فهرست مطالب

  • پیاپی 47 (زمستان 1397)
  • تاریخ انتشار: 1397/12/01
  • تعداد عناوین: 11
|
  • صاحبعلی منافی*، مهدی طلایی صفحات 1-16
    در این پژوهش به بررسی اثر اضافه کردن نانوذرات تیتانیا به پلی‎اورتان پرداخته شده‎ است و اثرات مکانیکی و شیمیایی آن مورد ارزیابی قرار گرفته است. نانوذرات اضافه شده به ترتیب با درصد وزنی 1/0، 5/0، 1 و 2 درصد وزنی بوده و اثر ساختارهای آناتاز و روتایل بررسی شده‎اند. پس از مخلوط کردن نانوذرات تیتانیا با رنگ پلی‎اورتان، مواد حاصله را به مدت h 2 با همزن آلتراسونیک، h 3 با همزن معمولی و سپس به مدت یک ساعت با همزن آلتراسونیک مخلوط کرده و در آخر گاززدایی می‎شود. به خاطر کاهش میزان آگلومره، از پراکنده‎ساز متناسب با دستورالعمل شرکت سازنده استفاده شده ‎است. نانوکامپوزیت به دست آمده به ضخامت μm 90 روی نمونه‎ها اعمال می‎شود. نمونه‎ها جهت آزمون‎های مقاومت به اشعه UV و مقاومت شیمیایی و مکانیکی تحت آزمایش قرار می‎گیرند. نتایج به دست آمده نشان دهنده ‎این مطلب است که با اضافه کردن 1/0 درصد نانوذرات روتایل بهترین خواص فیزیکی و مکانیکی و مقاومت به اشعه UV حاصل می‎شود. از میکروسکوپ نوری برای بررسی مقدار پراکندگی نانوذرات و از میکروسکوپ AFM برای بررسی مورفولوژی سطح، استفاده گردید. سختی سطح نمونه‎ها و مقاومت به خراش، مقاومت به سایش و همچنین مقاومت به خوردگی آنها نیز مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج نشان دهنده افزایش مقاومت به اشعه UV، پایداری بیشتر به ثابت ماندن رنگ، افزایش استحکام، سختی، مقاومت به خوردگی، مقاومت به خراشیدگی و افزایش طول عمر است و باعث کاهش هزینه‎های نگهداری و تعمیرات پوشش و همچنین کاهش آسیب به محیط زیست می‎شود.
    کلیدواژگان: نانوذرات تیتانیا، پراکنده‎ساز، پلی‎اورتان، خواص مکانیکی، فتوکاتالیست
  • خشایار مرشدبهبهانی، محمود پاک شیر*، پوریا نجفی سیار، نیکا ذاکرین صفحات 17-28
    در این پژوهش، خواص لایه پسیو فولاد زنگ نزن دوپلکس SAF 2205 در محلول اسید سولفوریک و درجه حساس شدن آنها (پس از 1 و 5 ساعت عملیات حرارتی) با استفاده از آزمون راکتیواسیون پتانسیوکینتیک الکتروشیمیایی دو حلقه (DLEPR) مورد ارزیابی قرار گرفت که همخوانی خوبی با نتایج حاصل از آزمون اچ هیدروکسید سدیم برای طبقه بندی ساختار فولادهای زنگ نزن دوپلکس داشت. همچنین، آزمون پلاریزاسیون پتانسیودینامیک به منظور تعیین محدوده پتانسیل پسیو در نمونه های آنیل محلولی و حساس شده صورت پذیرفت. پلاریزاسیون سیکلی اعمالی در شاخه آندی آلیاژ حساس شده با زبری سطح مختلف، سودمندی یکنواختی و کم بودن زبری سطح بر افزایش مقاومت لایه پسیو را نشان داد. به منظور ارزیابی دانسیته عیوب نقطه ای لایه پسیو فولاد زنگ نزن، آنالیز موت-شاتکی انجام شد تا غلظت دهنده های الکترون در سطح تعیین گردید. نتایج نشان داد که کاهش زبری سطح، کاهش درجه حساس شدن و افزایش تعداد سیکل های پلارزاسیون باعث کاهش دانسیته عیوب سطحی تا 44 درصد خواهد شد. از همین رو، هر چه درجه حساس شدن و زبری سطح بیشتر باشد، لایه پسیو آلیاژ در اثر تشکیل فاز سیگما و کاهش میکروپیل های موجود در سطح معیوب تر خواهد بود.
    کلیدواژگان: فولاد زنگ نزن دوپلکس SAF 2205، لایه پسیو، پلاریزاسیون پتانسیودینامیک، راکتیواسیون پتانسیوکینتیک الکتروشیمیایی دو حلقه (DLEPR)، آنالیز موت-شاتکی
  • امیرحسین امامی*، سید کمال حسینی، دانیال داودی صفحات 29-39
    هدف از این پژوهش تولید نانو پودر کامپوزیت نیکل-کاربید وانادیم که به عنوان یک هارد متال شناخته می شود از مواد اولیه اکسیدی و عامل احیایی منیزیم به روش مکانوشیمیایی می باشد. با توجه به دمای آدیاباتیک واکنش (T=3964 K)، این واکنش از نوع سنتز خود پیشرونده یا MSR می باشد. مواد اولیه طبق واکنش استوکیومتری با نسبت (1:1:6:2) به ترتیب برای اکسید نیکل، اکسید وانادیم، منیزیم و گرافیت مخلوط شدند. آسیا کاری نمونه ها در یک آسیا سیاره ای پر انرژی با نسبت وزنی پودر به گلوله 1:20 تحت آتمسفر گاز آرگون انجام شد. پس از 40 دقیقه آسیا کاری احتراق در محفظه آسیا اتفاق افتاد. با توجه به نتایج پراش پرتو ایکس پس از احتراق محصولات مورد نظر یعنی نیکل، کاربید وانادیم و اکسید منیزیم که یک محصول جانبی واکنش می باشد به طور کامل تولید شده است. جهت حذف فاز اکسید منیزیم از HCl با غلظت 9% استفاده گردید. اندازه بلورک و کرنش از روش ویلیامسون- هال محاسبه و به ترتیب برای نیکل و کاربید وانادیم اندازه بلورک و کرنش شبکه 40 نانو متر، 0.00595 و 54 نانو متر، 0.00615 به دست آمد.
    کلیدواژگان: نانو کامپوزیت، نیکل، کاربید وانادیم، مکانوشیمیایی، سنتز خود پیشرونده
  • حسین عمادی*، مهدی کاروان صفحات 41-51
    پلاک های استخوانی فلزی سال هاست است که جهت تثبیت شکستگی استخوان در درمان های جراحی ارتوپدی استفاده می شود. اختلاف سفتی پلاک های فلزی و استخوان منجر به ایجاد پوکی استخوان در ناحیه زیر پلاک و افزایش احتمال شکستگی مجدد آن می شود، علاوه بر این خوردگی و سایش پلاک های فلزی منجر به رهایش محصولات خوردگی ناخواسته در بدن می شود. برای رفع این مشکل می توان از کامپوزیت های پلیمر- سرامیکی تخریب پذیر استفاده کرد. هدف از این تحقیق ساخت پلاک استخوانی غیرفلزی و تخریب پذیر از جنس پلی کاپرولاکتون-بغدادیت (Ca3ZrSi2O9) جهت تثبیت و ترمیم بافتهای استخوانی آسیب می باشد. پلی کاپرولاکتون پلیمری نیمه بلورین است که در شرایط محیطی بدن بسیار زیست سازگار است ولیکن نسبت به سایر پلیمرهای زیست سازگار نرخ تخریب کمتر و انرژی شکست بالاتری دارد. بغدادیت بیوسرامیکی با خواص زیست فعالی بالا است لذا افزایش نانوذرات بغدادیت به پلی کاپرولاکتون ضمن بهبود افزایش زیست فعالی، سرعت تخریب کامپوزیت فوق را افزایش می دهد. در این تحقیق ابتدا پودر بغدادیت به روش سل- ژل تهیه شد و سپس مقادیر 0،10 و 20 درصد وزنی نانو پودر بغدادیت به محلول پلی کاپرولاکتون حل شده در کلروفوم اضافه شده و با روش ریخته گری انحلالی، فیلم های کامپوزیتی پایه پلیمری تهیه شد. از آزمون های پراش پرتوایکس(XRD) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و عبوری (TEM) به منظور فازشناسی، بررسی ریزساختار و مورفولوژی و از آزمون غوطه وری در محلول شبیه سازی شده بدن (SBF) جهت بررسی خواص زیست فعالی پلاک های تولیدی استفاده شد. نتایج آزمون ها بیانگر زیست فعالی بالای پلاک های فوق است.
    کلیدواژگان: بغدادیت، بیوسرامیک، پلی کاپرولاکتون، بیونانوکامپوزیت، خواص زیستی
  • سروش پرویزی*، زهره احمدی، مهدی شاهدی اصل، مهران جابری زمهریر صفحات 53-65
    کامپوزیت های دما بالای دی بورید زیرکونیم-کاربید سیلیسیم تقویت شده با مقادیر متفاوت افزودنی نانو گرافیت (0، 5/2، 5، 5/7 و 10 درصد وزنی) با روش تفجوشی پلاسمای جرقه ای تولید و برای تعیین تاثیر نانو ورقه های گرافیتی روی رفتار چگالش کامپوزیت بررسی شدند. تفجوشی پلاسمای جرقه ای در دمای 1900 درجه سانتی گراد به مدت زمان 7 دقیقه و با اعمال فشار 40 مگاپاسکال، به ساخت کامپوزیت چگال دی بورید زیرکونیم-کاربید سیلیسیم تقویت شده با 5 درصد وزنی نانوگرافیت (با چگالی نسبی 6/100 درصد) منجر شد. زدایش ناخالصی های اکسیدی به واسطه واکنش های احیایی آنها با گرافیت و تشکیل فازهای زیر میکرونی رخ داد. همچنین تشکیل فاز درجای کاربید زیرکونیم از دلایل افزایش چگالی این کامپوزیتها شناخته شد.
    کلیدواژگان: تفجوشی پلاسمای جرقه ای، کامپوزیت های دما بالا، رفتار چگالش، نانوگرافیت
  • حمیدرضا یوسفی*، بابک هاشمی صفحات 67-79
    اکسید روی (ZnO)نیمه هادی اکسیدی است که خواص فوتوکاتالیستی داشته و قابلیت تجزیه مواد آلی و تصفیه پساب های صنعتی را دارا می باشد. در این تحقیق نانوذرات اکسیدروی دوپ شده با درصدهای متفاوت نقره (Ag) به روش سل-ژل پکینی برای بررسی خواص فوتوکاتالیستی سنتز گردید. نانو ذرات به دلیل داشتن نسبت سطح به حجم بالا می توانند خواص فوتوکاتالیستی بهتری از خود نشان دهند. همچنین افزودن فلزات نجیب به نیمه هادی می تواند مانع از باز ترکیبی جفت الکترون -حفره گردد. نمونه های سنتز شده حاوی 0/6، 1/8، 3/1 و 6/2 درصد وزنی نقره بودند. نمونه های بدست امده توسط طیف سنج UV-Vis، پراش اشعه X (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، میکروسکوپ گسیل میدانی (FESEM)، و طیف سنجی فوتولومینسانس(PL) مشخصه یابی گردیدند. در نهایت از نمونه های سنتز شده نسبت به زمان تست فوتوکاتالیستی در برابر متیلن آبی به انجام شد. با توجه به نتایج مشاهده گردید با دوپ نمودن نقره اندازه ذرات اکسید روی کاهش می یابد همچنین با افزودن نقره به نانوذرات ZnO تا حدود 1/8 درصد وزنی کاهش محسوسی در شدت فوتولومینسانس نمونه ها در محدوده فرابنفش ایجاد شده که نشان دهنده کاهش نرخ بازترکیبی الکترون-حفره و به دنبال ان افزایش نرخ فوتوکاتالیستی نمونه ها می باشد. تکرارپذیر بودن خصلت رنگبری فوتوکاتالیست سنتز شده بوسیله تکرار سه سیکل فوتوکاتالیستی بر روی نمونه دوپ شده با 1/8 درصد وزنی نقره انجام شد، مشاهده گردید که راندمان کاتالیست سنتز شده کاهش چشمگیری نداشته و این نشان دهنده پایداری فوتو کاتالیست سنتز شده است.
    کلیدواژگان: فوتولومینسانس، فوتوکاتالیست، Ag، ZnO
  • احسان صائب نوری*، موسی محمدیان صفحات 81-93
    در این تحقیق، مخزن از فولاد ساده کربنی بررسی گردید. مخزن حاوی اسید سولفوریک 98 درصد و72 درصد توسط آزمون پلاریزاسیون، پتانسیل مدار باز و پتانسیواستاتیک مورد ارزیابی قرار گرفت. همچنین نویز الکتروشیمیایی قبل، حین و پس از حفاظت آندی انجام گرفت و نتایج حاصل توسط آنالیز آماری در دامنه های زمانی بررسی شد. پارامترهایی نظیر مقاومت نویز، مقادیر چولگی، کشیدگی جریان و پتانسیل و ضریب خوردگی موضعی محاسبه شدند. با آنالیز در دامنه فرکانسی، منحنی های دانسیته طیف توان به دست آورده شد. مشاهده شد که مقادیر چولگی و کشیدگی جریان و پتانسیل میتوانند برای تعیین انحراف و یا عدم انحراف از توزیع نرمال داده های نویز الکتروشیمیایی، به کار برده شوند. همچنین مشخص شد که با استفاده از منحنی های دانسیته طیفی توان میتوان اثرات منفی نویزهای اضافی را حذف نمود و اطلاعات کاملی در مورد پروسه خوردگی به دست آورد. مقاومت نویز بدست آمد ولیکن مقاومت نویز میتواند برای تعیین شدت خوردگی به طور کیفی به کار رود. در این تحقیق، نتیجه گرفته شد که روش نویز الکتروشیمیایی، روشی کارآمد برای مطالعه پدیده های خوردگی، از قبیل خوردگی حفره ای و بررسی سیستم حفاظت آندی در حین حفاظت از مخازن و مبدل ها در محیط اسید سولفوریک میباشد. مشخص شد که برای مخزن فولاد ساده کربنی در اسید سولفوریک 98% در زمان حفاظت مقدار شیب ناحیه ROLL-OFF برابر با 4/2 و برای اسید سولفوریک رقیق 4/4 اندازه گیری شد و مشخص شد در این ناحیه حفاظت آندی به مراتب برای فولاد کربنی در محلول اسید سولفوریک 72% مناسب تر است.
    کلیدواژگان: نویز الکتروشیمیایی، حفاظت آندی، فولاد زنگ نزن 316، فولاد ساده کربنی، اسید سولفوریک 98%
  • غلام رضا حیدری* صفحات 95-103
    تولید هیدروژن با استفاده از تجزیه آب تحت نور خورشید یک روش امیدوار کننده برای تولید سوخت پاک و تجدیدپذیر می باشد. با استفاده از نیمه هادی های مثبت و منفی به ترتیب به عنوان فتوکاتد و فتوآند می توان آب را به عناصر تشکیل دهنده آن یعنی هیدروژن و اکسیژن تجزیه نمود. از هماتیت می توان به عنوان فتوآند برای این منظور استفاده نمود. در این تحقیق هماتیت با استفاده از روش رسوب دهی الکتروشیمیایی ایجاد شده است. جهت تعیین فاز از تفرق اشعه ایکس استفاده شد که الگوی پراش بیانگر هماتیت با ساختار بلوری رومبوئدرال می باشد. مورفولوژی سطحی توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان دهنده ی دو لایه ی پایینی همراه با ترک و لایه بالایی بصورت ذرات می باشد. مقدار جریان تحت نور با استفاده از پتانسیل روبشی خطی تحت قطع و وصل نور مرئی تعیین شدند که در پتانسیل V6/0 نسبت به الکترود Ag/AgCl به مقدار μA.cm-2 5/2 بدست آمد. منحنی نایکوئیست هماتیت در پتانسیل V0 و V6/0 با استفاده از طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی بدست آمد و مدار معادل آنها شبیه سازی گردید و مقدار پارامترهای مربوطه بدست آمدند. همچنین با استفاده از منحنی مات-شاتکی مقدار پتانسیل فلت باند و مقدار دانسیته حامل بار به ترتیب به مقدار V 35/0- نسبت به مرجع Ag/AgCl و cm-3 1018×4/8 بدست آمدند.
    کلیدواژگان: هماتیت، رسوب دهی الکتروشیمیایی، فتوالکتروشیمی، تجزیه آب
  • سید محمد کاظم زاده، محمدرضا واعظی*، سید محمد مهدی هادوی، مسعود اسفنده صفحات 105-116
    در این پژوهش از گرمایش دی الکتریک بوسیله تابش دهی امواج ماکروویو جهت سنتز درجای نانوکامپوزیت پلی یورتان/ نقره است، که بوسیله توزیع و انحلال نمک نیترات نقره در زمینه پلی یورتان و احیای کاتیون نقره حبس شده در مایسل های اتیلن گلیکول در بین زنجیره های پیش پلیمر محلول انجام پذیرفت. کاهش زمان و تعداد فرآیندهای سنتز و درنتیجه کاهش هزینه های تولید نسبت به سایر روش های سنتز نانو نانوکامپوزیت پلیمری، از مزایای این تکنیک است. در حین انجام واکنش های شیمیایی امواج ماکروویو با شدت و فرکانس ثابت در مدت زمان های 30، 60، 90، 120 ثانیه توسط آون ماکروویو به پیش پلیمر محلول اعمال گردید. با تکمیل واکنش های شیمیایی نانوذرات نقره در بستر پلی یورتان سنتز شد. به منظور بررسی اثر امواج ماکروویو و سنتز نانو ذرات نقره بر پیوند های شیمیایی پلی یورتان از نظر ساختاری، مورفولوژی، پراکندگی نانوذرات نقره در زمینه پلی یورتان و توزیع اندازه ذرات از آزمون های طیف سنجی نورمرئی - فرابنفش (Uv-Vis)، آزمون تفرق سنجی اشعه ایکس ( XRD)، میکروسکوپ الکترونی عبوری ( TEM) ، طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس (EDX) و طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه ( FTIR) استفاده شد. نانوذرات فرآوری شده دارای مورفولوژی کروی و شبه کروی و توزیع اندازه ذراتی در محدوده 10 تا 60 نانومتر و ساختار کریستالی fcc و پراکندگی یکنواختی در بستر پلی یورتان می باشند. ضمنا طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه از نانوکامپوزیت های تهیه شده نشانگر عدم تاثیر منفی سنتز نانو ذرات نقره بر روی پیوندهای شیمیایی پلی یورتان در این پژوهش بود.
    کلیدواژگان: امواج ماکروویو، نانوکامپوزیت، پلی یورتان، نانوذرات نقره
  • امیرحسین نویدپور*، مهدی صالحی، مهدی امیرنصر، حمیدرضا سلیمی جزی، مهران آذرپور سیاه کلی، یعقوب کلانتری صفحات 117-128
    در میان روش های مختلفی که برای تخریب آلاینده های شیمیایی مورد استفاده قرار گرفته است، فرایندهای اکسایش پیشرفته (مانند فرایند فتوکاتالیتیکی) به دلیل ویژگی های خاص خود مورد توجه قرار گرفته اند. در این پژوهش، پوشش کامپوزیتی ZnFe2O4-10wt% TiO2 به روش پاشش شعله ای تولید شده است. پودرهای تیتانیا (TiO2 با 75% آناتاز و 25% روتیل) و فریت روی (ZnFe2O4) سنتز شده توسط فرایند آلیاژسازی مکانیکی با یکدیگر مخلوط (با نسبت وزنی 1 به 9) و بر روی زیرلایه ای از فولاد زنگ نزن 316 پوشش داده شدند. برای ارزیابی ساختار، مورفولوژی و شدت جذب نور پوشش، به ترتیب دستگاه های پراش پرتو ایکس(XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و اسپکتروفتومتر UV-VIS-NIR مورد استفاده قرار گرفته اند. فعالیت فتوکاتالیتیکی پوشش ایجاد شده، توسط رنگ زدایی محلول رنگی متیلن بلو با غلظت mg/Lit 5 مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج ارزیابی ها نشان داده است که پوشش کامپوزیتی حاصل از فرایند پاشش شعله ای، دارای جذب نور و فعالیت فتوکاتالیتیکی نسبتا مناسبی در تخریب فتوکاتالیتیکی رنگ متیلن بلو (تحت تابش نور مرئی) است.
    کلیدواژگان: پوشش، پاشش شعله ای، ZnFe2O4، TiO2، متیلن بلو
  • مجتبی احمدی، حسین آقاجانی* صفحات 129-139
    در این پژوهش، شرایط ایجاد پوشش کامپوزیتی YSZ/Al بر روی سوپرآلیاژ اینکولوی 825 به روش رسوب دهی الکتروفورتیک مورد مطالعه قرار گرفته است. پایداری سوسپانسیون ذرات YSZ و Al در استون و در حضور پراکنده ساز ید با اندازه گیری اندازه ذرات موجود در سوسپانسیون و پتانسیل زتا مطالعه شد. بر اساس نتایج به دست آمده، سوسپانسیون حاوی g/l 2/1 ید به منظور رسوب دهی الکتروفورتیک همزمان دو پودر انتخاب شد. میانگین اندازه ذرات YSZ و Al در این سوپانسیون به ترتیب برابر 6/111 نانومتر و 658/2 میکرومتر و مقدار پتانسیل زتا برای دو پودر به ترتیب برابر 2/50 و 16 میلی ولت اندازه گیری شد. به منظور بررسی تاثیر ولتاژ اعمالی و زمان بهینه رسوب دهی بر روی کیفیت رسوب تشکیل شده، رسوب دهی در ولتاژها و زمان های رسوب دهی مختلف انجام شد. نتایج نشان داد که رسوب تشکیل شده در ولتاژ 6 ولت و زمان رسوب دهی 3 دقیقه دارای سطح یکنواخت و عاری از ترک بود. تصویر به دست آمده از آنالیز SEM نشان داد که این پوشش دارای ضخامت 63/19 میکرومتر است.
    کلیدواژگان: YSZ، آلومینیوم، رسوب دهی الکتروفورتیک، پتانسیل زتا
|
  • Mehdi Talaee Pages 1-16
    Dispersion of nanotitan particles in polyurethane (PU) resin plays an important role to achievement better mechanical and physical properties. In this study nanocomposite coating was performed by incorporating nanotitania pigment with rutile and anatase phase in polyurethane to different loading level (0.1, 0.5, 1.0 and 2.0% by weight). Dispersion of nanoparticles in PU matrix was done by using ultrasonication mixing machine (2 h) and rotary mixer (3 h) and also again UT mixing machine (1 h) and finally gas removing. After addition of the appropriate amount of hardener, prepared nanocomposite coating was investigated by applying on steel and glass substrate and after 2weeks time for curing, exposing them to UV weathering, salt spray, scratch and hardness testing. The dispersion quality and surface morphology of nanocomposite coating was evaluated by using different analytical techniques. Dispersion quality of nanocomposite was investigated using optical microscopy. Dry film thickness (DFT) of samples was mostly in the range 90 µm. Roughness after exposing of naoncomposites on UV radiation and salt spray measurement by atomic force microscopy (AFM) topography and analysis by this apparatus and mechanical behavior also by using hardness and scratch test and also by colorimetry measurements, surface degradation of PU nanocomposite coatings was characterized by color changing, defined as the color measurement, after being exposed to accelerated weathering conditions.
    Keywords: Titania nanoparticle, dispersant, polyurethane, morphology, Photocatalyst
  • Khashayar Morshed, Behbahani, Mahmoud Pakshir *, Pooria Najafisayar, Nika Zakerin Pages 17-28
    In this study, the properties of the passive layer, formed on the surface of SAF 2205 duplex stainless steels in sulphuric acid solution, were investigated. The degree of sensitization of the samples sensitized for 1 h and 5 h were evaluated using double loop electrochemical potentiokinetic reactivation technique (DLEPR). The results were in good agreement with those of sodium hydroxide etch tests for classification of structures of duplex stainless steels. In addition, the potentiodynamic polarization test was performed to determine the passive potential range of the solution-annealed samples sensitized samples. Cyclic polarization in anodic branch revealed the beneficial effects of having less surface roughness on the protective properties of the passive layer. Mott-Schottky method was used to evaluate the density of point defects at the surface. The results showed that those samples with finer surface roughness, less degree of sensitization and more polarization cycles have less defects (up to 44%) in their passive layers. So, the more degree of sensitization and surface roughness lead to the formation of less intact passive layer due to the formation of sigma phase and less number of microcells at the surface.
    Keywords: SAF 2205 duplex stainless steel, passive layer, potentiodynamic polarization, double loop electrochemical potentiokinetic reactivation (DLEPR), Mott-Schottky analysis
  • Seyed Kamal Hosseini, Danial Davoodi Pages 29-39
    This research aims to produce Ni-Vanadium Carbide composite nano powder, known as a hard metal, from oxide raw materials and magnesium as a reductant, using mechano-chemical method. With regard to the adiabatic temperature (T=3964 K), this reaction is a mechanically induced Self-sustaining (MSR) type. Raw materials were mixed according to stoichiometry reaction with a ratio of (1:1:6:2) for Nickel oxide, Vanadium oxide, Magnesium and graphite respectively. Milling was carried out in a planetary ball mill with a powder to ball ratio of 1:20 under argon gas atmosphere. After 40min of milling, combustion occurred out in the mill chamber. With regard to the results of X-ray difraction after the combustion, the intended products; that are, Nickel, Vanadium Carbide and Magnesium Oxide which is by-product of the reaction, were completely produced. HCl with a concentration of 9% was used to remove the magnesium oxide phase. The crystallite size and lattice strain were calculated using Williamson-Hall method, and the crystallite size and lattice strain of Ni and Vanadium Carbide were obtained 40nm, 0.00595, 54nm, 0.00615, respectively.
    Keywords: Nano composite, nickel, vanadium carbide, mechanochemical, mechanically induced self-sustaining
  • Mahdi Karevan Pages 41-51
    Metal bone plates are used to stabilize bone fractures in orthopedic surgical treatment for years. The differences between stiffness of Metal plates and bone lead to osteoporosis and increase the risk of again fractures in the area of the plate. In addition, wear and corrosion of metal plaques lead to release of unwanted corrosion products in the body. To fix this problem ceramic polymer degradable composites can be used. The purpose of this research was to fabricate non-degradable bone plate of Polycaprolactone-Baghdadite (Ca3ZrSi2O9) to stabilize and restore the bone tissue damages. Polycaprolactone (PCL) is semi-crystalline polymer with biocompatible body, but the degradation rate of PCL than other biocompatible polymer is lower and has higher fracture energy. Baghdadite is a bioceramic with high bioactivity properties, so the additions of baghdadite nanoparticles to PCL lead to increase the bioactive of PCL meanwhile improve the speed of degradation of the composites. In this study, Baghdadite powder was prepared by the sol-gel method and then values of 0, 10 and 20 wt% nano-powder added to PCL. In order to evaluate the biological properties, the test of immersion in (SBF) applied and assessment of particle shape and morphology of samples was done by scanning electron microscopy. Tensile test used to determine the mechanical properties. The results showed that the Baghdadite powder composed with average particle size of 30 nm, While have the proper distribution and uniformity in the polymer matrix; subjoin it to matrix phase lead to increased biological and strength properties of the composite.
    Keywords: Nanocomposite, Baghdadite, Polycaprolactone, morphological properties, biological properties
  • Soroush Parvizi *, Zohre Ahmadi, Mehdi Shahedi Asl, Mehran Jaberi Zamharir Pages 53-65
    Abstract Ultrahigh temperature ZrB2-SiC composites reinforced with different amount of nano-graphite (0, 2.5, 5, 7.5 and 10 wt%) were fabricated by spark plasma sintering process. The effect of graphite nano-flake on the densification behavior of the mentioned composites were investigated. Spark plasma sintering was carried out at a temperature of 1900 °C for a dwell time of 7 min under an applied pressure of 40 MPa. A fully dense ZrB2-SiC composite (with relative density of 100.6%) was obtained by the addition of 5 wt% nano-graphite. Elimination of oxide impurities through the chemical reactions with graphite as well as formation of sub-micron phases caused to an enhancement in the densification. In addition, the in-situ formed ZrC phase was one of the reasons behind the increasing of relative density. Keywords: spark plasma sintering, ultrahigh temperature composites, densification behavior, nano-graphite, ZrB2-SiC composites Keywords: spark plasma sintering, ultrahigh temperature composites, densification behavior, nano-graphite, ZrB2-SiC composites
    Keywords: spark plasma sintering, ultrahigh temperature composites, densification behavior, nano-graphite
  • Hamid Reza Yousefi *, Babak Hashemi Pages 67-79
    Zinc oxide is a semiconductor which has photo-catalyst properties and could be used for degradation of organic materials. In this research silver doped zinc oxide nanoparticles were synthesized using Pechini sol-gel method in order to investigate its photo-catalyst properties. Nanoparticles show good photo-catalyst properties due to high surface area to volume ratio and adding of noble metals to semiconductor decreases recombination of electron-hole. Samples with different weight percentages of silver (0.6, 1.8, 3.1 and 6.2) were synthesized. Samples were characterized by UV-Visible spectroscopy, X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscope (SEM), Field Emission Scanning Electron Microscope (FESEM), Energy-Dispersive X-ray spectroscopy and Photo luminance Spectroscopy. Photo-catalyst properties of samples were analyzed by degradation of methylene blue. Results showed that Ag doping decreased the particle size of samples and the sample containing 1.8% Ag had maximum rate in degradation of methylene blue solution and this was coincidence with PL results. Adding of Ag to ZnO decreased recombination rate of electron-hole in oxide and therefore increased photo-catalyst properties of samples or degradation rate of solutions. To confirm the decolorization repeatability of the synthesized samples, three photocatalytic cycles were performed on the sample containing 1.8% wt% of silver. It was observed that the decolorization efficiency of sample was not significantly reduced, and it is indicate that the synthesized catalyst is stable and functional.
    Keywords: Ag, ZnO, photo-catalyst, Pechini sol-gel method
  • Mousa Mohammadian Pages 81-93
    In this research, the tanks made of carbon steel, similar to the practical conditions and in the form of pilot, was investigated. The tank containing 98% and 72% sulfuric acid was evaluated by potentiodynamic polarization test, open circuit potentials and potentiostatic test. Also, electrochemical noise measurement was carried out before, during and after the anodic protection, and the results were analyzed by statistical analysis at time intervals. . By analyzing the frequency range, PSD curves were obtained and it was observed that the values of slope and current and potential skewness could be used to determine the deviation or non-deviation of the normal distribution of electrochemical noise data. It was also found that by using spectral density curves, it is possible to eliminate the negative effects of additional noise and obtain complete information about the corrosion process. Noise resistance was obtained, but the noise resistance could be applied qualitatively to determine the corrosion rate. In this study, it was concluded that the electrochemical noise method is an efficient method for studying corrosion phenomena, such as crevice corrosion and anodic protection system during protection of tanks and heat exchangers in sulfuric acid. It was found that for a mild steel tank in Sulfuric Acid 98%, during protection, the slope value of the ROLL-OFF region was 2.4 and for dilute sulfuric acid 4.4, and it was found that in this area, the anodic protection was considerably high for carbon steel so protection in the sulfuric acid solution 72% is more suitable.
    Keywords: Electrochemical Noise, Anodic Protection, Stainless Steel 316, Carbon Steel, Sulfuric Acid 98%
  • Gholamreza Heidari * Pages 95-103
    Production of hydrogen using photoelectrochemical water splitting is a promising method for production of clean and renewable energy source. Using positive and negative semiconductors respectively as photocathode and photoanode, water can be splitted into hydrogen and oxygen. In this study, hematite was synthesized using electrochemical deposition. The diffraction pattern obtained using x-ray diffraction showed hematite having rhombohedral crystal structure. Surface morphology obtained by scanning electron microscope showed a two-layer structure, lower layer with cracks and upper layer consisting of particles. Photocurrent density was obtained using linear sweep voltammetry under chopped illumination and it was obtained at 0.6V vs Ag/AgCl as 2.5 μA.cm-2. Nyquist plot of hematite at potentials of 0V and 0.6V was obtained using electrochemical impedance spectroscopy and an equivalent circuit was fitted to EIS data and the value of the parameters was obtained. Also, using Mott-schottky plot, the flat band potential and the carrier density were obtained to be -0.35V vs Ag/AgCl and 8.4×1018 cm-3.
    Keywords: Hematite, Electrochemical deposition, Photo-electrochemistry, Water splitting
  • Seyed Mohammad Kazemzadeh, Mohammad Reza Vaezi *, Seyyed Mohammad Mehdi Hadavi, Masoud Esfandeh Pages 105-116
    In this study, the dielectric heating was performed by microwave irradition to synthesize polyurethane/silver nanocomposite, which was carried out by distributing and dissolving silver nitrate salt in the polyurethane and the reduction of silver cation retained in ethylene glycol micelles in the prepolymer solutions. Decreasing the time and number of synthesis processes and, consequently, reducing production costs is one of the advantages of this technique. During the chemical reactions, microwave waves with constant intensity and frequency at 30, 60, 90, 120 seconds were applied to solvent prepolymer by a microwave oven. By completion of the chemical reactions, silver nanoparticles were synthesized in a polyurethane matrix. The effect of microwave and insitu synthesis of and silver nanoparticles on chemical bonding of polyurethane in terms of structure, morphology, composition and particle size distribution were studied by using UV-Vis spectroscopy, X-ray diffraction (XRD), transmitted electron microscopy (TEM), X-ray diffraction spectroscopy (EDX) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) analysis. Produced nanoparticles have spherical and semi spherical morphology with particle size distribution in the range of 10 to 80 nm, and the fcc crystalline structure and uniform dispersion in the polyurethane matrix. Meanwhile, Fourier transform infrared spectroscopy of nanocomposites showed synthesis of silver nanoparticles no negative effect on polyurethane chemical bonds by this method.
    Keywords: Microwaves, Nanocomposite, polyurethane, Silver nanoparticles
  • Pages 117-128
    Among various techniques which have been used for degradation of chemical pollutants, advanced oxidation processes (such as photocatalytic process) have received attention due to their specific properties. In this investigation, ZnFe2O4-10wt% TiO2 composite film was elaborated using flame spraying process. Powders of titania (TiO2: 75vol. % anatase, 25vol. % rutile) and zinc ferrite (ZnFe2O4), which was synthesized by mechanical alloying process, were mixed together (weight ratio of 1:9) and deposited on stainless steel 316 substrate. In order to evaluate the structure, morphology, and photo-adsorption ability of the coating, X-ray diffractometer (XRD), scanning electron microscopy (SEM), and UV-VIS-NIR spectroscopy were used, respectively. Photocatalytic performance of the deposited film was studied by bleaching of aquatic methylene blue solution with the concentration of 5 mg/Lit. The results showed that the composite coating, which was elaborated by flame spraying, possesses relatively good photo-adsorption ability as well as photocatalytic activity for photodegradation of methylene blue (under visible light irradiation).
    Keywords: Coating, Flame spraying, TiO2, ZnFe2O4, Methylene blue
  • Mojtaba Ahmadi, Hossein Aghajnai * Pages 129-139
    Abstract In this research, Fabrication of YSZ/Al composite coating on Incoloy 825 superalloy using electrophoretic deposition has been investigated. Dispersion of YSZ and Al particles suspension in acetone in presence of iodine, as dispersant, was studied by particle size and zeta potential measurement. According to the results, the suspension containing 1.2 g/l iodine has been chosen for electrophoretic co-deposition of YSZ and Al particles. Mean diameter of YSZ and Al particles in this suspension was measured 111.6 nm and 2.658 μm and zeta potential value of these particles was measured 50.2 and 16 mV, respectively. In order to investigate the influence of applied voltage and deposition time on quality of formed deposit, electrophoretic co-deposition has been carried out at different voltages and deposition times. Results revealed that the deposit formed at voltage of 6 V and deposition time of 3 min had uniform and crack-free surface. SEM image showed that this coating had thickness of 19.63 μm.
    Keywords: YSZ, Aluminum, Electrophoretic deposition, Zeta potential