فهرست مطالب

مهندسی متالورژی و مواد - سال سی‌ام شماره 1 (1397)
  • سال سی‌ام شماره 1 (1397)
  • تاریخ انتشار: 1398/02/28
  • تعداد عناوین: 13
|
  • علی حسنی، مرتضی مغربی، مجید بنی آدم* صفحات 1-11
    لایه برداری الکتروشیمیایی از گرافیت، یکی از روش های سنتز گرافن بوده و علی رغم اینکه توان سل الکتروشیمیایی در این فرایند می تواند نقشی اساسی ایفا کند، کمتر مورد توجه قرار گرفته و پژوهش های قبلی در بازه ای محدود از اختلاف پتانسیل یا جریان الکتریکی انجام شده است. در این پژوهش تاثیر توان بر مقدار گرافن لایه برداری شده و مقدار گروه عاملی قرار گرفته روی آن ها در بازه ای گسترده بررسی شده است. از آنالیزهایی نظیر رسانایی، توزین، جذب مرئی-فرابنفش و میکروسکوپ الکترونی عبوری برای تعیین مشخصات محصولات استفاده شد. بر اساس نتایج با کاهش توان ورودی به سل، لایه برداری از الکترود بیشتر شده و مقدار گروه عاملی آن ها نیز بیشتر می شود. 
    کلیدواژگان: لایه برداری، گرافن، توان، گروه عاملی
  • مجید طاووسی*، مهرداد نوربخش، سید رحمان حسینی صفحات 13-28
    هدف از این تحقیق بررسی اثر دما و زمان فرایند آستمپرینگ بر خواص ساختاری و مکانیکی فولاد AISI 52100 می باشد. در این راستا در نمونه ها آستنیته شده و سپس عملیات آستمپرینگ در شرایط مختلف دنبال شد. بررسی های فازی، ساختاری و مکانیکی توسط پراش سنج پرتوایکس، میکروسکپ الکترونی روبشی، آزمون کشش و سایش انجام شد. نتایج نشان داد که در دمای آستمپرینگ بالاتر از 250 درجه ی سانتی گراد، استحکام و درصد ازدیاد طول به ترتیب به بیش از 2000 مگاپاسکال و 7 درصد می رسد. استحکام و انعطاف پذیری با افزایش دما به ترتیب به حدود 1808 مگاپاسکال و 3 درصد کاهش می یابد.
    کلیدواژگان: فولاد نانو ساخت، بینیت، ISI 52100، آستمپرینگ کنترل شده، استحاله هم دما
  • عباس صادق زاده عطار* صفحات 29-42
    هدف از این تحقیق، سنتز و مشخصه یابی لایه های نانوساختار تیتانات بیسموت با دو ترکیب Bi4Ti3O12 و Bi12TiO20 به روش سل- ژل  می باشد. همچنین تغییرات خواص دی الکتریک نمونه های تهیه شده با دمای آنیل و فرکانس اعمالی مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفت. در این راستا دو محلول سل مختلف با نسبت های مولار مشخص از مواد اولیه به روش سل- ژل تهیه و پس از لایه نشانی خشک و سپس در دماهای مختلف 300 تا 700 درجه سانتیگراد آنیل شدند. به منظور بررسی ساختار و خواص لایه های سنتز شده از دستگاه های آنالیز طیفسنج مادون قرمز، پراش اسعه ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی، طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس و LCRمتر استفاده شد. بررسی های فازی نمونه ها به وسیله پراش اسعه ایکس حاکی از تشکیل ترکیبات Bi4Ti3O12 با ساختار اورتورومبیک و Bi12TiO20 با ساختار مکعبی می باشند که در دمای600 درجه سانتیگراد به مدت یک ساعت به طور کامل کریستاله شده اند. نتایج آزمایشات خواص دی الکتریک نشان داد که با افزایش دمای آنیل، ثابت دی الکتریک و اتلاف دی الکتریک در هر دو نمونه افزایش یافتند. همچنین با افزایش فرکانس، ثابت دی الکتریک نمونه ها کاهش و تلفات دی الکتریک آن ها افزایش می یابد.
    کلیدواژگان: تیتانات بیسموت، لایه نانو ساختار، فرایند سل - ژل، ریز ساختار، خواص دی الکتریک، مشخصه یابی
  • حسین عبدوس، منصور سلطانیه، حسین بنا متجدد امروز * صفحات 43-54
    رفتار ترمودینامیکی و سینتیکی آلیاژ پایه نیکل آلومیناید IC221M، در محلول یوتکتیکی کربنات لیتیم و کربنات سدیم مذاب، به منظور جایگزینی در بخش آب بندی تر پیل های سوختی کربنات مذاب، مورد بررسی قرار گرفت. آلیاژ، به کمک روش ذوب مجدد قوسی تحت خلاء، تولید شد. مطالعات میکروسکوپی الکترونی روبشی و پراش اشعه ایکس محصولات حاصل از غوطه وری نمونه ها در کربنات مذاب، در سه دمای 600، 650 و 700 درجه سانتیگراد، به همراه تغییرات وزن آنها، نشان داد که آلیاژ در دو دمای 650 و 700 درجه سانتیگراد، مقاومت مناسبی در محیط کربنات مذاب ندارد. انهدام نمونه ها، به طور عمده، با مکانیزم نفوذی و نه انجام واکنش صورت می پذیرد. انرژی فعال سازی فرایند، 423 کیلوژول بر مول تعیین و مشخص شد که سینتیک فرایند، با نفوذ آلومینیوم در فاز γ´ کنترل می شود.
    کلیدواژگان: آلیاژ IC221M، کرتناب مذاب، نفوذ، صفحات جدا کننده
  • امیر طالبی، مهدی قبیتی حسب * صفحات 55-65
    فولادهای دو و سه فازی خواص منحصر بفردی همچون رفتار تسلیم پیوسته، نسبت استحکام تسلیم به استحکام کششی کم، سرعت کار سختی بالا و درصد ازدیاد طول همگن زیاد دارند، لذا در صنایع خودروسازی به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند. هدف از این مطالعه، ایجاد ریزساختار سه فازی فریتی- بینیتی - مارتنزیتی با استحکام بالا و شکل پذیری مطلوب می باشد. در این تحقیق، عملیات آستنیته کردن در دمای 850 درجه سانتی گراد به مدت 1 ساعت بر روی نمونه های فولاد 4140  انجام شد. سپس نمونه ها در دمای 720 درجه سانتی گراد (منطقه فریت-آستنیت) به مدت 3 دقیقه نگهداری و جهت بدست آوردن مورفولوژی های متفاوت بینیت، به حمام نمک با دماهای متفاوت 380، 400، 420 و 450 درجه سانتی گراد به مدت 4 دقیقه انتقال داده شدند و در نهایت در آب به منظور تشکیل مارتنزیت کوئنچ گردیدند. مطالعه ریزساختار نمونه ها با میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد که با افزایش دمای آستمپرینگ از 380 تا 450 درجه سانتی گراد، مورفولوژی از بینیت پایین به بینیت بالا تغییر می کند. با انجام آزمون های سختی و کشش مشخص گردید که افزایش دمای آستمپرینگ موجب کاهش مقادیر سختی، استحکام تسلیم، استحکام کششی نهایی، ازدیاد طول و همچنین کاهش مقادیر n و K  در رابطه هولمن می شود. شکست نگاری نمونه های تست کشش به وسیله استریو میکروسکوپ نشان داد که با افزایش دمای آستمپرینگ، سطح شکست از نرم به ترد تغییر می کند.
    کلیدواژگان: دمای استمپرینگ، بینیت پایین، بینیت بالا، خواص کششی، سختی
  • فاطمه مهری، شهرام رایگان*، مهدی پورعبدلی سردرود صفحات 67-78
    در این تحقیق مخلوط پودری (38wt%TiO2-36wt%NiO-26wt%C) در زمان های 5 و10 و 20 ساعت آسیاکاری شد. سپس  پودرهای آسیا شده در دماهای 300 ، 600 ، 900 و 1200 درجه سانتیگراد به مدت یک ساعت عملیات حرارتی شدند. نتایج نشان دادند که آسیا کاری  مخلوط اولیه  به مدت زمان های مختلف موجب واکنش بین اجزای تشکیل دهنده آن نمی شود. افزایش زمان آسیا کاری از 5 به 20 ساعت ومتعاقب آن افزایش دمای عملیات حرارتی از 300 تا 900 درجه سانتیگراد موجب واکنش احیای اکسید نیکل به نیکل و تبدیل آناتاز به روتایل گردید. عملیات حرارتی ترکیب در دمای  1200 درجه سانتیگراد موجب ظهور فاز NiTiO3 شد. در مرحله بعد 10 درصد وزنی از نمونه های 20 ساعت آسیاکاری  و عملیات حرارتی شده به عنوان کاتالیزور به MgH2 اضافه شدند و به مدت زمان 20 ساعت آسیاکاری گردید. تاثیراین فرآیند بر قابلیت دفع هیدروژن از MgH2 مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد که افزودن ترکیب کاتالیزوری تهیه شده در دمای  1200 درجه سانتیگراد به هیدرید منیزیم وآسیا کاری آن به مدت 20 ساعت موجب دفع هیدروژن به میزان 45/6 درصد وزنی و کاهش دمای دفع هیدروژن به میزان  170 درجه سانتیگراد شد. دلیل این بهبود در قابلیت دفع هیدروژن به وجود فاز NiTiO3 موجود در این ترکیب کاتالیزوری نسبت داده شد.
    کلیدواژگان: کاتالیست، اکسید نیکل، اکسید تیتانیم، نانو ساختار، هیدروژن، هیدرید منیزیم، NiTiO3
  • علی مهری، امیر عبدالله زاده*، سینا انتصاری، حمید اسدی، جین تائو وانگ صفحات 79-89
    در این پژوهش، اتصال دهی ورق نازک آلومینیم 7075-T6 بوسیله جوشکاری همزن اصطکاکی با موفقیت انجام شد. سرعت حرکت خطی جوشکاری مقدار ثابت 50 میلیمتر بر دقیقه و سرعت چرخشی ابزار 600، 1000 و 1600 دور بر دقیقه انتخاب شدند. با کمک میکروسکوپ الکترونی عبوری و سنجش پراش الکترون برگشتی، مکانیزم تغییرات ریزساختاری فلز جوش تعیین گردید. نتایج نشان داد حین فرآیند جوشکاری همزن اصطکاکی، پدیده هایی مثل رسوب گذاری، تبلور مجدد دینامیکی پیوسته، رشد دانه و همچنین انحلال رسوبات در ناحیه همزده جوش اتفاق می افتند که بر خواص مکانیکی اتصال تاثیر بسزایی دارد. همچنین در جوشکاری همزن اصطکاکی ورق نازک آلومینیم، عامل تعیین کننده ریز ساختار نهایی اتصال، کرنش مکانیکی پلاستیک فرآیند بوده و اثر آن بیش از حرارت ورودی جوشکاری می باشد.
    کلیدواژگان: جوشکاری همزن اصطکاکی، آلیاژ آلومینیم، تبلور مجدد، خواص مکانیکی، رسوب گذاری
  • حسین بنا متجدد امروز*، منصور سلطانیه صفحات 91-99
    تاثیر گرمایش القایی سریع بر پایداری حرارتی آلیاژ پایه نیکل آلومیناید IC221M، حاوی کروم، مولیبدن زیرکونیوم و بور، مورد بررسی قرار گرفت. آلیاژ با روش ذوب مجدد قوسی تحت خلاء تولید شد. تغییرات ریزساختاری آلیاژ در مناطق دندریتی و بین دندریتی در اثر عملیات حرارتی سریع در دمای 1100 درجه سانتیگراد، با کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی و انجام آنالیز تصویری دنبال شد. نتایج این بخش با نتایج حاصل از عملیات حرارتی عادی مقایسه شد. با بررسی نتایج مشخص گردید که عملیات گرمایش سریع سبب تسریع حذف ساختار غنی از زیرکونیوم در مناطق بین دندریتی می شود. همچنین سرعت رشد ذرات رسوبی در نواحی دندریتی نیز، متاثر از این عملیات تسریع می شود. مکانیزم رشد ذرات رسوبی با انجام آنیل سریع، با کمک رسم نمودارهای توزیع اندازه ذرات رسوبی آنیل شده و مقایسه با نمودارهای مربوط به مدلهای LSW، TIDC و Hillert تعیین و مشخص شد که مکانیزم رشد در اثر گرمایش سریع ثابت می ماند.
    کلیدواژگان: آلیاژ پایه نیکل آلومیناید IC221M، گرمایش سریع القایع، ساختار غنی از زیر کونیوم، رشد ذرات رسوبی
  • شروین دانشور اصل، سید خطیب الاسلام صدرنژاد* صفحات 101-110
    پوشش های نانوکامپوزیتی دی اکسید تیتانیم- نانولوله کربنی چنددیواره (TiO2-MWCNT) حاوی درصدهای گوناگون از نانولوله کربنی روی زیرلایه اکسید قلع دوپ شده با فلوئور به روش سل ژل غوطه وری ایجاد شدند. سپس، سلول های خورشیدی رنگ دانه ای با استفاده از آندهای تهیه شده از این پوشش ها، الکترولیت اکسایشی-کاهشی پایه ید و الکترود کمکی پلاتینه شده ساخته شدند. نتایج نشان دادند که سلول خورشیدی ساخته شده از فیلم نانوکامپوزیتی TiO2-3%wt.MWCNT دارای بیش ترین بازدهی تبدیل (31%/5) و میزان افزایش بازدهی نسبت به حالتی که از لایه TiO2 خالص در ساخت آند استفاده شود، %69 ~ است. این ارتقا در بازدهی تبدیل به افزایش رسانایی الکتریکی آند، کاهش ترکیب مجدد حامل های بار در آن و کاهش مقاومت انتقال بار در فصل مشترک دی اکسید تیتانیم/ رنگ دانه/ الکترولیت نسبت داده شد.
    کلیدواژگان: سلول خورشیدی رنگ دانه ای، دی اکسید تیتانیم، نانو لوله کربنی، سل ژل عوطه وری و بازدهی تبدیل
  • حسین سرپولکی*، وحیده تاجر کجینه باف، حمیرا حیدری بروجنی صفحات 111-119
    تیتانیا یکی از بهترین فوتوکاتالیست هایی است که با پوشش آن بر کره های سیلیسی و همچنین با اضافه کردن افزودنی می توان خاصیت فوتوکاتالیستی آن را بهبود بخشید. در این تحقیق به صورت جداگانه سل تیتانیا یک بار به روش کلوئیدی و بار دیگر به روش پلیمری تهیه شد. به منظور تهیه سل تیتانیا از تترا ایزوپروکساید تیتانیوم، ایزوپروپانول، آب دی یونیزه، اسید نیتریک و اسید کلریدریک به عنوان مواد اولیه استفاده گردید. سل تیتانیای دپ شده با سریم با نسبت های متفاوت 05/0، 1/0 و 15/0 به دو روش متفاوت آماده سازی شد و خواص آن ها مورد بررسی قرار گرفت. خواص نمونه ها با استفاده از پراش پرتو ایکس و میکروسکوپ الکترونی روبشی بررسی شد. فعالیت فوتوکاتالیستی کامپوزیت های تیتانیا-سریا بر پایه میزان تخریب متیلن بولو در حضور امواج فرابنفش بررسی و قابلیت جداسازی متیلن بولو از محلول آبی نیز با استفاده از دستگاه طیف سنجی فرابنفش تعیین گردید. با توجه به نتایج بدست آمده، نمونه های تیتانیا-سریای تهیه شده به روش پلیمری نسبت به تیتانیای خالص فعالیت فوتوکاتالیستی بهتری از خود نشان دادند. راندمان فوتوکاتالیستی از 39/67 درصد برای تیتانیای پلیمری خالص به 39/81 برای تیتانیای پلیمری دپ شده توسط سریم با نسبت مولی سریم به تیتانیوم برابر 05/0 افزایش یافت. راندمان فوتوکاتالیستی برای نمونه هایی با نسبت سریم به تیتانیوم 1/0 و 15/0، به ترتیب برابر 25/80 و 34/79 محاسبه شد. تیتانیای کلوئیدی دپ شده با سریم نیز در زمان های اول تابش فعالیت فوتوکاتالیستی بیش تری نسبت به تیتانیای خالص از خود نشان داد.
    کلیدواژگان: تیتانیا، سریا، افزودنی، خاصیت فوتوکاتالیستی، کامپوزیت، سل - ژل
  • مرتضی محمودان، رضا غلامی پور*، شمس الدین میردامادی، سعید ناطق صفحات 131-140
    کامپوزیت های(Zr55Cu30Al10Ni5)100-xNb(x= 0, 2)   W/به روش فلزخورانی در دمای 950 درجه سانتیگراد به مدت 15 دقیقه تولید شدند. خواص ساختاری و مکانیکی کامپوزیت های تولید شده با این روش، به ترتیب توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی و آزمون فشار تک محوری مورد بررسی قرار گرفتند. بر اساس نتایج حاصل از خواص مکانیکی و ریزساختاری، در نمونه X=2، سطح شکست عمدتا از نوع سطح شکست رگه ای بوده و با افزایش میزان چگالی ساختارهای رگه ای، شکل پذیری پلاستیک نیز به 28 درصد افزایش یافت. همچنین در نمونه بدون افزودنی نیوبیم، فازهای بین فلزی ثانویه W2Zr) و (W5Zr3 (که خود از محل های جوانه زنی ترک هستند) به عنوان مکان های تمرکز تنش عمل کرده و سطح شکست در این نمونه کامپوزیتی عمدتا از نوع مسطح بوده و با تبدیل سریع باندهای برشی به ترک، شکل پذیری پلاستیک کامپوزیت کاهش یافت.
    کلیدواژگان: کامپوزیت، شیشه فاز حجمی، نیوبیم، سطح شکست
  • محمد جواد رجبلو، مهدی رفیعی*، حسین مستعان صفحات 141-154
    در تحقیق حاضر شبیه سازی فرایند سایش فولاد 4130، توسط نرم افزار آباکوس انجام شد. از این رو فولاد 4130 در سه نیروی عمودی 1، 3 و 5 نیوتن به صورت آزمایش پین بر روی دیسک مورد شبیه سازی قرار گرفت. نتایج به دست آمده نشان داد سایش به وجود آمده از نوع خراشان بوده و با افزایش نیروی عمودی بر روی پین، تنش تماسی در منطقه تماس پین و دیسک، عمق و پهنای سایش افزایش می یابد. هم چنین نتایج به دست آمده از این شبیه سازی مطابق با نتایج آزمایشگاهی می باشد که دلالت بر قابل اعتماد بودن نتایج شبیه سازی در پیش بینی شدت سایش دارد.
    کلیدواژگان: تریبولوژی، نرم افزار آباکوس، فولاد 4130، آزمایش پین ب روی دیسک، تنش تماسی
  • حمیدرضا کریمی زارچی * صفحات 155-163
    در این تحقیق با مطالعه میدانی و بررسی فلاکس های مختلف، از نشادر یا کلرید آمونیم جهت بازیابی پیرومتالورژیکی فلز روی از غبار روی که مقدار حدود 10 تا 15 درصد وزنی از ضایعات حاصل از فرایند گالوانیزاسیون را تشکیل می دهد استفاده شد. مکانیزم عملکرد این کمک ذوب در استحصال مذاب روی تشریح گردید. مقادیر راندومان بازیابی روی در محدوده دمایی 500 تا700 درجه سانتیگراد، زمان 0 تا 40 دقیقه و مقادیر اختلاط 0 تا 20 درصد وزنی فلاکس در غبار مورد بررسی قرار گرفت. بهترین راندومان بازیابی (%85) در دمای 600 درجه سانتیگراد، درصد اختلاط 20 درصد وزنی کلرید آمونیم در غبار و زمان 20 تا 30 دقیقه مشاهده گردید.
    کلیدواژگان: فلاکس مناسب ذوب، کلرید آمونیم، استخراج پیرومتالورژیکی فلز روی، غبار گالوانیزه
|
  • A. Hasani, M. Maghrebi, M. Baniadam * Pages 1-11
    The electrochemical exfoliation of graphite is a method to obtain graphene. Despite the important role of electrical power in this process, it hasn’t been investigated extensively. In this research, the effect of electrical power in an extensive range on the amount of exfoliated graphene and oxygen functional groups was studied. Transmission electron microscopy, weighing, UV-vis spectroscopy and electrical conductivity were used for characterization of the products. According to the results, by decreasing the power, the amount of exfoliated graphene and its functional groups increased.
    Keywords: Exfoliation, Graphene, Electrical Power, Functional Group
  • M. Nourbakhsh, M. Tavoosi *, S. R. Hosseini Pages 13-28
    The goal of this study was to develop nano/ultrafine bainitic microstructure in AISI 52100 steel. For this purpose, the specimens were austenitized, followed by austempering treatment at different temperatures and times. Austempered samples were characterized using field emission scanning electron microscopy, X-ray diffraction and  tension and wear tests. The results showed, at austempering temperature up to 250oC, the strength and ductility reached 2000 MPa and 7%, respectively. By further increasing the austempering temperature, the strength and ductility were simultaneously reduced (to about 1808MPa and 3%).
    Keywords: Nanostructured Steel, Bainite, AISI 52100, Controlled Austempering, IsothermalTransformation
  • A. Sadeghzadeh Attar * Pages 29-42
    In this paper, bismuth titanate (Bi4Ti3O12, Bi12TiO20) nanostructured films were successfully fabricated via sol-gel method. The structure and dielectric properties of the prepared thin films as a function of annealing temperature and applied frequency were investigated. In this order, two different solutions with optimal ratio of raw materials were prepared. The solutions were deposited on the substrates by dip coating, and then heat treated at different temperatures ranging from 300 to 700 oC for 1 h. The prepared films were characterized by means of Fourier transform infrared spectroscopy, X-ray diffraction, scanning electron microscopy, energy-dispersive X-ray spectroscopy and LCR meter. It was found that the single phases were formed when Bi4Ti3O12 and Bi12TiO20 samples were annealed at 600 oC, therefore, optimal condition could be obtained at this temperature. Dielectric studies showed that the dielectric constant and loss factor were increased with increased annealing temperatures. Also, the values of dielectric constant were decreased and dielectric loss increased with increasing frequency.
    Keywords: Bismuth Titanate, Nanostructured Films, Sol-Gel Process, Microstructure, DielectricProperties, Characterization
  • H. Abdoos, M. Soltanieh, H. Banna Motejadded Emrooz * Pages 43-54
    The thermodynamic and kinetic behavior of nickel aluminide IC221M alloy in molten eutectic of lithium/sodium carbonate was investigated. The nickel aluminide IC221M alloy was produced by vacuum arc re-melting (VAR) method. Surface layer products formed after immersion in molten carbonate at 600, 650 and 700 oC were examined by SEM and XRD. The results along with weight difference calculations showed that IC221M alloy doesn’t have a good resistance at 650 and 700 oC . It was evidenced that the destruction of the alloy is a diffusion-controlled process. The activation energy of the process was calculated to be 423 kJ/mol and the process kinetics were controlled by aluminum diffusion in γ´ phase.
    Keywords: IC221M alloy, molten carbonate, diffusion, separator plate
  • A. Talebi, M. Ghobeiti Hasab * Pages 55-65
    Dual and triple phase steels have unique properties such as continuous yielding behavior, low ratio of yield strength to tensile strength, high work hardening rate and high homogenous elongation percentage; thus, they are used widely in automotive industries. The aim of this study is to develop a triple-phase microstructure of ferrite-bainite-martensite with high strength and desirable ductility. In this research, the samples of 4140 steel were austenitized at 850°C for 1 hour. Then, the samples were kept at temperature of 720°C (the ferrite-austenite region) for 3 minutes, and transferred to a salt bath at different temperatures of 380, 400, 420 and 450°C for 4 minutes to obtain various morphologies of bainite, finally quenched in water to form martensite. The observation of the microstructure by a scanning electron microscope showed that with increasing austempering temperature from 380 to 450°C, the morphology changes from lower bainite to upper bainite. Hardness and tensile tests revealed that by increasing the austempering temperature the hardness, yield strength, ultimate tensile strength, elongation and the amounts of “n” and “k” in the Holloman equation, decrease. Fractography of the tensile tested specimens by a stereo-microscope showed that with increasing the austempering temperature, the fracture surface changes from ductile to brittle.
    Keywords: Austempering Temperature, Lower Bainite, Upper Bainite, Tensile Properties, Hardness
  • F. Mehri, Sh. Raygan *, M. pourabdoli Sardroud Pages 67-78
    In this study 38wt%TiO2-36wt%NiO-26wt%C powder mixture was ball milled for 5, 10, and 20 hours and then heat treated at 300, 600, 900 and 1200 oC for one hour. Results showed that chemical reaction between initial components of powder did not occur during milling. Increasing milling time from 5 to 20h and heat treatment temperature from 300 to 900oC led to reduction of NiO to Ni by graphite and transformation of anatase to rutile. Heat treatment at 1200oC led to appearance of NiTiO3 phase. In the next step 10 wt% of 20h milled samples which heat treated at various temperatures were added to MgH2 as catalyst and then ball milled for 20 hours. The effect of this process on the hydrogen desorption from MgH2 was investigated. Results showed that adding catalyst produced at 1200oC to MgH2 and ball milling for 20 hours led to 6.45wt% hydrogen desorption and 170oC decrease in desorption temperature. The reason of this improvement in hydrogen desorption properties was related to the catalytic effect of NiTiO3 phase.  
    Keywords: Catalyst, Nickel Oxide, Titanium Oxide, Nonostructure, Hydrogen, Magnesium Hydride, NiTiO3
  • A. Mehri, A. Abdollah zadeh *, S. Entesari, H. Assadi, J. T. Wang Pages 79-89
    In the present research, FSW of thin sheets of the 7075-T6 aluminum alloy were investigated. Welding speed was held at 50 mm/min. The tool rotational speeds were 600, 1000 and 1600 rpm. The microstructure was investigated by both transmission electron microscope (TEM) and electron backscattered diffraction scans (EBSD). The results indicated that several phenomena occur instantly during FSW in the stir zone, such as precipitation, continuous dynamic recrystallization (CDRX), grain growth and precipitates dissolution which have a severe effect on the mechanical properties. It could also be concluded that for thin sheet of 7075-T6 aluminum alloy, plastic strain is the dominating factor over heat input of the FSW in determination of the microstructure of the weld zone.
    Keywords: Friction stir welding, Aluminum alloys, Recrystallization, Mechanical properties, Precipitation
  • H. B. Motejadded *, M. Soltanieh Pages 91-99
    The effects of rapid induction heating on the thermal stability of a Ni3Al base alloy containing Cr, Mo, Zr and B was investigated.  The alloy was produced with vacuum-arc remelting technique. Microstructural changes in the dendritic and interdendritic region during rapid heating process are clarified using scanning electron microscopy and image analyzing technique.  The results of this type of heat treatment were compared with normal heat treatment.  Results showed that rapid heating can accelerate the elimination speed of high zirconium phase and also the growth kinetics of γ' precipitates but has no significant effect on the growth mechanism.
    Keywords: Ni3Al Base Intermetallic, Rapid Heating, Zirconium Rich Structure, Coarsening
  • S. Daneshvar e Asl, S. K. Sadrnezhaad * Pages 101-110
    TiO2–MWCNT nanocomposite films containing various percentages of multi-wall carbon nanotubes were coated on fluorinated tin oxide (FTO) conductive glass substrates by sol–gel dip coating technique. Dye-sensitized solar cells were assembled by using anodes made of these nanocomposite films, iodide/triiodide redox couple electrolyte and platinum coated FTO cathodes. Cells having TiO2–3wt.%MWCNT nanocomposite anode showed maximum solar-to-electric energy conversion efficiency of 5.31%, which was 69% higher than conventional TiO2 solar cells. The enhancement of conversion efficiency was attributed to the increased electrical conductivity of the anode, decreased charge carrier recombination in the anode and decreased charge transport resistance at the TiO2/dye/electrolyte interface.
    Keywords: Dye-Sensitized Solar Cell, Titanium Dioxide, Carbon Nanotube, Sol-Gel Dip Coating andConversion Efficiency
  • H. Sarpoolaky *, V. Tajer, Kajinebaf, H. Heydari Boroujeni Pages 111-119
    Titania is one of the best-known photo-catalysts. Its photocatalytic properties can be improved by coating on silica spheres and using an additive. In this study, titania sol was separately synthesized by colloidal and polymeric methods. Titanium tetra-isopropoxide, isopropanol, cerium nitrate, deionized water; nitric acid and chloride acid were used as precursors for the preparation of titania sols. Cerium-doped titania sols were prepared with Ce/Ti molar ratios of 0.05, 0.1 and 0.15 using two different methods and then their properties were investigated. The properties of the samples were evaluated using X-ray diffraction and scanning electron microscopy. The photocatalytic activity of titania-ceria composites was evaluated using methylene blue photo-degradation by ultraviolet waves. Removal ability of methylene blue from aqueous solution was also determined by ultraviolet spectroscopy. According to the results, the titania-ceria composites synthesized through the polymeric method showed better photocatalytic activity than the pure titania. Photocatalytic efficiency increased from 67.39% for pure polymeric titania to 81.39% for cerium-doped polymeric titania with a molar ratio of Ce/Ti equal to 0.05. The photocatalytic efficiency of samples with Ce/Ti molar ratio of 0.1 and 0.15 was calculated to be 80.25% and 79.34%, respectively. Also, the colloidal titania-ceria composites exhibited more photocatalytic activity than pure titania in the early stages of radiation.
    Keywords: Titania, Ceria, Dopant, Photocatalytic Properties, Composite, Sol-gel
  • M. Mahmoodan, R. Gholamipour *, Sh. Mirdamadi, S. Nategh Pages 131-140
    (Zr55Cu30Al10Ni5)100-xNb(x= 0, 2) bulk metallic glass matrix/tungsten wire composites were fabricated by infiltration process at 950 ◦C and 15 minute processing time. Structural studies and mechanical behaviors of the materials were investigated by scanning electron microscopy and compressive tests, respectively. Based on the results, the fracture surface in the composite sample with X=2 was vein like pattern and with increase of the vein's intensity in the matrix, the ductility reached 28%. In the niobium-free composite sample the secondary intermetallic phases of (W2Zr , W5Zr3) (as the crack nucleation sites) act as the stress concentration sites and the fracture surface changed to smooth mode. In addition, the composite ductility was reduced because of the rapid convection of shear bands to cracks.
    Keywords: Composite, Bulk Metallic Glass, Niobium, Fracture Surface
  • M. J. Rajabloo, M. Rafiei *, H. Mostaan Pages 141-154
    In this research, the simulation of wear behavior of 4130 steel has been carried out by ABAQUS software. The wear behavior of 4130 steel was simulated at three normal loads of 1, 3 and 5 N under pin-on-disk test. It was found that the predominant wear mechanism was the abrasion and with increasing normal load the contact stress between pin and disk, width and depth of wear track increase during the wear test. Also, it was concluded that the results of simulation, had a good agreement with experimental results that shows the validity of simulation to predict the wear process.
    Keywords: Surface Tribology, ABAQUS Software, 4130 Steel, Pin-on-Disk Test, Contact Stress
  • H. R. Karimi Zarchi * Pages 155-163
    Having investigated the different reports and various fluxes, ammonium chloride was eventually selected for pyrometallurgical recovery of metallic zinc from the galvanizing flue dust in the present work. This flue dust constitutes 10 to 15 wt.% of galvanizing wastes. The mechanism of ammonium chloride in the extraction of the metallic zinc from the galvanizing dust was explained. Furthermore, the efficiencies of zinc recoveries in the temperature range of 500 to 700 ºC, treating time of 0 to 40 minutes and mixing percentages of 10 to 30wt% fluxes were investigated. The optimum efficiency of zinc recovery was calculated equal to 85% which was observed in the temperature 600ºC, flux mixing ratio of 20wt% and treating time of 20 to 30 minutes.
    Keywords: Melting Flux, Ammonium Chloride, Pyrometallurgical extraction of Metallic Zinc, GalvanizingFlue Dust