar, S. Borji, H. Abbaszadeh, S. Seyyedin Pages 11-20
    In this article, sintering activation methods of Mo powder (chemical, mechanical and surface activation) were studied. For this purpose, the milled/reduced Mo nanopowder was sintered at 900, 1100 and 1400 ºC for 1 hr. For comparison of sintering activation methods (mechanical and chemical activation) and their effects on microstructural characteristics, commercial micropowder Mo as well as Ni additive was used. The samples were compacted under a pressure of 400 MPa and then sintered at 1400 ºC for 1 hr. The microstructure of sintered samples was studied by scanning electron microscope (SEM) along with EDS. Phase analysis was performed using X-ray diffraction (XRD) technique. The sintered densities of samples were measured by Archimedes method. Relative densities of specimens obtained from micro, nano, micro+20% nano and micro+1.5% Ni additive powders were attained as 80%, 93%, 86% and 95%, respectively. It was found that the δ-NiMo intermetallic layer may be formed at the grain's boundaries due to Ni additive, leading to grain boundary microcracks as well as loss of mechanical properties of samples.
    Keywords: Sintering activation, Mo nanopowder, Densification behavior, Additive
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Phase Evaluation of Alloyed and Composed Molybdenum disilicide by Al and TiC
    P. Safaie*, G. H. Borhani, S. R. Bakhshi Pages 21-31
    In this study, pure powders such as molybdenum, silicon, aluminum and titanium carbide were utilized to produce MoSi2 compound, MoSi2 /20 Vol % TiC composite, MoSi2-x Al alloyed compound and MoS 2-x Al/20 Vol % TiC alloyed composite. The initial powders were mixed in specified ratios, and then, were activated by mechanical milling. Milled powders were compacted, synthesized and sintered in the temperature range of 1100 -1400 oC. SEM was used to investigate the microstructural change and XRD for identification of phases. Effect of aluminum addition on phase formation was investigated. Addition of aluminum by over 9 atomic percent resulted in the formation of Mo(Si,Al)2 in alloyed matrix.
    Keywords: Molybdenum disilicide, Composite, Aluminum, Titanium carbide
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Ultimate Strain and Anisotropic Behavior in Corrugated Composites
    P.Ghabezi*, M.Golzar Pages 33-48
    In some applications such as morphing technology, high strain and anisotropic behavior are considered a good advantage. The corrugated composite sheets due to their special geometries have a potential of high deflection under axial loading. In this research, to investigate the strain and anisotropic behavior of corrugated composite sheets some glass/epoxy samples with Quasi-sinusoidal, trapezoidal, rectangular and triangular geometries were manufactured and put to tension and flexural tests in the longitudinal and transverse directions of corrugation. Then, in order to determine anisotropic behavior of corrugated sheets two concepts were introduced: tensile anisotropic and flexural anisotropic criteria based on which anisotropic magnitude was investigated theoretically and experimentally. This research used Yokozeki’s theoretical model for quasisinusoidal geometry and his model for trapezoidal, rectangular and triangular geometries. Experimental results showed that corrugated sheets have a strain more than 90%. In the corrugated samples, the strain magnitude was dependent on amplitude and pitch of elements; in other words, it was dependent on the number of elements per length unit. Generally, the Quasi-sinusoidal corrugated sheets have a high strain (more than 50%). Experimental results of trapezoidal sheets showed that amplitude of the elements is one of the most important parameters in the ultimate strain. Generally, increasing the amplitude leads to the growth of the ultimate strain
    Keywords: Morphing technology, Composite, Anisotropic behaviour, Ultimate strain, Corrugated sheets
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Evaluating the Effect of Yittria Addition on the Mullite-Zirconia Composites Manufactured by Slip Casting Method
    M. Rahmani*, K. Janghorban, S. Otroj Pages 49-61
    In this study, the effect of different amounts of Y2O3 on the properties of mullite-zirconia composites was investigated. For this purpose, these composites were fabricated by reaction-sintering of alumina and zircon as raw materials.Besides, the slip casting method was used for forming these composites, and sintering process was carried out at 1600 °C. Then, the physical and mechanical properties, phase composition and the microstructure of these composites were investigated. The results showed that yittria addition up to 0.5 wt.% has no effect on the properties of these composites. Besides, addition of more than 0.5 wt.% yittria formed solid solution with zirconia grains and led to stabilization of tetragonal zirconia phase and increasing of its amount. Hence, yittria addition increases the hardness and bending strength of composite by stabilizing tetragonal zirconia phase and then, decreasing the micro-crack formation during zirconia phase transformation. As results show, addition of 0.75 wt.% yittria leads to a considerable increase in the bending strength.
    Keywords: Composite, Mullite, zirconia, Reaction, sintering, Slip casting, Yittria
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Analyzing Mechanical Properties of Transient Liquid Phase Bonding of Al2O3 p/Al Nanocomposite Using Copper Interlayer
    S.S. Sayyedain, H.R. Salimijazi*, M.R. Toroghinejad, F. Karimzadeh Pages 63-76
    Due to their superior properties such as high specific strength, high creep resistance and high strength at elevated temperatures, aluminum composites reinforced with alumina nano particles are widely used for advanced purposes such as aerospace and auto industries. Lack of an appropriate welding process limits their applications. Transient liquid phase (TLP) bonding is one of the state-of-the-art joining processes. It is used for welding composites and advanced materials. Microstructure and mechanical properties of TLP bonding depend on the bonding time and temperature. In the current study, the effect of bonding time on the microstructure and bonding strength of the TLP diffusion bonded of Al2O3 p/Al nanocomposite was investigated. A thin layer of copper deposited by electroplating was used as an interlayer. The bonding times of 20 and 40 min were not sufficient for completing the isothermal solidification, and the bonding strengths were not satisfactory. By increasing the bonding time to 60 min at constant bonding temperature of 580 ºC, the isothermal solidification was completed and the final joint microstructure consisted of soft α-Al phase with dispersed CuAl2 precipitated particles. Decreasing the amount of brittle eutectic structures in the joint seam by increasing the bonding time was the main reason for improvement of the joint shear strength. The maximum joint shear strength was achieved at 580 ºC for 60 min which was about 85% of the shear strength of the base material.
    Keywords: Al matrix Nanocomposite, TLP diffusion bonding, Isothermal solidification, Microstructure
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Evaluation of Electric Current Effect on the Microstructure and Wear Behavior of Cast Al Base Alloys
    V. Omrani Dizajyekan*, R. Emadi, H. Salami Jazi Pages 77-92
    Employing direct and alternative electric currents at the time of casting and solidification modified grains of Al and Si. The highest wear resistance was obtained in the direct current, and for alternative current the wear resistance corresponded to the electric current. The change of polarity in the pure Al did not influence the wear resistance, but for the Al-Si alloy the highest wear resistance was obtained when the mold was connected to the positive and the molten metal to the negative pole. Direct current used in the Al-Si alloy brought about three different microstructures including the stretched clusters of Si in the electron's direction near the negative pole, fine clusters of Si in the intermediate zones that surrounded the oval shape of α-Al, and broken Si clusters near the positive pole.
    Keywords: Surface composite, Wear resistance, Electric current, Modification of micro structure
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Effect of MgCl2 Addition on the Kinetics of MA Spinel Formation
    S. Otroj*, F. Mohammadi, M.R. Nilforushan Pages 93-103
    In this paper, the effect of MgCl2 addition on the kinetics of MA spinel formation was investigated. For this purpose, the stoichiometric mixture of MgCO3 and calcined aluminum was calcined at 1100 °C for 1 hr. Then, the calcined composition was wet-milled and after addition of 6% MgCl2 the compositions were pressed and fired at 1300 and 1500 °C for different times. Spinel phase content was determined using semi-quantitative phase analysis. With regard to Jander's equation, the rate constant was calculated, and the activation energy was obtained from Arrhenius equation. The results showed that the addition of MgCl2 leads to the acceleration of the spinel formation reaction. Besides, 55.71 Kcal/mol as the activation energy was calculated for the composition containing 6 wt.% MgCl2 compared with 93.06 Kcal/mol for the composition without MgCl2.
    Keywords: Spinel, Magnesium aluminate, Magnesium chloride, Phase composition, Kinetic
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Structural and Magnetic Characterization of (Fe65-Co35)100-xSix Alloy Obtained by Mechanical Alloying
    M. Yousefi*, S. Sharafi Pages 105-116
    Fe-Co alloys have unique magnetic applications. Fe50Co50 alloy has the highest saturation magnetization value among Fe-Co alloys. Moreover, the introduction of Si into Fe can result in a decrease of magnetic anisotropy. In this study, in order to utilize combined advantages of Si and Co, the effect of adding 10 and 20 at.% Si on the microstructural and magnetic properties of Fe65Co35 alloy was investigated. For this purpose, initial powder mixtures with specific compositions were milled by means of planetary ball mill for different milling times. Microstructural properties and morphology of the obtained powders were analyzed by X-ray diffraction analysis (XRD) and scanning electron microscope (SEM). Also, magnetic properties of the samples were determined by means of vibration sample magnetometer (VSM). The results showed that the crystallite size was finer and more uniform and lattice strain was decreased slightly for longer milling times. Observations indicated that the addition of Si to the alloys leads to finer particles. The results also showed that increasing the Si content increases the reduction rate of lattice parameter and coercivity.
    Keywords: mechanical alloying, Fe, Co, Si alloys, nanostructured materials, magnetic properties
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Investigation of Key Factors on Manufacture of Fused Silica Parts by Gel-Casting Method
    L. Akbarshahi, H. Sarpoolaki*, H. Ghassai Pages 117-126
    In this research according to unique properties of fused silica and Its numerous applications fused silica parts with 77% by weight solid loading formed by gel casting. Rheological behavior of the slurry and sintering conditions were optimized. Sample sintered at optimum conditions has bulk density of 1.71 g/cm3, open porosity of 18.13%, water absorption of 10.60%, linear shrinkage after firing of 3.5%, closed porosity of 1.09% and relative density of 78.80%. Its thermal expansion coefficient in range of room temperature to 1000 ◦C has been measured 0.4432×10-6 1/ 􀁄C. Results showed that With increasing temperature and time In addition to the increased vscous flow, Crystallization also extend. Finally sintered at high temperature and short time for an instance with the lowest overall high crystallinity and density, were found suitable
    Keywords: gel casting, fused silica, colloidal processing, cristobalite
    Abstract View Paper Original: Persian