فهرست مطالب

فصلنامه مواد پیشرفته در مهندسی
سال سی و چهارم شماره 3 (پاییز 1394)

  • تاریخ انتشار: 1394/10/20
  • تعداد عناوین: 10
|
  • پری ناز سیف الله زاده، مهدی کلانتر، علیرضا مشرقی، سیدصادق قاسمی صفحات 1-11
    مولایت و آلومینا با ضریب انبساط گرمایی کم و مقاومت به شوک گرمایی خوب جزء سرامیک های دمابالا هستند. با وارد نمودن فاز تقویت کننده می توان از مزایای فاز سرامیکی چون استحکام گرم استفاده نمود. وجود کاربیدسیلیسیم در زمینه، خواص ترمومکانیکی را بهبود می بخشد. در فرایندهایی که به طور درجا فازهای موردنظر تشکیل می شود، هزینه ها کاهش می یابد. در این پژوهش از احیای کربوترمیک کائولینیت و آندالوزیت برای تشکیل کاربیدسیلیسیم به شکل درجا در زمینه آلومینا + مولایت استفاده شد. با توجه به نسبت (C/SiO2) و شرایط ساخت، ویژگی های کامپوزیت از نظر ترکیب فازی، ریزساختار و خواص فیزیکی و مکانیکی بررسی شد. نتایج نشان می دهد زمانی که نسبت C/SiO2 و دمای پخت در آندالوزیت 5/3 و 1600 درجه سانتی گراد و درکائولینیت 5/5 و 1550 درجه سانتی گراد باشد، شرایط بهینه ای از تراکم پذیری و تبلور فاز کاربیدسیلیسیم به دست می آید.
    کلیدواژگان: احیای کربوترمیک، آندالوزیت، کائولینیت، مولایت، آلومینا، کاربیدسیلیسیم
  • مردعلی یوسف پور، فاطمه صفری کوشالی، بهنام خوش اندام صفحات 13-27
    در این پژوهش قابلیت جذب هیدروژن در مواد متخلخل پایه سیلیکاتی SBA-16 اصلاح شده با فلز واسطه پالادیوم با دما مورد بررسی قرار گرفت. مواد متخلخل پایه سیلیکا به دلیل داشتن سطح ویژه مناسب و قابل کنترل بودن پراکندگی و اندازه تخلخل ها در محدوده 2 تا10 نانومتر، قابلیت جذب و ذخیره سازی گاز هیدروژن را دارند. ماده متخلخل SBA-16 به دلیل داشتن ساختار بلوری به شکل مکعب همراه با کانال های رو باز برای این منظور می تواند به کار رود. برای تهیه ماده مرکب نانو ساختار و اضافه کردن نمک کلرید پالادیوم به ماده متخلخل سیلیکا، از روش سل - ژل تک مرحله ای استفاده شد. پیرسازی در دمای C ̊80 به مدت 12 ساعت انجام شد. در نهایت برای ایجاد حفرات و حذف ماده فعال کننده، ماده در دمای C ̊550 به مدت 6 ساعت کلسینه شد. مشخصه یابی مواد به وسیله پراش سنجی اشعه ایکس زاویه بزرگ و زاویه کوچک، تحلیل جذب گاز هیدروژن تا فشار kPa200 و در سه دمای C 196- (K77)،C 123- (K150) و C 30 (K303) و هم چنین جذب- واجذب گاز نیتروژن انجام گرفت. ریخت شناسی توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی صورت پذیرفت. مقدار پالادیوم، سیلیکون و اکسیژن بر حسب درصد وزنی، به وسیله طیف سنجی تفکیک انرژی اندازه گیری شد. پیوندها وگروه های آلی ماده متخلخل سیلیکای خالص با دستگاه تبدیل فوریه فرا سرخ مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاصل از پراش سنجی پرتو ایکس و طیف سنجی تفکیک انرژی، حضور ذرات فلزی و اکسید پالادیوم در حفرات ماده متخلخل سیلیکای غیر بلوری را تایید کرد. ریخت شناسی و نتایج حاصل از تحلیل جذب- واجذب گاز نیتروژن مشخص کرد با افزودن پالادیوم، سطح ویژه نسبت به ماده متخلخل خالص کاهش می یابد. سطح ویژه برای ماده متخلخل سیلیکای خالص و برای ماده مرکب نانوساختار حاوی پالادیوم، به ترتیب برابر با m2/g 791 و m2/g 538 به دست آمد. مشاهده شد که جذب گاز هیدروژن در ماده مرکب نانو ساختار حاوی پالادیوم در مقایسه با ماده متخلخل سیلیکای خالص رو به افزایش بوده، در حالی که با افزایش دما رو کاهشی داشت. می توان نتیجه گرفت که در ماده مرکب نانوساختار حاوی پالادیوم، بیشترین مقدار جذب گاز هیدروژن در دمای °C 196- روی داده است.
    کلیدواژگان: ماده متخلخل SBA، 16، جذب هیدروژن، فرآیند سل، ژل، پالادیوم
  • علی قطبی ورزنه، پرویز کاملی*، فتح الله کریم زاده، هادی سلامتی صفحات 29-38

    در این پژوهش آلیاژ حافظه پذیر فرومغناطیس Ni47Mn40Sn13 به روش آلیاژسازی مکانیکی ساخته شد. بدین منظور مخلوط پودرهای اولیه در آسیای سیاره ای در اتمسفر آرگون به مدت 20 ساعت تحت آسیاب کاری قرار گرفتند. الگوی پراش پرتو ایکس تشکیل ساختار بلوری آلیاژ هویسلر را تایید کرد. به دلیل تنش های وارده در مرحله آسیاب کاری، نمونه ساختار کاملا منظم نداشت و در منحنی پذیرفتاری آن گذار مارتنزیتی مشاهده نشد. به همین دلیل برای دست یابی به نمونه ای با نظم بلوری بهتر و دارای گذار مارتنزیتی نمونه ی 20 ساعت آسیاب شده، در لوله هایی از جنس کوارتز و تخلیه شده از هوا قرار داده شد و در زمان های مختلف در دمای 950 درجه سانتی گراد بازپخت شد. سپس اثر زمان بازپخت بر ویژگی های ساختاری، مغناطیسی و الکتریکی نمونه ها بررسی شد. نتایج حاصل از مقاومت الکتریکی نمونه های دارای گذار مارتنزیتی، رفتار فلز-عایق گونه را در محدوده گذار مارتنزیتی نشان داد. نتایج نشان داد زمان 16 ساعت مدت زمان بهینه برای ساخت این آلیاژ است. این نمونه با دارا بودن دمای گذار بالاتر نسبت به نمونه ساخته شده به روش ذوب قوسی، نمونه ای مناسب تر برای کاربرد در یخچال های مغناطیسی است.

    کلیدواژگان: آلیاژ حافظه پذیر فرومغناطیس، آسیاب کاری، اثر بازپخت
  • مصطفی علیزاده، محسن حاجی زمانی صفحات 39-48
    سدیم مولیبدات (Na2MoO4) به عنوان ماده ای برای اصلاح اندازه دانه در آلیاژ Al-0.7Fe استفاده شد. نمونه های Al-Fe با افزودن درصدهای وزنی مختلفی از سدیم مولیبدات شامل 1/0، 2/0، 3/0، 4/0 و 5/0 به وسیله ریخته گری در قالب ماسه ای در °C 750 تولید شدند. بررسی ریزساختارهای حاصل از ریخته گری، به وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی و پراش پرتوی ایکس و اثر بر ریزساختار توسط سدیم مولیبدات، با اندازه گیری متوسط اندازه دانه و پهنای ترکیب بین فلزی تشکیل شده و انجام آزمون های کشش و سختی انجام شد. نتایج نشان داد که با افزودن سدیم مولیبدات، اصلاح ریزساختار با کاهش متوسط اندازه دانه صورت پذیرفت. هم چنین، مقدار بهینه برای افزودن سدیم مولیبدات به مذاب در این پژوهش معادل 3/0 درصد وزنی بود.
    کلیدواژگان: اصلاح اندازه دانه، سدیم مولیبدات، آلیاژ آلومینیوم، آهن، ترکیب بین فلزی
  • ندا ذاکری، ساسان اطرج*، محمدرضا سائری صفحات 49-58

    در این پژوهش تاثیر استفاده از نانوذرات تیتانیا بر استحکام مکانیکی نانوکامپوزیت های آلومینا-کاربید سیلیسیم اتصال مولایتی مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور از روش ریخته گری ژل به کمک سل نانوسیلیس برای شکل دهی این نوع نانوکامپوزیت ها استفاده شد. دمای پخت ترکیب توسط تحلیل گرمایی مشخص شد و پس از پخت در دمای °C 1300 استحکام های فشاری و خمشی نانوکامپوزیت مورد ارزیابی قرار گرفت. هم چنین خواص فیزیکی، ترکیب فازی و ریزساختار ترکیبات پس از پخت مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که استفاده از نانو تیتانیا تا مقدار 1 درصد وزنی تاثیر زیادی بر بهبود استحکام مکانیکی این نوع نانوکامپوزیت ها دارد. افزودن نانوتیتانیا منجر به افزایش مقدار فاز مولایت و رشد بیش تر ذرات سوزنی شکل آن می شود. ازدیاد اتصالات سرامیکی بین ذرات و در نتیجه بهبود استحکام مکانیکی نانوکامپوزیت به دلیل افزایش فاز مولایت حاصل می شود.

    کلیدواژگان: نانوتیتانیا، نانوکامپوزیت، آلومینا، کاربید سیلیسیم، مولایت، استحکام مکانیکی
  • نفیسه شریفی صفحات 59-67
    در سلول های خورشیدی رنگدانه ای، به طور متداول، لایه ای متشکل از ذرات 300 نانومتری به عنوان لایه بازتاب کننده و پس پراکننده نور به کار گرفته می شود تا میزان جمع آوری نور در این نوع سلول افزایش یابد. در این مطالعه، از دو نوع الکترولیت مبتنی بر ید و کبالت که شفافیت های مختلفی دارند استفاده شد تا اثر شفافیت الکترولیت بر میزان نور پس پراکنده شده از لایه پس پراکننده و اثر آن بر عمل کرد سلول خورشیدی رنگدانه ای بررسی شود. به دلیل جذب نور در الکترولیت، مقدار جریان الکتریکی تلف شده برای الکترولیت مبتنی بر کبالت و ید به ترتیب برابر با mA/cm2 9/2 و mA/cm2 2/4 است. بنابراین از نظر ویژگی های نوری، استفاده از الکترولیت مبتنی بر کبالت به دلیل جریان تلف شده کم تر توصیه می شود. از طرفی در بازه 500-600 نانومتر در حالی که الکترولیت کبالتی عبور 100% دارد، مقدار اندکی جذب برای الکترولیت یدی مشاهده می شود. برخلاف سلول خورشیدی حاوی الکترولیت ید، بازده کوانتومی خارجی سلول حاوی الکترولیت کبالت برای طول موج های کم تر از 350 نانومتر، با استفاده از لایه پس پراکننده افزایش می یابد که ناشی از عبوری است که الکترولیت کبالتی در این ناحیه دارد. محاسبات نوری نشان می دهد که در بازه 400-500 نانومتر که رنگدانه جذب قابل ملاحظه ای دارد، حدود 40% و 30% نور به ترتیب در الکترولیت یدی و کبالتی جذب و تلف می شود.
    کلیدواژگان: سلول خورشیدی رنگدانه ای، الکترولیت، شفافیت، پس پراکندگی نور، تیتانیم دی اکسید
  • محمدرضا دشت بیاض، مریم محمودی میمند صفحات 69-86
    در این پژوهش، سفتی نانوکامپوزیت پلیمر- رس با استفاده از مدل های موری- تاناکا، المان محدود دو بعدی و سه بعدی شبیه سازی شده است. لایه های رس در درون زمینه پلیمری به دو صورت موازی و پراکنده ی تصادفی نسبت به جهت بارگذاری پخش شده اند. اثر عوامل ریزساختاری شامل کسر حجمی رس، مدول الاستیک رس و فاز میانی، ضخامت فاز میانی، نسبت ظاهری لایه های رس و جهت گیری لایه ها بر مدول الاستیک نانوکامپوزیت توسط مدل المان محدود بررسی شده است. مقایسه نتایج شبیه سازی با نتایج تجربی نشان داد که نتایج مدل موری- تاناکا به نتایج تجربی نزدیک تر بوده است. تحلیل نتایج نشان داد که کسر حجمی رس، مدول الاستیک رس، میزان انحراف لایه های رس از جهت بارگذاری، نسبت ظاهری لایه های رس، ضخامت فاز میانی و مدول الاستیک فاز میانی بر مدول الاستیک نانوکامپوزیت به ترتیب بیشترین اثر را داشته اند.
    کلیدواژگان: شبیه سازی، نانوکامپوزیت پلیمر، رس، مدول الاستیک، مدل المان محدود، مدل موری، تاناکا
  • سمیرا بساکی، فرهاد گلستانی فرد، رحیم نقی زاده، مهدی رشید زاده صفحات 87-95
    در این پژوهش پوشش های کامپوزیتی متخلخل اکسیدتیتانیم/ اکسیدنیکل با استفاده از روش اکسیداسیون پلاسمای الکترولیتی/ رسوب الکتروفورتیک (PEO/EPD) تحت جریان مستقیم طی یک مرحله و زمانی کوتاه ساخته شد. هدف اصلی این پژوهش، افزایش فعالیت فوتوکاتالیستی اکسیدتیتانیم با استفاده از سطح ویژه بالا و جفت کردن آن با اکسیدنیکل است. تاثیر ولتاژ اعمالی فرایند بر ساختار فازی، ریخت (مورفولوژی) و توان فوتوکاتالیستی پوشش ها مطالعه و بررسی شد. ساختار فازی و ریخت سطحی لایه ها به ترتیب با استفاده از تحلیل XRD و SEM بررسی شد. قدرت فوتوکاتالیستی نمونه ها با اندازه گیری ثابت سرعت تجزیه ماده 4- کلروفنل روی سطح نمونه ها تحت تابش امواج فرابنفش مطالعه شد. نتایج نشان داد که لایه های ساخته شده به طور عمده از فاز آناتاز و هم چنین اکسیدنیکل تشکیل شده اند که با افزایش ولتاژ مقدار این فازها در پوشش افزایش یافت. پوشش های کامپوزیتی NiO/TiO2 توان فوتوکاتالیستی بالاتری از پوشش اکسیدتیتانیم در تجزیه ماده مدل 4-کلروفنل از خود نشان دادند. همچنین نتایج نشان داد که یک مقدار بهینه اکسیدنیکل برای حصول بیشینه توان فوتوکاتالیستی اکسیدتیتانیم وجود دارد.
    کلیدواژگان: پوشش های NiO، TiO2، روش PEO، EPD، فعالیت فوتوکاتالیستی
  • محمد خواجه لکزای، رضا شجاع رضوی، سیدمسعود برکت صفحات 97-106
    روش رسوب دهی همواره یکی از روش های مهم در تهیه نانوپودرهای سرامیکی به شمار رفته است. در این پژوهش اثر متغیرهای غلظت و مدت زمان پیرسازی، که از مهمترین متغیرهای تاثیرگذار این روش است، بررسی شده است. نانو پودر اکسید ایتریم (ایتریا) به روش رسوب دهی تهیه شد. از میکرو پودر ایتریا به عنوان پیش ماده و از کربنات هیدروژن آمونیوم به عنوان عامل رسوب استفاده شد. در روش رسوب دهی ترکیب مورد نظر در چهار زمان 3، 6، 12 و 24 ساعت پیرسازی شد. هم چنین سه غلظت 25/0، 5/0 و 75/0 مولار برای بررسی غلظت پیش ماده مورد استفاده، بررسی شد. فازهای تشکیل شده در این روش و رفتار گرمایی و اندازه ذرات، توسط پراش پرتو ایکس، تحلیل حرارتیگرمایی TG و DTA و میکروسکوپ الکترونی روبشی بررسی شدند. در هر دو مورد با بررسی زمان پیرسازی و یا غلظت میانگین، حالت بهینه تعیین شد. از تحلیل مشخصه یابی طیف سنجی فروسرخ (FTIR) نیز برای بررسی و تشخیص پیوندهای ترکیب ها قبل و بعد از عملیات حرارتی در دماهای 900، 1000 و 1100 درجه سانتی گراد استفاده شد.
    کلیدواژگان: اکسید ایتریم، رسوب دهی، نانوپودر، غلظت، مدت زمان پیرسازی
  • فاطمه بداغی، مسعود عطاپور، مرتضی شمعانیان صفحات 107-115
    آلیاژهای سری xxx5 آلومینیم به دلیل دارا بودن خواص ویژه در صنعت کاربردهای فراوان دارند. رفتار خوردگی این آلیاژ در محیط های صنعتی از جمله آب دریا از جمله مسائلی است که مورد توجه بسیاری از پژوهشگران قرار دارد. با توجه به تولید قطعات بزرگ در صنعت و نیاز به اتصال دهی این آلیاژها، در این پژوهش به بررسی تاثیر تعداد پاس جوش کاری بر ریزساختار و رفتار خوردگی مقاطع جوش آلیاژ آلومینیم Al5083-H321 پرداخته شد. بدین منظور نمونه های آلیاژ مذکور به روش جوش کاری قوسی فلز-گاز (GMAW) با استفاده از فلز پرکننده ER5183 با یک، دو و سه پاس جوش کاری شدند. به منظور ارزیابی ساختار میکروسکوپی از متالوگرافی نوری و الکترونی استفاده شد. ارزیابی خواص خوردگی از طریق اندازه گیری پتانسیل مدار باز، آزمون غوطه وری در محلول 3.5%NaCl و آزمون های پلاریزاسیون انجام شد. یافته های پژوهشی نشان داد که مقاطع جوش کاری آلیاژ Al5083 با دو پاس با توجه به مقدار icorr و Ecorr معادل0.087×10-6 (μA/cm2) و -0.4395 (V)، دارای مقاومت به خوردگی مناسب تری نسبت به آلیاژپایه است.
    کلیدواژگان: رفتار خوردگی، آب دریا، Al5083، جوش کاری قوسی فلز، گاز
|
  • P. Seifollahzadeh, M. Kalantar, A. Mashreghi, S.S. Ghasemi Pages 1-11
    Mullite and alumina are common in high-temperature applications because of their low thermal expansion coefficient and good thermal shock resistance. Evolution of SiC in the matrix and using it as reinforcing phase can improve thermo-mechanical properties of these materials. Also, in-situ formation of the reinforcing phases by using inorganic materials is an economical process. In this work, crystallization of SiC as reinforcing phase in the matrix of mullite-alumina by carbothermal reaction processes of inorganic materials (andalusite and kaolinite) was studied. According to the ratio of C/SiO2 and process conditions, some properties of the composite such as phase transformation, microstructure and physical and mechanical properties were investigated. The results showed that optimal ratio of C/SiO2 and firing temperature of densification to form SiC crystals were 3.5 and 1600°C for andalusite and 5.5 and 1500°C for kaolinite.
    Keywords: Carbothermal Reduction, Andalusite, Kaolinite, Alumina, Mullite, SiC
  • M.A. Yousefpour, F. Safari Kooshali, B. Khoshandam Pages 13-27
    The purpose of this work was to study the hydrogen adsorption on the surface of mesoporous materials based on silica (SBA-16) modified with palladium via temperature. Since mesoporous silica materials have a high specific surface area, and the ordered mesoporous size of 2-10nm, they are suitable for adsorption and storage of hydrogen. SBA-16 is suitable for this purpose due to its cubic crystalstructure and open pores. Single-stage sol-gel method was used to produce nanostructure composite from salt of palladium (PdCl3) and mesoporous silica precursor. The aging time was selected as 12 hr at 80˚C. Furthermore, the obtained materials were heated at 550˚C for 6 hr to remove surfactant and to form pores. Then the materials were characterized by large angle and small angle x-ray diffraction analysis, and hydrogen absorption analysis at upto 200kPa pressure at three different temperatures of -196˚C (77 K), -123˚C (150 K) and 30˚C (303 K). Furthermore, adsorption-desorption of nitrogen gas was studied. The surface morphology was observed by field emission scanning electron microscope (FESEM). In addition, the amount of palladium, oxygen, and silicon were measured by using energy dispersive spectroscopy) EDS). Finally, the functional groups on the surface of mesoporous silica materials were evaluated using Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). The results of XRD and EDS analyses confirmed the presence of palladium and palladium oxide in mesoporous amorphous silica. In addition, BET results showed that addition of palladium in SBA-16 decreased the surface area, and produced 791 and 538m2/g for SBA-16 and SBA-16/Pd, respectively. Hydrogen absorption in nano structure composite was decreasing with temperatur in comparison with SAB-16. On the other hand, the maximum hydrogen absorption in the nano structure composite containing palladium was obtained at -196˚C (77 K).
    Keywords: Mesoporous SBA_16_Hydrogen adsorption_Sol – Gelroute_Plladium
  • A. Ghotbi Varzaneh, P. Kameli, F. Karimzadeh, H. Salamati Pages 29-38

    In this investigation, Ni47Mn40Sn13 ferromagnetic shape memory alloy was prepared by mechanical alloying. The metal powders were ball milled in argon atmosphere for 20 hours. X-ray diffraction pattern confirmed formation of crystalline structure of Heusler alloy. As-milled powder samples were sealed in quartz tubes under high vacuum and subjected to heat treatments at 950°C for different time durations. Then, the effect of isothermal ageing on structural, magnetic and electrical properties of samples was investigated. Results of electrical resistance displayed a metal-like behavior around martensitic transformation. The results showed that 16 hours of annealing was the optimal time for producing this alloy which could be an appropriate candidate for magnetic refrigerant.

    Keywords: Ferromagnetic shape memory alloy, Mechanical alloying, Annealing effect
  • M. Alizadeh, M. Hajizamani Pages 39-48
    Sodium molybdate (Na2MoO4) as a grain refiner was used to refine the microstructure of Al-0.7Fe alloy. Al-Fe samples with the addition of 0.1, 0.2, 0.3, 0.4 and 0.5 wt.% sodium molybdate were fabricated by casting in sand molds at 750 ͦC. The microstructures of the as-cast samples were investigated by scanning electron microscopy (SEM) and the present phases were revealed by X-ray diffraction (XRD). The effect of sodium molybdate on the microstructure was examined by measuring the average grain sizes of the alloys, determining the widths of intermetallic compounds and carrying out hardness and tensile tests. The results showed that the addition of sodium molybdate modified the microstructure of Al-Fe alloy by reducing the average grain sizes. Also, it was found that the optimum amount of sodium molybdate to add to Al-0.7Fe alloy melt was 0.3 wt.% in this study.
    Keywords: Grain size reduction, Sodium molybdate, Aluminum, Iron alloy, Intermetallic compound
  • N. Zakeri, S. Otroj, M.R. Saeri Pages 49-58

    In this study, the effect of nano-titania addition on the mechanical strength of mullite-bonded alumina-siliconcarbide nano-composites was investigated. To this end, the gel-casting process via nano-silica sol was used for shaping the nano-composite.The firing temperature of composition was determined by use of STA. The compressive and bending strengths of samples were measured after firing at 1300 °C. Besides, the physical properties, phase composition and microstructure of the composites were evaluated after firing. The results showed that the use of nano-titania up to 1 wt.% had a higher effect on improvement of nano-composite mechanical strength. The nano-titania addition led to increasing of mullite phase and higher growth of its needle-like grains. Enhancing of ceramic bonds between grains and the improvement of mechanical strength were obtained by increasing the mullite phase.

    Keywords: Nano, titania, composite, Alumina, Silicon carbide, Mullite, Mechanical strength
  • N. Sharifi Pages 59-67
    Conventionally, a film of TiO2 particles of ~300 nm size is employed in DSCs as the back reflector film to enhance the light harvesting. In this study, two electrolytes with different transparencies, iodide-based and cobalt-based electrolytes, were used to investigate the transparency effect of electrolytes on light back-scattering from back scattering layer and also to study its effect on the performance of DSCs. The use of cobalt-based electrolyte is recommended from the view point of optical properties as due to the light absorption in electrolytes, the current density losses are 2.9mA/cm2 and 4.2 mA/cm2 in cobalt- and iodide-based electrolytes, respectively, and the transmission of 100% is observed for cobalt-based electrolyte in 500-600 nm in spite of iodide-based electrolyte. Use of light back-scattering layer, unlike iodide-based cell, causes external quantum efficiency in cobalt-base cell to increase for the wavelengths lower than 350 nm since cobalt-base electrolyte has transparency in this region. In addition, optical calculations demonstrate that in the range 400-500 nm, in which dye has a noticeable absorption, absorption loss is 40% and 30% for iodide- and cobalt-based electrolytes, respectively.
    Keywords: Dye, sensitized Solar Cells, Electrolyte, Transparency, Light Back, scattering, TiO2
  • M.R. Dashtbayazi, M. Mahmoudi Meymand Pages 69-86
    In this research, stiffness of polymer-clay nanocomposites was simulated by Mori-Tanaka and two and three dimensional finite element models. Nanoclays were dispersed into polymer matrix in two ways, namely parallel and random orientations toward loading direction. Effects of microstructural parameters including volume fraction of nanoclays, elastic modulus of nanoclays and interphase, thickness of interphase, aspect ratio of nanoclays and random orientation of nanoclays on elastic modulus of the nanocomposite were investigated by finite element model. Comparing the simulation with experimental results showed that the Mori-Tanak simulation results were closer to the experimental results. Analysis of results showed that the volume fraction of nanoclay, elastic modulus of nanoclay, deviation of nanoclay layers with respect to loading direction, nanoclays aspect ratio, thickness of interphase and the elastic modulus of interphase had respectively the most to the least effect on elastic modulus of nanocomposite.
    Keywords: Simulation, Polymer, clay nanocomposite, Elastic modulus, Finite element model, Mori, Tanaka model
  • S. Bassaki, F. Golestani Fard, R. Naghizadeh, M. Rashidzadeh Pages 87-95
    Titanium dioxide-nickel oxide porous coatings were synthesized by Plasma Electrolytic Oxidation (PEO)/ ElectroPhoretic Deposition (EPD) in one step and within a short time. The main purpose of this research was to increase photocatalytic activity of titanium oxide by increasing surface area and coupling of titanium oxide with nickel oxide. Applied voltage effects on phase structure, surface morphology and photocatalytic efficiency of coatings were studied. Phase structure and surface morphology of the synthesized catalysts were investigated by XRD and SEM, respectively. Photocatalytic efficiency of the samples was studied through measuring the decomposition rate of 4-chlorophenol. The results showed that the coatings mainly consisted of anatase and nickel oxide phases whose amounts in coatings increased with the voltage. There was an enhancement of the photocatalytic efficiency in TiO2/NiO composite coatings compared with TiO2 coatings. Besides, there was an optimum amount of NiO to reach maximum photocatalytic efficiently.
    Keywords: NiO coatings, Plasma Electrolytic Oxidation, Electrophoretic Deposition (PEO, EPD) method, photocatalytic activity
  • M. Khajelakzay, R. Shoja Razavi, S.M. Barekat Pages 97-106
    Precipitation has always been one of the important methods in the preparation of ceramic nanopowders. In this study, the most important parameters, ageing time and concentration parameters, have been studied. Yttrium oxide (Yttria) nanopowder was synthesized by precipitation method. Yttria micropowder and ammonium hydrogen carbonate were used as precursor materials. The study involved aging time and concentration in four and three levels, repectively (3, 6, 12 and 24h for ageing time and 0.25, 0.5 and 0.75 mol/L for concentration). Synthesized phases, thermal behavior and particle size were studied by X-ray diffraction pattern (XRD), thermogravimetry (TG), differential thermal analysis (DTA) and field emission scanning electron microscopy (FE-SEM). Fourier transform infrared spectroscopy analysis (FTIR) was used for studying bonding before and after the heat treatment at 900, 1000 and 1100 °C.
    Keywords: Yttrium oxide, Precipitation, Nanopowder, Concentration, Ageing time
  • F. Bodaghi, M. Atapour, M. Shamanian Pages 107-115
    Aluminium 5xxx alloys excellent properties make them suitable for many industrial applications. The corrosion behavior of this alloy family in industrial environments such as sea water is the main focus of many researches. Due to need for joining large segments of this alloys, the effect of single as well as multipass (double and triple pass) gas metal arc welding (GMAW) on microstructure and corrosion behavior of Al5083-H321 alloy was studied. For this purpose, ER5183 filler metal was used. Microstructures were evaluated using optical and scanning electron microscopy (SEM). Corrosion measurements were performed using open circuit potential test, immersion test in 3.5%NaCl solution and polarization tests. Results indicated that the corrosion resistance of the two passes weldment was improved in comparison with the base metal and its icorr and Ecorr were equal to 0.087´10-6 (µA/cm2) and -0.4395 (V), respectively.
    Keywords: Corrosion behavior, Sea water, Al5083, Gas, metal arc welding