فهرست مطالب

  • سال ششم شماره 3 (پاییز 1396)
  • تاریخ انتشار: 1396/09/30
  • تعداد عناوین: 7
|
  • الهه سوادکوهی، رحیم نقی زاده *، حمیدرضا رضایی صفحات 1-12
    برای جذب نیکل از پساب های صنعتی، مواد مختلف مانند رس ها، سیلیکات های کلسیم و زئولیت ها پیشنهاد شده است که در این تحقیق از کائولن تایوان، کائولن زنوز و بنتونیت چاه طالب به صورت خام، کلسینه شده و حاوی افزودنی اکسید کلسیم استفاده شده است. برای بررسی کلسیناسیون، آنالیز حرارتی افتراقی و افت وزنی(DTA+TG). سه نمونه رس فوق تهیه شد. دمای C ̊700 برای کائولن ها و دمای C ̊800 برای بنتونیت به عنوان دمای مناسب کلسیناسیون انتخاب گردید. به نمونه های کلسینه شده 10% کلسیا اضافه شد و پس از پخت در دمای C ̊900، الگوی پراش اشعه ایکس (XRD) از آنها تهیه شد که نمایشگر وجود احتمالا فاز آمورف به همراه مقداری آنورتیت و ولاستونیت بود. برای بررسی جذب نیکل یک گرم از مواد جاذب مختلف شامل رس های خام و کلسینه شده و حاوی افزودنی کلسیا به طور جداگانه در محلول mg|L50 به مدت 24 ساعت قرار گرفت. پس از آن میزان نیکل باقی مانده توسط دستگاه پلاسمای جفت شده القایی (ICP) تعیین شد. نتایج نشان داد که در حالت خام، کائولن ایرانی و و در حالت استفاده از کلسیا ، متاکائولن خارجی دارای 10% اکسد کلسیم بهترین جاذب ها بودند و اینکه افزودن مقادیر بیشتر از 10% وزنی اکسید کلسیم به کائولن ایرانی تاثیر منفی بر جذب داشت. بنتونیت خام و حاوی 10% وزنی کلسیا از بنتونیت کلسینه شده جذب نیکل بهتری داشت.
    کلیدواژگان: رس، جذب نیکل، کلسیناسیون، آنورتیت، کائولن زنوز، کربنات کلسیم
  • فرهود حیدری *، مهرداد منطقیان، سید سلمان سید افقهی، محمد جواد تقی زاده صفحات 13-23
    در این تحقیق نانوکامپوزیت هسته- پوسته پلی آنیلین- نانولوله کربنی (CNT- PANI) از طریق پلیمریزاسیون بذر افشانی ساخته شده است. تست های SEM، TEM، FTIR، UV-Vis و XRD نمونه های ساخته شده نشان دهنده ی رسوب نانوذرات اکسیدی نیکل- کبالت بر سطح (CNT- PANI) می باشد. انجام تست مغناطیس سنجی ارتعاشی نمونه های سنتز گردیده قبل و بعد از عملیات حرارتی آنیل به ترتیب مغناطیس اشباع emu/g 93/0 و emu/g 96/1 و نیز نیروی پسماندزدای 5/26 و 1200 اورستد را نشان می دهد. اتلاف انعکاسی امواج مایکروویو برخوردی به این ناوذرات در محدوده فرکانسی 4/12 تا 18 گیگاهرتز توسط دستگاه آنالیز کننده شبکه برداری بررسی گردیده و افزایش میزان جذب را با افزایش مقدار نانوذرات توزیع شده در زمینه پلی یورتان از 1 تا 10 درصد وزنی شاهد بوده ایم. بیشترین میزان اتلاف انعکاسی در نمونه های ساخته شده جذب حاوی 1 و 10 درصد وزنی از نانوذرات ساخته شده به ترتیب81/3- دسی بل در فرکانس 79/15 گیگاهرتز و 13/7- در فرکانس 04/17 گیگاهرتز می باشند.
    کلیدواژگان: پلیمریزاسیون بذر افشانی، همرسوبی، خواص مغناطیسی، جذب امواج مایکروویو
  • نسیم نایب پاشایی *، سید حسین سیدین، حسین سرپولکی، سید محمد مهدی هادوی صفحات 25-51
    پوشش های سد حرارتی با هدف عایق کردن اجزای موجود در بخش های داغ توربین های گازی در جهت افزایش دمای کاری و بازدهی این قطعات مورد استفاده قرار می گیرند. در این پژوهش، پوشش های سد حرارتی معمولی و درجه بندی شده از جنس NiCrAlY/YSZ به روش پاشش پلاسمائی بر روی زیرلایه از جنس سوپر آلیاژ x-Hastelloy اعمال شد. نمونه ها تحت شوک حرارتی با سیکل معین قرار گرفتند. بررسی متالوگرافی نمونه ها توسط میکروسکوپ نوری و الکترونی روبشی و تشخیص فازهای تشکیل شده در سطح به وسیله آنالیز تفرق اشعه ایکس انجام شد. پس از مشخصه یابی ترکیبی و ساختاری، تنش ناشی از شوک حرارتی در آنها به کمک روشی نوین اندازه گیری شد. در این تحقیق از روش نانوفرورونده برای اندازه گیری تنش پسماند در پوشش های سد حرارتی بهره برده شده. نتایج آنالیز میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد که در پوشش درجه بندی شده ریزساختار، تخلخل و ترکیب شیمیائی بطور تدریجی تغییر می کند. بررسی سطح ظاهری نمونه ها پس از اعمال شوک حرارتی نشان داد که جدایش و لایه لایه شدگی در پوشش سد حرارتی دولایه در مناطق وسیع تری نسبت به پوشش های درجه بندی شده اتفاق افتاده است. نتایج اندازه گیری تنش به روش نانوفرورونده حاکی از آن بود که روش طراحی شده برای اندازه گیری تنش بر خلاف سایر روش های متداول بدون تخریب نمونه قادر به اندازه گیری تنش در امتداد عمق نمونه با دقت قابل قبول می باشد.
    کلیدواژگان: سیستم پوشش سد حرارتی درجه بندی شده، شوک حرارتی، تنش پسماند، نانوفرورونده
  • سیدمحمدرئوف حسینی *، محمدرضا عزیزی نیا، ابراهیم عظیمی، علی احمدی عامله صفحات 53-65
    ذخایر خاک صنعتی فراوانی در استان اصفهان شناسایی شده و مورد بهره برداری قرار گرفته است که متاسفانه بعلت وجود ناخالصی هایی از جمله سیلیس و اکسیدهای آهن، با قیمت بسیار ارزان فروخته می شوند. هدف از انجام این پژوهش، حذف ناخالصی های مذکور و افزایش ارزش افزوده آنها جهت ارایه به کارخانجات کاشی و سرامیک می باشد. بدین منظور، سه نمونه فلدسپات از معادن واقع در ورزنه، نایین و کاشان تهیه و پس از خردایش و تعیین دانه بندی، تحت آنالیز شیمیایی و کانی شناسی قرار گرفت. سپس، نمونه زیر 250 میکرون به منظور کاهش سیلیس وارد هیدروسیکلون شد که در سرریز سیکلون، به طور متوسط، میزان سیلیس %4 کاهش و مقدار آلومینا، %2/1 افزایش یافت. لیکن، مقدار اکسید آهن حدود %2 بیشتر شد. سرریز سیکلون، جهت کاهش آهن، تحت جدایش مغناطیسی شدت بالا قرار گرفت و در نهایت میزان اکسید آهن موجود، به طور متوسط %1 کاهش یافت. برای حذف بیشتر آهن، کنسانتره جدایش مغناطیسی، با استفاده از سدیم دیتیونایت لیچ شد که به دلیل حذف سیلیس همراه با آهن، کاهش آهن قابل ملاحظه ای مشاهده نشد. در نهایت، خوراک اولیه، با بهره گیری از اگزالیک اسید تحت لیچینگ قرار گرفت که میزان اکسید آهن برای نمونه کاشان، به زیر %1 رسید. همچنین، بررسی های اولیه، نشان داد که ایجاد کارخانه ای با ظرفیت 150 هزار تن در سال، با توجه به قیمت تمام شده و فروش 30 و 80 هزار ریال بر تن و دوره بازگشت سرمایه چهار سال، اقتصادی می باشد.
    کلیدواژگان: فلدسپات، آهن، سرامیک، هیدروسیکلون، جدایش مغناطیسی، لیچینگ
  • لیلا رخشا، سید مرتضی مسعودپناه *، مرتضی تمیزی فر صفحات 67-78
    در این پژوهش، نانوذرات فریت منگنز-کبالت Mn1-xCoxFe2O4 (0≤x≤0.5) با روش همرسوبی تهیه شدند. تاثیر افزودنی Co2+ بر توزیع کاتیونی در مکانهای چهار وجهی و هشت وجهی در ساختار اسپینل، خواص مغناطیسی و مشخصات تولید گرما در میدان مغناطیسی متناوب مورد ارزیابی قرار گرفتند. ساختار و توزیع کاتیونی بدست آمده از الگوهای پراش پرتو ایکس و طیف های رامان نشان دادند که کاتیون Co2+ عمدتا وارد مکانهای هشت وجهی می شوند. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان دادند که اندازه ذرات با افزودن کاتیونهای کبالت Co2+ کاهش می یابد. خواص مغناطیسی نانوذرات Mn1-xCoxFe2O4 بدست آمده از روش مغناطیس سنج نمونه مرتعش نشان دادند که بیشترین میدان پسماندزدای مغناطیسی (Oe 790) و مغناطش اشباع (emu/g 8/32) برای نانوذرات Mn0.7Co0.3Fe2O4 حاصل شده است. نانو ذرات Mn0.7Co0.3Fe2O4 منجر به افزایش دما تا C° 8 با نرخ اتلاف گرمای W/g 4/1 می شوند، درحالیکه این مقادیر برای پودرهای همرسوبی شده MnFe2O4 به ترتیب برابر با C° 4 و W/g 35/0 هستند.
    کلیدواژگان: فریت منگنز، کبالت، همرسوبی، خواص مغناطیسی، توان اتلاف ویژه
  • دانیال دانایی، امیرعباس نوربخش *، پروانه عسگریان صفحات 79-90
    در تحقیق حاضر، سنتز کاربید سیلیسیم به روش منیزیوترمال با استفاده از سیلیکای مزوحفره MCM-48 به عنوان منبع تامین کننده سیلیس و انواع مختلف کربن از جمله CNT و نانوکامپوزیت MCM-48/CNTF به روش تهیه درجا مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش ها در نسبت های مولی مختلفMCM-48، کربن و منیزیم در اتمسفر آرگون در محدوده دمایی 700-650 درجه سانتی گراد انجام گرفت. در فرآیند سنتز به روش منیزیوترمال، خواص MCM-48، نانولوله های کربنی و نمونه های سنتز شده، توسط تکنیک های جذب و واجذب BET))، پراش پرتو ایکس XRD، طیف سنجی مادون قرمز فوریه (FTIR)، تصویر میکروسکوپ الکترونی گسیل میدان (FESEM)، آنالیز تفکیک انرژی پرتو ایکس ( (EDXو تصویر میکروسکوپ عبوری (TEM) شناسایی شد. همچنین پس از تهیه و شناسایی MCM-48 و نانو لوله ی کربنی، تاثیر میزان و نوع کربن نیز بر انجام واکنش در سنتز کاربید سیلیسیم بررسی گردید. مقایسه آنالیز فازی XRD از نمونه هایی با منابع کربنی متفاوت در جهت سنتز کاربید سیلیسیم نشان داد نوع و مورفولوژی کربن و همچنین نحوه قرارگیری اجزاء واکنش در کنار یکدیگر عامل های مهمی در سنتز کاربید سیلیسیم می باشند. با توجه به بررسی های انجام گرفته مشخص گردید که ساختار کاربید سیلیسیم سنتز شده به صورت شبه الیافی و الگو گرفته از پیش سازنده نانو تیوپ کربنی است. همچنین عامل دار کردن نانو لوله کربنی سبب تماس مناسب تر پیش سازنده سیلیسی (MCM-48) و عامل کربنی (CNT) در فرآیند منیزیوترمال بوده و لذا راندمان سنتز کاربید سیلیسیم افزایش یافته است.
    کلیدواژگان: کاربید سیلیسیم، منیزیوترمال، نانو لوله های کربنی، نانو لوله های کربنی عامل دار شده، MCM، 48
  • حسن بختیاری زمانی، احسان صائب نوری *، سید علی حسن زاده تبریزی صفحات 91-109
    در این پژوهش خواص ریزساختاری و خوردگی پوشش سرامیکی اکسید تیتانیوم ایجاد شده در یک الکترولیت کربناتی تحت تاثیر عامل کلیدی دانسیته جریان فرآیند پوشش دهی مورد بررسی قرار گرفت. عملیات پوشش دهی اکسیداسیون الکترولیتی پلاسمایی در دانسیته جریان های 65، 5/82 و mA/cm2 100، فرکانس Hz 1500 و سیکل کاری 11% طی مدت 10 دقیقه بر روی سطح تیتانیوم خالص تجاری انجام گردید. نتایج نشان داد که مورفولوژی سطح و خواص خوردگی پوشش ها به تغییرات دانسیته جریان بستگی دارد. افزایش دانسیته جریان اعمالی منجر به تغییراتی در مورفولوژی، از حالت پنکیکی به پنکیکی با دهانه های آتشفشانی می شود و متوسط قطر حفرات از حدود 1 میکرومتر به 4 میکرومتر افزایش می یابد که سبب افزایش زبری سطح نیز می گردد. تغییرات دانسیته جریان سبب تغییرات ولتاژ و شدت پلاسما اطراف نمونه ها می شود به طوری که بر روی شدت میکروجرقه ها و گرادیان حرارتی فیلم اکسیدی تاثیر مستقیم می گذارد و باعث تبدیل هر چه بیشتر فاز اکسیدی آناتاز به روتیل می شود. مقاومت به خوردگی پوشش های ایجاد شده با افزایش دانسیته جریان پوشش دهی افزایش می یابد به طوری که شدت جریان خوردگی نسبت به نمونه بدون پوشش 10 برابر کاهش یافته است که علت آن به افزایش 5/2 برابری ضخامت پوشش و فشرده تر شدن لایه درونی پوشش، کاهش تخلخل های باز سطحی فلز و وجود فاز عمده روتیل نسبت داده شد.
    کلیدواژگان: اکسیداسیون الکترولیتی پلاسمایی، الکترولیت کربناتی قلیایی، دانسیته جریان فرآیند پوشش دهی، دهانه های آتشفشانی، ضخامت پوشش، مقاومت به خوردگی
|
  • Elahe Savad Kouhi, Rahim Naghizadeh *, Hamidreza Rezaei Pages 1-12
    Various adsorbent materials such as clays, calcium silicates and zeolite have been studied for their ability to remove nickel from industrial wastewater. The current research aims to investigate the thermal decomposition of three types of clay (Taiwan kaolin, Zonuz kaolin and Chah-Taleb Bentonite). Samples of pure clays, calcined clays and containing CaCO3 as additive were examination. The calcination was carried out at 700 and 800 °C for kaolins and bentonite, respectively. The XRD of the calcined samples containing 10 wt.% of CaO and sintered at 900 °C indicates the presence of a amorphous phase together with anorthite and wollastonite phases. To examine the absorption of nickel, one gram of each sample of absorbent materials was put in a solution of 50 mg /l for 24 h. Then, the remaining nickel was determined by Inductively Coupled Plasma (ICP). The results showed that the samples of pure Iranian kaolin, and Taiwan kaolin with 10 wt.% CaCO3 were the best adsorbent materials. However, adding more than 10 wt.% CaO to Iranian kaolins had a negative effect on absorption. The samples of pure bentonite and containing 10 wt.% CaO showed better absorption of nickel than that of calcined bentonite.
    Keywords: Clay, nickel adsorption, calcination, anorthite, Zonuz kaolin, CaCO3
  • Farhod Heidari *, Mehrdad Manteghian, Seyed Salman Seyed Afghahi, Mohammad Javad Taghizadeh Pages 13-23
    In this research (PANI/CNT) core/shell nanocomposite were synthesized via in situ chemical oxidative seeding polymerization‚ the results of SEM indicated the structure of synthesized nanocomposite. TEM‚ FTIR‚ UV-Vis‚ XRD analyses of samples showed that this nanocomposite is decorated with (Ni‚ Co) oxide nanoparticles. The VSM test of as prepared and annealed nanocomposite exhibited the saturated magnetization of 0.93‚ 1.96 emu/g, respectively; the coercivity values were also 26.5‚ 1200 Oe, respectively. The reflection loss characteristics of (Ni‚ Co) oxide- Pani- CNT core/shell nanocomposite were also investigated with a vector network analyzer‚ in the 12.4–18 GHz range (Ku band). The maximum absorption increases with enhancement of the dispersed nanoparticles percent in polyurethane matrix from 1 to 10%. The value of the maximum reflection loss in the absorption samples with 1% and 10% of nanoparticles is -3.84 dB at 15.80 GHz and -7.3 dB at 17.5 GHZ, respectively.
    Keywords: seeding polymerization, Co, precipitation, Magnetic properties, Microwave absorption
  • Nasim Nayebpashaee * Pages 25-51
    Thermal barrier coatings are used to insulate the components in the hot turbine parts to increase the working temperature and efficiency of these components. In this study, conventional and functionally graded thermal barrier coatings of NiCrAlY / YSZ were applied by plasma spraying on Hastelloy-x. The specimens were subjected to thermal shock with a defined cycle. The coatings were characterized using optical microscope, Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy Dispersive x-ray Spectrometry (EDS), map analysis and X-Ray Diffraction (XRD). Moreover, thermal shock resistance of the coatings was determined. The thermal shock stress was measured by a new method. In this research, nano-indentation stress measurement method was used to measure the residual stress in thermal barrier coatings. The results of scanning electron microscopy analysis showed that microstructure, porosity and chemical composition changed gradually through the functionally graded coating. Surveying the surface of the samples after applying thermal shock showed that the separation of layers in the two-layer thermal barrier coatings occurred more than the graded coatings. The results of stress measurement by nano-indentation method indicated that the designed method for measuring stress, in contrast to other conventional methods, can measure stresses along the coating depth with acceptable accuracy, without damaging the sample.
    Keywords: Functionally Graded Thermal Barrier Coating, Thermal shock, Residual stress, Nano, indentation method
  • Mr.Hosseini *, Mr. Azizinia, E. Azimi, A. Ahmadi Pages 53-65
    Isfahan province has a significant number of individual industrial soil deposits where some of them are utilized, but the silica and iron oxide impurities have deteriorate the run of mine quality and reduced the final product value extensively. The goal of this research was to eliminate the mentioned impurities to adopt the product quality with the tile and ceramic industry specifications, and for an additional added-value. Three feldspar samples were collected from Varzaneh, Naein, and Kashan regions, and chemical and mineralogical characterizations were conducted on the head samples after proper comminution and sieving analysis. The -250 µm head samples were treated by a 3 cm hydrocyclone to physically reduce the silica content, which, for all three samples and in the average, resulted in 4% silica reduction in the overflow product while alumina and unexpectedly iron oxide increased by 1.2 and 2%, respectively. Further reductions of iron oxide, 1% in average, were obtained once the overflow products were introduced to a high gradient magnetic separator. The dissolution of the amorphous silica along with iron oxides had made the magnetic products leaching, with sodium dithionite, practically ineffective. It is found that using oxalic acid as the leaching agent for the fresh run of mine feed would present the best results, as reduction of iron oxide below 1% was obtained for Kashan feldspar. Preliminary cost and benefit evaluations for a 150 t/y processing plant, determined a 50k Rl.s benefit per ton of processed product with almost 4 years of overall cost return period.
    Keywords: Feldspar, Ceramic, Hydrocyclone, Magnetic separator, Leaching
  • L. Rakhsha, M. Masoodpanah *, M. Tamizifar Pages 67-78
    In this work, Mn1-xCoxFe2O4 (x=0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4 and 0.5) nanoparticles have been prepared by coprecipitation method. The effects of Co2 substitution on the cation distribution between tetrahedral and octahedral sites in spinel structure, magnetic properties and AC magnetically induced heating characteristics were investigated. The structure and cation distribution characterized by X-ray diffraction and Raman spectroscopy showed the substituted Co2 cations mainly entered to octahedral sites. The particle size of the as-coprecipitated powders observed by scanning electron microscopy decreased with cobalt additions. Magnetic properties of Mn1-xCoxFe2O4 nanoparticles studied by vibrating sample magnetometry showed the highest coercivity and saturation magnetization of 790 Oe and 32.8 emu/g for Mn0.7Co0.3Fe2O4 nanoparticles, respectively. The Mn0.7Co0.3Fe2O4 nanoparticles exhibited the AC heating temperature of 8 °C and specific loss power of 1.4 W/g in comparison with 4 °C and 0.35 W/g for the as-coprecipitated MnFe2O4 powders.
    Keywords: Mn1, xCoxFe2O4, Coprecipitation, Magnetic properties, Specific loss power
  • D. Danaei, A. Nourbakhs *, P. Asgarian Pages 79-90
    In the present research, silicon carbide synthesis via magnesiothermal method was investigated using MCM-48 as a silica source and different types of Carbon including CNT and MCM-48/CNTF nano composites through in-situ preparation. The experiments were accomplished with different molar ratios of MCM-48, carbon and magnesium at 650-700˚C in argon atmosphere. Properties of MCM-48, carbon nanotubes and synthesized samples were clarified using BET, XRD, FTIR, FESEM, EDX and TEM techniques. After preparation and characterization of MCM-48 and carbon nano tubes, the effect of amounts and types of carbon on reaction progress were also investigated for silicon carbide synthesis. Comparison of XRD phase analysis for samples consisting of different carbon sources showed that types and morphologies of carbon and also localization mode of reactors are important factors of silicon carbide synthesis. According to obtained results it was clear that micro structure of synthesized silicon carbide was fibrous and was dependent to CNT precursor pattern. Also functionalized carbon nano tube caused better contact between MCM-48 and CNT in magnesia thermal process, therefor efficiency of magnesia thermal reaction was improved.
    Keywords: Silicon Carbid, magnesiothermal, Carbon Nano Tube, Carbon Nano Tube Functionalized, MCM, 48
  • H. Bakhtiari, E. Saebnoori *, A. Hasanzadeh Pages 91-109
    In this study, the microstructure and corrosion properties of titanium oxide ceramic coatings formed in a carbonate electrolyte under the influence of the key factor of the density of the coating process were investigated. Plasma electrolytic oxidation coating made at current densities of 65, 82.5 and 100 mA/cm2, 1500 Hz and 11% duty cycles over a 10 minute and on a commercial titanium surface as the substrate. The results showed that the surface morphology and corrosion properties of the coatings depend on changes in the current density. The increase in the applied current density leads to changes in morphology, from pancreatic to pancake with volcanic spans, and the average diameter of the cavities increases from about 1 micrometer to 4 micrometers, which also increases surface roughness. Changes in the current density also cause variations in the voltage and intensity of the plasma around the samples, which directly affects the intensity of the microcirculation and the thermal gradient of the oxide film and causes the anatase oxidation phase to become more rutile. The corrosion resistance of the coatings increased with increasing current density, so that the corrosion current density decreased 10 times as compared to the uncoated sample, which caused a 2.5 times increase in the thickness of the coating and was more compact. The inner layer of the coating, reducing open path to the surface of the metal and the presence of the main rutile phase were attributed.
    Keywords: plasma electrolytic oxidation, alkaline carbonate electrolyte, current density, coating thickness, corrosion resistance