فهرست مطالب

  • سال نهم شماره 3 (بهار 1398)
  • تاریخ انتشار: 1398/02/01
  • تعداد عناوین: 12
|
  • نیکو برنجی طهرانی، رضا محمودی*، عبدالرضا گران مایه صفحات 1-14
    در این تحقیق رفتار خزش فرورندگی با فرورنده هرمی آلیاژهای AZ61‒0.7Si‒xCa, ( x = 0.2, 0.5, 1.0 wt%) در شرایط ریختگی و تحت نیروی ثابت مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بررسی های ریز ساختاری با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و پراش پرتو ایکس (XRD)، نشان دادند که افزودن کلسیم، با تشکیل فازهای پایدار در برابر حرارت CaMgSi و CaSi2 و از طریق مکانیزم جوانه زنی ناهمگن، سبب تغییر در مورفولوژی فاز Mg2Siاز شکل حروف چینی به شکل چند وجهی و در نهایت سبب بهبود خواص مکانیکی آلیاژ شده است. رفتار خزش فروروندگی این آلیاژها در محدوده دمایی 523-448 کلوین تحت نیروهای ثابت 5 و 15 نیوتن بررسی شد. در کلیه ی آلیاژها، در رژیم تنشی پایین، توان تنشی بین 7-4 و انرژی فعالسازی نزدیک به انرژی فعالسازی نفوذ از طریق هسته نابجایی های منیزیم، مکانیزم خزش را لغزش ویسکوز نابجایی ها معرفی می نماید. در رژیم تنشی بالا، توان تنشی بین 14-11 و انرژی فعالسازی بسیار نزدیک به انرژی فعالسازی نفوذ در خود منیزیم، مکانیزم غالب را، صعود نابجایی ها به همراه مقادیری تنش برگشتی، مشابه آنچه در آلیاژهای سخت شونده رسوبی مشاهده شده است، پیش بینی می کند. همچنین در تحقیق حاضر نشان داده شده است که آزمون خزش فروروندگی با نیروی ثابت می تواند در بررسی رفتار خزشی آلیاژهای ریختگی منیزیم، مورد استفاده قرار گیرد.
    کلیدواژگان: خزش فروروندگی، آلیاژ AZ61‒0.7Si، مورفولوژی Mg2Si، مکانیزم خزش
  • محمد ده بزرگی، رضا بازرگان لاری* صفحات 15-25
    هدف از این تحقیق بررسی اثر استفاده از رنگ های حاوی اکسید روی و اکسید مس بر روی رفتار خوردگی لوله های بتنی فاضلاب رو شهرستان مرودشت می باشد که این رنگ ها به دو روش اسپری و قلمو بر روی سطوح داخلی لوله ها اعمال گردید. جهت انجام بررسی ها از 9 لوله بتنی مورد استفاده در شبکه فاضلاب به طول 60 سانتی متر و قطر 20 سانتی متر استفاده شد که 4 عدد از لوله ها به وسیله رنگ حاوی اکسید مس و 4 عدد دیگر به وسیله رنگ حاوی اکسید روی پوشش داده شدند و 1 لوله نیز بدون رنگ به عنوان لوله کنترل در نظر گرفته شد. پس ازاعمال رنگ لوله ها به مدت 217 روز در مسیر جریان فاضلاب شهرستان مرودشت قرار داده شدند و سپس جهت بررسی میزان باکتری های هوازی و غیر هوازی موجود در فاضلاب در بازه های زمانی روزانه، هفتگی و ماهیانه شمارش باکتری هوازی و غیر هوازی انجام شد. نتایج نشان داد تولید سولفید توسط باکتری کاهنده سولفات (SRB) در لوله های پوشش داده شده حتی تا 100 درصد نسبت به لوله ی بدون پوشش کاهش پیدا می کند و این پوشش ها توانسته اند به طور موثری تعداد باکتری ها را در مواد فاضلابی کاهش دهند. همچنین بررسی های چشمی نشان داد که لجن تشکیل شده بر روی لوله های حاوی رنگ اکسید روی نسبت به لوله بدون پوشش به مراتب بسیار نازک تر می باشد و در لوله هایی که از رنگ حاوی اکسید مس استفاده شد این لایه لجن از لایه تشکیل شده بر روی پوشش رنگ حاوی اکسید روی هم نازک تر بود. بر روی پساب ورودی و خروجی حوضچه فاضلاب آزمایش جذب اتمی جهت بررسی میزان یون های مس و روی وارد شده از رنگ به داخل فاضلاب، انجام شد و نتایج نشان داد میزان ورود فلزات سنگین به پساب خروجی کمتر از میزان مجاز و استاندارد بوده و در نتیجه موجب سمی شدن فاضلاب نمی شوند.
    کلیدواژگان: خوردگی میکروبی، لوله بتنی، فاضلاب، رنگ اکسید مس، رنگ اکسید روی
  • مجید بلباسی* صفحات 27-38
    در بین آلیاژهای حافظه دار دمای بالای پایه NiTi ، آلیاژهای NiTiHf به دلیل دمای استحاله بالا، پایداری حرارتی خوب و قیمت مناسب نسبت به دیگر آلیاژهای حافظه دار بسیار مورد توجه می باشند. کرنش بازیابی و نسبت بازیابی این آلیاژها در مقایسه با آلیاژهای دوتایی NiTi پایین می باشد. یکی از راههای افزایش میزان کرنش بازیابی در این آلیاژها انجام عملیات ترمومکانیکی می باشد. در این تحقیق آلیاژ حافظه دار دمای بالا Ni50Ti40Hf10 در کوره قوس تحت خلا آلیاژسازی و ریخته گری شد و پس از همگن سازی، نمونه ها تحت عملیات نورد سرد و آنیل قرار گرفتند. با استفاده از تست خمش کرنش های اعمالی 6/2 تا 4/5 به روی نمونه ها اعمال شد و سپس میزان کرنش بازیابی و نسبت بازیابی نمونه ها اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که با افزایش کرنش اعمالی مقدار کرنش بازیابی افزایش یافت. در تمامی نمونه های نورد سرد شده تا کرنش اعمالی 3 میزان بازیابی بطور کامل 100% اتفاق افتاد. در کرنش های اعمالی بیش از این مقدار به دلیل وقوع تغیرشکل ناشی از لغزش، میزان بازیابی کرنش به کمتر از 100% رسیده است. در نمونه های نورد سرد شده به دلیل افزایش سختی و در نتیجه استحکام، مقدار کرنش بازیابی و نسبت بازیابی نسبت به نمونه ریختگی افزایش یافت. حداکثر کرنش بازیابی شده در نمونه ریختگی، مقدار 5 با نسبت بازیابی 87% بوده و با اعمال نورد به میزان 10 و 20 درصد، کرنش بازیابی به ترتیب به 25/5 و28/5 و نسبت بازیابی به 92% و 6/93 % افزایش یافت.
    کلیدواژگان: آلیاژهای حافظه دار دمای بالا، آلیاژهای NiTiHf، نورد سرد، کرنش بازیابی، نسبت بازیابی
  • مجید میرزایی*، چنگیز دهقانیان صفحات 39-47
    روشی ساده و جدید برای سنتز نانوگل‏های کبالتیت نیکل با استفاده از روش الکتروشیمیایی و عملیات حرارتی در دمای مشخص ایجاد شد. این روش شامل رسوب نشانی همزمان پیش ماده‏های هیدروکسیدی نیکل و کبالت روی زیرلایه فوم نیکلی می‏باشد و در ادامه تبدیل پیش ماده‏ی هیدروکسیدی به اکسیدی با استفاده از عملیات حرارتی منجر به ایجاد ساختار اسپینل کبالتیت نیکل می‏شود. پوشش حاصله با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM)، طیف اسپکتروسکوپی فوتوالکترون اشعه‏ی ایکس(XPS) و آزمون الکتروشیمیایی ولتامتری سیکلی(CV) ارزیابی می‏شود. ترکیب هوشمند نانوساختار کبالتیت نیکل و فوم نیکل یک هم افزایی فوق العاده با عملکرد فوق العاده خازنی را ایجاد خواهد کرد. فوم متخلخل و نانوساختار کبالتیت نیکل به دلیل سطح ویژه‏ی بالا می‏توانند نفوذ یون‏ها را به مکان های الکترواکتیو سرعت ببخشندومسیر نفوذ یون‏ها را کوتاه بکند. طبق XPS کوپل دوتاییCo2+/Co3+ وNi2+/Ni3+ خواص خازنی را بهبود خواهد داد. همچنین با استفاده از آزمون CV در سرعت روبش mV/s 5 و دانسیته جریان mA/cm2 0/3- به ظرفیت خازنی F/g 2196 خواهیم رسید. نمودار ولتامتری سیکلی رفتار شبه خازنی الکترود را تایید می‏کند. عملکرد الکتروشیمیایی مناسب این الکترود به ساختار منحصر به فرد آن برمی‏گردد (نتایج SEM) که می‏تواند یه ماده‏ی بالقوه برای انرژی و کاربردهای سازگار با محیط زیست باشد.
    کلیدواژگان: کبالتیت نیکل، ابرخازن، مشخصه یابی پیشرفته XPS
  • لیدا نجمی، سید مجتبی زبرجد*، کمال جان قربان صفحات 49-62
    نیاز های جوامع بشری و صنعت برای ساخت سازه هایی با وزن کم، استحکام و دوام بالا، موجب افزایش تقاضا برای مواد کامپوزیتی، از جمله ساختار های ساندویچی شده است. در این میان پانل های ساندویچی در موقعیت هایی که نیاز به استحکام مکانیکی بالا، وزن کم، خاصیت عایق صدا و عایق حرارتی باشد، استفاده می شوند. در این تحقیق پانل های ساندویچی کامپوزیتی با طرح لانه زنبوری، تقویت شده با نانو لوله های کربنی با استفاده از قالب گیری سیلیکونی ساخته شدند. جهت تعیین نقش نانو لوله های کربنی روی رفتار فشاری و خمشی پانل های ساندویچی، درصد وزنی متفاوتی از این ماده (0/025، 0/05 و 0/075) به زمینه اپوکسی اضافه شد. همچنین جهت تعیین نقش ضخامت دیواره ی هسته ی لانه زنبوری بر رفتار فشاری و خمشی پانل های ساندویچی، ضخامت های متفاوتی (5/2 و 5 میلی متر) مورد آزمایش قرار گرفت. نتایج نشان دادند که استحکام فشاری پانل های لانه زنبوری با افزایش درصد نانو لوله های کربنی و همچنین ضخامت دیواره رابطه مستقیم دارد. استحکام فشاری نمونه های پانل ساندویچی با افزایش نانولوله های کربنی از0/025 تا 0/075 درصد وزنی، از 42/06 تا 54/32 مگاپاسکال افزایش یافت. استحکام فشاری نمونه های پانل ساندویچی با ضخامت دیواره ی لانه زنبوری 5 میلی متر و تقویت شده با 0/025، 0/05 و 0/075 درصد وزنی نانو لوله های کربنی در مقایسه با پانل های ساندویچی با ضخامت دیواره ی لانه زنبوری 2/5 میلی متر به ترتیب 2/38، 2/15 و 2/17 برابر شد. همچنین استحکام خمشی نمونه های پانل ساندویچی با ضخامت دیواره ی لانه زنبوری 5 میلی متر و تقویت شده با 025/0، 05/0 و 075/0 درصد وزنی نانو لوله های کربنی در مقایسه با پانل های ساندویچی با ضخامت دیواه ای 5/2 میلی متر به ترتیب 3، 66/2 و7/2 برابر شد.
    کلیدواژگان: پانل های ساندویچی زمینه اپوکسی، نانو لوله های کربنی، لانه زنبوری، استحکام فشاری، استحکام خمشی
  • معصومه صابری لمراسکی، سعید بابایی*، سیدمهدی پورمرتضوی صفحات 63-75
    در این تحقیق به منظور پوشش دهی ذرات پنتااریتریتول تترانیترات (پتن) از ترکیب استان و نانورنگدانه لیتول روبین بی قرمز 57:1 (NLR) استفاده گردید. پس از مطالعات ساختاری نانوکامپوزیت پتن-استان-NLR توسط روش های مادون قرمز (FT-IR) و میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی (FESEM)، از روش طراحی آماری تاگوچی برای بررسی و بهینه سازی میزان انعکاس نور نانوکامپوزیت در طول موج nm 532 استفاده شد. اثر چهار عامل غلظت استان، غلظت NLR، سرعت همزدن و دمای حمام فراصوت در سه سطح برمیزان انعکاس نور مورد بررسی قرار گرفت و تحلیل واریانس (ANOVA) نتایج نشان داد که غلظت NLR با درصد مشارکت 36/79 دارای بالاترین اثر می باشد. شرایط بهینه برای دست یابی به حداقل میزان انعکاس نورشامل 5% وزنی استان، 7%درصد وزنی NLR، سرعت هم زدن rpm 400 و دمای حمام فراصوت ºC50 بدست آمد. حداقل میزان انعکاس نور با تحلیل واریانس داده ها برای این شرایط بهینه برابر 67/1±97/4 درصد پیش بینی شد. میانگین نتایج تجربی برای میزان انعکاس نور نانوکامپوزیت تحت شرایط بهینه نیز برابر با 90/5 درصد حاصل شد. در ادامه رفتار حرارتی و پایداری در خلاء نمونه بهینه مورد بررسی قرار گرفت که نتایج حاصل نشان دهنده عدم تغییر در دمای ذوب و تجزیه نانوکامپوزیت نسبت به پتن خالص و بیانگر سازگاری NLR و استان با ترکیب پتن است.
    کلیدواژگان: خواص نوری، پوشش دهی، پتن، روش فراصوت، طراحی آزمایش تاگوچی
  • حسام فلاح آرانی، صلاح الدین ایصافی، پریناز تبریزیان، سعید باغ شاهی* صفحات 77-88
    در این پژوهش رفتار رئولوژی دوغاب های کاربید سیلیسیم تهیه شده به روش ریخته گری ژلی و تاثیر این رفتار بر خواص مکانیکی نمونه های سینتر شده بررسی شد. بهینه سازی رفتار رئولوژی دوغاب کاربید سیلیسیم، موجب تهیه دوغاب پایدار و شکل گیری هر چه بهتر بدنه های کاربید سیلیسیم شد. برای رسیدن به این هدف از تترا متیل آمونیوم هیدورکسید به عنوان پراکنده ساز، آکریلامید به عنوان مونومر، متیلن بیس اکریلامید به عنوان اتصال دهنده عرضی، پرسولفات آمونیوم به عنوان آغازگر و تترامتیل اتیلن دی آمین به عنوان کاتالیست استفاده شد. به منظور کنترل pH نیز از سود سوزآور استفاده شد. برای این کار دوغاب هایی از محلول مونومر آکریلامید و 45 درصد حجمی جامد پودر کاربید سیلیسیم با مقادیر مختلف پراکنده ساز (0، 2/0، 4/0، 6/0، 8/0 و 1 درصد وزنی بر اساس وزن کاربید سیلیسیم) تهیه شد. نتایج نشان داد که برای رسیدن به یک دوغاب با گرانروی مناسب به 4/0 درصد وزنی پراکنده ساز تترا متیل آمونیوم هیدورکسید، pH برابر 5/10 و 24 ساعت زمان برای مخلوط سازی نیاز است. در این دوغاب ها سازوکار دافعه الکترواستریکی باعث پایداری دوغاب ها شده و اضافه کردن مونومر اکریلآمید باعث کاهش گرانروی شد. نتایج نشان داد که در نسبت بهینه اتصال دهنده متیلن بیس اکریلامید به مونومر برابر 1 به 5/17 بیش ترین استحکام خام حاصل شد. بدنه های ریخته گری ژل شده حاصل دارای استحکام خمشی MPA231 بودند.
    کلیدواژگان: کاربید سیلیسیم، ریخته گری ژلی، رفتار رئولوژی، استحکام خمشی
  • صادق علی حسن زاده، تقی اصفهانی* صفحات 89-99
    نانوذرات هیدروکسی آپاتیت [HAP , Ca10(PO4)6(OH)2] با استفاده از آسیاب ماهواره ای و با نسبت استوکیومتری 67/1 Ca/P= سنتز شدند. براساس شرایط و زمان آسیاکاری سنتز به دو روش مکانوشیمیایی و درجا صورت گرفت. در هر دو روش از مخلوط پودر اولیه CaCO3 و CaHPO4. 2H2O با نسبت مولی 2:3 استفاده گردید. پس از بهینه سازی پارامترها در روش مکانوشیمیایی عملیات آسیاکاری در اتمسفر آرگون و به مدت 5 ساعت با استفاده از یک ظرف فولادی صورت گرفت. با استفاده از نتایج آنالیز حرارتی، عملیات حرارتی در دمای °C500 به مدت 3 ساعت و با سرعت گرم کردن °C/min10 انتخاب گردید. در سنتز درجا، آسیاکاری تحت اتمسفر آرگون و به مدت 15 ساعت صورت گرفت و نانو ذرات HAP بدون هیچ گونه عملیات حرارتی و به صورت درجا بدست آمدند. به منظور شناسایی تشکیل فازHAP از الگوی تفرق اشعه ایکس و برای بررسی اندازه و توزیع اندازه ذرات از میکروسکوپ الکترونی گسیل میدانی FE-SEM)) استفاده شد. با توجه به آزمایشهای انجام شده مشخص گردید که افزایش مدت زمان آسیاکاری به تجزیه CaCO3 در دمای پایین کمک کرده و فعالیت شیمیایی مواد اولیه CaHPO4. 2H2O و CaCO3افزایش یافته است. همچنین بر اساس تصاویر FE-SEM مشخص گردید که با افزایش زمان آسیاکاری اندازه ذرات کوچک تر شده که منجر به افزایش نفوذپذیری و باعث کاهش دمای واکنش مخلوط پودری آسیاکاری شده گردیده است. در نتیجه ، نانو ذرات HAP سنتز شده با هر دو روش با ساختار هگزاگونال و مورفولوژی کروی مشاهده شد ولی اندازه ذرات در روش درجا نسبت به روش مکانوشیمیایی کاهش یافته بود.
    کلیدواژگان: هیدروکسی آپاتیت، نانوذرات، سنتز مکانوشیمیایی، سنتزدرجا، زمان آسیاکاری
  • راضیه حیاتی*، محمد علی بهره ور، تورج عبادزاده صفحات 101-113
    در این پژوهش رفتار الکتروتنگش سرامیک های بدون سرب[(Ba0.85Ca0.15)1-xCex/2](Zr0.1Ti0.9)O3 (BCCexZT) که با استفاده از روش تف جوشی حالت جامد تهیه شدند، بررسی شد. این سرامیک ها درمحدوده ی دمایی °C1450-1350 به مدت 4 ساعت تف جوشی شدند و نقش آلاینده ی سریا بر رفتار الکتروتنگش آن ها مطالعه شد. فازهای بلوری و ریزساختار نمونه ها با استفاده از روش های پراش اشعه ی X (XRD) و میکروسکوب الکترونی (SEM) مطالعه شدند و از اندازه گیری منحنی های هیسترزیس کرنش-میدان و قطبش-میدان در دماهای مختلف برای محاسبه ی ضرایب الکتروتنگش استفاده شد. وابستگی دمایی قطبش و کرنش القایی از میدان نشان داد که ضرایب الکتروتنگش به دست آمده از هر دو نوع قطبش و کرنش تک قطبی و دو قطبی تقریبا با هم برابر است و با توجه به این که دمای کوری ترکیب BCCe0.025ZT در نزدیکی دمای محیط واقع شده است، در کل محدوده ی دمایی C110-20 در حدود 90 تا 100% از قطبش و کرنش القایی به اثر الکتروتنگش نسبت داده می شود. ب. بر اساس نتایج به دست آمده، نمونه ی BCZT حاوی 5/2% مولی سریم که در دمای °C1450 تف جوشی شد بزرگترین ضرایب الکتروتنگش m4/C2 063/0=Q33 و m2/V216-10×4/3 M33= را دارا بود که از مقادیرگزارش شده برای انواع ترکیب های BZT-50BCT در سایر مقالات بزرگتر بوده و این ترکیب را قابل رقابت با انواع ترکیب های بر پایه ی سرب می نماید.
    کلیدواژگان: سرامیک بدون سرب BZT-50BCT، CeO2، فروالکتریک، الکتروتنگش
  • Masoud Moshrefifar*، Mehran Zare صفحات 115-127
    Today, the use of nanoparticles in aluminum composite materials has attracted researchers due to their superior effects on mechanical and physical properties. Due to the poor wettability of the nanoparticles by the metal during the casting and the high ratio of the surface to the volume of the nanoparticles, it is difficult to achieve uniform distribution of the particles in the interior. In the manufacturing process, nanoparticles tend to form cluster particle masses. The mass of nanoparticles has undesirable effects on mechanical properties, including strength and resilience of the composite. In this study, stir casting process for composite manufacturing with different amount of mixed powder containing of nano Si3N4, AlMg and Al2O3 was used. For better distribution of particle reinforcement, cold rolling was used. In order to characterize the composite, microstructural, mechanical and phases studies properties were used. FESEM tests on mixture of aluminum and nanoparticles showed that after ball milling, particles are in nanometric size. Mechanical and optical result show that optimum of reinforcement is 0.5 % w.t. It is notable that the higher yield stress of the composite samples does not reduce the elongation significantly, when compared to monolithic aluminum.
    کلیدواژگان: nanoparticles، stir casting، mechanical properties، Si3N4
  • سواگ مکرتیچیانس، سید محمدحسین میرباقری* صفحات 129-143
    امروزه فوم های فلزی سلول بسته به عنوان یک ماده پیشرفته در حال توسعه هستند. در پژوهش حاضر از فوم سلول بسته آلیاژ آلومینیم A356 به عنوان هسته ساندویچ پنل با ورق های آلومینیم، استفاده شده است. سپس رفتار تغییر شکل پلاستیک فشاری تک محوره و همچنین خمش 3 نقطه، تختال فومی و ساندویچ پنل فومی به روش ریخته گری بررسی شدند. بر اساس منحنی های نیرو-جابجایی بدست آمده از هر دو آزمون، انرژی جذب تغییر شکل فشاری و خمشی اندازه گیری شده و با بررسی استریوگراف و متالوگرافی دیواره های سلولی فوم ها، مکانیزم تغییر شکل تعیین شد. ساختار فوم؛ طی آزمون فشار؛ برای ساندویچ پنل ها و تختال های فومی، رفتار یکسان خرد شدن دیواره سلولی را نشان دادند. اما ساندویچ پنل ها طی خمش، دو رفتار متفاوت بسته به ساختار هسته فومی از خود نشان دادند. یک از رفتارها لولای پلاستیک و خم شدن یو شکل آنها؛ حول میله افقی اعمال فشار در آزمون خمش و دیگری پاره شدن ورق پایینی ساندویچ پنل بود. از اینرو انرژی ساندویچ پنل ها و تختال ها در کرنش تخریب سازه ها، اندازه گیری شد. نتایج نشان می دهد استحکام فشاری ساندویچ پنل فومی تقریبا برابر تختال فومی است. همچنین تنش خمشی ساندویچ پنل 5/3برابر بیشتر از تختال آن است. منتهی انرژی جذب ویژه طی تغییر شکل پلاستیک محوری تا کرنش 7/38 درصد؛ در تختال ببیشتر از تمام ساندویچ پنل ها است. اما امقادیر نرژی جذب ویژه؛ طی آزمون خمش؛ باتوجه به مد تخریب ساختار پنل ها؛ نشان داد، انرژی جذب ویژه ساندویچ پنل ها با تخریب از نوع لولای پلاستیک، از همه بیشتر است. نتایج این تحقیق نشان می دهد؛ بسته به تنوع تخریب ساختار سلولی هسته فومی، میزان جذب انرژی متفاوت است.
    کلیدواژگان: فوم آلومینیم A356 ریخته گری، ساندویچ پنل فومی، آزمون فشار تک محوره، آزمون خمش سه نقطه
  • فاطمه پیامی، هامان توکلی* صفحات 145-167
    در این پژوهش نانوپودر اکسید مضاعف از نوع پروسکایت با فرمول شیمیایی La0.9Sr0.1FeO3با استفاده از روش سل ژل یک بار با عامل کمپلکس ساز اسید سیتریک و بار دیگر با سورفکتانت ستیل تری متیل آمونیوم برمید (CTAB) در دمای c 750 به مدت 6 ساعت سنتز گردید. برای مشخصه یابی کریستالی، مورفولوژی، سطح ویژه و اندازه دانه ای نانوذرات از یک سری آنالیزهای تجزیه ای مانند XRD ،SEM ، DLS،BET استفاده گردید. الگو پراش اشعه ایکس(XRD) نشان داد که بعد از عملیات تکلیس ، تنها فاز پروسکایت با ساختار مورد نظر تشکیل شده است. ترکیب بدست آمده توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مورد بررسی قرار گرفت و چگونگی مورفولوژی آنها و گستره سایز اندازه ذرات تحلیل گردید. در ادامه با آنالیز (DLS) مطالعه بر روی ریز ساختارهای نمونه انجام شد. در آنالیز (BET) بررسی میزان تخلخل نانوپودر صورت گرفت و قطر حفرات حدود 75 نانومتر بدست آمد. پس از شناسایی و مشخصه یابی پروسکایت سنتز شده با عامل (CTAB) به بررسی حذف رنگ متیلن بلو پرداخته شد. برای حذف رنگ پارامترهای مختلفی از جمله: زمان، غلظت جاذب، غلظت رنگ و pH مورد مطالعه قرار گرفتند. با بررسی و مقایسه درصدهای حذف و سنتیک جذب مشخص گردید که نانو پودر سنتز شده جاذبی مناسب برای حذف رنگ متیلن بلو می باشد.
    کلیدواژگان: نانوپودر، پروسکایت، سل ژل، جذب سطحی، رنگ متیلن بلو
|
  • Nikoo Berenji Tehrahi, Reza Mahmudi *, Abdolreza Geranmayeh Pages 1-14
    The effect of 0.2, 0.5 and 1.0 wt% Ca additions on the microstructure and creep behavior of an Mg‒6Al‒1Zn‒0.7Si cast alloy was investigated by indentation creep test under constant loads of 5 and 15 N and at temperatures in the range of 448–523 K. The microstructural examination of alloys was conducted using electron microscopy (SEM), and X‒ray diffraction (XRD). Results showed that addition of Ca enhances hardness and the thermal stability of the alloys. It was found that AZ61‒0.7Si‒1.0Ca had the best creep resistance among three tested alloys. The main cause of enhancing mechanical properties of Ca-containing alloys was the change in the morphology of Mg2Si phase from Chinese script to polygonal shape, with formation of CaSi2 and CaMgSi phases. Stress exponents of all alloys showed two different regimes in creep tests. In the low stress regime, n-values of about 4–7 and activation energies of about 95 kJ/mol, introduce pipe-diffusion-controlled dislocation viscous glide as the controlling creep mechanism. In the high stress regime, however, stress exponents of about 11–14 and activation energies of about 135 kJ/mol, suggest that deformation mechanism is dislocation climb with some sort of back stress, similar to those noted in dispersion strengthening alloys.
    Keywords: AZ61?0.7Si alloy, Creep mechanism, Indentation creep, Mg2Si morphology
  • Mohamad Dehbozorgi, Reza Bazargan Lari * Pages 15-25
    In this paper the effect of using zinc oxide and copper oxide dyes on the corrosion behavior of concrete sewer pipes in Marvdasht city which were applied by spray and brush on the inner surfaces of the pipes were investigated. 9 pipes were used in the sewage network. Four tubes were coated with copper oxide and four tubes were coated with zinc oxide. One tube was considered as a control tube. After painting, pipes were placed in the sewage flow for 217 days. To determine the amount of aerobic and non-aerobic bacteria in the sewage system, daily, weekly and monthly bacterial counting was performed. The results showed that the production of sulfide by SRB in coated tubes is reduced up to 100% compared with uncoated tube. Also, ocular studies showed that the sludge formed on zinc oxide containing pipes was much thinner and smaller than the unpolluted tube and was used in copper oxide-containing tubes to form a layer of sludge. It was narrower on the coating of zinc oxide. The results showed that sewage is domestic. The atomic absorption test was performed to determine the amount of copper and zinc ions entering the paint into the sewage. The results showed that the amount of heavy metals entering the effluent is less than the standard and therefore do not cause toxicity.
    Keywords: Microbial Corrosion, Concrete Pipes, Sewage, Copper Oxide dye, Zinc Oxide dye
  • Majid Belbasi * Pages 27-38
    Among NiTi base high temperature shape memory alloys, NiTiHf alloys seem to be more attention, because of their high transformation temperatures, good thermal stability and lower price in comparison with other shape memory alloys. Recovery strain and recovery ratio of this alloys in comparison with binary NiTi alloys is less. One of methods for improvement of recovery strain is thermomechanical treatment. In this research, the Ni50Ti40Hf10 shape memory alloy was casted by vacuum arc melting and after homogenization, specimens were cold rolled and annealed. By bending test, applied strain from 2.6 to 5.4 carried out on specimens and then amount of recovery strain and recovery ratio were measured. The result showed that with increasing applied strain, the amount of recovery strain increased. In all of cold rolled samples until 3% applied strain, recovery is complete 100% but in applied strain above this amount due to occurrence of slip deformation, recovery is less than 100%. In cold rolled specimens, due to increasing of hardness and also strength, recovery strain in comparison with casting specimen increased. Maximum recovery strain in casting specimen, was amount of 5 with 87% recovery ratio and with applying 10% and 20% rolling, recovery strain to 5.25 and 5.28 and also recovery ratio to 92% and 93.6% increased.
    Keywords: high temperature shape memory alloys, NiTiHf alloys, cold rolling, recovery strain, recovery ratio
  • Majid Mirzaee *, Changiz Dehghanian Pages 39-47
    A facile synthesis of novel flower-like NiCo2O4 was developed based on an electrochemical method and subsequent calcination method. The synthesis involved the co-electrodeposition of a bimetallic (Ni,‏Co) hydroxide precursor on a Ni foam support and subsequent thermal transformation to spinel mesoporous NiCo2O4. The coating was evaluated using scanning electron microscopy, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and electrochemical cyclic voltammetric (CV) test. The smart combination of NiCo2O4 nanostructures and Ni foam showed a promising synergistic effect or capacitors with greatly enhanced performance. The porous foam and NiCo2O4 can provide a large surface area and accelerated the diffusion of the active species. According to XPS results, The combination of cobalt and nickel anions in NiCo2O4 afforded binary redox couples of Co2+/Co3+ and Ni2+/Ni3+ that will largely enhance the capacitive properties. This novel material exhibited a high specific capacitance of 2196 F/g at a scan rate of 5mV/s within a -3/0 mA/cm2 current density. The CV curve confirmed the pseudocapacitor behavior of the electrode. The good electrochemical performances suggested that these unique hierarchical (SEM results) NiCo2O4 could be promising materials for energy and environmentally related applications.
    Keywords: Cobaltite Nickel, Supercapacitor, Advanced XPS characteristics
  • Lida Najmi, Seyed Mojtaba Zebarjad *, Kamal Janghorban Pages 49-62
    The needs of the human communities and industry to build low weight, high strength and durable structures have increased the demand for composite materials, including sandwich structures. In this case sandwich panels are used in situations requiring high mechanical strength, low weight, sound insulation and thermal insulation properties. In this study, carbon nanotubes-reinforced composite honeycomb sandwich panels, were constructed using silicone molding. To determine the role of carbon nanotubes on the compressive and bending behavior of sandwich panels, a different weight percentage of this material (0/025, 0/05. 0/075) was added to the epoxy resin. Also, different thicknesses (5mm, 2/5mm) were tested to determine the role of core wall thickness on the compressive and bending behavior of sandwich panels. The results showed that the compressive strength of honeycomb panels has a direct relation with the increase in the percentage of carbon nanotubes and also the thickness of the wall. The Compressive strength of Sandwich panels increased from 42/06 up to 54/32 MPa with increasing carbon from 0/025 up to 0/075 nanotubes. The compressive strength of sandwich panels with 5 mm honeycomb wall thickness and reinforced with 0/025, 0/05 and 0/075 weight percent of carbon nanotubes compared to sandwich panels with 2.5 mm honeycomb wall thickness were respectively 2/38, 2/15 and 2.17 times. also the flexural strength of 5-mm honeycomb wall thickness and reinforced with 025/0, 0/05 and 0.075% weight percent of carbon nanotubes compared to sandwich panels with 2.5 mm honeycomb wall thickness, were respectively 3, 2.66 and 2.7 times.
    Keywords: Epoxy Sandwich Panels, Carbon Nanotubes, Honeycomb, Compressive Strength, Flexural Strength
  • Masoomeh Saberi Lamraski, Saeed Babaee *, Seied Mahdi Pourmortazavi Pages 63-75
    In this research, in order to coating pentaerythritol tetranitrate (PETN) particles, estane compound and nano-pigment of red Lithol rubine B 57:1 (NLR) were used. After structural studies of nanocomposite by infrared (FT-IR) and field emission scanning electron microscopy (FESEM), Taguchi statistical design method was used to investigation and optimization of optical reflectance of nano-composite at 532 nm. The effect of four factors of estane concentration, NLR concentration, stirring speed and ultrasonic bath temperature in three levels on optical reflection was investigated and analysis of variance (ANOVA) showed that NLR concentration with the participation of 79.36 percent had highest effect. Optimal conditions to achieve a minimum light reflectance were obtained of estane 5 wt%, NLR 7 wt%, stirring speed 400 rpm and ultrasonic bath temperature of 50°C. The lowest light reflectance by analyzing the data variance for optimum conditions was estimated 4.97 ± 1.67. The mean experimental result for optical reflectance of the synthesized nano-composite under optimum conditions was 5.90 percent. Follows, thermal behavior and vacuum stability of the optimal sample was investigated that the results show that the melting point temperature and decomposition of nano-composite are not different compared to the pure PETN Indicating the compatibility of NLR and estane with PETN.
    Keywords: Optical Properties, Coating, PETN, Ultrasonic method, Taguchi experimental Design
  • Hesam Fallah, Arani, Salah Isafi, Parinaz Tabrizian, Saeid Baghshahi * Pages 77-88
    In this paper, the rheological behavior of SiC suspensions, fabricated via gel-casting method, and the influence of this behavior on the mechanical properties of the sintered samples were studied. To prepare castable and stable SiC suspensions, the rheological behaviour of the suspensions was characterized and optimized. To this aim tetramethylammonium hydroxide as dispersant, acrylamide as monomer, methylenebisacrylamide as cross linker, ammonium persulfate as initiator and tetramethylethylenediamine as catalyst were used. The results indicated that for obtaining stable SiC suspensions with suitable viscosity, 0.4 wt% dispersant of tetramethylammonium hydroxide, the pH of 10.5 and mixing time of 24 h were required. It should be noted that this suspension was electrosterically stable and the presence of the monomer acrylamide decreased the viscosity. The results showed that in the optimal ratio of methylenebisacrylamide cross linker to acrylamide monomer the highest strength was obtained. The flexural strength of the gel cast bodies was 231 MPa.
    Keywords: Silicon carbide, Gel-casting, Rheological behavior, Flexural Strength
  • Sadegh Ali Hasanzadeh, Taghi Isfahani * Pages 89-99
    Hydroxyapatite nanoparticles using planetary ball mill with a stoichiometric ratio of Ca / P = 1/67 were synthesized. For this reason two different approaches were adopted to synthesize the hydroxyapatite nanoparticles: insitu synthesis by mechanical activation method and mechanochemical method. For both methods the initial material of CaCO3 and CaHPO4.2H2O with a molar ratio of 2: 3 were used under the same milling conditions. After optimizing the parameters in the mechanochemical method the milling operation was done for 5 hours under argon atmosphere using a stainless steel milling vial. According to the STA results the heat treatment was done at 500 C for 3 hours with a heating rate of 10 C/min. For the insitu synthesis method the milling was done under argon atmosphere for 15 hours and the hydroxyapatite nanoparticles were obtained insitu and without any heat treatment. In order to characterize the formation of hydroxyapatite phase, X-ray diffraction analysis was used. Furthermore field emission scanning electron microscopy was used to determine the particle size and particle size distribution. According to the experiments, it was shown that increasing the milling time resulted in the decomposition of CaCO3 at low temperature and the increased chemical activation of the initial CaHPO4. 2H2O and CaCO3 powders. The decrease in the particle size and crystallite size caused an increase in the diffusibility and decrease in the reaction temperature of the mixed milled powder. As a result of these events, the hydroxyapatite nanoparticles obtained from both methods had a hexagonal structure with spherical morphology.
    Keywords: Hydroxyapatite, nanoparticles, Mechanochemical synthesis, Insitu synthesis, Milling time
  • Mohammad Ali Bahrevar, Toraj Ebadzadeh Pages 101-113
    Lead-free [(Ba0.85Ca0.15)1-xCex/2](Zr0.1Ti0.9)O3 (BCCexZT) piezoceramics were synthesized using conventional solid-state ceramic processing. Sintering was carried out in the temperature range of 1350 - 1450 °C for 4 h. The microstructure and phase composition were investigated by scanning electron microscopy and X-ray diffraction. Polarization and strain measurements were done using a modified Sawyer-Tower circuit and a commercial aix-PES piezoelectric evaluation system was used to record the variations of polarization and strain with temperature. The addition of CeO2 decreased the Curie temperature of BCZT to near room temperature and consequently a high permittivity value was obtained at room temperature. Additionally, the temperature dependence of strain and polarization showed that electrostrictive coefficients calculated from the unipolar and bipolar loops were approximately the same. Since the Curie temperature of BCCe0.025ZT is shifted to around room temperature, 90-100% of induced polarization and strain is attributed to the electrostriction effect. The highest electrostrictive coefficients of Q33= 0.063 m4/C2 and M33=3.4E-16 m2/V2 were obtained for BCCe0.025ZT ceramics with 2.5 mol% Ce, which are higher than the corresponding values in previous reports and make this composition as a candidate for electrostrictive applications.
    Keywords: Lead free BCZT, CeO2, ferroelectric, electrostriction
  • مسعود مشرفی فر*, مهران زارع Pages 115-127
    امروزه استفاده از نانوذرات در کامپوزیت های زمینه آلومینیومی به دلیل اثرات برتر آن ها بر خواص مکانیکی و فیزیکی مورد توجه محققان قرار گرفته است. به علت ترشوندگی ضعیف نانوذرات توسط فلز زمینه حین ریخته گری و نسبت بالای سطح به حجم نانوذرات رسیدن به توزیع یکنواخت ذرات درون زمینه مشکل است. همچنین در فرآیند ساخت، نانوذرات تمایل به تشکیل توده های ذره ای به شکل خوشه ای دارند. توده ای شدن نانوذرات اثرات نامطلوبی بر خواص مکانیکی از جمله روی استحکام و انعطاف پذیری کامپوزیت دارد. در این پژوهش از ریخته گری گردابی برای تهیه نمونه های کامپوزیتی تقویت شده با درصدهای مختلف مخلوط پودری حاوی نانوذرات Si3N4، Al2O3 و AlMg استفاده شد. به منظور مشخصه یابی کامپوزیت ساخته شده از بررسی های ریزساختاری و خواص مکانیکی و فازی بر روی نمونه ها استفاده شد. بررسی های میکروسکوپی الکترونی گسیل میدانی بر روی مخلوط پودری آلومینیوم و نانو ذرات نشان داد که با انجام فرایند آسیاکاری، ذرات پس از آسیا کاری، در ابعاد نانومتری می باشند. نتایج آزمون های مکانیکی و مشاهدات ریزساختاری با استفاده از میکروسکوپ نوری و الکترونی روبشی درصد بهینه پودر تقویت کننده برای افزودن به مذاب آلومینیوم 5/0 درصد وزنی تشخیص داده شد. در نهایت، مشخص شد با افزایش استحکام به وسیله ی اضافه کردن مخلوط پودری آسیاکاری شده، درصد ازدیاد طول نسبت به فلزپایه به میزان قابل توجهی کاهش پیدا نکرده است.
    Keywords: نانوکامپوزیت, ریخته گری گردابی, خواص مکانیکی, Si3N4
  • Sevag Makrtichians, Seyyed Mohammad Hossein Mirbbagheri * Pages 129-143
    In present study closed cell aluminum A356 metal foam used as sandwich panel core with aluminum surface sheets. Then the uniaxial compressive plastic behavior and three-point bending behavior of foam slab and sandwich panel were studied. According to force-cross head displacement curves of compressive and three-point bending tests, the absorbed compressive and bending energy were calculated and by analyzing structure and metallography of cell walls, the deformation mechanism was estimated. Foam’s structure; in compressive test; showed same crushing behavior of cell walls for foam slabs and sandwich panels. However, sandwich panels showed two different behaviors due to core structure of foam in three-point bending test. First one was plastic hinges and U shape bending, around compression mandrel in three-point bending test and the other one was tearing of bottom face sheet of sandwich panel. Hence the absorption energy of sandwich panel and slab foams were calculated. The results show that sandwich panel and slab foam have almost same compressive strength. Also sandwich panel bending strength was 5.3 times greater than slab foam. However, absorbed energy in the longitudinal plastic deformation up to 7.38 % strain for slab foam was greater than sandwich panel. However, characteristic absorb energy during three-point bending test and according to disruption of panel structure mode showed that sandwich panel failure with plastic hinges had higher characteristic absorption energy.
    Keywords: Casting A356 aluminum foam, sandwich panel foam, uni-axial compressive test, three-point bending test
  • Fatemeh Payami, Haman Tavakkoli * Pages 145-167
    In this study, double oxide nanopowders with perovskite type La0.9Sr0.1FeO3 were synthesized by sol-gel method in 750 ˚C for 6 hours. Two factors of citric acid and cetyltrimethyl ammonium bromide (CTAB) were used as a complex agent and surfactant, respectively. The crystalline characterization, morphology, specific surface area, and grain size of nanoparticles were investigated using a series of analytical analyzes such as XRD, SEM, DLS, BET. The X-ray diffraction pattern (XRD) showed that after the calcination, only the pericardial phase with perovskite structure was formed. The obtained material was studied by scanning electron microscope (SEM) and its morphology and particles size range was analyzed. The microstructure of the samples was studied by DLS analysis. By the BET analysis, the porosity of the nanopowder was measured and pores diameter about 75 nm were resulted. After identification and characterization of CTAB-synthesized perovskite, methylene blue dye removal process was investigated. In this process, various parameters such as time, adsorption concentration, dye concentration and pH were studied. By studying and comparing removal percent and adsorption kinetic was revealed that the synthesized nanoparticles were suitable for removal of methylene blue dye.
    Keywords: Nanopowder, Perovskite, Sol-Gel, Adsorption, Methylene Blue