گرافیت
در نشریات گروه مواد و متالورژی-
این مطالعه به منظور ارزیابی استحکام چسبندگی و رفتار اکسایش پیوسته پوشش SiC/Mo-Si-B روی زیرلایه های گرافیتی انجام شد. برای این منظور، پوشش SiC با استفاده از روش سمانتاسیون همراه با فعال کننده NH4Cl روی گرافیت ایجاد شد. لایه ثانویه Mo-Si-B با استفاده از پاشش پلاسمای اتمسفری (APS) به کمک محافظت کننده آرگنی روی نمونه ها حاصل شد. مورفولوژی سطح و ترکیب شیمیایی پوشش های SiC و Mo-Si-B با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مجهز به سیستم طیف سنجی پراکندگی انرژی (EDS) بررسی و ارزیابی شدند. تجزیه و تحلیل سطح با پراش پرتو ایکس (XRD) نشان داد که پوشش کاربیدسیلیسیم نسبتا خالصی تشکیل شده است. در مورد Mo-Si-B، فازهای مختلف بین Mo و Si، Mo و B و Mo خالص تشخیص داده شد. چسبندگی پوشش چند لایه با آزمون کشش مورد بررسی قرار گرفت و نشان دهنده چسبندگی و پیوستگی کافی از پوشش بود. آزمون اکسایش در هوا تا دمای K 1273 انجام شد و زمان و تغییر وزن به طور همزمان ثبت شد. نتایج نشان داد که پوشش به کار رفته، به طور قابل توجهی مقاومت اکسایش گرافیت را با لایه های شیشه ای SiO2 و B2O3 بهبود می بخشد.
کلید واژگان: اکسایش پیوسته، ترکیبات بین فلزی، Mo-Si-B، Sic، گرافیتThis study was conducted to evaluate the adhesion strength and oxidation behavior of SiC/Mo-Si-B coating applied on graphite substrates. For this purpose, SiC coating was created on graphite substrate using pack cementation method with NH4Cl activator. The secondary layer Mo-Si-B coating was created using atmospheric plasma spraying (APS) with argon protective shower on the samples. Surface morphology and chemical composition of the SiC and Mo-Si-B coatings were inve stigated by Scanning Electron Microscopy (SEM) equipped with an Energy Dispersive Spectroscopy (EDS) system. Surface analysis by X-ray diffraction (XRD) revealed that the structure of SiC was mainly composed of SiC phase. In the case of Mo-Si-B, different phases of Mo and Si, Mo and B, and pure Mo were identified. The adhesion of the multi-layer coating was evaluated by tensile test which indicated a sufficient adhesion and cohesion of the coating. The oxidation test was carried out in the air at 1273 K and the time and weight changes were recorded simultaneously. The results showed that the applied coating significantly improves oxidation resistance of graphite with SiO2 and B2O3 glass layers.
Keywords: Continious Oxidation, Intermetallic Compounds, Mo-Si-B, Sic, Graphite -
در این تحقیق اثرات تابش یون های پر انرژی هیدروژن تولید شده در دستگاه پلاسمای کانونی نوع مدرن MTPF-2 بر روی خواص سطحی و ساختاری گرافیت بررسی شد. از پروتون های پر انرژی تولید شده در دستگاه پلاسمای کانونی برای تابش دهی نمونه های گرافیت در تخلیه های مختلف استفاده گردید. تغییرات ناشی از تابش در سطح گرافیت با استفاده از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی مورد بررسی قرار گرفت. تغیرات ایجاد شده در سطح نمونه های تحت تابش قرار گرفته به وضوح در تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی دیده شد. تصاویر میکروسکوپی نمونه های تابش دهی شده کندوپاش های نقطه همچنین خلل و فرج در سطح نمونه های به همراه ذوب شدگی نقطه که وابسته به فلوئنس یونی (تعداد تخلیه الکتریکی) می باشد را نشان داد. از آنالیز پراش پرتو ایکس برای بررسی تغییرات ایجاد شده در ساختار گرافیت در اثر تابش پروتون های پرانرژی استفاده شد. در طیف پراش پرتو ایکس نمونه های تابش دهی شده جابجایی در مکان قله ها، تغییر شدت قله ها و افزایش اندازه کریستال در نمونه های تابش دهی شده نسبت به طیف پراش پرتو ایکس نمونه مرجع مشاهده شد. همچنین از آشکارساز فنجان فارادی برای مشخصه یابی طیف یونی هیدروژن ایجاد شده در دستگاه پلاسمای کانونی استفاده شد. نتایج نشان داد که انرژی میانگین یون های تولید شده حدود keV46 است.
کلید واژگان: مواد مواجه با پلاسما، دستگاه پلاسمای کانونی، گرافیت، آسیب تابش، توکامکIn this study, the effects of high-energy hydrogen ion irradiation, generated by the MTPF-2 type modern plasma focus device, on the surface and structural properties of graphite were investigated. High-energy protons produced by the plasma focus device were used to irradiate graphite samples in various shots. The radiation-induced changes on the graphite surface were examined using optical microscope and scanning electron microscopy. The modifications on the irradiated samples' surface were clearly observed in the scanning electron microscopyand optical microscope images. The microscopic images of the irradiated samples revealed point sputtering as well as pores on the sample surface, along with point melting, which are dependent on the ion fluence (number of shots). X-ray diffraction analysis was employed to study the structural changes in the graphite caused by the high-energy proton irradiation. The X-ray diffraction spectra of the irradiated samples showed shifts in the peak positions, changes in the peak intensities, and an increase in the crystallite size compared to the X-ray diffractionspectra of the reference sample. Additionally, a Faraday cup detector was used to characterize the hydrogen ion spectrum produced in the plasma focus device. The results indicated that the average energy of the generated ions was ~ 46 keV.
Keywords: Plasma-Exposed Materials, Plasma Focus Device, Graphite, Radiation Damage, Tokamak -
هدف از انجام این پژوهش تولید پوشش کامپوزیتی نیکل-بور-گرافیت (Ni-B-Gr) نیتروژن دهی پلاسمایی شده با خواص خود روانکاری و بررسی رفتار سایشی آن است. بدین منظور از یک حمام کامپوزیتی الکترولس نیکل بر پایه بوروهیدرید سدیم برای رسوب دهی پوشش های Ni-B-Gr روی فولاد AISI 4140 استفاده شد. زمینه Ni-B با شاخص لوچگی 12/0- به عنوان یک ماتریس سخت با قابلیت حفظ مواد روانکار و ذرات گرافیت (با اندازه کمتر از 20 میکرومتر) با غلظت 275/0 گرم در لیتر به عنوان جزء روانکار جامد عمل می کنند. پوشش های کامپوزیتی در دمای 400 درجه سانتیگراد در مدت زمان های 30، 60، 120، 180 و 240 دقیقه در معرض نیتروژن دهی پلاسمایی در مخلوط گازی 25 درصد نیتروژن و 75 درصد هیدروژن قرار گرفتند. مشخصه یابی پوشش های کامپوزیتی Ni-B-Gr توسط بررسی ریزساختاری توسط آزمون پراش اشعه ایکس (XRD)، ریخت شناسی توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی (FE-SEM)، آزمون ریزسختی، زبری سنجی و ارزیابی سایش توسط آزمون پین روی دیسک (Pin-on-Disk) انجام شد. پوشش های الکترولس نیکل-بور-گرافیت 60 دقیقه نیتروژن دهی پلاسمایی شده، به سختی HV0.11060 رسیدند. در مقایسه با پوشش های نیکل-بور-گرافیت خام (as-plate)، پوشش کامپوزیتی نیکل-بور-گرافیت 60 دقیقه نیتروژن دهی پلاسمایی شده، کاهش 75 درصدی در نرخ سایش ویژه و کاهش 31 درصدی در ضریب اصطکاک را نشان داد. علاوه بر این، وجود گرافیت به عنوان خود روانکار با توجه به کاهش سطح تماس بین پین فولادی و پوشش، با محدود کردن سایش چسبان و اکسیداسیون مقاومت سایشی کامپوزیت را افزایش می دهد.
کلید واژگان: الکترولس نیکل-بور، گرافیت، خود روانکار، نیتروژن دهی پلاسمایی، رفتار سایشیThe aim of this study is to develop a novel nickel-boron-graphite (Ni-B-Gr) composite coating via electroless plating, endowed with self-lubricating properties, and to analyze its wear characteristics. Electroless deposition of Ni-B-Gr coatings was achieved on AISI 4140 steel utilizing a sodium borohydride-based electroless nickel bath. The resulting composite features a nickel-boron matrix, characterized by a skewness index of -0.12, offering both hardness and fluid-retaining capabilities, augmented by graphite flakes (< 20 μm) at a concentration of 0.275 g/L, serving as a solid lubricant component. Plasma nitriding treatments were conducted at 400°C for varying durations (30, 60, 120, 180, and 240 minutes) in a gas mixture of 25% nitrogen and 75% hydrogen. Comprehensive characterization of the Ni-B-Gr composite coatings encompassed microstructural analysis via X-ray diffraction (XRD), morphology examination using field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), microhardness testing, roughness measurements, and wear assessment through pin-on-disk tests. Notably, the plasma nitrided Ni-B-Gr composite coatings for 60 minutes exhibited a significant enhancement in hardness, with a hardness of 1060 HV0.1. Moreover, compared to as-plated Ni-B-Gr coatings, the 60 minutes plasmanitrided composites demonstrated a remarkable 75% reduction in specific wear rate and a 31% decrease in friction coefficient. The incorporation of graphite as a self-lubricating agent effectively mitigated adhesive wear and oxidation by reducing the contact surface between the steel pin and the coating, thereby enhancing the wear resistance of the composite.
Keywords: Electroless Nickel-Boron, Graphite, Self-Lubricant, Plasma Nitriding, Tribological Behaviour -
هدف از این پژوهش، مقایسه اثر درصد گرافیت (5-0 درصد وزنی) بر خواص مکانیکی و سایشی نانوکامپوزیت زمینه آلومینیوم است. ساخت نمونه های بالک به روش آسیاکاری/ پرس گرم (دمای °C 420، فشار MPa 400، زمان h 1 ( انجام شد. با توجه به نتایج به دست آمده در این پژوهش، افزودن گرافیت به زمینه آلومینیوم تاثیر چشمگیری در بهبود خواص سایشی زمینه آلومینیوم ایجاد کرده است. بهترین عملکرد سایشی مربوط به نمونه کامپوزیت حاوی 5 درصد وزنی گرافیت بود که به میزان 62 درصد کاهش در نرخ سایش و 5/2 مرتبه کاهش در ضریب اصطکاک را نسبت به نمونه آلومینیوم تقویت نشده نشان داد . با وجود اینکه افزایش درصد گرافیت در محدوده 5-0 درصد وزنی بصورت پیوسته باعث بهبود در رفتار سایشی کامپوزیت می شود، ولی افت همزمان خواص مکانیکی (سختی و استحکام فشاری) و چگالی کامپوزیت در نمونه های حاوی گرافیت مشاهده شد.
کلید واژگان: کامپوزیت زمینه آلومینیوم، گرافیت، سایش، خواص مکانیکیThis study aims to compare the effect of graphite content (0–5 wt.%) on the mechanical and tribological properties of aluminum matrix nanocomposites. The bulk samples were prepared by the mechanical milling/hot pressing (temperature 420 °C/ pressure 400 MPa/ time 1h) process. According to the obtained results in this work, the addition of graphite to an aluminum matrix significantly improves the wear properties of aluminum (wear rate and coefficient of friction). The best wear performance was obtained with the sample containing 5wt.% graphite, which showed a 62% reduction in the wear rate and a 2.5-fold reduction in coefficient of friction compared to the unreinforced aluminum sample. Although increasing the amount of graphite in the range of 0-5 wt.% leads to a continuous improvement in the wear behavior of the composite material, it results in a simultaneous deterioration of the mechanical properties (hardness and compressive strength) and the density of the Aluminum- Graphite composites.
Keywords: Aluminum Matrix &Lrm, Composite, Graphite, Wear, Mechanical Properties -
بهبود مقاومت سطحی قطعات صنعتی در برابر عوامل مخربی همچون سایش و خوردگی، یکی از چالش های مهم در مهندسی سطح محسوب می شود. یکی از مهم ترین روش های افزایش مقاومت سطحی، اعمال پوشش WC-10Co-4Cr می یاشد. اما این پوشش با وجود مقاومت به خوردگی عالی که دارد، رفتار تریبولوژیکی مناسبی نسبت به دیگر پوشش های پایه کاربید تنگستنی ندارند. به همین منظور در این پژوهش با افزودن گرافیت در دو مقدار 7 و 14 درصد وزنی به پودر WC-10C-4Cr و اعمال پوشش ها به روش پاشش حرارتی بر روی زیرلایه فولادی به مقایسه رفتار تریبولوژیکی آن ها پرداخته شد. بررسی ها به کمک تصاویر SEM، آزمون XRD، زبری سنجی، سختی سنجی انجام گرفت. برای ارزیابی رفتار مقاومت سایشی پوشش ها و زیرلایه نیز ار آزمون پین بر دیسک استفاده شد. نتایج نشان داد که گرافیت با وجود کاهش نسبی سختی و افزایش زبری پوشش پایه کاربید تنگستنی با توجه به خاصیت روانکاری فوق العاده ای که دارد منجر به ارتقای قابل توجه رفتار تریبولوژیکی زیرلایه و پوشش کاربید تنگستنی می گردد.در بین پوشش ها نیز بوشش دارای 7 درصد گرافیت بهترین مقاومت سایشی را با توجه به همزمانی سختی مناسب، تخلخل کم و ضریب اصطکاک پایین دارا بود. مکانیزم سایشی پوشش ها نیز به کمک تصاویر SEM و آنالیز EDS مورد بررسی قرار گرفت. مشخص شد که مکانیزم غالب دو پوشش حاوی گرافیت ورقه ای و پوشش WC-10Co-4Cr چسبان بود و مهمترین دلیل افزایش خواص تریبولوژیکی پوشش ها در حضور گرافیت تشکیل لایه ای محافظ از این ذرات تقویتی در مسیر سایشی و اطراف پین بود.
کلید واژگان: سایش، پوشش، تخلخل، لایه محافظ، گرافیتOne of the most widely used methods to Improving the surface resistance of industrial parts is applying composite coatings such as WC-10Co-4Cr. But this coating, despite its excellent corrosion resistance, does not have a good tribological behavior compared to other tungsten carbide base coatings. For this purpose, in this research, by adding graphite in two amounts of 7% and 14% by weight to WC-10C-4Cr powder and applying coatings by thermal spraying on the steel substrate, their tribological behavior was compared. Investigations were carried out with the help of SEM images, XRD test, roughness measurement and hardness measurement. Pin-on-disk test was also used to evaluate the wear resistance behavior of coatings and substrate. The results showed that despite the relative decrease in hardness and increase in the roughness of the tungsten carbide base coating, graphite leads to a significant improvement in the tribological behavior of the substrate and the tungsten carbide coating. Among the coatings, coating with 7% graphite It had the best wear resistance due to the combination of suitable hardness, low porosity and low friction coefficient. The wear mechanism of the coatings was also investigated with the help of SEM images and EDS analysis. It was found that the dominant mechanism of coatings containing graphite, dellamination and WC-10Co-4Cr coating was adhesive. The most important reason for increasing the tribological properties of coatings in the presence of graphite was the formation of a protective layer of these reinforcing particles in the wear path and around the pin.
Keywords: Wear, Coating, Porosity, Protective Layer, Graphite -
در این تحقیق، پوشش کاربید زیرکونیم (ZrC) با روش های پاشش پلاسمایی اتمسفری (APS) و پاشش پلاسمایی با غلاف جامد و گاز محافظ (SSPS) روی زیر لایه ی گرافیتی (دارای پوشش SiC) اعمال شد. ریزساختار پوشش های اعمال شده با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و پراش اشعه ایکس (XRD) مورد بررسی قرار گرفت. آزمون رفتگی پوشش ها با استفاده از شعله مافوق صوت و به مدت زمان 60 ثانیه روی پوشش ها انجام شد. نتایج آزمون رفتگی نشان می دهند که اعمال پوشش ZrC موجب بهبود مقاومت به رفتگی گرافیت شده است. نرخ های جرمی و خطی رفتگی پوشش ZrC اعمال شده با روش APS به ترتیب g.s-13-10× 22 و mm.s-13-10×7/3 و برای روش SSPS به ترتیب g.s-13-10× 14 و mm.s-13-10×2/2 حاصل گردید. دلیل مقاومت به رفتگی مناسب این پوشش ها علاوه بر بالا بودن دمای ذوب و استحکام بالای پوشش ZrC، تشکیل اکسیدهای ZrO2 و SiO2 در حین آزمون رفتگی می باشد. تشکیل لایه های اکسیدی مانع تماس مستقیم شعله داغ با سطح زیر لایه و موجب کاهش ورود اکسیژن به زیر لایه می شود. همچنین به دلیل کیفیت بالاتر پوشش های ZrC اعمال شده با روش SSPS در مقایسه با روش APS و عیوب کمتر این پوشش ها از جمله حفره و ریزترک ها،ZrO2 تشکیل شده در حین آزمون رفتگی نیز پایدارتر و مقاومت به رفتگی آن بالاتر است.کلید واژگان: گرافیت، پاشش پلاسمایی با غلاف جامد، گاز محافظ (SSPS) پوشش ZrC، مقاومت به رفتگیIn this paper ZrC coating was prepared on SiC coated graphite as a substrate by atmospheric plasma spray (APS) and solid shielding/ shrouded plasma spray (SSPS) methods. Microstructure observation and phase identification of the coatings were performed by scanning electron microscopy and X-ray diffraction. The ablation behavior of the coating was evaluated under supersonic flame for 60s. The results showed that the ZrC coating enhance the ablation resistance of SiC coated graphite remarkably. The results of ablation test revealed that the linear and mass ablation rates of the ZrC coating applied by APS method were 3.7×10-3 mm.s-1 and 22×10-3 g.s-1, while those for SSPS coating were 2.2×10-3 mm.s-1 and 14×10-3 g.s-1, respectively. The excellent ablation resistance is attributed to the formation of continuous zirconia (ZrO2) layer on the surface during the oxidation of the ZrC coating. Moreover, the SPS-ZrC coated sample with lowest pores and cracks have better ablation resistance during the ablation test and can protected the graphite substrate against ablation sufficiently.Keywords: Graphite, Solid Shielding Shrouded Plasma Spray, ZrC Coating, Ablation Resistance
-
کامپوزیت های هیبریدی پایه منیزیم به دلیل سبکی، استحکام ویژه بالا و داشتن خواص سایشی مطلوب در صنایع هوافضا و خودرو کاربرد گسترده ای دارند. در این پژوهش، با استفاده از روش اصطکاکی اغتشاشی،کامپوزیت هیبریدی حاوی مخلوط نانوذرات سیلیکا و گرافیت بر سطح آلیاژ منیزیم (AZ31B) تولید شد و اثر تعداد پاس بر ریزساختار، سختی و مقاومت به سایش نمونه ها بررسی شد. بر طبق بررسی های ریزساختاری، پس از 4 پاس، ذرات توزیع مناسبی در ریزساختار داشته و به خوبی مانع رشد دانه شدند به طوری که متوسط اندازه دانه ساختار کامپوزیتی نسبت به آلیاژ منیزیم اولیه 80 درصد و نسبت به نمونه ای که بدون حضور ذرات تحت فرآیند اصطکاکی اغتشاشی قرار گرفته است، بیش از 50 درصد کاهش یافت. با کاهش اندازه دانه، سختی ساختار کامپوزیتی پس از 4 پاس نسبت به آلیاژ منیزیم اولیه بیش از 17 درصد و مقاومت به سایش آن بیش از 33 درصد افزایش یافت. نتایج نشان داد اثر کاهش اندازه دانه در افزایش سختی کامپوزیت بیش تر از اثر پراکنده سختی و سایر مکانیزم های استحکام دهی است. همچنین با افزایش تعداد پاس، پراکندگی اعداد سختی و اندازه دانه در ناحیه هم زده کاهش یافت. بنابراین با افزایش تعداد پاس فرآیند اصطکاکی اغتشاشی، ذرات توزیع شده و ریز ساختار همگن می شود.کلید واژگان: فرایند اصطکاکی اغتشاشی، کامپوزیت سطحی هیبریدی، سیلیکا، گرافیتMagnesium hybrid surface composites are widely used in automotive and aerospace industries because they have low weight, high specific strength, and suitable wear properties. In this research, a mixture of silica and graphite nanoparticles was used to produce hybrid surface composites on AZ31B magnesium alloy by the use of friction stir processing (FSP). The effect of FSP passes on microstructure, microhardness, and wear resistance of composites was investigated. According to microstructural investigations, after 4 passes, the particles dispersed well and properly prevented grain growth so that the mean grain size of AZ31B–SiO2–graphite composite decreased about 80% compared with as-received AZ31B and above 50% compared with FSPed as-received AZ31B. Furthermore, in comparison with as-received AZ31B, microhardness of the composite increased more than 17% and its wear resistance increased more than 33% after 4 passes. The results indicated that grain size decrease plays a more significant role in composite hardness than dispersion hardening and other strengthening mechanisms. Furthermore, by increasing FSP passes, grain size variance and hardness variance decreased in the stir zone, which indicates that particles are dispersed and the microstructure becomes homogenized.Keywords: Friction stir processing (FSP), Hybrid surface nanocomposite, Silica, Graphite
-
در این پژوهش، شیشه سرامیک هادی یون لیتیم، لیتیم آلومینیم ژرمانیوم فسفات (LAGP) با فرمول Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3 به روش کوئنچ مذاب و سپس کریستالیزاسیون در دمای °C 800 به مدت 8 ساعت سنتز شد. شیشه سرامیک تهیه شده با استفاده از آنالیز تفرق اشعه ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) مشخصه یابی شد. آنالیز XRD نشان دهنده وجود فاز غالبLiGe2(PO4)3 و فاز ناخالصی اندک GeO2 است. تصاویر FESEM نشان دهنده دانه های مکعبی درشت و هم اندازه LAGP هستند. همچنین، شیشه سرامیک تهیه شده به عنوان غشاء محافظ در باتری های لیتیم یون آبی به منظور افزایش ولتاژ مورد استفاده قرار گرفت. باتری ساخته شده با آند گرافیت و کاتد LiMn2O4 و الکترولیت آبی نیترات لیتیم اشباع به کمک غشاء محافظ ولتاژ تخلیه V 64/3 و ظرفیت تخلیه mAh/gr 117 ارائه کرد که قابل مقایسه با باتری های لیتیم یون پایه آلی می باشند.کلید واژگان: شیشه سرامیک لیتیم آلومینیم ژرمانیم فسفات، باتری لیتیم یون آبی، گرافیت، الکترولیت نیترات لیتیمIn this research, a lithium ion conducting lithium aluminum germanium phosphate (LAGP) glass-ceramic with a formula of Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3 was synthesized by melt-quenching method and subsequent crystallization at 850 °C for 8 h. The prepared glass-ceramic was characterized using X-ray diffraction analysis (XRD) and field emission scanning electron microscopy (FESEM). The XRD patterns exhibited the existence of LiGe2(PO4)3 as the dominant phase with a little impurity phase of GeO2. SEM images revealed the presence of large cubic LAGP grains. Also, the prepared glass-ceramic was used as protective membrane in aqueous lithium ion batteries for their voltage increase. The prepared batteries with graphite as anode, LiMn2O4 as cathode and saturated aqueous solution of lithium nitrate as the electrolyte with assistance of protective membrane exhibited discharge voltage of 3.64 V and discharge capacity of 117 mAh g-1, which are comparable with those in organic-based lithium ion batteries.Keywords: Lithium aluminum germanium phosphate glass-ceramic, aqueous Li-ion batteries, graphite, LiNO3 electrolyte
-
لایه فصل مشترک الکترولیتی جامد (SEI) یک فیلم سطحی است که از طریق تجزیه الکترولیت در باتری لیتیوم- یون روی سطح آند تشکیل می شود. درک صحیح از فرایند تشکیل لایه SEI در آندهای گرافیتی می تواند دید وسیع تری در خصوص غلبه بر چالش های مربوط به این آندها ایجاد کند که منجر به عملکرد شارژ/ دشارژ بهتر خواهد شد. در این پژوهش آزمون های ولتامتری چرخه ای، طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی و آزمون شارژ/ دشارژ متوالی برای سل سکه ای آند گرافیتی به کار گرفته شده است تا فهم دقیقی از فرایند تشکیل فیلم SEI روی سطح آند گرافیت به دست آید. نتایج آزمون ولتامتری چرخه ای نشان می دهد که بخش اعظم لایه SEI در چرخه اول تشکیل می گردد و با ادامه چرخه های ولتامتری لایه SEI به پایداری می رسد. بررسی های امپدانس الکتروشیمیایی نشان می دهد که مقاومت انتقال بار (Rct) آند گرافیت پس از چرخه های الکتروشیمیایی از Ω122 به Ω 5/28 کاهش یافته است که این موضوع نشان دهنده تسهیل فرایند انتقال بار پس از تشکیل لایه SEI می باشد. نتایج آزمون شارژ/ دشارژ متوالی سل سکه ای آند گرافیت نیز نشان می دهد که مقدار ظرفیت غیربرگشت پذیر در چرخه اول (که صرف تشکیل لایه SEI شده) به مراتب بیشتر از مقدار ظرفیت غیربرگشت پذیر در چرخه های بعدی است. با توجه به آن که پس از چرخه دوم، لایه SEI تقریبا به پایداری رسیده است، می توان گفت روش فرماسیون یک سل لیتیوم- یونی با آند گرافیت می تواند در دو چرخه شارژ/ دشارژ انجام پذیرد.کلید واژگان: گرافیت، آند، فصل مشترک الکترولیتی جامد، لایه SEI، باتری لیتیوم- یونThe solid electrolyte interphase (SEI) is a passivating film that is formed on the anode surface by electrolyte decomposition in a lithium ion battery. The proper understanding of the SEI formation process on the graphite anodes can create a wider view to overcome the challenges associated with these anodes, which lead to better cyclic performance. In this research, cyclic voltammetry, electrochemical impedance spectroscopy and cyclic charge/ discharge tests were used for graphite anode coin cell to obtain a perfect understanding of SEI formation process on the surface of graphite anode. The results of cyclic voltammetry test indicate that the large part of SEI layer is formed in the first cycle and the SEI will be stable by continued voltammetric cycles. The electrochemical impedance studies show that the charge transfer resistance (Rct) of graphite anode decreases from 122 Ω to 62.5 Ω after electrochemical cycles, which indicates the facility of the charge transfer process after the formation of the SEI layer. The results of cyclic charge/ discharge test also represent that the irreversible capacity of first cycle is consumed to form the SEI, and the reversibility has been sustained after the subsequent charge / discharge cycles.Keywords: Graphite, Anode, Solid electrolyte interphase, SEI layer, Li-ion battery
-
مشخصه یابی گرافیت کروی در چدن حاوی آلومینیوم تولید شده به روش منیزیم در راهگاهCharacterization of NodularGraphite in Aluminum Cast Iron Produced via In-Mold ProcessIn this research, the effect of various amounts of aluminum on morphology of graphite in ductile cast irons produced by in-mold casting process is investigated. For this purpose, spherical graphite cast iron containing 0, 3.7, 5.5, 6.4 and 7.5 wt. % aluminum, respectively, were prepared in Y-block form via in-mold process. After casting, samples were prepared for microstructural studies, using conventional methods, followed by optical microscopy (OM) examination. Chemical composition of samples were determined using quantometer, x-ray fluorescence spectroscopy (XRF) and carbon/ sulfur determination method. Increasing the number of spheres from 168 to 668 per square millimeter, reducing the grain size from 21.4 to 8.8 micrometers, and changing the percentage of spherical graphite from 65 to 48 percent was observed.Hardness of samples show increase from 284 to 482 Vickers by increasing aluminum content from 0 to 7.5 weight percent.Keywords: Spherical Graphite Cast Iron, Aluminum, In-mold process, Microstructure, Graphite, hardness
-
با توجه به آن که مواد کربنی از جمله گرافیت به طور گسترده در ساختارهای دمای بالا مورد استفاده قرار گرفته اند؛ اما مشکل اصلی آن ها، شروع اکسیداسیون از دمای حدود °C400 در محیط اکسیدی می باشد، بهترین روش برای تقویت مقاومت به اکسیداسیون گرافیت، استفاده از کاربید سیلیسیم با ساختار تدریجی است که به دلیل پایداری حرارتی مناسب و تطابق فیزیکی، شیمیایی و ضریب انبساط حرارتی مناسب با زیرلایه کربنی کاربرد گسترده ای یافته است. در پژوهش حاضر به دلیل مزایایی نظیر هزینه کم تر، سهولت بکارگیری و قابلیت صنعتی سازی، روش سمانتاسیون بسته ای در دمای °C1600 برای تشکیل پوشش SiC تدریجی بکار گرفته شد. آنالیز پراش اشعه ایکس (XRD) و تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) نشان می دهد که پوشش حاصل به صورت تدریجی تشکیل یافته و شامل فاز α-SiC و β-SiC با تراکم مناسب می باشد. مکانیزم تشکیل پوشش SiC بر گرافیت با آنالیز ترمودینامیکی و محاسبات تعادل شیمیایی حاصل از نرم افزار HSC Chemistry 6.0 تشریح می شود. مکانیزم مسیر واکنشی نشان می دهد، در مراحل ابتدایی واکنش، فازهای گازی SiO و CO طی واکنش Al2O3 با Si و C تشکیل شده و دو واکنش Si+CàSiC و SiO(g)+2CàSiC+CO(g) به عنوان واکنش های اصلی تشکیل پوشش معرفی می شوند. نتایج نشان می دهد که ترکیب مواد اولیه در روش سمانتاسیون بسته ای تاثیر زیادی بر ساختار پوشش کاربیدسیلیسیم ندارد و در نهایت نتایج تجربی، نتایج حاصل از شبیه سازی را تایید می کند. در واقع، پژوهش حاضر روشی را برای تحلیل و شبیه سازی واکنش های سمانتاسیون بسته ای با نرم افزار ترمودینامیکی HSC Chemistry ارائه می دهد و در نهایت نتایج حاصل از شبیه سازی با نتایج تجربی تایید شد.کلید واژگان: گرافیت، کاربید سیلیسیم، مکانیزم تشکیل، نرم افزار HSC Chemistry، سمانتاسیون بسته ایstructural materials. On the other hand, graphite can easily react with oxygen even at temperatures as low as 400 °C. The graded silicon carbide (SiC) characterized by compositional gradation over microsopic distances, is considered to be the most promising coating material. In this paper, the pack cementation technique was used to make a graded SiC coating on graphite at 1600°C. X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) analysis display that the coating obtained by the pack cementation is a dense structure consisting α-SiC and β-SiC with functionally graded structure. the mechanism of formation of SiC coating on graphite is explained by thermodynamics analysis and chemical equilibrium calculations using HSC Chemistry software 6.0.The reaction-path mechanism indicates in the early stages of the process, SiO and CO gas species can be formed during Al2O3 reaction with Si and C and at two reaction Si=SiC and SiO(g)=SiC(g) can be considered as main reactions for SiC coating formation. It was found that the composition of raw materials has not marked effect on the microstructure and property of SiC coating. In fact, this paper proposes a method for the analysis and simulation of pack cementation reactions using HSC Chemistry software package. The results of the simulation are verified by experimental results.Keywords: Graphite, Silicon carbide coating, formation mechanism, HSC chemistry software, pack cemetation
-
در این پژوهش، یک لایه کامپوزیتی بر پایه آلیاژ برنج با ذرات تقویت کننده گرافیت با اندازه ذرات 7 میکرومتر توسط فرآیند اصطکاکی همزن تولید شده است. شیاری به عمق و پهنای 5/2 و 3/0 میلیمتر روی سطح یک نمونه از آلیاژ برنج با ضخامت 3 میلیمتر توسط دستگاه وایرکات ایجاد و توسط ذرات گرافیت کاملا پر شده است. فرآیند اصطکاکی همزن با سرعت چرخشی و سرعت پیشروی ابزار 800 دور بر دقیقه و 100 میلیمتر بر دقیقه تحت 1 و 3 پاس انجام شده و ریز ساختار و خواص مکانیکی قبل و بعد از فرآیند نیز بررسی شده است. مشاهدات میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد که افزایش تعداد پاس ها منجر به توزیع یکنواخت تر ذرات خواهد شد. بیشینه سختی در لایه کامپوزیتی، حدود 141 ویکرز به دست آمد. این درحالی است که سختی زیرلایه تقریبا 84 ویکرز محاسبه شد. رفتار سایشی زیرلایه، لایه فرآوری شده بدون حضور ذرات تقویت کننده و لایه کامپوزیتی با ذرات تقویت کننده گرافیت با استفاده از یک دستگاه پین روی دیسک بررسی شد. نتایج نشان داد که مقاومت سایشی لایه های کامپوزیتی حاوی ذرات مولیبدنیوم دی سولفید تا حدود 5/1 برابر زیرلایه افزایش پیدا کرده است. نتایج آزمون خوردگی تافل نشان داد که پتانسیل خوردگی لایه کامپوزیتی با ذرات گرافیت نزدیک به مقادیر مربوط به فلز پایه بوده و تغییر محسوسی دیده نمی شود .در حالی که پتانسیل خوردگی در لایه فرآوری شده بدون حضور ذرات تقریبا 48 میلی ولت بیشتر از فلز پایه محاسبه شد.کلید واژگان: کامپوزیت برنج، گرافیت، فرآیند اصطکاکی همزن، سایش، خوردگی، پودر گرافیتIn this study, a brass alloy-based (Cu-30%Zn) composite was fabricated by Graphite particles with initial size of 7µm reinforcement via friction stir processing. Groove with the Width and depth of 0.3mm & 2.5 mm were made on the surface of a brass specimen, respectively and filled by Graphite powder. Friction stir processing was carried out with transverse and rotational speeds of 100mm/min and 800rpm, respectively and the tilt angle of 1°. Single pass and three-pass FSP were conducted on the samples. The microstructure and mechanical properties before and after FSP were investigated. Optical and scanning electron microscope observations revealed that increasing the number of passes exhibits homogeneous distribution of Graphite particles. The wear behavior was examined without lubricant and at room temperature using a pin-on-disc device. The results showed that the wear resistance of composite layers containing MoS2 particles has increased to about 1.5 times the substrate. Maximum hardness in the stir zone was 141 Vickers, while the hardness of base metal was 84 Vickers. TOEFL test results also showed that the corrosion potential layer composite with graphite particles near to the values of the base metal had no significant change. While the corrosion potential in the processed layer without reinforcing particles of the base metal is approximately 48 Mv.Keywords: Brass, Graphite composite, Friction stir processing, Wear, Corrosion, Graphite particle
-
در این مقاله فصل مشترک کامپوزیت ریختگی دوفلزی آلومینیم-چدن خاکستری بررسی شده است. برای دستیابی به یک محصول دو فلزی مناسب و قابل قبول از دو فلز، بررسی مشخصات فصل مشترک آن ها ضروری به نظر می رسد. ریخته گری به روش ثقلی انجام شده است. به این منظور مذاب آلومینیم در دماهای 700 و 750 درجه سلسیوس پیرامون مغزه های چدن خاکستری درون حفره های استوانه ای قالب با نسبت حجمی 3، 5 و 8 ریخته گری شد. مطالعات بعدی توسط میکروسکوپی نوری، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و طیف سنجی تفکیک انرژی (EDS) نشان از تشکیل لایه ی ترکیب بین قلزی در فصل مشترک دو فلز داشت. این لایه از ترکیب بین فلزی Fe2Al5 تشکیل یافته است که بر ناهمواری های روی سطح مغزه جامد چدن جوانه می زند. بررسی های ریزساختاری نشان می دهند که افزایش دمای بارریزی و نسبت حجمی مذاب/جامد سبب تشکیل لایه های ضخیم تر و یکنواخت تر از ترکیب بین فلزی می شوند. ریز سختی فاز بین فلزی برابر 824 سختی ویکرز به دست آمد. پهنای لایه ی واکنش از 5 میکرومتر برای نمونه ی ریخته شده در دمای 700 درجه سانتیگراد و نسبت حجمی 3 تا 20 میکرومتر برای نمونه ریخته شد در دمای 750 درجه سلسیوس و نسبت حجمی 8 متفاوت بود. در این تحقیق مکانیسمی برای رشد و جوانه زنی این فاز بین فلزی در فصل مشترک دوفلزی پیشنهاد شده است. همچنین نحوه حل شدن فاز زمینه چدن در آلومینیم مذاب و دربرگیری گرافیت موجود در چدن خاکستری در مذاب آلومینیم نشان داده شده است.کلید واژگان: آلومینیم، چدن خاکستری، فصل مشترک، ترکیب بین فلزی، گرافیتIn this article, interface characteristics of aluminum and cast iron bimetal has been investigated. To reach an acceptable composite products, from two materials, interface characteristics needs to be investigated. Aluminum melt was poured, at 700 and 750 ̊C, around cylindrical cast iron bars having melt/solid volume ratios of 3, 5 and 8, respectively. Optical and SEM microscopic observations showed that a reaction layer may form at the interface. This layer is composed of Fe2Al5 intermetallic which forms initially at the rough surface of the insert after making contact with molten metal. Microstructural analysis showed the increasing of temperature and the Vm/Vs ratio leads to formation of a thicker and more uniform intermetallic layer. Microhardness of the Fe2Al5 was 824 HV and the thickness of interaction layer varied from 5μm, for the sample produced at 700 ̊C and 3 Vm/Vs, up to 20μm for the sample poured at 750 ̊C and 8 Vm/Vs. A mechanism is suggested for nucleation and growth of this intermetallic layer and also graphite engulfment of gray cast iron, by aluminum melt, at the interface of two metals.Keywords: Aluminum, Cast Iron, Interface, Intermetallic Compound, Graphite
-
نشریه نانو مواد، پیاپی 25 (بهار 1395)، صص 21 -30در این تحقیق از مزایای فناوری نانو برای بهبود مقاومت به اکسیداسیون گرافیت استفاده شده است. پوشش اولیه به روش سمانتاسیون بسته ای و پوشش ثانویه به روش روکش دوغابی در دمای °C 1600 و زمان 2 ساعت، بر گرافیت اعمال شده و آزمون اکسیداسیون نمونه ها در دمای °C 1500 انجام گرفت. شناسایی فازی پوشش ها در حالت قبل و بعد از اکسیداسیون، با دستگاه پراش اشعه ایکس (XRD) انجام شد و از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) برای بررسی ریزساختار پوشش ها استفاده شده و نرم افزار HSC Chemistry برای محاسبات ترمودینامیکی نظیر تغییرات انرژی آزاد گیبس واکنش ها بکار رفت. نتایج نشان داد که روش سمانتاسیون بسته ای منجر به تشکیل پوشش متراکم و تدریجی با فاز غالب β-SiC می شود. همچنین نانوالیاف SiC با ابعاد حدود nm 70-50 به صورت درجا تشکیل شد که تاثیر بسزایی در مقاومت به اکسیداسیون پوشش ها دارند، به طوری که با اکسید کامل گرافیت در یک ساعت اول، کاهش وزن نمونه حاوی نانوالیاف SiC پس از 10 ساعت تنها 6 درصد بود.کلید واژگان: نانوالیاف SiC، گرافیت، اکسیداسیون، هدفمند تدریجی، سمانتاسیون بسته ای، روکش دوغابیIn this paper, nanotechnology advantages are used to improve oxidation resistance of graphite. The elementary SiC coating has been developed on graphite substrate using a pack cementation method and the secondary coating has been produced using a slurry painting method at 1600 °C during 2 hours. The oxidation resistance of coating have been tested has been performance at 1500 °C. The phase composition and surface microstructures of the coating were characterized by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). The variations of Gibbs free energy of reactions were calculated using by HSC Chemistry software. The results showed that the coating obtained by the pack cementation is a dense graded structure consisting β-SiC. There were lots of SiC nanofibers on the secondary coating with 50-70 nm diameters. The SiC nanofibers coated samples exhibit good oxidation resistance at high temperature. The graphite was fully destroyed during 1 hour however the mass loss of the SiC nanofibers coated samples after 10 h of oxidation at 1500 °C was 6%.Keywords: SiC nanofibers, Graphite, Oxidation, Functionally graded, Pack cementation, Slurry painting
-
در این تحقیق، از پودر گرافن خالص استفاده شد و تحت فشار مشخص 10 بار قرص هایی از آن تهیه گردید. از نمک سدیم هیدروکربنات برای بارور کردن قرص ها استفاده شد. پودر نمک سدیم درون قرص های گرافیت ریخته و تحت عملیات حرارتی در کوره قرار گرفت.آنالیز XRD جابجایی پیک مشخصه گرافن را نشان می دهد. سپس برای ذخیره کردن هیدروژن در قرص های تهیه شده، گاز هیدروژن توسط هیدروژن ژنراتور تولید شده و به دورن محفظه بسته که حاوی قرص ها بودند دمیده و محفظه توسط ازت مایع در دمای 80 درجه کلوین قرار دااده شد تا عملیات جذب هیدروژن صورت پذیرد. آنالیز حرارتیDSC در محیط گاز آرگون برای بررسی هیدروژن ذخیره شده در قرص ها بکار برده شد که نتایج نشان می دهد در زمان 20 دقیقه و فشار 1مگاپاسکال هیدروژن، قرص گرافن بارور شده با فلز سدیم قادر به جذب و ذخیره هیدروژن بوده است.
کلید واژگان: گرافیت، آنالیز حرارتی، جذب هیدروژن، گرافیت بارور شدهGraphite powders were used in this project and pellets were made under the pressure of 10 bar. Sodium hydro carbonate was used to dope with graphite. Sodium salt powder were poured inside the pellets and heat treated for 5 hours in vacuum at 800̊ C. XRD analysis showed a shift of characteristic peak of graphite. After that, in order to storehydrogen in the pellets, hydrogen was generated and purged to the pellets in the sealed chamber. The chamber was cooled to 80̊ k to make hydrogen adsorption possible. The pellets were exposed to hydrogen for different times and the hydrogen pressure was 1 MP. DSC analysis in argon atmosphere was carried out to assess hydrogen storage. The results showed that after 20 minutes the pellets doped with sodium could adsorb hydrogen which is good for hydrogen storage.Keywords: Graphite, Hydrogen Adsorption, Doped Graphite. -
دیرگدازی بالا، مقاومت شیمیایی در مقابل سرباره، امکان تولید فولاد تمیز، سازگاری محیطی و هزینه پایین تولید از جمله مزایای دیرگدازهای دولومیتی در صنایع فولاد است. با توجه به در دسترس بودن دولومیت در ایران، ساخت دیرگدازهای دولومیتی بسیار مثمر ثمر خواهد بود. یکی از انواع دیرگدازهای دولومیتی، دیرگدازهای دولوما- گرافیتی می باشد که به دلیل مقاومت بالا به خوردگی و شوک حرارتی، می توانند در صنایع فولاد و سیمان کاربرد داشته باشند. در این تحقیق، خواص دیرگدازهای دولوما گرافیتی با افزودنی های مختلف و شرایط تمپر متفاوت مورد بررسی قرار گرفته است. نمونه ها با توزیع اندازه دانه متفاوت دولوما و مقادیر مختلف گرافیت و رزین فرآوری شدند. مواد اولیه و رفتار حرارتی آنها با استفاده از XRF، XRD و STA مورد مطالعه قرار گرفت. پس از آماده سازی نمونه ها، خواص فیزیکی و مکانیکی، خوردگی در مجاورت سرباره و مقاومت به شوک حرارتی با افزایش تا 11% کربن در سیستم اندازه گیری شد. آزمون خوردگی در مجاورت سرباره بر اساس آزمون بوته در دمای 1600 درجه سانتی گراد به مدت 5 ساعت انجام و عمق نفوذ اندازه گیری شد. نتایج به دست آمده نشان داد که به دلیل تغییرات تدریجی در رفتار حرارتی رزین و کاهش وزن آن، خواص دما پایین سیستم تغییر یافت و استحکام فشاری سرد نمونه ها در ابتدا افزایش و در ادامه با افزایش گرافیت کاهش و مقاومت به شوک حرارتی و مقاومت به خوردگی با افزودن گرافیت بهبود یافت.
کلید واژگان: دولوما، گرافیت، رزین، دیرگداز، خواص ترمومکانیکیHigh refractoriness, chemical resistance to slag, production possibility of clean steel, environmental compatibility and low cost are some of the advantages of Dolomite refractories in steel industry. Because of availability of dolomite in Iran, production ofthese refractories is profitable. One kind of the Dolomite refractories is Doloma Graphite refractories that because of good resistance to corrosion and thermal shock have wide usage in cement and steel industries. In this research, the properties of Dolomite-Graphite refractories with different additives and tempering condition were evaluated. The samples were manufactured with different grain size distribution of Dolomite and various amounts of Graphite and resin. The raw materials and their thermalbehaviors were studied by XRF, XRD and STA. After preparing the samples, the physical and mechanical properties, slag corrosion and thermal shock resistances were evaluated. The properties of the samples were evaluated up to 11% total Carbon in thesystem. The reduction in MOR of the specimens, before and after heat treatment was determined as a measurement of thermal shock resistance. The slag corrosion test was conducted based on the crucible test, at 1600°C for 5 hrs. Then, the depth ofpenetration was measured. The obtained results showed that due to the gradual changes in thermal behavior of resin and its weight reduction, the low temperature properties of the system were affected. The results showed that CCS of the samples was increased at the beginning and then decreased, when Graphite was added to the system. The thermal shock and slag corrosion resistance were also improved by adding graphite to the system -
مواد مرکب زمینه آهنی تقویت شده با ذرات کاربید تیتانیم از جمله موادی هستند که در طی دهه های اخیر به دلیل خواص منحصر به فرد مورد توجه فراوان قرار گرفته اند. در این پژوهش اثر تشکیل گرافیت در حین عملیات حرارتی نمونه ها بر روی خواص سایشی نمونه هایی با زمینه آهنی و حاوی 6 درصد حجمی ذرات کاربید تیتانیم در دو حالت ریختگی و عملیات حرارتی شده، مورد بررسی قرار گرفت. نمونه ها را از طریق روش ریخته گری گریز از مرکز در قالبهای سرامیکی از نوع زیرکونیایی ریخته و با انجام عملیات حرارتی مناسب این نمونه ها در دمای 980 درجه سانتی گراد، تجزیه سمنتیت به گرافیت صورت گرفت و کامپوزیت Fe-Gr-TiC تشکیل گردید. ارزیابی ریزساختار توسط میکروسکوپ نوری و خواص سایشی با استفاده از آزمون سایش به روش پین بر روی دیسک انجام گردید. نتایج نشان داد که حضور گرافیت در ریزساختار نمونه های عملیات حرارتی شده باعث کاهش ضریب اصطکاک و بهبود کاهش وزن نمونه و دیسک در اثر سایش شد که نشان دهنده نقش گرافیت به عنوان یک عامل خودروانکار جامد در ریزساختار این مواد مرکب می باشد.
کلید واژگان: ماده مرکب آهنی، سایش، کاربید تیتانیم، گرافیت، خودرو انکار جامد -
این مقاله به بررسی نقش افزودنی های پودری شامل روانسازهای جامد (گرافیت و مولیبدن دی سولفاید)، پلی تترافلورو اتیلن و فیلر سرامیکی SiC بر رفتار تریبولوژیک یک پلیمر ویژه، رزین فنولیک، می پردازد. نمونه هایی از جنس کامپوزیت های پلیمری با استفاده از روش قالب گیری فشاری گرم ساخته شده و مشخصات سایشی و اصطکاکی آنها مورد ارزیابی قرار گرفت. بدین منظور از یک دستگاه تریبومتر پین روی دیسک تحت شرایط لغزش خشک و دمای محیط استفاده شده و مقادیر ضریب اصطکاک و میزان سایش نمونه ها تعیین گردید. یک پین از جنس فولاد سخت AISI 52100 به عنوان سطح مقابل انتخاب شد. آزمایش های متعددی با تغییر در نوع و کسر وزنی فیلر به کار رفته در ساخت نمونه کامپوزیتی انجام گرفت. درصدهای وزنی 10، 15 و 20 برای روان سازهای جامد (گرافیت و مولیبدن دی سولفاید)،15،10،5و 20 در مورد پلی تترافلورو اتلین و5و10 برای فیلرهای سرامیکی SiC به کار گرفته شد. در مورد SiC تاثیر اندازه ذرات نیز مورد مطالعه قرار گرفت که بدین منظور دو نوع فیلر با اندازه های 5 و 38 میکرومتر انتخاب گردید. نتایج نشان می دهد افزودن فیلرهای با ساختار لایه ای (گرافیت و مولیبدن دی سولفاید) موجب کاهش میزان اصطکاک و افزایش مقدار سایش می گردد. در حالی که پودرپلیمرپلی تترا فلورو اتیلن(PTFE) از طریق کاهش میزان سایش و ضریب اصطکاک هر دو ویژگی تریبولوژیک را بهبود می بخشد. فیلر سرامیکی سیلیکون کارباید، رفتار متفاوتی را نشان می دهد. در این مورد اندازه ذرات فیلر نقش موثری بر رفتار سایشی دارند، به گونه ای که ذرات درشت-تر(38) محافظت بهتری از ماتریس پلیمری در برابر فرایند سایش به عمل آورده و میزان سایش را کاهش می دهند، در حالی که ذرات ریزتر (5) باعث افزایش جزئی در مقدار سایش می شوند.
کلید واژگان: تریبولوژی، رزین فنولیک، گرافیت، مولیبدن دی سولفاید، پلی تترافلورو اتیلن، سیلیکون کاربایدThis paper discusses the role of fillers including solid lubricants (graphite and molybdenum disulfide), polytetraflouroethylene and silicon carbide on the tribological behavior of a specific polymer, Phenolic Resin. Polymeric composite material samples are manufactured by compression molding and are evaluated for their friction and wear properties. Using a pin-on-disc apparatus, dry sliding wear behavior under ambient conditions was studied which measured friction coefficient of samples. The counterface was made from hardened steel, AISI 52100. A number of experiments were performed using different filler types and weight percents including: graphite and molybdenum disulfide (10, 15 and 20%), polytetraflouroethylene (5, 10, 15 and 20%) and Silicon Carbide (5 and 10%). In silicon carbide case, two different particle sizes (5, 38) were tested as well. Results showed that addition of fillers with layer structure (graphite and MoS2) decrease the friction coefficient and wear resistance but PTFE powder improves both tribological behaviors. Ceramic filler of SiC exhibited different effect. In this case particle size affects the wear property. Large particles (of about 38) found to protect the polymer matrix better than small particles (of about 5), which partially increase the wear rate.Keywords: Tribology, Polymer, Particulate Filler, Composite, PhenolicResi
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.