فهرست مطالب

  • پیاپی 38 (زمستان 1397)
  • تاریخ انتشار: 1397/12/01
  • تعداد عناوین: 9
|
  • مهدی هاشمی*، نادر پروین، ضیا وافی صفحات 1-17
    در این پژوهش پوشش های نانوساختار Cr2O3 و Cr2O3-20YSZ از طریق فرآیند پاشش پلاسمایی اتمسفری(APS) پاشش داده شد و متعاقب آن خواص مکانیکی آن ها نظیر چقرمگی شکست، سختی و استحکام چسبندگی ارزیابی و با یکدیگر مقایسه گردیدند. بدین منظور، ابتدا نانوپودرهای Cr2O3 و YSZ از طریق 5 ساعت آسیاکاری در آسیاب سیاره ای با انرژی بالا تولید شده و سپس به نسبت حجمی مشخص با یکدیگر مخلوط شدند. جهت استفاده مخلوط پودری در فرآیند پاشش پلاسمایی، پودرها به صورت آگلومره درآمده و بر زیرلایه فولادی 304L پاشش داده شدند. مطالعه ریزساختار پودرها و پوشش ها از طریق میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل مغناطیسی(FE-SEM) مجهز به آنالیز عنصری(EDS) و همچنین آنالیزهای پراش پرتوایکس(XRD) انجام گرفت. آنالیزهای اشعه ایکس از پودرهای آسیاب شده و پوشش ها نشان داد که هیچ فاز جدیدی در حین آسیاکاری و پاشش پلاسمایی ایجاد نگردیده است. تخلخل پوشش ها از طریق آنالیز تصاویر میکروسکوپ نوری از سطح مقطع پوشش ها انجام گرفت. ارزیابی خواص مکانیکی پوشش ها نشان داد که هر دو پوشش دارای استحکام چسبندگی بالا در محدوده 49-43 مگاپاسکال بودند. اگرچه با اضافه کردن نانوذرات YSZ به پوشش اکسید کروم، سختی پوشش کاهش جزیی یافت، اما چقرمگی آن بواسطه استحاله زیرکونیای تتراگونال به میزان عمده ای افزایش پیدا کرد.
    کلیدواژگان: Cr2O3-YSZ، پاشش پلاسمایی، آسیاکاری، نانو، خواص مکانیکی
  • نسیم نایب پاشایی*، نیما راسخ صالح، امیر افکار، مجید نوری کمری، سید محمد مهدی هادوی صفحات 19-41
    در این مطالعه مجموعه ای از حالات محتمل افزودن آلومینا به سیستم پوشش سد حرارتی با در نظر گرفتن نتایج تجربی گزارش شده توسط سایر محققین از نقطه نظر حالات بهینه افزودن آلومینا به سیستم پوشش سد حرارتی از جنبه افزایش مقاومت به اکسیداسیون و خوردگی داغ در نظر گرفته شده و انتقال حرارت و توزیع تنش در آن ها بصورت مقایسه ای و مطلق مورد بحث و مطالعه قرار گرفته است. نتایج نشان داد که در نمونه های حاوی آلومینا منطقه بحرانی تمرکز تنش در فصل مشترک لایه حاوی آلومینا با لایه های مجاور رخ می دهد. همچنین همواره مقادیر تنش ماکزیمم در نمونه های حاوی آلومینا نسبت به نمونه های فاقد آلومینا بالاتر است. با توجه به ضریب هدایت حرارتی بالاتر آلومینا نسبت به YSZ، افزودن آلومینا به سیستم پوشش سد حرارتی خاصیت عایق سازی حرارتی را تضعیف می کند.
    کلیدواژگان: پوشش سد حرارتی، آلومینا، المان محدود، تنش پسماند، توزیع حرارت
  • بهاره آذروند حسن فرد*، خدیجه ابراهیمی اردی صفحات 43-51
    در این کار تجربی لایه های نازک دی اکسید قلع آلاییده با آلومینیوم با ترکیب های مختلفی از 5 تا 10 درصد جرمی آلومینیوم و 95 تا 90 درصد جرمی دی اکسید قلع بوسیله تبخیر با باریکه الکترونی بر روی زیرلایه های شیشه ای نهشته شدند. سپس تاثیر غلظت آلاینده آلومینیوم و ضخامت بر خواص الکتریکی، اپتیکی و ساختاری این لایه ها بررسی شد. خواص این لایه های نازک بوسیله پراش پرتو X، اسپکتروفوتومتر UV- VISو پروب چهارسوزنی بررسی شد. طیفXRD بدست آمده بر حسب افزایش درصد ناخالصی نشان داد که همه لایه ها جهت ترجیحی(110) را نشان می دهند و ساختار بس بلوری دارند که با افزایش میزان ناخالصی اندازه دانه ها کاهش یافته، تعداد و شدت پیک های ظاهر شده کم شده و بلورینگی در این لایه ها کاهش یافته است. همچنین با افزایش ضخامت لایه ها، میزان شفافیت لایه ها و مقاومت ویژه کاهش می یابند، بنحوی که در مورد لایه های با 5/7 % جرمی آلومینیوم، مقدار میانگین عبور لایه ها از مقدار 5/88 % برای نمونه ای با ضخامت 250 نانومتر به مقدار 3/82 % برای نمونه ای با ضخامت 450 نانومتر کاهش می یابد. همچنین مقاومت ویژه به کمترین مقدار خود یعنی
    4-10×247/5 اهم- سانتیمتر برای نمونه ای با ضخامت 450 نانومتر می رسد.
    کلیدواژگان: لایه های نازک، دی اکسید قلع آلاییده با آلومینیوم، پراش پرتو ایکس، شفافیت اپتیکی، مقاومت ویژه
  • محمدحسن ندیم*، کوروش شیروانی، سید مهران نحوی صفحات 53-60
    در این مقاله نتایج حاصل از بررسی اثر تغییر فاصله پاشش در روش پاشش شعله ای پرسرعت(HVOF) در اعمال پوشش های سرمت NiCrBSi-WC(Co) بر تغییرات ریزساختاری حاصل و نیز بر تغییرات خواص مکانیکی پوشش(شامل استحکام چسبندگی، سختی و مقاومت سایش) مورد بحث قرار گرفته است. برای ساخت نمونه های زیرلایه از ورق فولاد زنگ نزن SS304 استفاده شد. در محدود 300-200 میلمتر فاصله پاشش بررسی شده، با افزایش فاصله پاشش، ریزساختار لایه ای مناسب تر و همگن تر، با مقدار تخلخل و ذرات ذوب نشده کمتر، و توزیع بهتر ذرات کاربیدی در ساختار پوشش، حاصل شد. پوشش اعمال شده از فاصله پاشش 300 میلیمتر که مناسب ترین ساختار را داشت، بیشترین استحکام چسبندگی به زیرلایه، بیشترین سختی، البته با حفظ چقرمگی در پوشش، و کمترین نرخ سایش را نشان داد.
    کلیدواژگان: پوشش اسپری حرارتی، HVOF، NiCrBSi، کاربید تنگستن، ریزساختار، سختی، سایش
  • عباس آذریان* صفحات 61-67
    در این مقاله خواص نوری نانو مکعب های طلا که تعداد لایه های متفاوتی از گرافن روی یک یا دو وجه آن لایه نشانی شده، مورد بررسی قرار گرفته و بازده خاموشی(مجموع جذب و پراکندگی) با استفاده از روش تقریب دوقطبی مجزا(DDA) در محدوده میدان دور و نزدیک محاسبه شده است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که با افزایش تعداد لایه های گرافن از ارتفاع قله خاموشی به میزان قابل توجهی کاسته می شود. ضمن آن که با افزایش تعداد لایه های گرافن، طول موج قله تشدید پلاسمونی از 516 به 700 نانومتر انتقال به سرخ می یابد(این قله ناشی از دوقطبی شکل گرفته در راستای موازی میدان الکتریکی است) درحالی که طول موج قله دیگر(مربوط به دوقطبی شکل گرفته در راستای عمود بر میدان الکتریکی) در نزدیکی 230 نانومتر ثابت می ماند. همچنین برای یک ضخامت مشخص گرافن، با افزایش اندازه نانومکعب های طلا ارتفاع قله ها کاهش یافته و پهنای قله ها افزایش می یابد ولی با تقریب بسیار خوبی طول موج آن ثابت می ماند. نتایج این تحقیق می تواند در ساخت آشکارسازهای بیولوژیکی در ناحیه مرئی مورد استفاده قرار گیرد.
    کلیدواژگان: گرافن، طلا، نانو مکعبی، دوقطبی مجزا
  • علی شمسی پور*، فرزاد حجتیان صفحات 69-78
    برای اولین بار از گاز نیتروژن در فرآیند همزن اصطکاکی(FSP) برای ایجاد لایه سطحی کامپوزیت Al/AlN روی فلز آلومینیم استفاده شد. بررسی ریزساختار لایه ها توسط پراش پرتو ایکس، میکروسکپ نوری، الکترونی روبشی و تجزیه شیمیایی از طریق سنجش انرژی پرتو ایکس، نشان دهنده تشکیل رسوبات با ترکیب نیترید آلومینیم در زمینه آلومینیم خالص تجاری بود. این رسوبات توزیع غیریکنواختی در لایه پیدا کردند. کاهش اندازه دانه زمینه آلومینیمی از 100 میکرومتر تا 70 میکرومتر در اثر فرآیندهای ترمیم ناشی از تغیرشکل شدید و ارتقای قابل توجه خواص سطحی در حالی است که درصد حجمی ذرات کامپوزیتی بسیار کم است. لایه های سطحی با توجه به انجام عملیات ترمو مکانیکی شدید به دانه بندی ریزتر و مقادیر بالایی از سختی رسیدند. در نتیجه اندازه دانه ها از میانگین 100 میکرومتر به 70 میکرومتر و از سختی پایه 22 ویکرز به حداکثر 38 ویکرز رسید که این در حدود 7/1 برابر سختی پایه است. مقاومت سایشی نمونه هم با توجه به ریزدانه شدن سطح و حضور ذرات سخت نیتریدی تا 1/1 برابر زیر لایه آلومینیمی بهبود یافت. ضریب اصطکاک سطح از 2/1 به 9/0 رسید که این خود نشان دهنده بهبود خواص سایشی نمونه است.
    کلیدواژگان: آلومینیم، کامپوزیت سطحی، نیترید آلومینیم، سایش، فرآیند هم زن اصطکاکی
  • امین درزیان طبری*، محمدحسین عنایتی صفحات 79-94
    در این پژوهش از روش آسیابکاری مکانیکی، توسط دستگاه آسیاب پر انرژی گلوله ای اسپکس (SPEX) برای ایجاد پوشش آلومینیوم بر روی سطح فولاد ساده کربنی (CK 45) استفاده شد. بدین منظور گلوله های به قطر 4 میلی متر از جنس فولاد سخت بلبرینگ با مقدار وزنی 50 گرم، پودر آلومینیوم تجاری با درجه ی خلوص 99/99 درصد، با اندازه ی ذرات کوچکتر از 150 میکرومتر و مقدار وزنی 5 گرم به همراه زیر لایه های فولاد ساده کربنی (CK 45) در ابعاد 8×8 میلی متر و به ضخامت 3 میلی متر در محفظه ی آسیاب ریخته شدند. آسیابکاری در زمان های مختلف بین 10 دقیقه تا 30 ساعت در دمای محیط انجام گردید، سپس نمونه ها در زمان های مختلف 2، 4، 6، 8، 10 و 30 ساعت در دمای ثابت 550 درجه ی سانتی گراد در شرایط خلاء تحت عملیات حرارتی قرار گرفتند تا نحوه ی تشکیل ترکیبات بین فلزی FeAl مشخص شوند و تاثیر زمان عملیات حرارتی بر خواص پوشش از قبیل چسبندگی، تغییرات فازی، ضخامت لایه ی ترکیبات بین فلزی و سختی بررسی شد. به منظور مشخصه یابی و بررسی مورفولوژی پوشش تولید شده، نمونه ها تحت آزمون های پراش پرتوی ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، آنالیز عنصری نقطه ای و خطی (EDS) و همچنین ریز سختی سنجی قرار گرفتند. نتایج بدست آمده نشان داد بهترین پوشش از نظر خواص ساختاری و یکنواختی سطح پس از 80 دقیقه آسیابکاری ایجاد می شود. نتایج عملیات حرارتی در دمای ثابت 550 درجه ی سانتی گراد به مدت زمان 30 ساعت نشان داد، که فصل مشترکی میان پوشش آلومینیوم و زیر لایه ی فولادی تشکیل شده از مقدار ضخامت در حد 28 میکرومتر برخوردار است. همچنین آزمون ریز سختی سنجی بر روی نمونه های پوشش داده شده انجام شد و نتایج حاصل از آن نشان داد که پوشش پس از 80 دقیقه آسیابکاری، قبل از عملیات حرارتی دارای مقدار سختی پائین در حد 75 ویکرز بوده که بعد از انجام عملیات حرارتی به مدت زمان 30 ساعت، مقدار سختی پوشش در فصل مشترک Fe/Al به 471 ویکرز افزایش یافت که ناشی از تشکیل ترکیبات بین فلزی در فصل مشترک پوشش/ زیرلایه است.
    کلیدواژگان: پوشش آلومینیوم، ترکیبات بین فلزی، آسیاب کاری مکانیکی
  • ناهید صرامی*، ایمان ابراهیم زاده، فخرالدین اشرفی زاده صفحات 93-105
    در پژوهش حاضر، پوشش های نانوساختار نیترید کروم- آلومینیوم تولید شده به روش رسوب فیزیکی بخار قوس کاتدی در مقیاس صنعتی مورد ارزیابی ساختاری و فازشناسی قرارگرفت. ریزساختار توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی و آنالیز پوشش ها با استفاده از میکروآنالیز طیف سنجی تفکیک انرژی و آزمون های پراش پرتو ایکس مطالعه گردید. بافت کریستالوگرافی پوشش ها با محاسبه ضریب بافت از روی الگوهای پراش محاسبه شد و بافت 222 شناسایی گردید. یافته های آزمایش نشان می دهد پوشش های نیتریدی چندلایه CrN/CrAlN ساختاری نانو کریستال با اندازه کریستالیت ها در محدوده 8 تا 18 نانومتر دارند. فازیابی پوشش ها توسط پراش پرتو ایکس نشان داد که CrN فاز اصلی است و اضافه شدن آلومینیوم در شبکه، پوشش CrAlN را ایجاد می کند که باعث جابجاشدن پیک ها می شود. در شرایط عدم کنترل دقیق عوامل فرآیندی، فاز Cr2N و با افزایش تبخیر آلومینیوم، فراتر از یک حد مشخص، فاز AlN نیز پدیدار می گردد. حل شدن مقادیر متفاوت آلومینیوم و جابجایی نسبتا زیاد خطوط پراش، فازیابی این نوع پوشش های نیتریدی را با چالش همراه کرده است، لذا شناسایی فازهای موجود در پوشش فقط با نرم افزار اکسپرت میسر نیست و به اطلاعات کریستالی فازها نیاز دارد.
    کلیدواژگان: رسوب فیزیکی بخار، فرآیند قوس کاتدی، پراش پرتو ایکس، پوشش نانوساختار، CrAlN
  • مهتاب ایزدی دهکردی*، محمد مرتضوی، امید عودباشی صفحات 108-121
    هنر صفوی همواره از هنرهای غنی و باارزش سرزمین ایران بوده و در میان هنرهای اسلامی نیز از جایگاه ویژه ای برخوردار است. در میان آثار به جای مانده از عصرصفوی، مجموعه میدان نقش جهان از اهمیت خاصی برخوردار است که در آن مسجد امام اصفهان دارای ویژگی ها و تعدد هنرهای بسیار است. اما یکی از ویژگی های بارز آن که تاکنون مورد بررسی فنی قرار نگرفته، درب اصلی مسجد و پوشش فلزی آن است. در این پژوهش با محوریت شناسایی جنس پوشش فلزی درب و نحوه ساخت آن، همچنین شناسایی روش طلاکاری بکار رفته در تزیین درب، سعی شده گامی در جهت شناسایی بهتر هنر فلزکاری عصر صفوی برداشته شود. بدین منظور از قسمت های مختلف درب نمونه برداری شد و با روش های آنالیز دستگاهی شامل SEM-EDS، ICP-OES و همچنین متالوگرافی مورد بررسی و مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد که در ساخت ورقه فلزی روی درب از آلیاژ نقره و مس استفاده شده است. همچنین مقادیر بسیار کمی از عناصر آرسنیک، روی و سرب نیز در ترکیب آلیاژی شناسایی شد که می تواند مربوط به سنگ معدن مورد استفاده و فرآیند قالگذاری برای استخراج باشد. روکش نقره ای با روش چکش کاری و تابکاری به صورت ورقه در آمده است که نشانه های این فرآیند به صورت خطوط لغزش و دو قلویی ها در ریزساختارها مشاهده می شوند. همچنین برای تزیینات طلاکاری آن، از روش طلاکاری آتشی استفاده شده است. وجود جیوه در لایه طلا و همچنین خلل و فرج موجود در آن، استفاده از این روش طلاکاری را تایید می نماید.
    کلیدواژگان: مسجد امام اصفهان، طلاکاری آتشی، SME-EDS، ICP-OES، متالوگرافی
|
  • Mehdi Hashemi*, Nader Parvin, Zia Valefi Pages 1-17
    In this research, nanostructured Cr2O3 (C) and Cr2O3-20YSZ (CZ) coatings were deposited using Atmospheric Plasma Spray (APS) process and subsequently their mechanical properties including fracture toughness, hardness and bonding strength were evaluated and compared with each other. For this purpose, Cr2O3 and YSZ nano-powders were firstly prepared by high-energy planetary ball milling and then mixed in the given volume. To use the powder mixture in the plasma spraying, the powders were agglomerated and sprayed onto a 304L steel substrate. Microstructural studies of the powders and coatings were carried out through Filed Emission Scanning Electron Microscope (FE-SEM) equipped with Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS) and X-ray Diffraction (XRD) analysis. XRD patterns of the milled powders and the coatings indicated there was no newly-appeared phase during the milling and plasma spraying process. Porosity of the coatings was measured using an optical microscope by image analysis of their cross-sectional images. Mechanical properties evaluation showed that both coatings have high adhesive strength in the range of 43-49 Mpa. Although the addition of YSZ nanoparticles to the chromia coating slightly decreased the coating hardness, it caused a considerable increase in the coating toughness due to the zirconia transformation toughening mechanism.
    Keywords: Cr2O3-YSZ, Plasma spray, Milling, Nano, Mechanical properties
  • Nasim Nayebpashaee*, Amir Afkar, Majid Nouri Kamari, Nima Rasekh Saleh, Seyyed Mohammad Mehdi Hadavi Pages 19-41
    In this study, a set of possible conditions for the addition of alumina to the thermal barrier coating system was considered,
    taking into account the experimental results reported by other researchers, from the point of view of the optimal state of adding the alumina to the thermal barrier coating system, in terms of increasing oxidation resistance and hot corrosion. The heat transfer and distribution of stress have been discussed and studied in a comparative and absolute manner. The results showed that in alumina-containing samples, the critical area of concentration of stress is in the interface of the layers containing alumina. Also, the maximum stress values in alumina-containing samples are higher than those with no alumina. Due to the higher thermal conductivity of alumina than YSZ, the addition of alumina to the thermal barrier coating system weakens the thermal insulation property.
    Keywords: Thermalbarrier Coating, Alumina, Finite Element, Residual Stress, Heat Distribution
  • Bahare Azarvand Hassan Fard*, Khadijeh Ebrahimi Ardei Pages 43-51
    In this experimental work Al doped tin oxide thin films with different composition of 5 to 10 mass percent of Al and 95 to 90 mass percent of SnO2 were deposited on glass substrates by electron beam evaporation technique. Then effects Al and thickness on the electrical, optical and structural properties of thin films were investigated. Properties of thin films have been studied using X-ray diffraction, UV-Visible spectrophotometer and four probe methods. XRD photographs were prepared and show the polycrystalline structure formation and preferred orientation (110). Also by increasing films thickness, optical transmission and resistivity are decreased. So that in the case of the films with 7.5 mass percent of Al, the average transmission decreases from
    88.5 % for film with a thickness of 250 nanometer to 82.3 % for film with a thickness of 450 nanometer and resistivity reaches to its minimum value of 5.247×10-4 .cm for the sample with a thickness of 450 nm.
    Keywords: thin films, Al doped tin oxide, X-ray diffraction, optical transmission, resistivity
  • Mohammad Hassan Nadim*, Kourosh Shirvani, Sayed Mehran Nahvi Pages 53-60
    In this paper, the effect of changing the spray distance in the high-velocity oxy-fuel (HVOF) spray method to apply NiCrBSi-WC(Co) coatings on the resulting microstructural changes and also on the mechanical properties of the coating (including adhesion strength, hardness and wear resistance) are discussed. The SS304 stainless steel sheet was used to make substrates. In the range of 200-300 mm, where the spraying distance was changed, with increasing spray distances, more suitable and homogeneous layered microstructure, having less porosity and less melted particles, as well as a better distribution of carbide particles in the coating structure, was obtained. The NiCrBSi-WC(Co) coating applied by HVOF gun at a distance of 300 mm indicated the most suitable structure meanwhile the highest adhesion strength to the substrate, the highest hardness, and the lowest wear rate.
    Keywords: Thermal spray coating, HVOF, NiCrBSi, tungsten carbide, microstructure, hardness, wear
  • Abbas Azarian Pages 61-67
    In this article ‚the optical properties of Graphene/Au nanocubes have been studied for the different number of graphene layers on 1 or 2 faces of cubes. The extinction efficiency factor has been calculated in the near and far-field regime by the discrete dipole approximation (DDA) method. Our results show that the height of extinction’s peak decreases significantly, by increases number of graphene layers on nanocube. Moreover, the wavelength of surface plasmon resonance peak redshifts from 516 to 700 nm (this peak is due to dipole formed alonge the polarisation direction) , although the wavelength of the another peak stays constant about 230 nm(this peak is due to dipole formed perpendicular to the polarisation). In addition, with increasing size of nanocubes, the height of peaks decrease, the width of them increase and wavelength of plasmon peaks don’t show any shifts for a constant thickness of graphene. The results of this study may be used for fabrication of biological sensors at vis wavelength.
    Keywords: Graphene, Au, nanocube, DDA
  • Ali Shamsipur*, Frzad Hojatian Pages 69-78
    For the first time, nitrogen gas was used in friction stir processing (FSP) to form an Al/AlN composite surface layer on aluminum plate. Investigating the microstructure of the layers by X-ray diffraction, scanning electron microscopy and optical microscopy showed the formation of aluminum nitride particles on the surface layer of commercially pure aluminum. These particles found to have non-uniform distribution in the layer. While the percentage of composite reinforcements is not more than 10%, the aluminum grain size reduced from 100 to 70 μm due to restoring processes resulting from severe plastic deformation and significant improvement in surface properties observed. Due to extreme thermo-mechanical process, the surface layers have a finer grain size and high levels of hardness. As a result, the grain size ranged from an average of 100 μm to 70 μm and a hardness of 22 to a maximum of 38 Hv, which is about 1.7 times the base metal hardness. The wear resistance of the sample also improved up to 1.1 times with respect to fine graining of the surface layer and the presence of hard nitride particles. The coefficient of friction reduced from 1.2 to 0.9, indicating an improvement in the tribological properties of the sample
    Keywords: Friction stir processing, Aluminum, Surface composite, Aluminum nitride, Wear
  • Amin Darziyan Tabari*, Mohammad Hossein Enayati Pages 79-94
    In this study, by mechanical alloying method with a powerful bullet milling machine (SPEX) was used to create aluminum coating on the simple carbon steel surface (Ck 45) Balls with diameter of 4mm with a total weight of 50g and 5g aluminum powder with 99.99% purity, the size of smaller particles than 150μm and weight of 5g with (Ck 45) steel specimen were 8×8 mm with a thickness of 3mm were put into the milling chamber and milled for different times from 10min to 30h at room temperature. As-milled samples were annealed at 550˚C at different times (2, 4, 6, 8, 10, 30h) to evaluate the formation of Fe-Al intermetallic compounds, and the effect of thermal treatment coating properties such as: adhesion rate, fuzzy changes thickness of intermetallic compounds surface were investigated. Structures of the produced coating were analyzed by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray (EDX), spectrometry and micro hardness test. The results showed that the best coating in terms of micro structural properties and uniformity was created after 80 min ball milling. The results of the thermal treatment at a constant temperature of 550˚C for 30h showed that the interface between the aluminum coating and the steel substrate is formed and has a thickness of 28 micrometer. Furthermore the micro hardness test was carried out on the coated samples and results showed that the coating after the 80 min alloying, before thermal treatment had a low hardness of about 75 Vickers after performing the thermal treatment for 30h, the hardness of coverage in the interface of Fe/Al was increased to 471 Vickers.
    Keywords: coating aluminum, mechanical alloying, intermetallic compounds
  • Nahid Sarami*, Iman Ebrahimzadeh, Fakhreddin Ashrafizadeh Pages 93-105
    In this paper, nanostructured CrAlN coatings were deposited onto steel substrates using an industrial cathodic arc physical vapor deposition (Arc-PVD) technique. Field emission scanning electron microscopy (FESEM) was employed to evaluate the microstructure and the phase analysis was carried out using Energy Dispersive Spectroscopy (EDS) and X-ray diffraction (XRD) methods. The XRD patterns were used to determine the crystallographic texture of the coatings and the results showed (222) as the dominant texture. Moreover, it was found that all coatings had nanocrystalline structure with crystallite sizes between 8-18 nm. CrN was found to be the dominant phase in the XRD patterns; addition of aluminum produced CrAlN, leading to shifts of the diffraction peaks. Cr2N and AlN phases were identified by the XRD pattern which can be attributed to the decrease of the nitrogen pressure down below a critical value and the increase in the evaporation of aluminium, respectively. The change in the Al content of the coating and the subsequent displacement of the diffraction lines caused a challenge in the phase identification procedure. Therefore, identifying the existing phases in the coating was not feasible merely by the EXPERT software since CrAlN is not defined in its database; the crystal phase data of the nitride coatings must be used for accurate phase identification.
    Keywords: Physical vapor deposition, Cathodic arc process, X-ray diffraction, Nanostructure coating, CrAlN
  • Mahtab Izadi Dehkordi*, Mohammad Mortazavi, Omid Oudbashi Pages 108-121
    The art of Safavid period has always been the rich and valuable arts of the Iran which has a great important in art of Islamic period. Among the remaining monuments and relics from the Safavid period in Isfahan, Naqshi-i Jahan square is of particular importance in which Masjid-i Iamām has outstanding artistic features. So, numerous studies have been carried out on different aspects of this Masjid. However, one of the most prominent features that has not been investigated is the main door of the mosque and its metallic facing. The aims of this paper are to identify the alloy composition, manufacturing and gilding technique that have been used in metallic door facings of Masjid-i Iamām, Isfahan, in order to recognize the Safavid metalwork. For this purpose, different parts of the door were sampled and analyzed by SEM-EDS, ICP-OES and also Metallography. The results showed that an alloy of silver and copper has been used in manufacturing of metal sheet of the door. Also a very few amounts of arsenic, zinc and lead were identified in the alloy composition, which can be related to the ore extraction and cupellation process. Slip lines and twins were identify in the microstructure of the silver sheet. Accordingly, metallographic investigation showed that thin silver sheet have been made by hammering and annealing. In addition, the fire gilding (amalgam gilding) was distinguished as surface decorating technique. The presence of mercury in the gold layers and the porosity in the gold layers confirmed the use of amalgam gilding.
    Keywords: Masjid-i Iamām, Isfahan, Fire gilding, SEM-EDS, ICP-OES, Metallography