فهرست مطالب

فرآیندهای نوین در مهندسی مواد - پیاپی 46 (پاییز 1397)
  • پیاپی 46 (پاییز 1397)
  • تاریخ انتشار: 1397/09/02
  • تعداد عناوین: 14
|
  • یدالله یعقوبی نژاد *، عبدالله افشار، ابوالقاسم دولتی صفحات 1-13
    در این پژوهش از سامانه های پوششی آستر پایه آلکیدی، آستر اپوکسی غنی از روی، آستر پلی آمید، رویه پلی اورتان، رویه اپوکسی، رویه آلکیدی، آسترآلکیدی-رویه آلکیدی و آستر اپوکسی پلی آمید-رویه آلکیدی جهت بررسی تاثیر پوشش دهی سطح آرماتور، در مقایسه با سایر روش های حفاظت از بتن مسلح استفاده گردید. جهت ارزیابی خواص بتن و لایه های ایجاد شده از آزمون های استحکام فشاری و طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی در کنار آزمون pull off استفاده شد. نتایج نشان می دهد روش طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی به عنوان روشی غیر مخرب و دقیق می تواند نقش بسزایی در تحلیل تعداد لایه ها و پیش بینی مقاومت به خوردگی بتن مسلح ایفا نماید. همچنین در محیط های خورنده، سامانه ی پوشش دهی دو جزئی ایزوسیانات-آکلیریک تحت عنوان پلی اورتان با مقاومت کلGΩ. cm2 3/7، به عنوان بهینه ترین سامانه ی پوششی جهت حفاظت از آرماتور قرار گرفته در بتن عمل می نماید.
    کلیدواژگان: خوردگی، رنگ، بتن، آرماتور، طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی
  • دانیال عظیمی یانچشمه *، محمد اسماعیلیان، کورش شیروانی صفحات 15-27
    در این تحقیق تاثیر هافنیوم بر اکسیداسیون و هدایت الکتریکی سوپر آلیاژ پایه نیکل درC o1000 و 75 ساعت بررسی شده است. اکسیداسیون با بررسی ریز ساختار با میکروسکوپ الکترونی روبشی و اندازه گیری وزن و خواص الکتریکی با اندازه گیری مقاومت ویژه سطحی تحلیل شد. نتایج نشان می دهد نمونه با 0. 4 Wt. % هافنیوم کمترین افزایش وزن را دارد. خاصیت عناصر فعال همانند هافنیوم در افزایش چسبندگی و تشکیل لایه آلومینا پیوسته و بدون تخلخل، سبب کم شدن آلومینیوم مورد نیاز جهت تشکیل لایه پیوسته می شود. بررسی میکروسکوپی نشان می دهد با وجود هافنیوم تمایل به لایه Al2O3 با ضخامت کمتر بیشتر شده، به طوری که در0. 4 Wt. % تنها لایه پیوسته و با ضخامت کم ایجاد شده است، ولی در مقادیر کمتر هافنیوم علاوه بر تشکیل Al2O3 داخلی و غیر پیوسته، لایه اکسیدی اسپینل با ضخامت بالاتر شکل گرفته است. بدون هافنیوم نیز لایه Cr2O3 متخلخل خارجی و لایه اکسیدی داخلی آلومینا ضخیم تشکیل شده است. بهبود مقاومت اکسیداسیون به دلیل انتقال اکسایش داخلی به خارجی آلومینیوم و تشکیل لایه محافظ Al2O3 پیوسته درسطح می باشد. چسبندگی لایه اکسیدی تحت تاثیر قفل مکانیکی در فصل مشترک آلیاژ/ لایه ناشی از تشکیل میخ در طی اکسایش است. دلیل بالاتر بودن مقاومت الکتریکی نمونه حاوی مقادیر کمتر و بدون هافنیوم، نفوذ اکسیژن و تشکیل لایه اکسیدی ضخیم آلومینا، کرومیاو اسپینل می باشد. با توجه به ضخامت کمتر و پیوسته آلومینا به عنوان تنها لایه اکسیدی تشکیل شده در حضور 0. 4 Wt. % مقاومت الکتریکی نسبت به سایر نمونه ها کمتر می باشد.
    کلیدواژگان: سوپر آلیاژ پایه نیکل، پیل سوختی، اکسیداسیون، هافنیوم، مقاومت الکتریکی
  • نرجس کوپایی *، اکبر کارخانه صفحات 29-43
    هدف از انجام این تحقیق ساخت داربست مهندسی بافت استخوان برپایه پلی کاپرولاکتون عامل دار و پلی اتیلن گلایکول دی آکریلات در حضور ذرات هیدروکسی آپاتیت و بررسی خصوصیات مکانیکی و بیولوژیکی داربست حاصل است. در مرحله اول، پلی کاپرولاکتون دی ال (PCL diol) از طریق واکنش با آکریلیک اسید کلراید، آکریلاته شد و آکریلاته شدن آن با استفاده از طیف نگاری مادون قرمز (FTIR) تایید شد. سپس داربست ها از طریق برقراری اتصال عرضی رادیکالی بین پلی کاپرولاکتون دی آکریلات و پلی اتیلن گلایکول دی آکریلات درحضور ذرات هیدروکسی آپاتیت و خروج ذرات کلرید سدیم به عنوان تخلخل زا ساخته شد. نمونه های تهیه شده با استفاده از روش هایی مانند میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) ، طیف نگاری مادون قرمز (FTIR) و آنالیز حرارتی مکانیکی دینامیکی (DMTA) مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با افزایش نسبت پلی اتیلن گلایکول دی آکریلات (PEGDA) به پلی کاپرولاکتون دی آکریلات (PCLDA) در شبکه پلیمری، پیک منحنی فاکتور اتلافی (Tan δ) افزایش و مدول فشاری کاهش یافت. به علاوه، با افزودن ذرات هیدروکسی آپاتیت به شبکه های پلیمری PCLDA/PEGDA پیک منحنی Tan δ کاهش و مدول فشاری افزایش یافت. به منظور بررسی سمیت یا عدم سمیت داربست ها از آزمون تماس مستقیم، بررسی سلول های چسبیده شده بر روی داربست و رنگ آمیزی سلولی استفاده شد. نتایج آزمون های بیولوژیکی سمیت سازگار بودن داربست های PCLDA/PEGDA/HA را نشان داد. همچنین سلول های فیبروبلاست و استئوبلاست به خوبی بر روی سطح داربست و دیواره تخلخل های آن چسبیده و گسترده شده اند. نتایج نشان داد داربست های PCLDA/PEGDA/HA پناسیل استفاده در مهندسی بافت استخوان را دارند.
    کلیدواژگان: پلی کاپرولاکتون دی آکریلات، پلی اتیلن گلایکول دی آکریلات، داربست، هیدروکسی آپاتیت، اتصال عرضی
  • محمدرضا رضایی *، محمدرضا طرقی نژاد، فخرالدین اشرفی زاده صفحات 45-56
    در پژوهش حاضر خواص مکانیکی آلیاژ آلومینیم 6061 فوق ریزدانه پس از سیکل های مختلف فرایند نورد تجمعی به صورت کمی مورد ارزیابی قرار گرفت. جهت نیل به این هدف، مدل سازی استحکام تسلیم نمونه ها بر مبنای پارامترهای ریزساختاری مستخرج از الگوهای پراش پرتو ایکس و تصاویر میکروسکوپی و استفاده از روابط ریاضی مربوطه برای محاسبه مکانیزم های استحکام دهی صورت پذیرفت. ریزساختار نمونه ها پس از سیکل های مختلف نورد تجمعی توسط میکروسکوپ الکترونی عبوری و خواص مکانیکی آنها با آزمون کشش تک محوری بررسی شدند. چگالی نابجایی های ذخیره شده در نمونه ها از الگوهای پراش پرتو ایکس مربوطه با استفاده از رابطه معروف ویلیامسون-هال تعیین گردید. مطالعات ریزساختاری نمایانگر تشکیل تدریجی ساختار فوق ریزدانه همراه با حضور اندک رسوبات برش ناپذیر با افزایش تعداد سیکل ها بود. نتایج بررسی تجربی خواص مکانیکی نشان داد که استحکام تسلیم آلیاژ پس از سیکل های مختلف نورد تجمعی افزایش پیدا کرد تا پس از سیکل سوم به MPa 278 رسید. مکانیزم استحکام دهی ناشی از مرزهای دانه با افزایش استحکام حدود MPa 95 بیشترین سهم را در افزایش استحکام تسلیم پس از سیکل اول داشت و نقش مثبت آن با افزایش تعداد سیکل های نورد افزایش پیدا کرد. همچنین، استحکام تسلیم تجربی تعیین شده توسط آزمون کشش در توافق خوبی با استحکام تسلیم تئوری محاسبه شده از مکانیزم های استحکام دهی بود.
    کلیدواژگان: آلیاژ آلومینیم 6061، نورد تجمعی، استحکام تسلیم، مدل سازی، مکانیزم های استحکام دهی
  • جعفر احمدی راد، غلامرضا خلج * صفحات 57-70
    در این پژوهش دو فولاد میکروآلیاژی X65 و X70 مورد استفاده در خطوط انتقال نفت و گاز که از فرآیند نورد گرم همراه با سرد کردن سریع تولید شده اند، مورد استفاده قرار گرفت. در ابتدا تحلیل چرخه های حرارتی منطقه متاثر حرارتی، بر مبنای شرایط عملی جوشکاری زیرپودری چهار سیمه صورت گرفت. برای شبیه سازی چرخه های حرارتی منطقه متاثر حرارتی جوشکاری از دستگاه دیلاتومتری استفاده شد. با اعمال چرخه های حرارتی گرم و سرد کردن تا دماهای قله 950، 1150 و °C1350، رفتار دگرگونی و ساختار میکروسکوپی مورد مطالعه قرار گرفت. با تحلیل نتایج دیلاتومتری، دیاگرام گرم کردن، رشد دانه آستنیت و سینتیک تشکیل آستنیت بررسی شد. مدل سازی تشکیل آستنیت با استفاده از معادله کلاسیک Johnson-Mehl- Avrami- Kolmogorov (JMAK) صورت گرفت. مشاهده شد که پارامتر n وابستگی زیادی به دما ندارد؛ در حالی که پارامتر k به شدت به دما، مقدار دگرگونی و اندازه دانه آستنیت وابسته است.
    کلیدواژگان: فولاد، میکروآلیاژ، دگرگونی، دیلاتومتری، آستنیت
  • هادی شریفی درآباد، ماندانا عادلی * صفحات 71-80
    در دهه ی اخیر سیستم های جذبی به خصوص سیستم های شامل کربن فعال از توجه بسیاری در فرایندهای تصفیه و جداسازی در مقیاس صنعتی برخوردار شده است. کربن فعال ماده ای متخلخل است که با روش های ویژه ای برای مصارف خاص تولید می شود. خواص ویژه ی کربن فعال از جمله، سطح ویژه بالا، ساختار متخلخل، ظرفیت جذب بالا و واکنش پذیری بالای سطح موجب شده است که از آن در مراکز صنعتی به عنوان جاذب استفاده شود. در این پژوهش به تولید کربن فعال از هسته ی زیتون به روش فعال سازی شیمیایی با فسفریک اسید و بدون استفاده از محیط خنثی و همچنین بررسی عوامل موثر (غلظت اسید و دمای فعال سازی) بر خواص کربن فعال به ویژه مساحت سطح ویژه ی آن برای یافتن نقطه ی بهینه پرداخته و از روش های پراش اشعه ایکس، SEM و BET برای مشخصه یابی محصول بدست آمده بهره برده شد. طبق نتایج بدست آمده، مشخص شد که برای تهیه کربن فعال از هسته ی زیتون حضور گازهای آرگون و نیتروژن الزامی نیست و می توان کربن فعال را با سطح ویژه مناسب در محیطی غیر خنثی نیز تولید کرد. همچنین مشخص شد که در میان عوامل تاثیر گذار بر روی خواص کربن فعال (از جمله مساحت سطح ویژه) ، غلظت محلول آغشته سازی بیش ترین تاثیر را داشته است. شرایط بهینه برای رسیدن به کربن فعالی با بیش ترین مقدار سطح ویژه (m2/g 94/1194) عبارت است از: محلول اسیدی آغشته سازی با غلظت 85% وزنی و دمای عملیات حرارتی °C500.
    کلیدواژگان: کربن فعال، هسته ی زیتون، فعال سازی شیمیایی، فسفریک اسید
  • زینب نصیری* ، مهری مشهدی صفحات 81-90
    در این تحقیق، نانوکامپوزیت ZrB2-SiC به روش زینتر بدون فشار تولید گردید که در ترکیب اولیه کامپوزیت از 20 درصد حجمی SiC نانو استفاده شد. به منظور ساخت نمونه ها، پودر ZrB2 و پودرهای SiC نانو و میکرون در درصدهای حجمی مختلف در آسیاب سیاره ای آسیاب شده و مخلوط پودری گرانوله شده پس از پرس گرم اولیه در دمای oC80و فشار MPa100 تحت فرآیند پرس ایزواستاتیک سرد (CIP) قرار گرفت. در نهایت عملیات زینتر در دمای 2150 درجه سانتیگراد انجام شد. برای مقایسه ریزساختار و خواص مکانیکی نمونه ها از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مجهز به طیف سنج EDS، آنالیز XRD، تست سختی و تافنس شکست استفاده شد. دانسیته نسبی نمونه ها نیز به روش ارشمیدس محاسبه گردید. نتایج حاصل شده از تمامی نمونه ها در ترکیبات مختلف نشان می دهند که با تغییر درصد حجمی SiC نانو از 20 درصد حجمی به 15 درصد و 5 درصد میکرون، افزایش در دانسیته تا 1/95 درصد رخ می دهد. با بررسی ریز ساختاری و اندازه گیری خواص مکانیکی نمونه ها بیشترین سختی و تافنس شکست نیز، در ترکیب دارای به ترتیب 15 و 5 درصد حجمی SiC نانو و میکرون و با مقادیر Gpa9/15 و Mpa. m1/29/4 مشاهده شد.
    کلیدواژگان: نانوکامپوزیتZrB2-SiC، نانو ذرات SiC، کامپوزیت های فوق دما بالا، زینتر بدون فشار
  • اکرم صالحی، فائزه برزگر، احمد مولودی * صفحات 91-102
    فوم‏های فلزی دسته‏ای از مواد نوین هستند که با توجه به وجود تخلخل در ساختار، خواص منحصر به فردی مانند نسبت سطح به حجم بالا، قابلیت جذب انرژی بالا و نسبت استحکام به وزن بالایی دارند. از میان فوم‏های فلزی، فوم‏های نیکلی یکی از پرکاربردترین مواد در ساخت انواع کاتالیست‏ها، فیلترها و صداخفه کن‏ها در صنایع مختلف هستند. در این تحقیق فوم نیکلی تخلخل باز به روش رسوب دهی الکتروشیمیایی بر روی زیر لایه‏ی پلیمری تولید شد. فوم‏های تولید شده به منظور حذف فوم پلی اورتان زیر لایه و افزایش داکتیلیتی تحت عملیات حرارتی تفجوشی در محیط خنثی، در دو دمای °C 600 و °C 1000 قرار گرفتند. بررسی ریزساختار با میکروسکوپ الکترونی روبشی و همچنین آنالیز EDS نمونه‏ها پس از تفجوشی بیانگر نفوذ اتم‏های کربن در دمای °C 600 و اکسیداسیون نمونه‏ها در دمای °C 1000 است. نتایج آزمون فشار نشان دادند که عملیات تفجوشی موجب داکتیل شدن فوم‏های نیکلی می‏شود. فرایند داکتیل شدن همراه با کاهش استحکام مسطح از MPa 79/4 به 6/3 و 65/1 بترتیب برای تفجوشی در دمای °C 600 و °C 1000 است. نتایج بدست آمده، نشان دادند که علی رغم عدم تاثیر عملیات حرارتی بر کرنش چگالش فوم نیکلی، قابلیت جذب انرژی آن ها نیز از MJ/cm2 51/1 به 21/1 و 55/0 بترتیب برای تفجوشی در دمای °C 600 و °C 1000 کاهش می یابد.
    کلیدواژگان: فوم نیکلی تخلخل باز، زیر لایه فومی پلی اورتان، لایه نشانی الکترولس، پوشش دهی الکتروشیمیایی
  • شکوفه مونسی راد، محمد تقی خراسانی *، مرتضی دلیری جوپاری صفحات 103-119
    هدف از انجام این تحقیق، ساخت فیلم های نانوکامپوزیتی بر پایه پلی ال-لاکتیک اسید حاوی نانولوله های کربنی جهت استفاده در ترمیم ضایعات عصب است. برای ساخت فیلم های نانوکامپوزیتی از روش تبخیر حلال و برای دستیابی به پخش مطلوب نانولوله کربنی در زمینه نیز از امواج فرا صوتی و عمل هپارینه کردن نانولوله ها استفاده شد. اثر پارامترهای مختلف: نوع و درصد نانولوله کربنی، روی مورفولوژی فیلم ها با استفاده از میکروسکوپی الکترونی روبشی مورد مطالعه قرار گرفت. چگونگی پخش و توزیع نانولوله های کربنی در زمینه با استفاده از میکروسکوپی الکترونی عبوری بررسی شد. برای بررسی میزان آب دوستی فیلم ها از اندازه گیری زاویه تماس با آب و برای اندازه گیری بارسطحی از آزمون زتا پتانسیل استفاده شد. مطالعات درون تنی نیز به مدت دو هفته با استفاده از کشت سلول های 19 P موشی و تمایز آنها به سلول های عصبی بر روی فیلم ها انجام شد و با استفاده از میکروسکوپی الکترونی روبشی و آزمون ایمونوفلوئورسانس مورد بررسی قرار گرفت. نتایج مطالعات مربوط به فیلم ها حاکی از خواص مطلوب فیلم های حاوی نانولوله کربنی هپارینه شده جهت استفاده درترمیم بافت عصب و قابلیت این فیلم ها برای تمایز و رشد سلول های عصبی می باشد.
    کلیدواژگان: ترمیم عصب، نانولوله کربنی، پلی ال-لاکتیک اسید، هپارین
  • رسول پوریامنش *، کامران دهقانی صفحات 121-135
    در این مطالعه، خواص ریزساختاری و سختی جوش اصطکاکی اغتشاشی فولاد کم آلیاژ استحکام بالای API- X70 در حضور ذرات دی اکسید تیتانیوم (TiO2) مطالعه شده است. در این راستا، مخلوط همگنی از پودر TiO2 و پودر فولاد X70 به درزجوش اضافه شده و جوشکاری اعمال شده است. جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی روی فولاد X70 در دو حالت حاوی ذرات و بدون ذرات TiO2 انجام شده است. جهت بررسی های ریزساختاری از میکروسکوپ نوری و اندازه گیری سختی از ابزار سختی سنجی ویکرز استفاده شده است. نتایج نشان داده است که در نمونه ی حاوی ذرات TiO2، سختی نواحی مختلف فلزجوش وابستگی شدیدی به ریزساختاردارد؛ ریزساختار نیز تحت تاثیر گرمای ورودی و عملیات اغتشاشی است. قابل ذکر است که ذرات پودر TiO2 در منطقه ی اغتشاشی بصورت همگن توزیع یافته و ریزساختار و سختی را تغییر داده اند. به طورخاص، ریزساختار از حالت غالب فریت سوزنی با سختی حدود 300HV در نزدیکی سطح نمونه به فریت چندوجهی (PF) با سختی 180HV در نزدیکی ریشه ی جوش تبدیل شده است.
    کلیدواژگان: جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی، فولاد کم آلیاژ استحکام بالا، دی اکسید تیتانیوم، ریزساختار، سختی
  • فاطمه باورسی ها، مهدی منتظری پور، مسعود رجبی *، سمیرا غلامی، نعیمه مظفری صفحات 137-148
    در این تحقیق، پوشش دهی ذرات فوتوکاتالیستی تیتانیا بر روی کامپوزیت مغناطیسی SrFe12O19/SiO2 با موفقیت به روش سل- ژل انجام پذیرفت. بدین منظور، ابتدا ذرات هگزا فریت استرانسیم به عنوان هسته مغناطیسی سخت در این کامپوزیت، به روش هم رسوبی با استفاده از نسبت های مولی Fe3+/Sr2+، 11 و 12 و سپس انجام کلسیناسیون در دماهای مختلف تهیه گردید. دیده شد که ذرات تک فاز بلور هگزا فریت استرانسیم با بهره گیری از نسبت مولی Fe3+/Sr2+=12 و پس از کلسیناسیون در دمای 950 درجه سانتی گراد به دست می آیند. در مرحله بعدی، پوشش دهی سیلیس با استفاده از پیش ماده تترا اتیل اورتو سیلیکات (TEOS) و به روش استوبر انجام شد. در مرحله نهایی، پوشش دهی تیتانیا بر روی کامپوزیت SrFe12O19/SiO2 با استفاده از پیش ماده تیتانیم n-بوتوکساید (TNBT) حاصل گردید. کامپوزیت های تهیه شده با استفاده از الگوی پراش پرتو ایکس (XRD) ، میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی (FESEM) ، میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) ، طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس (EDX) و مغناطیس سنج ارتعاشی (VSM) مشخصه یابی شدند. نتایج، ساختار هسته/ پوسته/ پوسته کامپوزیت SrFe12O19/SiO2/TiO2 را تایید نمود. آنالیز خواص مغناطیسی نشان داد که مغناطش اشباع (Ms) پودر هگزا فریت استرانسیم به صورت emu/g 58 به دست آمده است که بر اثر پوشش دهی پی در پی پوشش های SiO2 و TiO2 ، این مقدار به ترتیب به emu/g 56 و emu/g 37 رسید.
    کلیدواژگان: هگزا فریت استرانسیم، کامپوزیت مغناطیسی، نانوساختارهای هسته-پوسته-پوسته، تیتانیا، سیلیس
  • علیرضا شافعی، سعید شیبانی * صفحات 149-160
    در این پژوهش، نانوکامپوزیت TiO2-CNT به روش سل-ژل درجا تهیه شده است. نقش پارامترهای این فرآیند بر روی مورفولوژی پودر نهایی در سه بخش حضور بنزیل الکل، مرحله افزودن آب و درصد CNT بررسی شد. جهت مشخصه یابی از میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی و دستگاه پراش اشعه ایکس استفاده شد. در مرحله اول تاثیر کلسیناسیون انجام شده بر روی ساختار پودر ارزیابی شد. نتایج حاصل از پراش اشعه ایکس نشان داد که پودرهای کامپوزیتی قبل از کلسیناسیون دارای ساختار آمورف است و بعد از آن به TiO2 با ساختار آناتاز تبدیل می‏شود. نتایج تصاویر مربوط به میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی نشان می‏دهند که در صورت استفاده نکردن از بنزیل الکل، پودری با مورفولوژی غیریکنواخت و آگلومره شده بدست می‏آید. علاوه بر این، حضور آب از ابتدای فرآیند منجر به واکنش هیدرولیز با سرعت آرام‏تر شده و لذا پودر نانوکامپوزیتی با ساختار ریزتر و پوشش مطلوب تر TiO2 روی CNT به دست می‏آید. همچنین با کاهش درصد CNT از 10 به 1 درصد، پودر کامپوزیتی با اندازه ذرات درشت‏تر تشکیل می‏شود که به دلیل کاهش سطح CNT در دسترس برای تشکیل ذرات TiO2 است.
    کلیدواژگان: نانوکامپوزیت، سل-ژل درجا، نانولوله کربن، TiO2
  • مهرداد سلطانی، فرید جمالی شینی * صفحات 161-172
    برای سنتز نانومواد هیبریدی نقره و اکسیدمس با فرآیند مایکروویو-سولوترمال/هیدروترمال از آب دیونیزه، اتانول و اتیلن گلیکول به عنوان حلال استفاده شده است. اثر نوع حلال بر خواص ساختاری و نوری مورد مطالعه قرار گرفت. نمونه های بدست آمده با استفاده ازآنالیزهای الگوی پراش، میکروسکوپ الکترونی عبوری، طیف سنجی نورتابناکی و جذبی مورد مشخصه یابی قرار گرفتند. برای تمام نمونه ها دمای تابش دهی °C 120 و زمان تابش دهی min 5 استفاده شده است. مطالعات الگوی پراش نمونه ها نشان داد که محصول بدست آمده دارای فاز های نقره و اکسیدمس می باشد. آنالیز عنصری نمونه ها حضور عناصر نقره، مس و اکسیژن را در نمونه ها نشان داد. تصاویرمیکروسکوپ الکترونی عبوری حکایت ازشکل های غیر منظم و بهم چسبیده نقره و اکسیدمس دارد. لبه جذب در مقایسه با حالتی که از آب دیونیزه استفاده شد یک جابجایی بسمت طول موج های کمتر (جابجایی آبی) را نشان داد. یک کاهش در شدت باند گسیلی برای نانوساختارهای سنتز شده در اتانول و اتیلن گلیکول در مقایسه با نمونه ساخته شده در آب دیونیزه وجود دارد.
    کلیدواژگان: مایکرویو-سولوترمال-هیدروترمال، نانوذرات نقره، نانوذرات اکسیدمس، خواص ساختاری، خواص نوری
  • محمد مهدی خرمی راد *، محمدرضا رحیمی پور، سید محمد مهدی هادوی، کوروش شیروانی جوزانی صفحات 173-183
    هگزاآلومینات لانتانیم (LaMgAl11O19) به عنوان یک پوشش سد حرارتی جدید به دلیل خواص و ویژگی های برتر، جایگزین مناسبی برای زیرکونیای پایدارشده با ایتریا (YSZ) می باشد. در این پژوهش ابتدا به سنتز پودر به روش حالت جامد و سپس به بررسی و فرآوری آن جهت انجام پوشش دهی پلاسما اسپری پرداخته شد. جهت ارزیابی خواص پودر سنتز شده از میکروسکوپ الکترونی، الگوی پراش اشعه ایکس و آنالیز حرارتی استفاده شد. برای سنتز هگزا آلومینات لانتانیم، ابتدا از α-Al2O3 به عنوان مواد اولیه استفاده شد که نتایج نشان دهنده عدم تشکیل فاز مورد نظر بود. سپس از پودر -Al2O3γ استفاده شد که در نتیجه آن ترکیبی به صورت تکفاز با مورفولوژی صفحه ای تشکیل شد و همچنین دمای سنتز این ترکیب Co1330 تعیین گردید. در محدوده دمای Co1100-850 ترکیبات LaAlO3، MgAl2O3 و α-Al2O3 تشکیل گردیدند که استحاله فاز نهایی ناشی از واکنش این سه ترکیب می باشد. از نتایج آنالیز فازی می توان نتیجه گرفت که نقش اصلی فاز-Al2O3γ، کاهش دمای سنتز فاز اسپینل MgAl2O4 در دمایی کمتر از Co 1100 می باشد. آنالیز شیمیایی پودرهای گرانول شده و پوشش اعمالی به روش پلاسما اسپری تحت پارامترهای بهینه سازی شده، حاکی از وجود یک سیستم تکفاز و عدم تجزیه ترکیب می باشد.
    کلیدواژگان: هگزا آلومینات لانتانیم، پوشش سد حرارتی، سنتز حالت جامد، پلاسما اسپری
|
  • Yadollah Yaghobinejad *, Abdollah Afshar, Abolghasem Dolati Pages 1-13
    In this study, the effect of several industrial protective coatings such as alkyd base primer, zinc rich primer and polyamide primer coatings in compassion with the surface paints comprising alkyd, polyamide and polyamine were investigated. For evaluating corrosion and durability of concrete properties, strength of mixture, electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and pull of test was accomplished. The outcomes significantly demonstrated EIS method performs an excellent response to corrosion analysis of coating upon the rebar. Beside, in harsh media the two parts of isocyanide-acrylic coating with a surface resistance approximately 7.3 GΩ.cm2 shows the best manner
    Keywords: Corrosion, Paint, Concrete, Rebar, Electrochemical impedance spectroscopy
  • dannial azimi, yancheshmeh*, Mohammad Esmailian, Kourosh Shirvani Pages 15-27
    Ni-Cr-Al-Hf alloys containing 0, 0.1, 0.2 and 0.4 wt.% Hf were produced and their isothermal oxidation behavior and electrical resistance has been investigated in air for 75 h at the temperature of 1000 °C. Microstructures of the oxidized samples were examined using scanning electron microscopy (SEM) and electrical resistance was measured. The samples showed different microstructures, and oxidation behavior depending on their chemical composition. The results indicated that the sample containing 0.4 wt.% Hf had the lowest weight gain, while the weight gain of the sample without Hf was the highest. An external scale of spinel overlying a region of internal oxides precipitates formed on Ni-12Cr-4.5Al. Conversely, an external Al2O3 formed on the samples containing Hf additions. In absence of Hf, Cr2O3 was the major scale that formed on surface. The improvement in the oxidation resistance is believed to be due to the transition between the internal and external oxidation of aluminum, adherent and protective Al2O3 oxide layer on the surface of the Ni-12Cr-4.5Al-0.4Hf alloy. It was found that the scale adhesion can be affected by mechanical keying at the alloy/scale interface resulting from the pegs’ formation during oxidation. Higher electrical resistance of Alloy without Hf is due to higher thickness of oxide scale formation on surface and sample with 0.4 wt.% Hf showed lowest electrical resistance due to thinner scale of Al2O3.
    Keywords: Ni- super alloy, SOFC, Oxidation, Hafnium, Electrical resistance
  • Narges Koupaei *, Akbar Karkhaneh Pages 29-43
    The purpose of this study is synthesised of functionalized polycaprolactone and polyethylene glycol diacrylate based scaffold in the presence of hydroxyapatite (HA) particles and investigated of mechanical and biological properties of scaffolds. . At the first step, PCL diol was acrylated with acryloyl chloride and confirmed using fourier transform infrared (FTIR).Then, the scaffolds were synthesized by radical crosslinking reaction of polycaprolacton acrylate and polyethylene glycol diacrylate (PEGDA) in the presence of hydroxyapatite (HA) particles and particulate technique with sodium chloride. The prepared samples were characterized using techniques such as scanning electron microscopy (SEM), fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), and dynamic mechanical thermal analysis (DMTA). Results show that increasing the ratio of PEGDA to polycaprolactone diacrylate (PCLDA) led to increase of tan δ peak and decrease of compressive modulus of the network, respectively. It was found that the incorporation of HA particles with the polymer matrices resulted in an increased of compressive modulus and a decrease of tan δ peak. Cytocompatability of the scaffolds were assessed by direct contact test and staining cell. Results indicated no toxicity, and cells attached and spread on the pore walls offered by the scaffols. Thus, the results indicated that the PCLDA/PEGDA/HA scaffolds have the potential of being used as promosing substrates in bone tissue engineering.
    Keywords: polycaprolactone diacrylate, polyethylene glycol diacrylate, scaffold, hydroxyapatite, crosslink
  • Mohammad Reza Rezaei *, Mohammad Reza Toroghinejad, Fakhreddin Ashrafizadeh Pages 45-56
    In the present research, a quantitative approach was employed to investigate the mechanical properties of ultrafine grained 6061 aluminum alloy after different cycles of accumulative roll bonding (ARB) process. In this regard, the yield strength of samples was modelled based on the microstructural parameters extracted from x-ray diffraction (XRD) patterns and micrographs using corresponding mathematical equations. The microstructural features and mechanical properties of samples were analyzed by transmission electron microscopy (TEM) and uniaxial tensile test, respectively. The density of stored dislocations was calculated from XRD patterns by famous Williamson-Hall equation. Microstructural characterizations revealed that ultrafine grains as well as non-shearable precipitates were formed gradually by increasing the number of ARB cycles. The yield strength of ARBed samples was increased by increasing the number of cycles and reached to 278 MPa after third cycle. The grain refinement mechanism was the dominant strengthening mechanism in one cycle ARBed sample, contributing a strength increment estimated to about 95 MPa and its positive role was increased continuously by increasing the number of cycles. Also, the experimentally determined yield strength was in reasonable agreement with theoretically determined yield strength from strengthening mechanisms.
    Keywords: 6061 aluminum alloy, Accumulative roll bonding, Yield strength, Modelling, Strengthening mechanisms
  • Jaafar Ahmadi rad, Gholamreza Khalaj * Pages 57-70
    In the present work the two microalloyed steel (X65 and X70 ) used in oil and gas transition pipeline, was obtained as a hot rolled plate with accelerated cooling. First, weld heat affected zone thermal cycles, according to four-wire tandem submerged arc welding process were analyzed. The Baehr 805A/D dilatometer was used for weld heat affected zone thermal cycles’ simulation. The thermal cycles simulated process for heated region involved heating the steel specimens to the peak temperatures of 950, 1150 and 1350 °C and transformation behaviour and microstructure is investigated. By analyzing the dilatometry results, continuous heating diagram, austenite grain growth and austenite formation kinetics were investigated. Austenite formation modeling was done using Johnson- Mehl- Avrami- Kolmogorov (JMAK) classic equation. The parameter n was found to be relatively independent on temperature (or heating rate); While the parameter k is strongly dependent to temperature, phase fraction transformed and austenite grain growth
    Keywords: steel, microalloy, transformation, dilatometry, austenite
  • Hadi Sharifi Darabad, Mandana Adeli * Pages 71-80
    Activated carbon is a porous material which has found extensive applications in separation and purification processes. Special properties of this material such as high specific surface area, highly porous structure, and high absorption capacity have resulted in its utilization in numerous industries. The purpose of this research is the production of activated carbon from waste olive stones using the chemical activation method. Phosphoric acid was used to chemically activate the olive stones, and a reductive atmosphere was applied in the heating stage instead of inert gas atmosphere. The effect of such parameters as acid concentration and activation temperature on the product properties were investigated. The products were characterized using XRD, SEM, and BET analysis. It was found out that the production of high-quality activated carbon is possible without the need for an inert heating atmosphere. It was also concluded that the concentration of the soaking solution highly affects the properties of activated carbon, especially its specific surface. The optimum conditions for obtaining the highest specific surface in the activated carbon (1194.94 m2/g) were determined to be 85 wt.% concentration of acid soaking solution, and heating temperature of 500°C.
    Keywords: Activated carbon, Olive stone, Chemical activation, Phosphoric acid
  • Zeynab Nasiri * Pages 81-90
    In the present paper, ZrB2-SiC was developed by pressureless sintering method and SiC powder at nano and micro-sized scale was used as reinforcement phase. In order to produce composite samples, the primary powders were milled and blended in planetary ball mill apparatus with rotational speed of 200rpm and then processed using hot pressing (70ᵒC and 70MPa), cold isostatic press (200MPa), Pyrolysis (1000ᵒC) and sintering (2150ᵒC). The values of relative density and porosity of samples were measured to evaluate the effect of presence of micro-sized SiC and SiC nano particles simultaneously on the pressureless sintering behavior of ZrB2-SiC. In order to compare the microstructure and mechanical properties of samples Scanning Electron microscopy (SEM), equipped with EDS spectroscopy, XRD analysis, hardness and toughness tests were used. The results show that as the volume percentage of nano SiC decreases to 15 vol.%, the hardness, toughness, relative density and shrinkage initially increase and then decrease.
    Keywords: Ultra high temperature ceramics, ZrB2-SiCnano-micron composites, Pressureless sintering, mechanical properties
  • Ahmad Molodi *, Akram Salehi, Faeze Barzgar Pages 91-102
    Metal foams are a relatively new class of materials. They provide a high energy absorption ability, large surface to volume ratio, and a high stiffness to weight ratio because of the existence of porosity in their structure. One of the most applicable metal foams is nickel foam used as catalysts, filters, and silencers in different industries. In this work, Ni foam has been prepared by electrodeposition technique on a polyurethane sponge substrate. The produced foams were sintered at 600℃ and 1000℃ in the neutral atmosphere to eliminate organic substrate and increase their ductility. EDX analysis showed that carbon atoms have diffused into Ni deposition during sintering at 600 ℃, and also the samples sintered at 1000 ℃ have oxidized. The pressure tests indicated that the samples were ductile after the sintering process. By increasing ductility, plateau strength will reduce from 4.79 MPa to 3.6 MPa and 1.65 MPa for the samples sintered at 600℃ and 1000℃, respectively. Obtained results showed that heat treatments didn’t have any effects on the densification strain, but energy absorption reduced from 1.51 MJ/cm2 to 1.21 MJ/cm2 and 0.55 MJ/cm2 for the sintered samples at 600℃ and 1000℃, respectively.
    Keywords: open cell nickel foam, polyurethane foam substrate, electroless deposition, electrodeposition coating
  • Shokoufeh Mounesi Rad, Morteza Daliri Joupari , Mohamadtaghi Khorasani * Pages 103-119
    The objective of this study was to prepare crystalline poly (L-lactic acid) (PLLA)/multiwall carbon nanotube (MWCNT) nanocomposite films using solvent vaporization method, for nerve regeneration applications. Ultrasonic energy and heparinization of MWCNTs were used in order to effective dispersion of the carbon nanotube in the PLLA matrix. The effect of fundamental system parameters including carbon nanotube types and concentrations on morphology of the films was studied by Scanning Electron Microscopy (SEM). Transmission Electron Microscopy (TEM) was carried out for characterization of nanotubes’ dispersion in PLLA. Contact angle and zeta potential measurements were used to investigate the hydrophilicity and negative surface charge of the films. In vitro studies were also conducted by using murine P19 cell line as a suitable model system to analyze neuronal differentiation over a 2-week period. SEM and immunofluorescence staining were used to confirm the cells attachment and differentiation on the films. Obtained results indicate that films containing heparinized multiwall carbon nanotubes (HMWCNTs) were quite acceptable for nerve regeneration and enhanced the nerve cell differentiation and proliferation.
    Keywords: nerve regeneration, carbon nanotubes, poly (L-lactic acid), heparin
  • Rasoul Pouriamanesh *, KAMRAN Dehghani Pages 121-135
    In this study, the microstructural properties and hardness of Friction Stir Welded (FSWed) of high strength low alloy API X70 steel at the presence of titanium dioxide (TiO2) particles were investigated. In this regard, a homogeneous mixture of TiO2 and X70 steel powders were inserted into the weld groove before applying FSW. The FSW method was applied on HSLA X70 with and without addition of titanium oxide (TiO2) particles. The optical microscopy and Vickers microhardness measurements were employed to evaluate the microstructure and hardness of the different weldments zones. The results showed that the hardness of various zones in the weldment are strongly depended on the microstructure which is affected by heat input and stiring action. In addition, the TiO2 particles were homogenously dispersed in the stir zone of TiO2-doped weldment and subsequently has changed the microstructure and hardness. In particular, a transition from an acicular ferrite (AF) dominant microstructure with a hardness value of 300 HV to a polygonal ferrite (PF) dominant microstructure with a hardness value of 180 HV was observed by moving from top surface region to near root region.
    Keywords: Friction Stir Welding (FSW), HSLA steel, titanium dioxide (TiO2), microstructure, hardness
  • fatemeh bavarsiha, Mehdi Montazeri, Pour, Masoud Rajabi *, samira Gholami, Naeimeh Mozaffari Pages 137-148
    In this research study, the coating of titania particles on the SrFe12O19/SiO2 composite was successfully accomplished by the sol-gel process. For this purpose, first, the strontium hexaferrite particles were prepared by co-precipitation route with Fe3+/Sr2+ molar ratios of 11 and 12 and subsequent calcination treatment. The formation of single phase strontium hexaferrite particles, as hard magnetic cores of the composite, was attained in the molar ratio of Fe3+/Sr2+=12 after calcination at 950 °C. In the next step, the silica coating of hexaferrite particles was performed using the tetraethyl orthosilicate (TEOS) precursor via the Stöber method. In the end, the covering of titania particles on the SrFe12O19/SiO2 composite was carried out by utilizing titanium n-butoxide (TNBT) precursor. The as-prepared composites were characterized by X-ray diffraction (XRD), field emission scanning electron microscopy (FESEM), transmission electron microscopy (TEM), energy dispersive X-ray (EDX) and vibrating sample magnetometry (VSM) analyses. The results confirmed the core/shell/shell structure of the synthesized SrFe12O19/SiO2/TiO2 composite. The analysis of the magnetic properties showed that saturation magnetization (Ms) of strontium hexaferrite powder was obtained as 58 emu/g. After the successive coating of SiO2 and TiO2 shells, this amount has reached to 56 emu/g and 37 emu/g, respectively.
    Keywords: Strontium Hexaferrite, Magnetic Composite, Core-Shell-Shell Nano-structures, Titania, Silica
  • alireza shafei, Saeed Sheibani * Pages 149-160
    In this paper, nano-composite powder of TiO2 and multi-walled carbon nanotubes (CNTs) was synthesized by in-situ sol-gel method. The effect of processing parameters of benzyl alcohol, H2O and CNT content (1 and 10 wt.%) on the prepared powder morphology was investigated. The samples were characterized via field emission scanning electron microscopy (FESEM) and X-ray diffraction (XRD) analysis. Firstly, the influence of calcination stage on the powders structure was evaluated. XRD results showed amorphous structures for the composite powders before calcination and the dominant structure of anatase TiO2 after calcination treatment. FESEM results showed a non-uniform and agglomerated morphology without benzyl alcohol. Furthermore, addition of Tetrabutyl-orthotitanate solution to the initial solution containing H2O as the hydrolysis agent resulted in finer powder microstructure with uniform coating of TiO2 on CNTs due to slower hydrolysis reaction. The effect of CNTs on the morphology depends on percent of CNTs. Also, composite powder with higher particle size was formed with the decrease of CNT content from 10 to 1 percent which is attributed to the decreased and less accessible surface area to TiO2 particles formation.
    Keywords: Nanocomposite, in-situ sol-gel, Carbon nanotube, TiO2
  • Mehrdad Soltani, Farid Jamali, Sheini * Pages 161-172
    In this research work, the synthesis of hybrid silver (Ag) and copper oxide (CuO) was carried out by solvo/hydrothermal-microwave process in the deionized water (H2O), ethanol (C2H6O) and ethylene glycol (C2H6O2) solvents and the effects of solvent type on structural and optical properties were studied. The obtained samples were characterized by X-ray diffractometer (XRD), scanning and transmission electron microscopies (SEM and TEM), photoluminescence (PL) and absorption spectroscopies (UV-Vis). The XRD study of the samples showed presence of Ag (Cubic) and CuO (Monoclinic (phase in the obtained materials. Elemental analysis (EDS) showed presence of Ag, Cu, and O in the samples. Electron microscopes images revealed non-regular and impacted samples of Ag and CuO. The intensity of emission band of synthesized nanostructures in ethanol and ethylene glycol were reduced and it was observed a shift in the absorption edge towards lower wavelength (blue shift) in compared with synthesized samples in deionized water.
    Keywords: Microwave Hydrothermal-Solvothermal, Ag nanoparticles, CuO nanoparticle, Structural, optical properties
  • mohammad mehdi khorramirad * Pages 173-183
    Lanthanum hexaaluminate (LaMgAl11O19) as a new thermal barrier coating due to the properties and superior features is selected as a preferred composition instead of yttria -stabilized zirconia (YSZ) Composition. In this paper, synthesis of this composition by solid state reaction method was investigated then it was prepared to coat by atmospheric plasma spraying (APS) method. Scanning electron microscope with X-ray microanalysis (SEM-EDS), differential thermal analysis (TGA/DTA), X-ray diffraction (XRD) were used to characterize of the synthesized powder, granules and free standing as-sprayed LaMgAl11O19 coating. In this research first, α-Al2O3 powder was used as a raw material. The results showed that this material was not suitable for the synthesis of this compound. Therefore γ-Al2O3 powder was used. As a result of that, a single phase compound with plate-like morphology was formed and the synthesis temperature was 1330 Cº. Also α-Al2O3, LaAlO3 and MgAl2O3 compounds were formed at 850-1100 ºC that the final phase transformation was occurred due to reaction between these three compounds.
    From the phase analysis results, it can be concluded that the main role of γ -Al2O3 phase in structure is to reduce the synthesis temprature of MgAl2O4 spinel phase to a temperature of less than 1100 ºC.
    Also chemical analysis results of granules and APS coating with optimal parameters indicated the existence of single phase structure and the second phase was not found.
    Keywords: Lanthanum hexaaluminate, LaMgAl11O19, thermal barrier coating, solid state reaction, plasma sparay