فهرست مطالب

فرآیندهای نوین در مهندسی مواد - پیاپی 33 (تابستان 1394)

نشریه فرآیندهای نوین در مهندسی مواد
پیاپی 33 (تابستان 1394)

  • تاریخ انتشار: 1394/06/22
  • تعداد عناوین: 20
|
  • محمود پاکشیر، رامینه مدحت، خشایار مرشدبهبهانی صفحات 1-8
    در این تحقیق اثر تغییرشکل پلاستیک شدید بر رفتارخوردگی آلیاژ منیزیم AZ91 در دمای اتاق مورد بررسی قرارگرفت. به همین منظور نمونه های ریختگی، اکستروژن صفحه ای و اکستروژن برشی ساده از این آلیاژ تهیه شد. تصاویر میکروسکوپ نوری حاکی از حذف رسوبات β در نمونه اکستروژن صفحه ای و تشکیل دوقلویی در نمونه اکستروژن برشی ساده بود. با استفاده از آزمون های الکتروشیمایی در محیط کلرید سدیم% 5/3 وزنی رفتار خوردگی نمونه ها بررسی گردید. طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی حاکی از جدایش لایه Mg(OH)2 از سطح نمونه ها بود. همچنین مقاومت پلاریزاسیون نمونه اکستروژن صفحه ای به دلیل حذف رسوبات β افزایش یافت، اما در نمونه اکستروژن برشی ساده به دلیل تشکیل دوقلویی و ایجاد رسوبات β پراکنده، مقاومت پلاریزاسیون تاحدودی کاهش یافت. آزمون تافل نیز نتایج حاصل از بررسی را تایید نمود.
    کلیدواژگان: آلیاژ منیزیم AZ91، اکستروژن برشی ساده، پلاریزاسیون پتانسیودینامیک، طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی
  • اثر اعمال نانو فیلم کربن شبه الماسی بر بازدهی سلول های خورشیدی سیلیکونی
    اکبر اسحاقی*، فخرالدین مجیری، اسماعیل کرمی، ایمان ابراهیم زاده صفحات 9-15
    لایه نازک کربن شبه الماسی به علت خاصیت ضد بازتابی که دارند به منظور افزایش بازدهی سلول های خورشیدی استفاده می گردد. در این تحقیق نانو فیلم کربن شبه الماسی با ضخامت 80 نانومتر بر سلول خورشیدی سیلیکونی نوع P به روش رسوب شیمیایی از فاز بخار تقویت شده با پلاسما (PECVD) از مخلوط گازهای هیدروژن و متان لایه نشانی شد. خواص اپتیکی پوشش به وسیله دستگاه بیضی سنجی وUV-VIS-NIR Recording Spectro Photometer ارزیابی شد. بازدهی سلول خورشیدی قبل و بعد از لایه نشانی به وسیله دستگاه شبیه ساز خورشیدی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد با اعمال کربن شبه الماسی بر سلول های خورشیدی سیلیکونی، بازدهی به میزان بیش از 32 درصد افزایش می یابد.
    کلیدواژگان: نانو فیلم، کربن شبه الماسی، سلول خورشیدی سیلیکونی، بازدهی، PECVD
  • مسعود گلستانی پور، ابوالفضل باباخانی، سید مجتبی زبرجد صفحات 17-27
    پنل های ساندویچی با هسته فوم آلومینیوم ساختارهایی سبک با قابلیت جذب انرژی هستند که در کاربردهای حفاظت در برابر ضربه نظیر پنل های ساختمانی سبک، مواد بسته بندی و جاذب های انرژی کاربرد دارند. در تحقیق حاضر از آزمون تجربی نفوذ پرتابه سرعت بالا بر روی نمونه های پنل ساندویچی با هسته فوم آلومینیوم A356 و صفحاتی از جنس آلومینیوم و فولاد و نیز نمونه صفحات بدون هسته فومی و فوم آلومینیوم بدون حضور صفحات استفاده شد. پرتابه های مورد استفاده از جنس فولاد با وزن متوسط 8/8 گرم و دارای سر مخروطی شکل با قطر 10 میلیمتر می باشند که با سرعتی بین 202 تا 234 متر بر ثانیه به نمونه پنل ساندویچی برخورد می نمایند. نتایج تجربی نشان دادند که استفاده همزمان از صفحات و هسته فومی در قالب پنل ساندویچی تاثیر قابل توجهی در افزایش میزان جذب انرژی توسط پنل و کاهش سرعت پرتابه دارد. آنالیز المان محدود با استفاده از نرم افزار ABAQUS 6.10 به منظور شبیه سازی آزمون نفوذ پرتابه سرعت بالا با شرایطی مشابه با شرایط آزمون تجربی بر روی مدل هایی از نمونه های مذکور انجام گرفت. توزیع تنش بر روی مدل ها، سرعت پرتابه بر حسب زمان و فاصله از سطح برخورد و نیز انرژی جذب شده توسط نمونه ها از جمله نتایج شبیه سازی می باشند که در این تحقیق ارائه شده است. مشخص گردید که نتایج حاصل از شبیه سازی در مدل های پنل ساندویچی تطابق مطلوبی با یافته های حاصل از آزمون تجربی دارد.
    کلیدواژگان: پنل ساندویچی، فوم آلومینیومی، نفوذ پرتابه سرعت بالا، جذب انرژی، آنالیز المان محدود
  • تاثیر افزودن SiC بر خواص برقگیرهای نانوکامپوزیت بر پایه ی ZnO زینتر شده در کوره ی میکروویو
    مانی آزادمند*، علی نعمتی، کاوه ارزانی، نسترن ریاحی نوری، تورج عبادزاده صفحات 29-38
    در تحقیق حاضر برای نخستین بار به بررسی اثر افزودن درصدهای مختلف SiC بر ریز ساختار و خواص الکنریکی برقگیرهای بر پایه ی ZnO زینتر شده در کوره میکروویو پرداخته شد. به این منظور فرمول کلی مطابق فرمول شیمیایی برقگیرهای بر پایه ی ZnO متداول انتخاب و SiC بین 0 تا 10 درصد وزنی جایگزین ZnO در فرمول گردید. جهت بررسی ریزساختار نمونه ها از تصاویر میکروسکوپ الکترونی SEM، و برای بررسی توزیع عناصر از Map Scan استفاده شد. شناسایی فازها با استفاده از پراش اشعه X انجام شد. همچنین خواص برقگیری نمونه ها توسط دستگاه آزمایش I-V اندازه گیری شد. مشاهده شد که افزودن SiC به ترکیب باعث جلوگیری از رشد دانه های ZnO حین زینترینگ می گردد. همچنین با افزودن SiC به ترکیب با ایجاد فاز ویلمیت خواص برقگیری بهبود چشمگیری یافته و در ادامه با افزایش بیشتر درصد SiC، درصد تخلخل افزایش و در نتیجه خواص تقلیل یافت. بهترین خواص برقگیری مربوط به نمونه های ساخته شده حاوی 4 و 6 درصد SiC بود. در این پژوهش به ولتاژ آستانه (V/cm) 10300 VT=، ضریب غیر خطی 65 =α و جریان نشتی (mA)03/0IL= دست یافته شد.
    کلیدواژگان: برقگیر، کوره میکروویو، نانو کامپوزیت، ZnO، SiC
  • فرشته مومنی*، مهرداد کاشفی تربتی صفحات 39-46
    جزء اصلی در یک سلول خورشیدی حساس شده با رنگدانه (DSSC) فتوالکترود است که شامل زیرلایه ی پوشیده شده با یک اکسید نیمه رسانا می باشد. در این تحقیق اثر دو روش لایه نشانی دکتر بلید و پوشش دهی چرخشی بر عملکرد و بازده DSSC مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان می دهد که در روش پوشش دهی چرخشی، تخلخل و جذب رنگدانه کمتر از روش دکتر بلید است، اما به علت ایجاد یک پوشش کم ترک و پیوسته بازده DSSC بیشتر از روش دکتر بلید است.
    کلیدواژگان: سلول خورشیدی حساس شده با رنگدانه، روش دکتر بلید، روش پوشش دهی چرخشی
  • بهنام یوسفیان، کامران امینی، مسعود کثیری صفحات 47-54
    پیشرفت تکنولوژی و نیاز روز افزون به فولاد هایی با استحکام بالا، قابلیت جوشکاری مناسب و هزینه های پایین منجر به استفاده از فولاد های میکرو آلیاژ شده است. فولاد های میکرو آلیاژ فولاد هایی هستندکه در صد عناصر میکرو آلیاژ در آن ها بسیار کم و در حد چند دهم درصد است. در این تحقیق به بررسی تاثیر سرعت سرد کردن، دمای پیشگرم و تغییر ترکیب شیمیایی بر روی ریزساختار و خواص مکانیکی فولاد میکرو آلیاژ وانادیوم دار متوسط کربن پرداخته شده است. دو فولاد میکرو آلیاژ وانادیوم دار متوسط کربن حاوی 05/0 و 15/0 درصد وانادیوم بعد از ریخته گری در دمای1100 درجه سانتی گراد با کرنش ثابت 20 درصد فورج شدند. برای عملیات پیشگرم دو دمای 950 و 1050 درجه سانتی گراد انتخاب شد و در نهایت نمونه ها با سرعت های مختلف در هوا و باد سرد شدند. ریز ساختار نمونه ها شامل فریت و پرلیت می باشد. نتایج نشان داد با افزایش سرعت سرد کردن، درصد پرلیت افزایش یافته است که علت آن انجام استحاله در دمای پایین تر و کم شدن نفوذ بوده است. همچنین با افزایش سرعت سرد کردن، استحکام و سختی افزایش ولی درصد ازدیاد طول و انرژی ضربه کاهش یافته است. با افزایش دمای پیشگرم درصد پرلیت افزایش و اندازه کلنی های پرلیت نیز بیشتر شده است. علاوه بر آن با افزایش دمای پیشگرم، استحکام و سختی کاهش یافته که علت آن غلبه فاکتور اندازه دانه بر درصد فاز پرلیت بوده است. نتایج همچنین نشان داد با افزایش عنصر میکرو آلیاژ وانادیوم، استحکام و سختی افزایش و درصد ازدیاد طول و انرژی ضربه کاهش یافته است.
    کلیدواژگان: فولاد میکروآلیاژ، وانادیوم، ریز ساختار، استحکام، سختی، فریت، پرلیت
  • تاثیر نوع فرآیند ذوب مجدد بر ریزساختار و سختی سوپرآلیاژ پایه نیکل ریختگی IN100
    امیر جعفری*، سید مهدی عباسی، مریم مرکباتی، معصومه سیف اللهی صفحات 55-66
    هدف از پژوهش حاضر بررسی اثر فرآیندهای ذوب مجدد ESR (ذوب مجدد تحت سرباره الکتریکی) و VAR (ذوب مجدد تحنت خلا با قوس الکتریکی) بر تغییرات ریزساختار و سختی سوپرآلیاژ پایه نیکل ریختگی IN100 می باشد. نتایج بررسی ها بیانگر آن است که شمش VAR شده نسبت به شمش ESR شده، جدایش کمتری از عناصر Al و Ti و در نتیجه کسر حجمی کمتری از فاز یوتکتیک /γرا داراست. علاوه بر این سختی شمش VAR شده بیشتر از شمش ESR شده است که علت آن ناشی از کسر حجمی بیشتر (حدود 8 درصد) و اندازه کمتر (حدود 10 نانومتر) فاز اولیه در شمش VAR شده است. همچنین بررسی های ریزساختاری نشان داد که مورفولوژی و کسر حجمی فاز ثانویه و کاربیدهای اولیه MC تحت تاثیر عملیات ذوب مجدد قرار نگرفته است.
    کلیدواژگان: سوپرآلیاژ IN100، فرآیند ذوب مجدد VAR، فرآیند ذوب مجدد ESR، اولیه، ثانویه، یوتکتیک، γ، سختی
  • مژده جلالی*، امیرعباس نوربخش، احمد منشی صفحات 67-76
    در تحقیق حاضر، خواص نانو اسپینل آلومینا - منیزیا سنتز شده به روش سیترات - نیترات بر مقاومت به هیدراتاسیون جرمهای ریختنی بدون سیمان پایه منیزیایی مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور، ابتدا اسپینل آلومینا - منیزیا نانو کریستالین با استفاده از نیترات های فلزی آلومینیوم و منیزیم، اسید سیتریک و محلول آمونیاک تهیه گردید و سپس در دمای °C900 با نرخ گرمایش (/min °C 10) و زمان ماندگاری یک ساعت در درجه حرارت ماکزیمم تحت عملیات پخت قرار گرفت. نتایج بررسی آنالیز فازی (XRD) نشان داد که فاز اسپینل به خوبی تشکیل شده و به کمک معادله شرر اصلاح شده و میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) نانواندازه بودن ذرات مورد تایید قرار گرفت. در ادامه، اثر نانو اسپینل آلومینا - منیزیا بر رفتار هیدراتاسیون منیزیا در جرم های ریختنی حاوی سیمان آلومینات کلسیم و آلومینای هیدراته شونده به عنوان بایندر بررسی گردید. نتایج بدست آمده از آزمون اندازه گیری PH، پراش اشعه ایکس و آنالیز ترموگراویمتری نشان داد با استفاده از 3 درصد وزنی اسپینل نانو کریستالین آلومینا- منیزیا به همراه آلومینای هیدراته شونده (5 % وزنی)، می توان تاثیر مخرب هیدراتاسیون منیزیا را به حداقل رساند.
    کلیدواژگان: نانو اسپینل آلومینا، منیزیا، مقاومت به هیدراتاسیون، جرم های ریختنی منیزیایی
  • امین اخباری زاده، علیرضا عراقی، محمدحسین پایدار صفحات 77-90
    پوشش دهی از جمله مرسوم ترین روش های حفاظت از خطوط انتقال آب می باشد. پوشش دهی می تواند به منظور حفاظت از درون لوله به صورت آستری یا بیرون لوله به صورت پوشش انجام شود. در این تحقیق رفتار خوردگی و مقاومت به حفره دار شدن آستری های پلی یوریتان، اپوکسی مایع دو جزیی، سه لایه اپوکسی، دو لایه اپوکسی، پلی تترا فلورو اتیلن، سیمان و پوشش های پلی اتیلن و کولتار بوسیله آزمون پلاریزاسیون خطی و آزمون طیف نگاری الکتروشیمیایی امپدانس در محلول آبی نمک طعام 5/3% وزنی مورد بررسی قرار گرفت. علاوه بر آن سطح پوشش ها نیز با کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد بررسی قرار گرفت تا نوع عملکرد خوردگی پوشش به دقت بررسی گردد. نتایج بررسی ها نشان داد که پوشش های پلی یوریتان و اپوکسی مایع دو جزئی از مقاومت بسیار خوبی در برابر خوردگی آب در سطح داخلی لوله بر خوردار بوده و عمر مفید بالایی را از خود نشان می دهند. همچنین نشان داده شد که پوشش های پلی اتیلن و کولتار نیز به عنوان پوشش خارجی خط انتقال بسیار مفید بوده و باعث کاهش نرخ خوردگی به میزان 2 الی 4 برابر می گردند.
    کلیدواژگان: پوشش، آستر، خوردگی، آب، پلی اتیلن، خوردگی حفره ای
  • بررسی خاصیت بازدارنگی برخی از ایمیدازول ها به روی فلز مس به روش نظری و مقایسه آن با نتایج تجربی
    محمدحسین قربانی*، حمیده کلهر، آرش قورچیان صفحات 91-98
    در این تحقیق، شاخص های بازدارندگی خوردگی برای ترکیبات 4-متیل 1-فنیل ایمیدازول (PMI)، 4-متیل 1-(اورتو- تولیل)-ایمیدازول (O-TMI) و -متیل 1-(پارا- تولیل)-ایمیدازول (P-TMI) روی فلز مس، در محیط خنثی و پروتونه توسط شیمی محاسباتی بررسی گردید. از روش نظریه ی تابع چگال (DFT) و نظریه اختلال مولر-پلست (MP2) به همراه سری های پایه ی استاندارد6-31++G* استفاده گردید. ویژگی هایی مانند: گاف انرژی (DE)، ممان دو قطبی(m)، الکترونگاتیوی (c)، سختی (h) و کسری الکترون های منتقل شده از مولکول بازدارنده به اتم فلزی (DN)، در دو حالت خنثی و پروتونه و در دو فاز محاسبه شده است. مولکول p-TMI موثرترین بازدارنده برای محافظت از خوردگی مس می باشد. در انتها همبستگی مناسبی بین مقادیر DN و نتایج به دست آمده از روش تجربی به دست آمد.
    کلیدواژگان: بازدارنده ی خوردگی، ایمیدازول، مطالعات نظری، فلز مس، تابع چگال، اختلال مولر، پلست
  • علی بهرامی، کامران امینی، حامد ثابت صفحات 99-116
    اغلب، فولاد کم آلیاژ 42CrMo4 را برای تولید قطعاتی که در معرض سایش فلز با فلز قرار دارند، مانند چرخهای جرثقیل، مورد استفاده قرار می دهند. اما بعد از مدتی که این قطعات در شرایط کاری قرار گرفتند به علت سختی پایین، مقاومت به سایش کمی داشته که در اثر سایش، ابعاد قطعه کاهش و نیاز به بازسازی دارد. به همین منظور با استفاده از فرآیند روکش سخت، روکشهای سخت ایجاد نموده تا قطعات مجددا مورد استفاده قرار گیرند. در این تحقیق لایه های روکش سخت پایه C-Cr-Fe بر روی سطح فولاد کم آلیاژ 42CrMo4 با استفاده از فرآیند جوشکاری زیرپودری ایجاد شده است و ریزساختار، سختی و مقاومت به سایش روکشهای ایجاد شده توسط سه نوع سیم جوش طبق استانداردDIN 8555 باکدهای UP6-GF-50، UP6-GF-55 و UP6-GF-50-C به صورت یک پاس و دو پاس مقایسه شده اند. بررسی های انجام گرفته توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی و پراش پرتوی X بر روی روکش ها حاکی از حضور فاز مارتنزیت، آستنیت و کاربیدهای C6 23(Fe، Cr) بودند. همچنین با مقایسه بین نمونه های تک پاس و دو پاس مشاهده گردید که ترکیب شیمیایی (درصد وزنی) نمونه های دو پاس بیشتر می باشد که باعث افزایش درصد حجمی فازها در نمونه دوپاس شده است. نتایج آزمون سختی از سطح روکش نشان دهنده افزایش سختی روکش ایجاد شده (حدود RC 43-38) نسبت به نمونه بدون روکش (RC 25) می باشد. بررسی های به عمل آمده بر روی تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی سطوح سایش همراه با طیف سنجی تفکیک انرژی نشان دهنده سایش از نوع چسبان و تریبوشیمیایی در نمونه دارای روکش با سختی بالا می باشد.
    کلیدواژگان: فولاد 42CrMo4، جوشکاری زیرپودری، روکش دهی سطح، سختی، مقاومت به سایش
  • شهدخت شجاعی، سیدعلی حسن زاده تبریزی* صفحات 117-123
    در این پژوهش استانات کلسیم آلائیده شده با استرانسیوم توسط روش میکروامولسیون تهیه گردید. بررسی فازی و مورفولوژی و خواص نوریCaSnO3:Sr2+ توسط تفرق اشعه ایکس و میکروسکپ الکترونی روبشی گسیل میدانی و دستگاه فوتولومینسنت انجام شد. سنتز توسط روش میکروامولسیون معکوس با استفاده از فعال کننده سطحی غیر یونی تریتون X-100 باعث تشکیل ساختار مکعبی استانات کلسیم در ابعاد میکرومتری شد. خاصیت لومینسانس CaSnO3:Sr2+ مورد بررسی قرار گرفت که تحت برانگیختگی در طول موج 250 نانومتر، نشر در محدوده طول موج 300-500 نانومتر مشاهده گردید.
    کلیدواژگان: استانات کلسیم، استرانسیوم، میکروامولسیون، لومینسنت، تریتون x، 100
  • سنتز و بررسی مکانیسم شکل گیری میکروکره های Fe2O3/C با استفاده از دوریزهای اکسیدی خط نورد به روش سولوترمال
    حمید صفرزاده*، رضا ابراهیمی کهریزسنگی، علی صفار تلوری صفحات 125-132
    نانواکسیدهای عناصر واسطه جایگاه ویژه ای را در ساخت الکترود آند باتری های یون لیتیومی دارند. در این تحقیق میکروکره های Fe2O3/C با استفاده از روش سولوترمال یک مرحله ای، با فراوری دور ریزهای اکسیدی خط نورد، برای اولین بار در ایران تولید شد. آنالیز پراش پرتو ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی SEMجهت آنالیز محصولات استفاده شد. تعین مقدار کربن در نمونه های سنتز شده با استفاده از آزمایش TGA انجام شد. نتایج بدست آمده نشان می دهد کربن در کامپوزیت به صورت آمورف می باشد و تنها پیک Fe2O3 را رادر الگوی XRD می توان مشاهده نمود. محتوای کربن در کامپوزیت حدودا برابر 72 درصد وزنی محاسبه شد. تصاویر SEM نشان می دهد که سطح کره های تولید شده نسبتا صاف و قطرآن ها در محدوده 1تا 5/3 میکرون می باشد. با مطالعه مکانیسم شکل گیری میکروکره های Fe2O3/C می توان به این مطلب پی برد که نانوذرات Fe2O3 به صورت کاملا همگن در تمام زمینه کربنی وجود دارند.
    کلیدواژگان: میکروکره، سولوترمال، اکسید آهن، کربن، الکترود
  • بررسی اثر افزودن گاز دی اکسید کربن به گاز محافظ بر خواص جوش در جوشکاری لیزر پالسی Nd:YAG
    مصطفی جوکار*، فرشید مالک قاینی، محمد جواد ترکمنی صفحات 133-140
    استفاده از جوشکاری لیزری در صنایع بسیار وسیع است. نقش گاز محافظ در جوشکاری لیزر پالسی Nd:YAG با توجه به کوتاه بودن زمان ماندگاری مذاب در دماهای بالا متفاوت از نقش آن در سایر روش های جوشکاری ذوبی معمول است. در این پژوهش اثر افزودن گاز دی اکسید کربن به گاز محافظ آرگون بر خواص جوش لیزری فولاد کم کربن ST14 در راستای بهبود شکل جوش و کاهش هزینه های گاز محافظ بررسی شد. مشاهده شد افزایش درصد دی اکسید کربن در گاز محافظ موجب افزایش عمق نفوذ جوش و تشکیل فریت سوزنی در ساختار جوش می گردد. همچنین با افزایش درصد گاز دی اکسید کربن سطح شکست جوش از شکست ترد به مخلوطی از شکست نرم و ترد تغییر می کند. نتایج به دست امده حاکی از پتانسیل استفاده از گاز ارزان قیمت دی اکسید کربن در ترکیب گاز محافظ در جوشکاری لیزر پالسی Nd:YAG است.
    کلیدواژگان: جوشکاری لیزری، لیزر Nd:YAG پالسی، گاز محافظ آرگون، دی اکسید کربن
  • تاثیر گرافن بر خواص مکانیکی نانوکامپوزیت مس/گرافن
    سید حمید دانشمند*، محمد ذاکری، علی محمد بیگی، علی نظری صفحات 141-148
    در تحقیق حاضر خواص مکانیکی نانوکامپوزیت مس/گرافن تهیه شده به روش آلیاژسازی مکانیکی و پرس سرد مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور عملیات آلیاژسازی مکانیکی پودر های مس و گرافن به مدت حداکثر 10 ساعت درون آسیاب گلوله ای سایشی و تحت اتمسفر گاز آرگون انجام شد. سپس برای بررسی آنالیز فازی از پراش اشعه ایکس و برای ردیابی گرافن از آنالیز رامان و جهت بررسی مورفولوژی پودرها از میکروسکوپ الکترونی روبشی استفاده شده است. با توجه به نتایج، خواص مکانیکی نانوکامپوزیت مس/گرافن در مقایسه با مس خالص و مس خالص با 10 ساعت آسیاب کاری نشان می دهد که سختی نانوکامپوزیت مس/گرافن BHN 56 شده است که در حدود دو برابر مس خالص (BHN35) می باشد و استحکام فشاری این نانوکامپوزیتMPa 340 شده است که در مقایسه با مس خالص (MPa 100) افزایش سه برابری را نشان می دهد.
    کلیدواژگان: نانوکامپوزیت مس، گرافن، آلیاژسازی مکانیکی، خواص مکانیکی نانوکامپوزیت
  • بررسی اثر تغییرات زمان توقف ابزار در فرآیند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی نقطه ای(FSSW) بر ریزساختار آلیاژ Ti-6Al-4V
    سعید نادر*، مسعود کثیری، مرتضی شمعانیان صفحات 149-156
    در پژوهش حاضر اثر تغییرات زمان توقف ابزار به عنوان پارامتری تاثیرگذار بر ریزساختار جوش های اصطکاکی اغتشاشی نقطه ای مورد مطالعه قرارگرفت. برای نیل به این هدف از ورق های آلیاژ Ti-6Al-4V با ضخامت mm5/1 استفاده شد. سرعت دوران ابزار به طور ثابت rpm 1250 و زمان های توقف، 7 و 12 ثانیه در نظر گرفته شد. نتایج بدست آمده نشان می دهد که جوش ها فاقد هرگونه عیب حجمی می باشند. حضور دو منطقه ی SZ (منطقه اغتشاشی) و HAZ (منطقه متاثر از حرارت) در محل اتصال کاملا مشهود است. ریزساختار در منطقه یSZ بصورت لایه ای در میان ی اولیه و در منطقه ی HAZ بصورت ساختار دوفازی می باشد. افزایش زمان توقف ابزار در محل اتصال، درشتی ریزساختار را بدنبال دارد. همچنین افزایش زمان توقف ابزار، باعث افزایش در استحکام برشی اتصال می شود.
    کلیدواژگان: جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی نقطه ای، زمان توقف، تیتانیم، ریزساختار
  • بررسی ریزساختار و خواص کامپوزیت C/C-SiC دوبعدی ساخته شده با روش نوین تلقیح پلیمر و پیرولیز (PIP)
    مصطفی قراخانی بنی*، ناصر احسانی، مجتبی اسماعیلی، یوسف صفایی نایینی صفحات 157-164
    کامپوزیت C/SiC به عنوان یکی از مواد کامپوزیتی زمینه سرامیکی تقویت شده با الیاف کربن به دلیل دانسیته کم گزینه مناسبی برای سازه های دما بالا مورد استفاده در صنایع هوافضا می باشد. به عنوان مثال نازل ماهواره ها از این کامپوزیت و با فرآیند تلقیح پلیمر و پیرولیز (PIP) ساخته می شود. در پژوهش حاضر فعالیت های انجام شده در رابطه با ساخت کامپوزیت زمینه ی سیلیکون کارباید تقویت شده با پریفرم دو بعدی کربن (C/C-SiC) ارائه شده است. سیکل های متوالی تلقیح پلیمر پلی کربوسیلان (PCS) و پیرولیز برای رسیدن به دانسیته مناسب کامپوزیت انجام شده است. ریز ساختار، دانسیته، استحکام خمشی و تخلخل باز این کامپوزیت مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان دهنده ی استحکام خمشی بالا (MPa 56) و دانسیته پایین (g/cm3 81/1) این کامپوزیت است که دستیابی به تکنولوژی تولید این کامپوزیت ها را با روش PIP اثبات می کند.
    کلیدواژگان: کامپوزیت C، C، SiC، روش تلقیح پلیمر و پیرولیز (PIP)، پلی کربوسیلان، سازه های دما بالا
  • نفیسه سادات مدقن*، محمد مزینانی صفحات 165-178
    فرایند نورد تجمعی (ARB) به عنوان یکی از روش های تغییر شکل موم سان شدید، در دهه ی گذشته مورد توجه زیاد پژوهشگران قرار گرفته است. توزیع نامناسب ذرات تقویت کننده در مواد مرکب زمینه فلزی در فرایند تولید آن ها با ریخته گری، موجب شده است تا پژوهشگران به دنبال استفاده از فرایند نورد در تولید آن ها باشند. در این پژوهش، ماده ی مرکب زمینه آلومینیم تقویت شده با ذرات میکرونی آلومینا (3O2vol %Al1-Al) به روش نورد تجمعی پس از شش سیکل نورد تهیه شد و برای بررسی دقیق تر روند تغییرات خواص نمونه های ماده ی مرکب تولید شده در هر سیکل، نمونه هایی از آلومینیم خالص نیز به همین روش تولید شد. ریزساختار نمونه ها در جهت نورد و بر روی سطح مقطع عرضی آن ها با استفاده از میکروسکوپ های نوری و الکترونی روبشی بررسی شد و سطوح مقطع شکست نمونه های مربوط به سیکل آخر به کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی مطالعه شد. خواص مکانیکی نمونه ها با انجام آزمون های کشش و اندازه کریستال های زمینه آلومینیم در سیکل آخر توسط پراش پرتوی ایکس (XRD) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از این آزمون ها حاکی از حذف شکاف ها در فصل مشترک بین لایه ها و حفره های بین ذرات آلومینا و زمینه آلومینیمی و بهبود توزیع ذرات در زمینه با افزایش تعداد سیکل های فرایند نورد بود. در حالت کلی با افزایش تعداد سیکل های نورد، استحکام کششی نمونه ها افزایش و انعطاف پذیری آن ها کاهش یافت و زمینه آلومینیمی با حضور ذرات در نمونه کامپوزیتی نسبت به نمونه غیرکامپوزیتی در همین روش، ریزدانه تر شد.
    کلیدواژگان: مواد مرکب زمینه فلزی، نورد تجمعی (ARB)، 3O2vol، %Al1، Al، تغییرات ریزساختاری، سطح شکست، خواص مکانیکی
  • محمدعلی ترحم نژاد*، رضا دهملایی، صادق معینی فر صفحات 179-196
    در این پژوهش ریزساختار و خواص مکانیکی اتصال جوش فولاد زنگ نزن دوفازی 2205 درچهار حرارت ورودی kJ/mm 0.86، 0.91، 1.02، 1.12 مورد بررسی قرارگرفت. جوشکاری با فرایند1 GTAW با قطبیت منفی انجام شد. پس از جوشکاری تاثیر حرارت ورودی بر روی ریزساختار فلز جوش و ناحیه متاثر از حرارت توسط میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی مجهز به سیستم2EDS بررسی شد. بررسی ها نشان داد که با افزایش حرارت ورودی، تشکیل فاز فریت نسبت به آستنیت در فلز جوش کاهش و درناحیه متاثر از حرارت افزایش یافته است. علاوه بر این با افزایش حرارت ورودی، پهنای3 HAZ و اندازه دانه های فریت در این منطقه بزرگتر شد. در هر یک از اتصالات، تشکیل فاز فریت از پاس آخرتا پاس ریشه کاهش یافته است. با بررسی خواص مکانیکی اتصالات، پروفیل سختی از فلز جوش تا فلز پایه روندی کاهشی و در ناحیه متاثر از حرارت افزایشی داشت. بررسی نتایج آزمون ضربه شارپی4 برای نمونه ها روند افزایشی انرژی ضربه با افزایش حرارت ورودی را نشان داد. سطوح شکست نمونه ها نیز دارای مشخصه های شکست نرم بود.
    کلیدواژگان: فولاد زنگ نزن دوفازی، حرارت ورودی، ریز ساختار، خواص مکانیکی
  • سعید جبارزارع*، اکبر چمی صفحات 197-209
    فلزات با انتالپی احتراق بالا همچون آلومینیوم از جمله مواد افزودنی به مواد منفجره، پیرو تکنیک ها و پیشرا نه ها می باشند.آلومینیوم لازم است بصورت کامل مشتعل گردد و درجه حرارت احتراق آن پایین باشد. برای این منظور عوامل فعال همچون تیتانیوم به آلومینیوم افزوده می شوند. در این پژوهش از فرایند فعال سازی مکانیکی برای تولید آلیاژهای آلومینیوم- تیتانیوم در نسبت گلوله به بار20 استفاده شده است. برای آلیاژ آلومینیوم با مقادی رمتفاوت تیتانیوم از 5 تا 40درصد با تغییر به میزان 5 درصد وزنی تیتانیوم حد حلالیت تیتانیوم، درجه حرارت اشتعال و میزان آلومینیوم مشتعل نگردیده تعیین گردیده است. با افزایش میزان تیتانیوم تا 40 درصد وزنی حد حلالیت تیتانیوم تا 89/15 درصد وزنی افزایش و درجه حرارت اشتعال آلومینیوم تا 893 درجه سانتیگراد کاهش می یابد. در آلیاژ آلومینیوم با بیشتر از 30 درصد وزنی تیتانیوم احتراق به صورت کامل خواهد بود.
    کلیدواژگان: مواد پر انرژی، آلیاژ آلومینیوم و تیتانیوم، فعال سازی مکا نیکی