فهرست مطالب

علوم و مهندسی سطح ایران - پیاپی 33 (1396)
  • پیاپی 33 (1396)
  • تاریخ انتشار: 1396/09/20
  • تعداد عناوین: 9
|
  • الهام نیکومنظری، آرش فتاح الحسینی*، سید امید گشتی صفحات 1-11
    در این پژوهش، تاثیر غلظت الکترولیت فسفات سدیم بر ریزساختار، الگوی پراش پرتوایکس و رفتار خوردگی آلیاژ Ti-6Al-4V پوشش داده شده به روش اکسیداسیون الکترولیتی پلاسمایی مورد بررسی قرارگرفته است. به منظور این بررسی، الکترولیت های قلیایی-فسفاتی با غلظت های متفاوت 8، 12 و 16 گرم بر لیتر مورد استفاده قرار گرفت. ریزساختار و ترکیب شیمیایی نمونه های پوشش داده شده توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی و الگوی پراش پرتو ایکس مورد آنالیز قرارگرفته است. خواص خوردگی پوشش ها در محیط شبیه ساز بدن (هنک) توسط آزمایش های پلاریزاسیون پتانسیودینامیک و طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی موردمطالعه قرارگرفته است. در فرآیند پوشش دهی، افزایش غلظت فسفات سدیم منجر به افزایش هدایت الکتریکی حمام ها، متوسط اندازه تخلخل ها و ضخامت پوشش ها شد. نتایج حاصل از الگوی پراش پرتو ایکس نشان داد که با افزایش غلظت فسفات سدیم، فاز شبه پایدار آناتاز به فاز پایدار روتیل تبدیل شد. درنتیجه با افزایش غلظت الکترولیت میزان فاز روتیل موجود در پوشش افزایش و میزان فاز آناتاز کاهش یافته است. بیش ترین پتانسیل خوردگی (391 میلی ولت) به همراه کمترین چگالی جریان خوردگی (8-10× 18/6 آمپر بر سانتی متر مربع) در پوشش ایجادشده در الکترولیت حاوی 12 گرم بر لیتر فسفات سدیم منجر به بیش ترین مقاومت به خوردگی (8/8 مگا اهم) شد. مقاومت به خوردگی سایر نمونه ها 2 الی 6 مرتبه کمتر از نمونه حاوی 12 گرم بر لیتر فسفات سدیم است.
    کلیدواژگان: اکسیداسیون الکترولیتی پلاسمایی، آلیاژ Ti-6Al-4V، رفتار خوردگی، طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی، پلاریزاسیون پتانسیودینامیک
  • نرگس عموسلطانی*، محمدعلی گلعذار، حمیدرضا سلیمی جزی، روح الله بیرانوند، علی سعیدی، اردشیر نظامی نیا صفحات 13-21
    کاربید تنگستن یکی از قدیمی ترین محصولات متالورژی پودر است که به ماده سخت و مقاوم به سایش شناخته شده است. ترکیب این کاربید با فلزات نرمی مانند کبالت که به عنوان بایندر عمل کرده، باعث بهبود تافنس می شود به گونه ای که از شکست ترد جلوگیری می شود. در این تحقیق، پودر های WC-12Co روی زیرلایه فولادی به روش سوخت اکسیژن با سرعت بالا (HVOF) رسوب داده شدند. این پوشش ها به دلیل ساختار لایه ای و تخلخل در محیط های سایشی عملکرد ضعیفی دارند. بنابراین، هدف از انجام این پژوهش، اعمال لایه روی پوشش های تنگستن کاربید- کبالت با روش سل ژل است. ساختار پوشش ها توسط آنالیز پراش پرتو ایکس (XRD) بررسی شده و ضخامت پوشش ها توسط نرم افزار آنالیز تصویری و با استفاده از تصاویر حاصل از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) تعیین شدند. جهت مطالعه مقاومت به سایش پوشش ها در دمای محیط آزمون پین روی دیسک بکار گرفته شد. پوشش آلومینا با ضخامت حدود 14 میکرومتر بر روی پوشش اولیه توسط روش سل ژل ایجاد شد. ضریب اصطکاک پوشش ها از 6/. قبل از آب بندی به 3/. پس از آب بندی کاهش یافت. نتایج نشان داد که مقاومت به سایش پوشش ها بعد از فرآیند آب بندی از نرخ سایش 3-10× 5/5 به 3-10× 4/3 کاهش یافته است که می تواند ناشی از مسدود شدن تخلخل ها و ایجاد لایه اکسیدی باشد.
    کلیدواژگان: پاشش حرارتی، پوشش کامپوزیتی، سل ژل، آب بندی، مقاومت به سایش
  • امیرحسین نویدپور *، مهران آذرپور سیاهکلی، مهدی صالحی، یعقوب کلانتری، مهدی امیرنصر، مسعود ریسمانچیان صفحات 23-31
    روش های متعددی برای تخریب آلاینده های آلی مورد استفاده قرار گرفته اند که در این بین، فرآیند فتوکاتالیتیکی به دلیل برخی ویژگی های منحصر به فرد مورد توجه قرار گرفته است. در این پژوهش، پوشش های فتوکاتالیست متشکل از دی اکسید تیتانیم (TiO2) و مگنتیت (Fe3O4)به روش پاشش حرارتی HVOF تولید شدند. پودرهای TiO2 (با 75% آناتاز و 25% روتیل) و Fe3O4 تجاری با درصدهای متفاوت با یکدیگر مخلوط و بر روی زیرلایه ای از جنس فولاد زنگ نزن 316 رسوب داده شدند. برای ارزیابی ساختار، مورفولوژی و توانایی جذب نور پوشش ها (با نسبت های مختلف Fe3O4) به ترتیب از پراش پرتو ایکس(XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM) و اسپکتروفتومتر UV-Vis-NIR استفاده شده است. به علاوه، ارزیابی بازده فتوکاتالیتیکی پوشش ها با توانایی تجزیه گاز زایلن تحت تابش نور مریی و UV در فتوراکتور گازی دینامیک انجام شد. نتایج ارزیابی ها نشان داد که افزودن مقدار بهینه پودر Fe3O4 بر فعالیت فتوکاتالیتیکی پوشش TiO2 در محدوده نور UV و مریی تاثیر می گذارد. با افزودن 5/7 درصد وزنی مگنتیت، راندمان فرآیند به بیش از 35 درصد رسیده است (تحت تابش پرتو UV). هم چنین با افزودن 10 درصد وزنی مگنتیت، راندمان فرآیند با استفاده از نور مریی به نزدیکی 4 درصد رسیده است.
    کلیدواژگان: پوشش، فتوکاتالیست، دی اکسید تیتانیم، مگنتیت، HVOF
  • ولی علی میرزالو *، سعید شیدایی گورچین قلعه، پیمان مشهدی کشتیبان صفحات 33-41
    اصطکاک یکی از مهم ترین فاکتورهای موثر بر فرآیندهای شکل دهی فلزات است. علاوه بر رعایت یک سری اصول اساسی، انجام روانکاری صحیح، بهترین روش کنترل اصطکاک و سایش در یک فرآیند است. یکی از روش های ارزیابی تاثیر روان کارها بر اصطکاک در فرآیندهای شکل دهی، آزمون فشار حلقه است. با استفاده از منحنی های کالیبراسیون در فرآیند فشار حلقه، ضریب اصطکاک محاسبه می شود. در این مقاله تاثیر محلول نانو ذرات اکسید مس و آلومینا در روانکارهای پایه پارافین و روغن10 در تاثیر بر اصطکاک طبق مدل اصطکاک کولمب بررسی شده است. از روش تاگوچی و آرایه متعامد L8 با توجه به تعداد عوامل مورد بررسی، جهت طراحی آزمایش ها و بدست آوردن حالت بهینه استفاده شده است. با انجام آزمایشات پیشنهادی و بکارگیری منحنی های کالیبراسیون برای ماده Al7xxx، ضرایب اصطکاک کولمب برای روانکارهای مختلف بدست آمده است. پارامترهای درصد وزنی نانو ذرات، نوع روانکار پایه و نوع نانو ذرات افزودنی، به عنوان متغیرهای ورودی، و ضریب اصطکاک کولمب به عنوان متغیرهای هدف در نظر گرفته شدند. با روش آنالیز واریانس میزان تاثیرگذاری هر متغیر ورودی بر روی پارامتر هدف بررسی شد و مقادیر پارمترهای ورودی جهت کمینه کردن مقدار ضریب اصطکاک با روش سیگنال به نویز تاگوچی استخراج شدند. نتایج نشان می دهد که بیشترین تاثیر را درصد وزنی نانو ذرات با سهم درصد 15/62 روی ضریب اصطکاک دارد و با افزایش درصد وزنی نانو ذرات، ضریب اصطکاک افزایش می یابد. همچنین بهترین ترکیب برای به حداقل رساندن ضریب اصطکاک، ترکیب %8/0 نانو ذرات آلومینا در روانکار روغن10 بدست آمد.
    کلیدواژگان: اصطکاک، نانوذرات، آزمون فشار حلقه، منحنی کالیبراسیون، تاگوچی
  • مجید رشیدی، علیرضا اعلایی *، مسعود کثیری صفحات 43-55
    آلیاژ سازی سطحی توسط فرآیند TIG یکی از روش های بهبود خواص سطحی در فولادها است. این روش بدون تغییر خصوصیات زیرلایه صورت می گیرد. آلیاژسازی از طریق افزودن عنصر آلیاژی مدنظر قبل و یا در حین ذوب سطحی انجام می شود. در این پژوهش با استفاده از نیکل و ذرات تقویت کننده کاربید تنگستن آلیاژسازی سطحی توسط فرآیند جوشکاری قوس تنگستن- گاز با جریان اعمالی 130 آمپر بر روی فولاد St52 انجام گردید. همچنین تاثیر افزایش درصد پودر WC بر روی سختی سطح نمونه ها مورد ارزیابی قرار گرفت. دامنه افزایش سختی پوشش های ایجاد شده بین 225 تا 680 ویکرز اندازه گیری شد که این مقدار در نمونه بدون پوشش حدود 180 ویکرز است. ارزیابی ریزساختاری از سطوح ساییده شده توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) انجام شد. مقاومت سایشی نمونه ها بوسیله دستگاه سایش رفت و برگشتی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از سطوح سایش نشان داد که در حالت کلی افزایش مقدار ذرات تقویت کننده WC باعث افزایش مقاومت زمینه در برابر تغییر فرم شده و در نهایت سبب بهبود مقاومت سایش نمونه ها می گردد. نتایج تست سایش نشان داد که با افزایش درصد ذرات تقویت کننده کاربید تنگستن تا 80% وزنی مقدار کاهش وزن نمونه ها کمتر شده و نرخ سایش نمونه ها تا مقدار 100 کاهش می یابد.
    کلیدواژگان: کاربید تنگستن، سخت کاری سطحی، TIG، مقاومت به سایش
  • مهدی اکبرزاده مقدم *، مرتضی زندرحیمی، احسان مرادپور تاری صفحات 57-65
    دی سولفید مولیبدن (MoS2) یکی از پرکاربردترین روانکارهای جامد است که به روش های مختلف، روی سطوح تحت سایش اعمال می شود. در این پژوهش با استفاده از روش رسوب بخار شیمیایی (CVD) پوشش MoS2 در دماهای 400، 500، 600 و 700 درجه سانتی گراد، روی زمینه فولادی اعمال شد. پوشش با استفاده از EDX، XRD، FTIR، سختی سنج و زبری سنج، مشخصه یابی شد. نتایج نشان داد که با تبخیر همزمان پودر گوگرد و تری اکسید مولیبدن (MoO3)، در محفظه CVD، پوششی پیوسته و یکنواخت با ترکیبی از MoS2 و دی اکسید مولیبدن (MoO2) ایجاد می شود. افزایش دمای زیرلایه باعث افزایش ضخامت پوشش و افزایش نسبت فاز MoS2 به MoO2 می گردد. اندازه دانه پوشش های ایجاد شده در شرایط مختلف رسوب دهی 120-50 نانومتر و ضخامت و سختی پوشش به ترتیب 30-17 میکرومتر و 480- 260 ویکرز بود.
    کلیدواژگان: رسوب بخار شیمیایی، پوشش روانکار جامد، دی سولفید مولیبدن، ضخامت، میکروسختی
  • حمد الله صالحی، روح الله زارع حسن آباد *، پیمان امیری صفحات 67-75
    در این مقاله خواص الکترونی و اپتیکی ترکیبات کلکوژنید در حالت سطح در راستای (001) مورد مطالعه قرار گرفته است. محاسبات با استفاده از روش شبه پتانسیل در چارچوب نظریه تابعی چگالی (DFT) با استفاده از نرم افزار کوانتوم اسپرسو با تقریب شیب تعمیم یافته (GGA) انجام شده است. گاف نواری ترکیبات CuSbX2(X=Se،S) در حالت انبوهه به ترتیب 80/0 و93/0 الکترون ولت است اما در حالت سطح این ترکیبات فاقد گاف نواری هستند که علت آن پیوندهای آویزان سطحی هستند که گاف نواری را پوشانده است. محاسبات نشان داد که ترکیب CuSbTe2 در هر دو حالت انبوهه وسطح فلز است. همچنین انرژی سطح، تابع کار، چگالی حالت ها و ویژگی های اپتیکی درحالت سطح در راستای (001) با سه برابر تکرار لایه ها و خلا 15 آنگستروم محاسبه شده است.
    کلیدواژگان: نظریه تابعی چگالی، خواص اپتیکی، کلکوژنید و پیوندهای آویزان
  • میثم زرچی، شاهرخ آهنگرانی * صفحات 77-87
    فیلم هایی از سیلیکون آمورف به روش لایه نشانی فیزیکی فاز بخار به کمک پرتو الکترونی (EB-PVD) ایجاد شد. فرآیند لایه نشانی در شرایط خلا بالا (torr 6-10) که منجر به تشکیل یک پوشش آمورف البته با ضخامت های کنترل شده انجام شد. پس از نمونه سازی، نمونه ها در دمای oC800 و در محیط گاز خنثی تحت شرایط عملیات حرارتی قرار گرفت و ویژگی های ساختاری و الکتریکی آن قبل و بعد از عملیات حرارتی مورد تحلیل قرار گرفت. نتایج حاصل از میکرورامان نشان دهنده ساختار آمورف در پوشش های اولیه بود که با افزایش ضخامت پوشش و حضور نقایص بیشتر مقداری از نانوکریستال ها تشکیل شد. علاوه بر آن با اعمال شرایط عملیات حرارتی تشکیل، رشد و ادغام نانوکریستال ها و تشکیل یک ساختار پلی کریستال را شاهد هستیم. نانوکریستال ها منجر به تشکیل پیوندهای sp2 و sp3شده که همین خود باعث افزایش هدایت الکتریکی پوشش در این شرایط شد و این افزایش هدایت الکتریکی با افزایش ضخامت پوشش بر روی نمونه های موردبررسی به شدت افزایش یافت.
    کلیدواژگان: فیلم آمورف سیلیکون، نانوکریستال سیلیکون، زبری سطح، عملیات حرارتی، هدایت الکتریکی
  • فرزاد پهنانه، فرید نعیمی*، مسعود آقاخانی صفحات 89-100
    در این تحقیق از پوشش نانو ذرات زیرکونیا با ضخامت های مختلف بر روی سطح ورق Ti-6Al-4V به منظور عملیات ذوب سطحی جهت افزایش سختی و مقاومت به سایش، با استفاده از جوشکاری TIGبدون فلز پرکننده استفاده شده است. بعد از عملیات ذوب سطحی در حضور نانو ذرات زیرکونیا، عمق لایه ذوب شده سطحی و سختی نواحی مختلف اندازه گیری شده است. همچنین با استفاده از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ SEM، ریز ساختار نواحی مختلف ذوب شده سطحی را بررسی نموده و برای مشخص نمودن حضور نانو ذرات در ناحیه ذوب شده از آنالیز عنصریEDS و از الگوی پراش پرتو ایکس (XRD) برای شناسایی فازهای تشکیل شده در نمونه های ناشی از عملیات ذوب سطحی استفاده شده است. نانو ذرات به عمقی از سطح ذوب شده نفوذ کرده و منجر به ایجاد ساختار سوزنی شکل و درهمبافته گردیده است. علت تشکیل این ساختار را می توان حضور ذرات نانو در حین عملیات ذوب سطحی و تشکیل مراکز جوانه زا جهت ایجاد جوانه های مناسب در مکان های مناسب دانست. نانو ذرات اعمال شده بر سطح با مکانیزم تغییر گرادیان کشش سطحی، موجب افزایش نفوذ لایه ذوب شده سطحی گردیده است. بیشترین سختی در نمونه هایی که بالاترین مقدار نانو ذرات را دارد، حاصل شده است. سختی این نمونه ها نسبت به فلز پایه5/2 برابر شده است. با ثابت در نظر گرفتن پارامترهای جوشکاری و افزایش نانو ذرات زیرکونیا، عمق ناحیه ذوب شده بیشتر و همچنین سختی منطقه ذوب شده نسبت به فلز پایه افزایش یافته است.
    کلیدواژگان: نانو ذرات زیرکونیا، فرآیند جوشکاری TIG، آلیاژ Ti64، نفوذ ناحیه ذوب شده، سختی
|
  • Elham Nikoomanzari, Arash Fattah-Alhosseini *, Seyed Omid Gashti Pages 1-11
    In this study, the influence of the sodium phosphate electrolyte concentration on the coating microstructure, phase composition and corrosion resistance of Ti-6Al-4V alloy coated by plasma electrolytic oxidation (PEO) was investigated. For this purpose, alkaline-phosphate electrolytes with different concentration were applied as follows: 8, 12, 16 g/L. The morphology and phase composition of these coatings were analyzed by a scanning electron microscope (SEM), and X-ray diffraction (XRD) technique. Corrosion properties of the coating were studied under simulated body fluid (Hanks) by potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) tests. Through the PEO process, an increase in the concentration of sodium phosphate led to increment in the electrolyte electrical conductivity, average pore size and thickness of the coatings. As a consequence of increasing the electrical conductivity, the breakdown voltage in V-t curves decreased. The XRD results showed that with increase in the concentration of sodium phosphate, the metastable anatase phase transformed to the stable rutile phase. The results of the electrochemical tests indicated that the corrosion resistance of the coating produced by PEO process, in the electrolyte with 12 g/L sodium phosphate, was significantly better in comparison to the other specimens. The maximum measured corrosion potential of the coating (391 mV) together with the minimum corrosion current density (6.18×10-8 A cm-2) in the electrolyte with 12 g/L sodium phosphate leads to the highest corrosion resistance of twofold layer, that is, 8.8 MΩ. Corrosion resistance of other samples is 2 to 6 orders of magnitude smaller than sample with 12 g/L sodium phosphate.
    Keywords: Plasma electrolytic oxidation, Ti-6Al-4V alloy, Corrosion behavior, Electrochemical impedance spectroscopy (EIS), Potentiodynamic polarization, simulated body fluid (Hanks)
  • Narges Amousoltani *, Hamidreza Salimijazi, Mohammadali Golozar, Rohollah Beyranvand, Ali Saeidi, Ardeshir Nezaminiya Pages 13-21
    Tungsten carbide powders have been known as one of the hardness and wear resistance materials. The combinations of carbide with soft metals such as cobalt as a binder are widely used to improve the wear resistance, toughness and prevent brittle failure. In this research, WC-12Co powders were deposited on steel substrate by high velocity oxygen fuel (HVOF) spraying. Due to the existence of pores and microcracks in the coatings, the corrosion and wear resistance properties of the coatings could be improved by sealing the porosities and cracks via a post deposition treatment. A thin layer of Al2O3 were deposited on the HVOF thermally sprayed WC-Co coatings by Sol-Gel method. The phase composition of coatings was investigated by X-Ray Diffraction (XRD) analysis and the morphology and microstructure of the coatings as well as their thicknesses were investigated by Scanning Electron Microscopy (SEM) followed by image analysis. To study the wear resistance of the coatings a pin on disk wear tester was used. The results showed that the coefficient of friction was reduced from 0.6 to about 0.3 after sealing. The wear rates of the sealed coatings were decreased from 5.5x 10-3 in the as-sprayed coatings to 3.4 x 10-3.in the sealed coatings. The wear resistance of coatings after the sol-gel sealing process was improved due to the filling of the pores and cracks as well as formation of the aluminum and cobalt oxides on the surface during wearing test.
    Keywords: Thermal spray, Composite coatings, Sol- Gel, Wear resistance, Sealing
  • Amir Hossein Navidpour *, Mehran Azarpour Siahkali, Mehdi Salehi, Yaghoub Kalantari, Mehdi Amirnasr, Masoud Rismanchian Pages 23-31
    Among different methods which have been used for degradation of organic pollutants, photocatalytic process has received a remarkable attention due to its unique properties. In the present investigation, photocatalytic titanim dioxide (TiO2) and magnetite (Fe3O4) coatings were produced using HVOF thermal spraying process. Different weight percent of TiO2 (75vol. % anatase, 25vol. % rutile) and commercial Fe3O4 powders were mixed together and used as feedstock powder and precipitated on stainless steel 316 substrate. The structure, morphology, and photo-catalytic characteristics of TiO2-Fe3O4 coatings (using different Fe3O4 concentration) were investigated using scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffractometer (XRD), and UV-Vis-NIR spectroscopy. Furthermore, the conversion rate of xylene under Vis and UV irradiation was also studied in order to evaluate the photo-catalytic efficiency of coatings in gas dynamic photoreactor. Results showed that the optimum value of Fe3O4 concentration affects the photocatalytic properties of TiO2-Fe3O4 coatings under UV and visible light irradiation. Addition of 7.5 weight percent of magnetite has resulted in an efficiency upper than 35 percent (under UV irradiation). Also addition of 10 weight percent of magnetite has resulted in an efficiency of approximate 4 percent, under visible light irradiation.
    Keywords: Coating, Photocatalytic, Titanim dioxide, Magnetite, HVOF
  • Vali Alimirzaloo*, Saeid Sheydayi Gurchin Qaleh, Peyman Mashhadi Keshtiban Pages 33-41
    Friction is one of the important factors influencing metal forming processes e.g. forging. Besides considering a set of basic principles, efficient lubrication is the best way to control friction and wear. One way to evaluate the effect of lubricants on the friction in forming processes, is ring compression test. By using calibration curves in the forging process, friction coefficient is calculated. In this paper, the effects of nano- particles solution including copper oxide and alumina within paraffin and oil-10 as the base lubricants on the Coulomb friction model has been studied. In order to obtain the optimal design of experiments Taguchi method has been used and considering the number of investigating factors, L8 orthogonal array selected. After carrying out all suggested tests and using calibration curves for Al7xxx, Coulomb friction coefficients for different lubricants have been obtained. Weight percentage of nano-particles and the type of both base lubricant and nano-particles additives, considered as input variables, and the Coulomb friction coefficient selected as objective variable. Through variance analysis the effectiveness of each input variable on the objective evaluated and values of the input parameters to minimize friction coefficient by Taguchi signal-to-noise method were extracted. The results show that the greatest impact belongs to weight percentage of nanoparticles with a share of 62.15 percent on the friction coefficient and increasing the weight percentage of nanoparticles lead to increasing the friction coefficient. Also, the best combination to minimize friction coefficient is 0.8% solution of alumina nanoparticles with oil 10 as base lubricant.
    Keywords: Friction, Nano Particles, Ring Compression Test, Calibration Curve, Taguchi
  • Majid Rashidi, Alireza Alaei *, Masoud Kasiri Pages 43-55
    Surface alloying by TIG process, is one of the techniques to improve the surface properties of the steels. This method can be conducted without changing the substrate properties. Alloying is carried out by adding certain alloying elements before or during surface melting. In this study, Surface alloying is done using nickel and Tungsten Carbide reinforcement particles, and by gas Tungsten arc welding process on steel St52. Surface melting was conducted with applied current of 130 mA and the effect of increasing the percentage of WC powder on surface hardening of the samples were evaluated. The range of increasing hardness the coatings made between 225 to 680 Vickers was measured and the amount hardness of the uncoated sample is about 180 Vickers. Infrastructure assessment of worn surfaces was performed by scanning electron microscopy SEM. Typical abrasion resistance was evaluated by means of reciprocating wear machine. The results of wear surfaces showed that by increasing the amount of WC reinforcement particles, the matrix strength against changing the form is increased, and eventually causes to improve the wear resistance of the samples. The wear test results showed that with increasing percentages of Tungsten Carbide reinforcement particles up to 80%, the amount of weight loss were significantly reduced, and the wear rate of the samples decreases up to 100 ⁄ .
    Keywords: surface hardening, Tungsten Carbide, wear resistance, TIG
  • Mehdi Akbarzadeh*, Morteza Zandrahimi, Ehsan Moradpour Pages 57-65
    Molybdenum disulfide (MoS2) is one of the most widely used solid lubricants applied in different ways on the surfaces under friction. In this work, AISI 316 austenitic stainless steel was coated with MoS2, using chemical vapor deposition (CVD) at four different temperatures (400, 500, 600 and 700°C). Coatings properties were investigated using SEM, EDX, XRD and FTIR, Hardness Tester and Roughness tester. The results showed that with simultaneous evaporation of sulfur and molybdenum trioxide (MoO3) in the CVD chamber, a uniform coating layer containing MoS2 and MoO2 phases is formed. Increase in the substrate temperature resulted in the rise in the proportion of MoS2 to MoO2 phases as well as the thickness of coating. The thickness, grain size and the hardness of the coating were 17-29 µm, 50-120 nm and 260- 480 HV respectively.
    Keywords: chemical vapor deposition, solid lubricant coating, molybdenum disulfide, thickness, microhardness
  • Hamdollah Salehi, Rohollah Zare Hasanabad *, Peiman Amiri Pages 67-75
    In this paper, electronic and optical properties of chalchogenid 2( , , ) CuSbX X Se S Te  compounds have been studied in the surface state at (001) direction. Calculations done using pseudo-potential method within the framework of density functional theory (DFT) by using Quantum-Espresso software with the generalized gradient approximation (GGA). Band gap of 2( , ) CuSbX X Se S  in the bulk state is 0.81 and 0.93 eV respectively but in the surface state these compounds are no band gap, which the surface dangling bonds are covered the band gap. Calculations showed that the 2 CuSbTe in the bulk and surface states is metal. The surface energy, work function, density of states and optical properties in the surface state in the (001) direction are calculated with the three times of duplication layers and a 15 angstrom vacuum respectively. The experimental and theoretical results of these compound in the surface state are not available to comparison this calculation with them.
    Keywords: Density functional theory, optical properties, chalchogenid, dangling bonds
  • Meysam Zarchi, Shahrokh Ahangarani * Pages 77-87
    In this study, amorphous silicon films were deposited by physical vapor deposition using electron beam (EBPVD). The process of deposition was carried out under high vacuum (torr 10-6) which led to the formation of an amorphous coating with controlled thicknesses. After sampling procedure, the samples were put under heat treatments at 800 oC under inert gas environment and their structural and electrical properties were analyzed before and after annealing conditions. The results obtained from microraman revealed the amorphous structure in the initial coatings which had been formed because of the increased thickness of the coating and due to the presence of more defects in nano-crystals. Moreover, we witnessed the development, growth, and integration of nano-crystals and formation of a poly crystal structure. Consequently, nano-crystals formation resulted in development of sp2 and sp3 bonds, which, in turn, increased the electrical conductivity of the coatings in that condition. Finally, as the thickness of the samples coatings increased, their electrical conductivity was also greatly enhanced.
    Keywords: film amorphous silicon, nanocrystalline silicon, surface roughness, annealing, electrical conductivity
  • Farzad Pahnaneh, Farid Naeimi *, Masoud Aghakhani Pages 89-100
    In this research, coating of ZrO2 nano-particles with different thicknesses on the surface of Ti-6Al-4V sheet was used for surface melting using by TIG welding process and without filler metal. After the melting operation in the presence of zirconia nanoparticles, the depth of the melting surface and hardness was measured. Also, using of optical microscope and SEM microscope, the microstructure of the different melting surface areas was investigated. To defined the presence of nanoparticles in the melted area, chemical analysis of EDS and X-ray diffraction pattern (XRD) have been carried out to identify the phases formed in the samples from melting operations. Nano particles penetrate deeply from the melt surface, resulting in a acicular structure that is interlocked. The causes of the formation of this structure is the presence of nanoparticles during surface melting operations And the formation of nucleation centers to create appropriate buds in suitable places. The applied nanoparticles on the surface with the surface tension shift gradient mechanism have increased the depth of the penetration of the melt surface. The most important effect of nanoparticles on the surface was hardness. The hardness result is in the sample, which has the highest nanoparticles. The hardness of these samples is 2.5 times higher than the base metal. With the constant consideration of welding parameters and increasing the ZrO2 nanoparticles, the depth of the melting area and the hardness of the melting region increased compared to the base metal.
    Keywords: ZrO2 Nano-particles, TIG welding process, Ti64 alloy, Melting area penetration, Hardness