فهرست مطالب

  • سال سی و هشتم شماره 2 (تابستان 1398)
  • تاریخ انتشار: 1398/06/10
  • تعداد عناوین: 8
|
  • مهدی سمیعی، سید مهدی عباسی* صفحات 1-10
    در این پژوهش، رفتار تغییر شکل سوپرآلیاژ پایه کبالت Haynes 25 در محدوده دمایی 1200-950 درجه سانتی گراد از طریق آزمایش کشش گرم در نرخ کرنش 0/1 بر ثانیه بررسی می شود. بررسی های ترمودینامیکی نشان داد که دو نوع کاربید M23C6 و M6C به ترتیب در محدوده دمایی زیر 1000 درجه سانتی گراد و بالای 1050 درجه سانتی گراد در آلیاژ Haynes 25 پایدار هستند. منحنی های تنش- کرنش حاکی از یک روند غیرعادی میزان کرنش شکست برای آلیاژ گفته شده بود، بدین ترتیب که با افزایش دما از 950 به 1050 درجه سانتی گراد کرنش شکست کاهش و با افزایش مجدد دما افزایش یافت. ملاحظه شد که در محدوده دمایی حدود 1050 درجه سانتی گراد افزایش کسرحجمی کاربیدهای M6C غنی از تنگستن، سبب کاهش میزان انعطاف پذیری آلیاژ می شود. همچنین بررسی های ریزساختاری نشان داد که در دمای 1150 درجه سانتی گراد دانه های تبلور مجدد دینامیکی در اطراف کاربیدها و مرزهای اولیه جوانه زده و رشد کرده اند. وقوع تبلور مجدد دینامیکی سبب بهبود انعطاف پذیری از طریق مکانیزم ریزدانه سازی می شود. بنابراین دمای 1150 درجه سانتی گراد بالاترین میزان انعطاف پذیری را نسبت به دیگر دماها از خود نشان داد.
    کلیدواژگان: سوپرآلیاژ، تغییر شکل گرم، کاربید، انعطاف پذیری، تبلور مجدد دینامیکی
  • محمدتقی اسدی *، روح الله توکلی، حسین آشوری صفحات 11-24
    در این پژوهش، اثر دما بر اندازه متوسط مشخصه های سطح شکست و همچنین ارتباط بین مورفولوژی های سطح شکست و انعطاف پذیری شیشه فلز حجمی پایه لانتانیوم، که یک آلیاژ به نسبت ترد محسوب می شود، بررسی شده است. به همین منظور، پس از تهیه آلیاژ، نمونه های آماده شده در دماهای مختلف تحت آزمون خمش سه نقطه ای قرار گرفتند و سپس سطوح شکست آنها توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی آنالیز شدند. نتایج نشان می دهد که عرض ناحیه رشد پایدار ترک (ΔW) با بهبود انعطاف پذیری (δp) افزایش می یابد. در مقابل، اندازه متوسط مشخصه ها در دو ناحیه رشد پایدار ترک (Ds) و رشد سریع ترک (Df) و همچنین عرض پله برشی (ΔL) با افزایش انعطاف پذیری کاهش می یابند که این حکایت از کاهش ناپایداری نوارهای برشی و توزیع یکنواخت تر کرنش مومسان روی نوارهای برشی دارد. یکسان بودن مقیاس  ΔLو Ds تاکید می کند که تشکیل طرح رگ های ناشی از رفتار لغزش چسبنده و چندمرحله ای در داخل نوار برشی از طریق ناپایداری انحنای جریان است. به علاوه، نتایج به دست آمده درخصوص ارتباط انعطاف پذیری و مورفولوژی سطح شکست شیشه فلز در دماهای مختلف بیانگر کاهش اندازه مشخصه ها با افزایش انعطاف پذیری است.
    کلیدواژگان: شیشه فلز حجمی، نوار برشی، ناحیه استحاله برشی، مورفولوژی سطح شکست، انعطاف پذیری
  • مهران افراشی، داریوش سمنانی*، زهرا طالبی صفحات 25-34
    در این پژوهش، ایروژل های سیلیس آب دوست و آب گریز به روش سل- ژل دو مرحل های و خشک کردن در دمای محیط سنتز شدند و بارگذاری داروی فلوکونازول در آنها به روش غوطه وری ذرات ایروژل حاصل در محلول یک درصد دارو در اتانول بدون نیاز به استفاده از شرایط فوق بحرانی با موفقیت انجام شد. مشخص شد که بیشترین مقدار بارگذاری دارو در ایروژل آب دوست و آب گریز در مدت زمان 24 ساعت غوطه وری حاصل شده که به ترتیب برابر 92/1 و 98/1 درصد است. خواص فیزیکی ایروژل های سنتز شده توسط آزمون جذب و واجذب نیتروژن بررسی شد. حضور دارو در ساختار ایروژل با استفاده از آزمون طیف سنجی مادون قرمز با تبدیل فوریه تایید شد. نتایج نشان داد که ساختار ایروژل سنتز شده دارای تخلخل بالای 80 درصد، قطر حفرات 6-8 نانومتر و مساحت سطح در حدود 800-100 مترمربع بر گرم است. میزان رهایش دارو با استفاده از دستگاه طیف سنج ارزیابی شد و مشخص شد که سرعت رهایش فلوکونازول در ایروژل سیلیس آب دوست از نمونه آب گریز بیشتر است. همچنین مشاهده شد که رهایش دارو در هر دو نمونه ایروژل آب دوست و آب گریز از سازوکار فیکی پیروی می کند.
    کلیدواژگان: ایروژل سیلیس، سل-ژل، رهایش دارو، فلوکونازول، بارگذاری فلوکونازول
  • محمد مهدی برجسته، کریم زنگنه *، سید مهدی عباسی، کوروش شیروانی صفحات 35-53
    در این پژوهش، تغییرات زبری سطح سوپرآلیاژ Rene80 پوشش داده شده توسط پلاتین آلومیناید، تحت تاثیر مشخصه های ریزساختار و ترکیب شیمیایی پوشش بررسی شده است. بدین منظور لایه پلاتین با ضخامت های 2، 4، 6 و 8 میکرومتربه روش رسوب دهی الکتریکی ایجاد و سپس پوشش نفوذی آلومینیم به دو روش دما بالا- اکتیویته پایین و دما پایین- اکتیویته بالا روی سطح اعمال شد. در ادامه عملیات حرارتی پیرسازی روی آلیاژ پوشش دار انجام گرفت. نتایج بررسی های ساختاری توسط میکروسکوپ الکترونی و آنالیز پراش اشعه ایکس، نشان دهنده وجود ساختار سه لایه ای در تمامی ضخامت ها از پلاتین و در دو روش آلومینایزینگ بود. زبری سطح در سه مرحله و بعد از 1- اعمال لایه پلاتین 2- عملیات حرارتی این لایه و 3- فرایند آلومینایزینگ و پیرسازی، اندازه گیری شد. نتایج بیانگر رابطه مستقیم افزایش زبری سطح با افزایش ضخامت پلاتین و ضخامت نهایی پوشش بوده است، به نحوی که کمترین زبری در ضخامت دو میکرومتر از پلاتین و در حالت اکتیویته پایین- دما بالا به میزان 2/6 میکرومتر و بیشترین زبری سطح در ضخامت 8 میکرومتر از پلاتین و در حالت اکتیویته بالا- دما پایین و به میزان 8/8 میکرومتر مشاهده شد.
    کلیدواژگان: آلیاژ Rene80، پلاتین- آلومینیاید، ریزساختار پوشش، زبری سطح
  • حمیدرضا شاهوردی*، رسول علی پور صفحات 55-67
    فرایند شکل دهی خزشی از جمله فرایند های نوینی است که به دلیل بهبود خواص مکانیکی و کاهش هزینه های تولید در صنایع هوایی توسعه یافته است. شکل دهی خزشی بر اساس پدیده خزش و آزادسازی تنش در حین عملیات پیرسازی آلیاژهای عملیات حرارتی پذیر آلومینیوم رخ می دهد. در این پژوهش، شکل دهی خزشی آلیاژ آلومینیوم 7075 در دماهای 120، 150 و 180 درجه سانتی گراد و زمان های 6، 24 و 48 ساعت انجام شد و از آزمون های کشش و سختی برای مشخصه یابی نمونه ها استفاده شد. با اندازه گیری میزان برگشت فنری مشخص شد که این پاسخ تابع دما و زمان بوده و با افزایش دما و زمان شکل دهی خزشی، از 54/1درصد به 39/51درصد کاهش می یابد. خواص مکانیکی نمونه ها نشان داد که با افزایش زمان شکل دهی، استحکام و سختی افزایش می یابد که دلیل آن، می تواند تحولات ریزساختاری ناشی از فرایند رسوب گذاری در حین شکل دهی خزشی باشد. با توجه به نتایج، دو نمونه به عنوان نمونه های بهینه از نظر برگشت فنری و خواص مکانیکی انتخاب شدند و رفتار کارسختی و مورفولوژی سطح شکست آنها بررسی شد.
    کلیدواژگان: شکل دهی خزشی، آلومینیوم 7075، برگشت فنری، خواص مکانیکی
  • خوردگی خستگی فولاد زنگ نزن pH4-17 در محیط شبیه سازی شده آب دریا
    فخرالدین اشرفی زاده، عبدالمجید اسلامی*، فیروز فدایی فرد، مهدی قاسمیان صفحات 69-81
    از آنجایی که فولاد زنگ نزن رسوب سخت شونده مارتنزیتی pH4-17 کاربرد وسیعی در محیط های خورنده دارد، مطالعه رفتار خوردگی خستگی این آلیاژ حائز اهمیت است. در این پژوهش، پس از مطالعات ریزساختاری، آزمون های مکانیکی، خوردگی، خستگی و خوردگی خستگی روی نمونه های pH4-17 در چرخه بهینه حرارتی انجام شده است. آزمون های خستگی و خوردگی خستگی در نسبت تنش 1- و فرکانس اعمال تنش 0/42 هرتز (جهت افزایش تاثیر محلول خورنده) و آزمون خوردگی خستگی در حضور محلول خورنده 3/5 درصد وزنی NaCl  مشابه محیط خورنده آب دریا انجام گرفت. حد خستگی آلیاژpH 4-17 در هوا 700 مگاپاسکال و در محیط خورنده 415 مگاپاسکال است. مقایسه نمودار S-N این آلیاژ در چرخه بهینه حرارتی در دو حالت خستگی و خوردگی خستگی، کاهش حد خستگی در حدود 40 درصد را در محیط خورنده مشخص کرد. بررسی ها نشان داد این امر ناشی از تاثیر منفی حفرات خوردگی مشاهده شده در سطح و آسیب دیدن لایه رویین تشکیل شده بر سطح این فولاد زنگ نزن است.
    کلیدواژگان: چرخه بهینه حرارتی، خوردگی خستگی، فولاد زنگ نزن رسوب سخت شونده، نمودار S-N
  • اعظم جعفری، سیامک خادمی، مجید فرهمندجو*، احمد درودی، رضا رسولی صفحات 83-90
    نانوذرات دی اکسید تیتانیوم (TiO2) به عنوان یک ماده فوتوکاتالیست پرکاربرد شناخته شده است. برای بهبود کارایی این نانوذرات باید بازترکیب زوج الکترون- حفره کاهش داده و همچنین میزان جذب به ناحیه مرئی گسترش داده شود. یک روش برای افزایش کارایی این نانوذرات، آلائیدن آنها با عناصر گروه لانتانیدها مانند سریم است. در تحقیق پیش رو نانوذرات TiO2 خالص و آلائیده شده با سریم از روش تخلیه الکتریکی ساخته شدند. تاثیر سریم بر خواص ساختاری، مورفولوژیکی و اپتیکی آنها با آنالیزهای پراش پرتو X (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM)، طیف بازتاب پخشی (DRS) و فتولومینسانس (PL) مورد بررسی قرار گرفت. مطالعه ساختاری پراش پرتوایکس نشان داد که اندازه نانوذرات TiO2 با وجود Ce، تا 27/7نانومتر کاهش می یابد. مورفولوژی سطح نانوذرات نشان داد که یکنواختی نانوذرات در نمونه با ناخالی سریم کاهش می یابد. نتایج طیف بازتابش پخشی نشان داد که گاف نواری با وجود سریم تا  2/24 الکترون ولت کاهش می یابد. نتایج آنالیز فتولومینسانس نشان داد که برای نمونه ناخالص، شدت فتولومینسانس کاسته می شود که این باعث کاهش بازترکیب زوج الکترون- حفره و افزایش فعالیت فتوکاتالیستی در نانوذرات می شود.
    کلیدواژگان: دی اکسید تیتانیوم، نانوکریستال، تخلیه الکتریکی، آلاینده سریم
  • مهرداد منیعی، اکبر اسحاقی*، عباس علی اقایی صفحات 91-104
    در این پژوهش، لایه نازک نانوکامپوزیتی فلورید منیزیم- سیلیکا(دو درصد وزنی)/فلورید منیزیم روی زیرلایه شیشه ای اعمال شد. به منظور رسیدن به خواص ضد بازتابی، ابتدا لایه های نازک فلورید منیزیم با ضخامت اپتیکی روی زیرلایه شیشه ای پوشش دهی شد و سپس لایه نشانی لایه نازک نانوکامپوزیتی MgF2-2%SiO2 صورت گرفت. درنهایت اصلاح سازی سطح به کمک محلول PFTS انجام شد. مشخصه یابی لایه نازک با استفاده از روش های پراش سنجی پرتو ایکس، طیف سنجی بازتاب کلی تضعیف شده مادون قرمز با تبدیل فوریه، طیف سنجی مرئی- فرابنفش و میکروسکوپی نیروی اتمی انجام شد. همچنین خواص آبگریزی نمونه توسط اندازه گیری زاویه تماس آب بررسی شد. نتایج به دست آمده نشان داد لایه نشانی لایه نازک فلورید منیزیم شش لایه بر دو طرف زیر لایه شیشه ای منجر به افزایش عبور تا 4/96 درصد شده است. برای شیشه پوشش داده شده با لایه نازک نانوکامپوزیتی MgF2-2%SiO2، میزان عبور به مقدار 4/94 درصد کاهش یافته که نسبت به شیشه خام عبور بالاتری را حاصل کرده است. همچنین آنالیز اندازه گیری زاویه تماس آب مشخص کرد که زاویه تماس قطره آب روی شیشه پوشش داده شده با لایه نازک نانوکامپوزیتی MgF2-2%SiO2 کاهش می یابد. از طرفی زاویه تماس قطره آب روی شیشه پوشش داده شده با لایه نازک نانوکامپوزیتی MgF2-2%SiO2 اصلاح شده با PFTS، تا حد 119 درجه افزایش یافت. لذا لایه نازک نانوکامپوزیتی  MgF2-2%SiO2 می تواند به عنوان پوشش ضد بازتاب و خودتمیز شونده روی سطح قطعات اپتیکی مورد استفاده قرار گیرد.
    کلیدواژگان: لایه نازک، نانوکامپوزیت، اصلاح سازی، PFTS، خواص اپتیکی، آبگریزی
|
  • M. Samii Zafarghandi, S. M. Abbasi* Pages 1-10
    In the present work, hot tensile behavior of Haynes 25 Co-base alloy was investigated in the temperature range of 950-1200 ˚C and 0.1 s-1. Thermodynamic calculations showed that M23C6 and M6C carbides were stable below 1000 ˚C and above 1050 ˚C, respectively. Stress-strain curves also indicated an unusual trend of strain fracture. It was observed that with increasing temperature from 950 to 1050 ˚C, the fracture strain was decreased, while it was raised above 1050 ˚C again. Increasing the volume fraction of M6C carbide rich in Tungsten resulted in the loss of ductility. Also, microstructural evaluations showed dynamic recrystallization (DRX) grains were nucleated and growth was around carbides and the initial grains at 1150 ˚C. Occurrence of DRX led to the improvement of ductility via grain refinement mechanism, so this alloy had the highest level of ductility at 1150 ˚C
    Keywords: Superalloy, Hot deformation, Carbide, Ductility, Dynamic recrystallization
  • M. T. Asadi Khanouki*, R. Tavakoli, H. Aashuri Pages 11-24
    In this research, the effect of temperature on the mean size of fracture surface features, as well as the relation between fracture surface morphologies and ductility of a La-based BMG as a relatively brittle alloy, was systematically investigated. After producing the alloy, three-point bending experiments, over a wide range of temperatures, were conducted on the samples; then the fracture surfaces were analyzed using scanning electron microscopy. The results demonstrated that the width of stable crack growth region (ΔW) was increased upon ductility (δp). Conversely, the mean size of the features on both stable (Ds) and fast (Df) crack growth regions and also, shear offset width (ΔL) were found to decrease with increasing ductility. In this case, the shear band instability was reduced, and the plastic strain could be more homogeneously distributed on the shear bands. The similarity of ΔL and Ds values suggested that the formation of vein pattern was caused by steak-slip behavior and multiple-step sliding inside the shear band through the fluid meniscus instability mechanism. Furthermore, the results obtained from correlation between ductility and fracture surface morphologies in the BMG indicated that the size of features was reduced with increasing ductility.
    Keywords: Bulk metallic glass, Shear band, Shear transformation zone, Fracture surface morphology, Ductility
  • M. Afrashi, D. Semnani*, Z. Talebi Pages 25-34
    In this study, adsorption of fluconazole on silica aerogel was performed successfully by the immersion method in the 1% solution of fluconazole-ethanol at the ambient condition and without using the supercritical method. The hydrophobic and hydrophilic silica aerogels were synthesized by the two-stage sol-gel method and dried at the ambient temperature. This method had most of drug loading at 24 h. It was 1.92% and 1.98% for the hydrophilic and hydrophobic silica aerogels, respectively. Physical properties of the synthesized aerogels were studied by the nitrogen absorption and desorption tests. The presence of fluconazole and the chemical structure of the samples were determined by fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR). As well, the loading and release of the drug were investigated using a spectrophotometer. The results showed the structure of the synthesized aerogels had a pore diameter of 6-8 nm and a surface area of about 800-100 m2/g. The study of the drug release also revealed that the release rate of fluconazole in the hydrophilic silica aerogel was higher than that of the hydrophobic sample.
    Keywords: Silica aerogel, Sol-gel, Drug delivery, Fluconazole, Drug loading
  • M. Barjesteh, S. M. Abbasi, K. Shirvani, K. Zangeneh * Pages 35-53
    In this study, the effect of platinum-aluminide coating parameters on surface roughness of nickel-based superalloy Rene®80 was evaluated. For this purpose, different thicknesses of Pt-layer (2, 4, 6 and 8µm) were plated on the Samples. Then diffusion aluminide coating in two types, high tempeature-low activity and low temperature-high activity was performed. The results of structural investigations by scanning electron microscope and X-Ray diffraction indicated a three-zone structure of coating in all thicknesses of platinum layer, as well as in the two methods of aluminizing. Surface roughness of coatings was measured in three steps: 1-after Pt plating, 2-after Pt diffusion, and 3-after aluminizing and final aging. The results showed that the thickness of Pt and the final thickness of the coating   directly affected the surface roughness. The minimum surface roughness was created by high temperature low activity with 2µ of Pt-layer (2.6μm) and the maximum of surface roughness was obtained in low-temperature high activity with 8µ of the Pt-layer (8.8 μm).
    Keywords: Rene80, Platin-Aluminide, Coating Microstructure, Surface Roughness
  • H. R. Shahverdi*, R. Alipour Pages 55-67
    Creep age forming (CAF) process is a novel metal forming method with major benefits including improved mechanical properties and cost reduction for aviation industry applications. CAF happens due to creep phenomenon and stress-release during the artificial aging of heat-treatable  aluminum alloys. In this work, the creep age forming of 7075 Aluminum alloy at 120, 150 and 180 °C for 6, 24 and 48 h was done; tensile and hardness tests were used to characterize the samples. Results on spring-back revealed that it was influenced by time and temperature;  by increasing the time and temperature, it was reduced from 54.1 to 39.51. Mechanical property evaluation also showed that by increasing the time, the strength and hardness could be enhanced due to microstructural evolution and precipitation during the CAF process. According to the mechanical and CAF results, two samples were selected as the optimum ones and their work hardening behavior and fracture surfaces were investigated
    Keywords: Creep-age Forming, 7075 Aluminum Alloy, Springback, Mechanical Properties
  • Corrosion Fatigue of 17-4pH Stainless Steel in a Simulated Sea Water Solution
    M. Ghasemian Malakshah, F. Ashrafizadeh, A. Eslami*, F. Fadaeifard Pages 69-81
    Since martensitic precipitation hardened 17-4pH stainless steel has been widely used in corrosive environments, evaluation of its corrosion fatigue behavior is important. In this research, after microstructural studies, mechanical, corrosion, fatigue and corrosion fatigue tests were performed on 17-4pH specimens. Fatigue and corrosion fatigue tests were carried out at the  stress ratio of -1 and the  stress frequency of 0.42 Hz (to increase the effect of corrosive solution), and corrosion fatigue tests were conducted in 3.5% NaCl solution, an  environment similar to corrosive sea water. Fatigue limit of 17-4pH stainless steel was 700 MPa in air and 415 MPa in corrosive environment. Comparing the S-N curves of this alloy at the optimal heat treatment cycle in two modes of fatigue and corrosion fatigue revealed the reduction of fatigue limit up to 40 % in the presence of corrosive environment. This reduction was due to the effect of observed corrosion pits on the surface and Damaged passive layer.
    Keywords: Optimal heat cycle, Corrosion fatigue, Precipitation hardenable stainless steel, S-N curve
  • A. Jafari, S. Khademi, M. Farahmandjou*, A. Darudi, R. Rasuli Pages 83-90
    Titanium dioxide nanoparticles (TiO2) are known as a widely used photocatalyst. In order to improve the performance of these nanoparticles, the recombination of the electron-cavity pair must be reduced and the absorption rate of the visible region should be expanded. One way to increase the performance of these nanoparticles is using cerium doped TiO2. In the present study, pure and doped titanium dioxide nanoparticles were made by the electrical discharge method. The effect of cerium dopants on the structural, morphological and optical properties were studied by x-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (FESEM), diffused reflection spectroscopy (DRS), photoluminescence (PL) and infrared fourier transform (FTIR) spectroscopy analyses. XRD analysis revealed that the size of TiO2 nanocrystals was decreased to 7.7 nm. The FESEM morphology of the samples also showed that the uniformity of the Ce doped TiO2 was decreased. Further, the DRS results indicated that the band gap energy of Ce-TiO2 was decreased to 2.24 eV. The photoluminescence results demonstrated that the intensity of PL was reduced for the Ce-TiO2 sample, which reduced the recombination of the electron-hole coupling and increased the photocatalytic activity in the doped sample.
    Keywords: Titanium dioxide, Nanocrystal, Electrical discharge method, Cerium dopant
  • M. Maniei, A. Eshaghi*, A. Aghaei Pages 91-104
    In this research, MgF2-2%SiO2/MgF2 thin films were applied on a glass substrate. At first, MgF2 thin films with the optical thickness were deposited on the glass slide substrates. Then, MgF2-2%SiO2 thin films were deposited on the glass coated with MgF2 thin films. Finally, the nanocomposite thin films were surface treated by the PFTS solution. Characterization of the thin film was done by X-Ray defractometry (XRD), attenuated total reflectance fourier transform infrared spectroscopy (ATR-FTIR), UV-Vis spectroscopy, and atomic force microscopy (AFM) techniques. Also, the hydrophobic properties of the samples were investigated by measuring the contact angle of the water. The results showed that the deposition of the six layer MgF2 thin films on the two sides of the glass substrate increased the transmission up to 96.4%. For the glass deposited by MgF2-2%SiO2 nanocomposite thin films, transmission was reduced to 94.4%,   with its transmission being higher than the pure glass. Also, the water contact angle (WCA) analysis determined that the contact angle of the water droplet on the MgF2-2%SiO2 nanocomposite thin film coated glass was decreased. On the other hand, the contact angle of the water droplet on the MgF2-2%SiO2 nanocomposite thin film coated glass after modification with the PFTS solution was increased up to 119o. So, MgF2-2%SiO2 nanocomposite thin films could be used as an antireflective and self-cleaning coating on the surface of the optical devices.
    Keywords: Thin Film, Nanocomposite, Modification, PFTS, Optical Properties, Hydrophobicity