فهرست مطالب

فرآیندهای نوین در مهندسی مواد - پیاپی 49 (تابستان 1398)
  • پیاپی 49 (تابستان 1398)
  • تاریخ انتشار: 1398/06/01
  • تعداد عناوین: 9
|
  • محمدتقی اسدی خانوکی* صفحات 1-16

    هدف از این پژوهش بررسی رفتار شکست و پدیده ی تبدیل نرمی به تردی در یک شیشه فلز حجمی آلیاژ پایه ی زیرکونیم است. همچنین به-طور خاص ارتباط بین مورفولوژی های سطح شکست و چقرمگی و انعطاف پذیری بررسی شده است. به همین منظور با استفاده از فرآیند ذوب قوسی و ریخته گری مکشی در خلا، آلیاژ آمورف تولید و در نرخ mm/min 2/0 و دماهای 77 و 298 کلوین تحت آزمون خمش سه-نقطه ای قرار گرفت. سطوح شکست به کمک SEM مورد مطالعه و ارزیابی قرار گرفتند و با استفاده از مدل ناپایداری انحنای جریان، ضمن تعیین چقرمگی آلیاژ مورد مطالعه از طریق محاسبه ی اندازه ی مورفولوژی سطح شکست، ساز و کار شکست ترد و نرم بررسی شد. در ادامه، شرایط و دلایل تشکیل مورفولوژی های مختلف در این دو حالت به صورت کمی تعیین گردید. نتایج نشان می دهد که آلیاژ پایه ی زیرکونیم علی رغم نرم بودن در دمای اتاق، در دماهای بسیار پایین (77 کلوین) به شدت ترد و بیان گر رفتار تبدیل نرمی به تردی است. تحت این شرایط میزان متوسط چقرمگی شکست از حدود MPa.m1/2 16 در دمای اتاق به حدود MPa.m1/2 5/3 در دمای 77 کلوین کاهش یافت. همچنین با کمک مدل ناپایداری انحنای جریان و اطلاعات سطح شکست، طول موج اعوجاج بحرانی (λc) برای این آلیاژ nm 127 محاسبه شد. درصورتی که طول موج اعوجاج اولیه (λI) کمتر از این مقدار بحرانی باشد، مشخصه ی سطح شکست به صورت نانو شیارهای موازی و متناوب خواهد بود. در صورتی که λI بزرگتر از مقدار بحرانی باشد شرایط برای تشکیل طرح دیمپل و طرح رگه ای فراهم خواهد شد.

    کلیدواژگان: شیشه فلز حجمی، انعطاف پذیری، چقرمگی شکست، مورفولوژی سطح شکست، ناپایداری انحنای جریان
  • مجید میرزایی*، چنگیز دهقانیان صفحات 17-25
    این مقاله قابلیت کاربرد فوم نیکل-اکسید نیکل را به عنوان جمع کننده‏ی جریان برای ابرخازن بررسی می کند. فوم Ni-NiO با یک روش ساده‏ی آلیاژ‏زدایی (واکنش جابجایی گالوانیک) ایجاد شد که در طی آن مس از فوم Ni-Cu زدوده شد و در طی عملیات حرارتی فوم Ni-NiO حاصل شد. مشخصه یابی کامل شامل مشخصه یابی های آنالیزی، ساختاری، شیمیایی و الکتروشیمیایی برای فوم مورد نظر انجام می شود. این مشخصه یابی ها با استفاده از XRD، SEM، امپدانس الکتروشیمیایی و تست شارژ و دشارژ انجام می شود. نتایج XRD حضور فازهای نیکل و اکسید نیکل را تایید می کند. همچنین در تست SEM وجود تخلخل های در گستره‏ی میکرو و دندریت های در گستره‏ی نانو مشاهده شد . فوم حاصله در محلول KOH M1، ظرفیت خازنی F/g 924 در دانسیته جریان A/g 1 را دارا بود. علاوه بر این سیکل‏پذیری این الکترود نیز مناسب بود، به طوری که بعد از 3000 سیکل در دانسیته جریان A/g20، 8/81% ظرفیت خود را حفظ کرده است. الکترود فوم ایجاد شده می تواند به عنوان بستر جریان برای رسوب نشانی لایه های بعدی مورد استفاده قرار بگیرد و کاندیدایی برای استفاده در ابرخازن باشد.
    کلیدواژگان: فوم Ni-NiO، روش الکتروشیمیایی، ابرخازن، فیلم متخلخل، الگوی حباب هیدروژن
  • علی اکبر لطفی*، سعید دانشمند صفحات 27-43
    نانو ذرات مورد استفاده در مواد مرکب زمینه فلزی دارای انواع مختلف و خواص فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی متفاوتی می باشند که باعث بهبود سختی، مقاومت مکانیکی، سایش و خواص دمایی می شوند و قابلیت های ماشینکاری مواد را تغییر می دهند. در این تحقیق به بررسی پارامترهای ماشینکاری تخلیه الکتریکی ماده مرکب الومینیوم تقویت شده با نانوذرات اکسید تیتانیوم پرداخته می شود. هدف از این تحقیق بررسی تاثیر شدت جریان، ولتاژ، زمان روشنی و خاموشی پالس و نانو ذرات اکسید تیتانیوم بر نرخ براده برداری، سایش ابزار و زبری سطح می باشد. از نفت سفید به عنوان دی الکتریک و الکترود مسی به عنوان ابزار و تجزیه و تحلیل واریانس برای اعتبار سنجی آزمایشگاهی استفاده می شود. نتایج نشان داد نانو ذرات سرامیکی اکسید تیتانیوم با توجه به ایتکه غیر هادی هستند تاثیر زیادی بر پارامترهای ماشینکاری ندارند و حین فرایند ماشینکاری تخلیه الکتریکی ذوب نمی شوند و شدت جریان و زمان روشنی بیشترین تاثیر بر نرخ براده برداری، سایش ابزار و زبری سطح دارند. با افزایش شدت جریان و زمان روشنی پالس سایش ابزار و زبری سطح زیاد شده و با افزایش زمان خاموشی پالس سایش ابزار کم می شود. به طور متوسط نرخ سایش الکترود ابزار در آلومینیوم 2024 تقویت شده با نانو ذرات اکسید تیتانیوم 5 درصد به میزان 46/3 درصد معادل 346/0گرم بیشتر از نمونه آلومینیوم 2024 از نظر وزنی است.
    کلیدواژگان: ماشین کاری تخلیه الکتریکی، ماده مرکب زمینه فلزی، نانوذرات اکسید تیتانیوم، نرخ براده برداری، سایش ابزار
  • امیرحسین شیخعلی، مریم مرکباتی، سید مهدی عباسی* صفحات 45-62
    به منظور بررسی فرآیندهای ترمیم دینامیکی و استاتیکی آلیاژ SP-700، در این تحقیق آزمایش پیچش گرم پیوسته و منقطع در دماهای 850 و ºC1000 با کرنش ها و زمان های بین پاسی مختلف انجام شد. مکانیزم غالب تغییرشکل در دمای ºC1000، تبلورمجدد دینامیکی (DRX) است. درحالیکه در دمای ºC850، تضرس و درهم تنیدگی مرزدانه ها مشاهده شد. با این وجود ریزساختار نمونه پیچش گرم در دمای ºC850 حاوی دانه های ریز (10-3 میکرون) بوده که بیانگر وقوع تبلورمجدد دینامیکی است. دانه های تبلورمجدد یافته در اطراف مرزدانه ها و نقاط سه گانه از طریق مکانیزم تحدب تشکیل شده اند. با افزایش کرنش پاس اول (5/0ε=) در دمای ºC1000، بدلیل افزایش نیرو محرکه جوانه زنی و رشد دانه های جدید، سینتیک فرآیند ترمیم استاتیکی نیز افزایش می یابد. اما در کرنش های حالت پایدار (1ε=) بدلیل وقوع تبلورمجدد دینامیکی کامل حین تغییرشکل، نیرو محرکه و در نتیجه سینتیک فرآیند ترمیم استاتیکی کمتر است. در واقع، در دمای ºC850 علاوه بر ترمیم استاتیکی، وقوع استحاله فازی α به β نیز در کسر نرم شدگی تاثیر دارد.
    کلیدواژگان: آلیاژ تیتانیوم SP-700، پیچش گرم، تبلورمجدد دینامیکی، ترمیم استاتیکی، استحاله فازی
  • سحر بخشنده، نادر ستوده*، محمد علی عسکری زمانی، عباس محصل صفحات 63-75

    مخلوط هایی از اکسیدنیکل-کربن فعال (99%کربن) با نسبت استوکیومتری تهیه و در یک آسیای سیاره ای در زمانهای گوناگون آسیا شدند. مخلوطی از نمونه بدون فرآیندآسیاکاری نیز تهیه شد. آنالیز وزن سنجی حرارتی (TGA) در اتمسفر آرگن برای نمونه های بدون آسیاکاری و آسیاکاری انجام شد و باقی مانده های جامد واکنش احیا توسط دستگاه XRD آنالیز شدند. نتایج آزمونهای TGA نشان داد واکنش احیا کربوترمیک اکسیدنیکل در مخلوط های بدون آسیاکاری و یک ساعت آسیاکاری به ترتیب از دمای حدود 800 و 720 درجه سانتیگراد آغاز می شود اما در نمونه 25 ساعت آسیاکاری ،این دما به حدود 430 درجه سانتیگراد کاهش می یابد. افزایش مقدار کربن بیشتر از مقدار استوکیومتری تغییری در سینتیک و مسیر احیا ایجاد نکرد. محاسبات ترمودنیامیکی نیز برای سیستم اکسیدنیکل-کربن با استفاده از نرم افزار HSC انجام شد. نتایج آزمونهای تجربی و محاسبات ترمودینامیکی نشان دهنده نقش موثر واکنش بودوارد در واکنش احیاکربوترمیک اکسیدنیکل بود. نتایج نشان داد تشکیل گازمنوکسیدکرین (CO) و افزایش مقدار آن منجر به تغییر مکانیزم احیا به حالت جامد-گاز می شود و این مورد تاثیر بسیار زیادی در افزایش سرعت احیا دارد. ریز شدن اندازه کریستالیت های (ذرات) اکسیدنیکل در نمونه های آسیاشده علاوه بر این که در کاهش دمای احیا کربوترمیک اثر داشت، منجر به کاهش اندازه ذرات محصول احیا (نیکل فلزی) شد. بنابراین با انجام عملیات فعال سازی مکانیکی مخلوط اکسیدنیکل-کربن، می توان به محصول نیکل فلزی با اندازه ذرات کمتر از میکرون و حتی در حد نانومتری در واکنش احیاکربوترمیک اکسیدنیکل رسید.

    کلیدواژگان: آسیاکاری مکانیکی، آنالیز وزن سنجی حرارتی، واکنش بودوارد، فعال سازی مکانیکی
  • حسین امامی*، سید محسن اعتصامی صفحات 77-85
    در این مطالعه، به تولید نانو ذرات فریت مس منگنز دوپه شده با کادمیم و بررسی حساسیت آنها پرداخته شده است. روش به کار رفته برای ساخت نانو حساسه روش همرسوبی است که برای این ترکیب روش جدیدی است. برای بررسی ساختار این نانو حساسه از آزمایشاتی نظیر پراش پرتو ایکس (XRD)که تک فاز بودن ترکیب و نانو بودن آن را نشان می دهد؛ وآزمایش میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)که اندازه نانو ذرات را مشخص کرده (کمتر از 50 نانومتر) و همین طور یکنواختی آن ها را نمایش می دهد، استفاده شده است. برای آزمون حساسیت پذیری این نانو حساسه از یک دستگاه آزمایشگاهی با قابلیت کنترل دما بهره برده شد که مجهز به یک گرم کن حساسه با کنترل دما بوده و حساسه روی آن قرار می گیرد و یک محفظه برای تزریق گونه های مورد آزمایش، و یک برد الکترونیکی رابط که اطلاعات نانوحساسه را به سیستم رایانه انتقال و توسط نرم افزار مربوطه مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد. در مورد این نانو حساسه که باگاز متان موردآزمایش قرار گرفت؛ حساسیت پذیری دما مناسب برای پاسخ این نانو حساسه 300 درجه سانتیگراد بود.
    کلیدواژگان: نانو ذرات فریت مس منگنزدوپه شده با کادمیم، پرتو ایکس، حساسیت پذیری، متان
  • شیوا نوازنی*، علی شکوه فر، مصطفی حسنی سعدی صفحات 87-102
    در این مقاله، خواص حسگری نانوهیبرید SnO2-PdPt نسبت به گاز متان و تاثیر افزوده شدن اکسید گرافن کاهش یافته بر بهبود خواص حسگری این نانوحسگر، مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور، ابتدا به روش هیدروترمال SnO2 سنتز شد و سپس با کاتالیستهای Pd، Pt و PdPt هیبرید شد. برای بررسی اثر اکسید گرافن کاهش یافته بر بهبود خواص حسگری، به جای SnO2 از SnO2-rGO سنتز شده به روش هیدروترمال درجا، استفاده شد. نتایج نشان دادند که نانوحسگر هیبریدی با آلیاژ دوفلزی نسبت به ساختارهای هیبریدی تک فلزی، پاسخ بالاتری در دمای پایین تر دارد و از طرف دیگر، اضافه شدن اکسید گرافن کاهش یافته، سبب کاهش دمای بهینه حسگری SnO2-PdPt و افزایش میزان پاسخ آن نسبت به متان شد. نانوحسگر SnO2-PdPt در دمای oC 200 ، به ppm1000 متان به میزان 52.22% پاسخ داد. زمان پاسخ و بازیابی آن به ترتیب 94 ثانیه و 3.5 دقیقه است، در حالیکه نانوحسگر SnO2-rGO-PdPt ، به این مقدار از متان در دمای oC 150 ، 69.5% پاسخ با زمان پاسخ و بازیابی 50 ثانیه و 4.5 دقیقه نشان داد.
    کلیدواژگان: نانوحسگر، SnO2، آلیاژساختار دوفلزی PdPt، اکسید گرافن کاهش یافته، گاز متان
  • محمد حاجی لو*، ضیاء والفی صفحات 103-123
    در این پژوهش، پوشش های خودگداز NiCrBSi به روش پاشش پلاسمایی ایجاد شدند. تاثیر هم زمان دما و زمان عملیات حرارتی گداخت بر ریزساختار، زبری سطح، ریزسختی و همچنین عملکرد سایشی این پوشش ها ارزیابی شد. فرآیند گداخت در دماهای 1000، 1050 و C1100 و به مدت 5، 15 و 25 دقیقه انجام شد. برای بررسی ریزساختار و مورفولوژی پوشش ها، تعیین ترکیب فازی آن ها و نیز مشاهده ی رد سایش از میکروسکوپ نوری، میکروسکوپ الکترونی روبشی و آنالیز پراش سنجی پرتوی ایکس استفاده شد. عملکرد سایشی پوشش های گداخت شده توسط آزمون پین روی دیسک مطالعه شد. با توجه به نتایج این پژوهش، فرآیند گداخت باعث کاهش ضخامت، تخلخل و زبری سطح پوشش، حذف مرز بین اسپلت ها، افزایش ریزسختی، ایجاد یک پیوند متالورژیکی بین پوشش و زیرلایه و تشکیل رسوبات سخت کاربیدی و بورایدی (Cr7C3 و CrB) شد. همچنین تجاوز از پارامترهای بهینه ی فرآیند گداخت باعث ایجاد پدیده ی گداخت بیش از حد و در نتیجه افت خواص پوشش شد. مشخص شد که دمای C1000 و زمان پنج دقیقه، پارامترهای بهینه ی گداخت در این تحقیق هستند؛ زیرا کمترین تخلخل، بیشترین ریزسختی و نیز بهترین عملکرد سایشی در نمونه ی گداخت شده در در این پارامترها به-دست آمد. مکانیسم سایشی غالب در این نمونه سایش خراشان بود.
    کلیدواژگان: پاشش پلاسمایی، فرآیند گداخت، پوشش های خودگداز NiCrBSi، تخلخل، سایش
  • مسعود محمدی رهورد*، مرتضی تمیزی فر، سید محمدعلی بوترابی صفحات 125-143
    پایداری حرارتی شیشه های فلزی حجمی (BMGs) Zr56Co28Al16، Zr56Co24Ag4Al16 و Zr56Co22Cu6Al16 به وسیله گرماسنجی تفاضلی روبشی (DSC) در چهار نرخ گرمایش متغیر K/min10، 20، 30 و 40 ارزیابی شد. تغییر پارامترهای انرژی فعال سازی موثر، انرژی فعال-سازی موضعی، حساسیت دماهای مشخصه به نرخ گرمایش با افزودن عناصر نقره و مس به آلیاژ پایه به همراه آنالیز فازی و ساختاری آنها بررسی شد. تحولات ساختاری و فازی نمونه ها توسط آنالیز پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) مطالعه شد. انرژی فعال سازی دماهای مشخصه با مدل کیسینجر و اوزاوا و همچنین وابستگی دماهای مشخصه به تغییرات نرخ گرمایش به کمک قانون تجربی لاسوکا اندازه گیری شدند. نتایج نشان داد که انرژی فعال سازی دماهای انتقال شیشه، جوانه زنی مرحله اول و دوم تبلور در آلیاژ حاوی نقره به ترتیب با kJ/mol 402، 336 و 395 نسبت به آلیاژهای دیگر بیشتر و وابستگی دماهای مشخصه به نرخ گرمایش کمتر است. افزایش پایداری حرارتی آلیاژ آمورف حاوی نقره به دلیل شکل گیری ساختار با چینش فشرده است که حاصل خوشه های مستحکم با نظم کوتاه برد بیست وجهی (ISRO) در داخل ساختار است.
    کلیدواژگان: شیشه ی فلزی حجمی، شیشه ی فلزی پایه زیرکونیم، پایداری حرارتی، انرژی فعال سازی
|
  • Mohammad Taghi Asadi Khanouki * Pages 1-16

    In this research, the fracture behavior and ductile to brittle transition (DBT) phenomenon, as well as the correlation between fracture surface morphologies and ductility/toughness in a Zr-based bulk metallic glass (BMG) is investigated. The amorphous alloy was produced by arc melting pure elements and suction casting into a water-cooled copper mold. Then, the three point bending test was used at two temperatures of 77 and 298 K and displacement rate of 0.2 mm/min. Fracture surfaces were observed through scanning electron microscopy after bending tests. The fracture toughness of samples is determined by measuring the size of fracture surface morphologies, and the brittle and ductile fracture mechanisms were theoretically studied by using the fluid meniscus instability model. Although the Zr-based BMG is nearly ductile at room temperature, at very low temperature (77 K) it becomes more brittle. Results show that the mean fracture toughness changes from ~16 MPa.m1/2 at 298 K to ~3.5 MPa.m1/2 at 77 K. Furthermore, the critical wavelength of meniscus instability (λc) is calculated to be 127 nm for the present alloy. According to the results, if the initial wavelength of meniscus instability (λI) is smaller than the λc, periodic nano-corrugation morphologies can be observed on the fracture surface. On the contrary, if λI is larger than λc, the dimples or vein-like patterns are more likely to be form on the fracture surface.

    Keywords: bulk metallic glass, ductility, fracture toughness, fracture surface morphology, fluid meniscus instability
  • Majid Mirzaee *, Changiz Dehghanian Pages 17-25
    This paper investigates the applicability of nickel-nickel oxide metallic foams as a current collector for supercapacitor. A simple galvanic displacement reaction was employed to fabricate dendritic Cu dealloyed nanoporous Ni-NiO foam. A comprehensive characterization of foams are presented and includes the analysis of their structural, chemical, and electrochemical properties. The process is studied under well-defined experimental conditions using XRD, SEM, electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and galvanostatic charge and discharge (GCD). XRD results confirm the presence of nickel and nickel oxide phases. Also, in the SEM test, porosities were observed in the range of micro and dendrites in the nanoscale. The outcome of these experiments demonstrates that the Ni-NiO foam has a higher specific capacitance. The best specific capacitance for Ni-NiO foam was calculated 924 F/g at 1A/g. Ni-NiO foam maintains 81.8% of its specific capacitance at a current density of 20 A/g and after 3000 cycles. The created foam electrode can be used as a current collector for the deposition of subsequent layers and is a candidate for use in supercapacitors.
    Keywords: Ni-NiO foam, Electrochemical method, Supercapacitor, Porous films, Hydrogen bubble template
  • Ali Akbar Lotfi *, Saeed Daneshmand Pages 27-43
    .Nano-particles used in metal matrix composites show a various range of mechanical, chemical and physical features, causing significant improvements in mechanical strength, hardness and thermal characteristics. They can also change the capability of machining. Electrical discharge machining is considered as an integrate part of hard metal machining. In this paper, the parameters of electrical discharge machining for aluminum composite material improved by Nano-particles of titanium dioxide have been studied. The purpose of this study was to evaluate the impacts of electrical current and voltage and pulse on and off-time on the material removal rate, tool wear rate and surface roughness. Kerosene as a dielectric and copper electrode were used to carry out the experiment. In addition, Analysis of variance was utilized to authenticate the experimental results. The result shows that Nano-particles titanium dioxide has trivial effects on machining parameters due to being insulators. They also do not melt in the process of electrical discharge machining. Moreover, the electrical current and the pulse on time have the most influence on the material removal rate, tool wear rate and surface roughness. By increasing the electrical current and pulse on time, tool wear rate and surface roughness have grown, while by increasing the pulse off time tool wear rate has decreased. The average wear rate of the electrode in the aluminum alloy 2024 reinforced with 5% titanium oxide nanoparticles is 46.3%, equivalent to 0.346 gr, more than the weight loss of the aluminum 2024 specimen.
    Keywords: Electrical discharge machining, metal matrix composites, Nano-particles of titanium dioxide, material removal rate, Tool wear
  • Amir Hosein Sheikhali, Maryam Morakkabti, Seyed Mahdi Abbasi * Pages 45-62
    In order to investigation of dynamic and static restoration of SP-700 alloy, in this study continuous and interrupted hot torsion tests carried out at 850 and 1000ºC at different pass-strains and inter-pass times. The dominant mechanism in hot deformation at 1000°C is dynamic recrystallization (DRX) and consequently the entire microstructure comprises equiaxed grains, whereas at 850°C serration and tanglement of the grain boundaries were observed. Nevertheless, the microstructure of sample twisted at 850°C, indicates the occurrence of DRX and the formation of very fine grains. The mechanism of the formation of recrystallized grains in the vicinity of grain boundaries and triple points is bulging. With an increase in pass-strain (ε=0.5) at 1000°C, due to the increase in driving force for nucleation and growth of new grains, the kinetics of static restoration increases. In fact, at 850°C, in addition to static restoration there is another factor contributing in fractional softening which is β to α phase transformation.
    Keywords: SP-700 titanium alloy, Hot torsion, Dynamic recrystallization, Static restoration, Phase transformation
  • Sahar Bakhshandeha, Nader Setoudeh *, Mohammad Ali Askari Zamanic, Abbas Mohassel Pages 63-75

    Mixtures of nickel oxide and activated carbon (99% carbon) with stiochiometric ratio were milled for different times in a planetary ball mill. The stiochiometric ratio of mixture was prepared in an un-milled condition. The unmilled mixture and milled samples were subjected to thermogravimetric analysis (TGA) under an argon atmosphere and their solid products of the reduction reaction were studied using XRD experiments. TGA showed that the reduction of NiO started at ~800℃ and ~720℃ in un-milled and one-hour milled samples respectively whilst after 25 h milling it decreased to about 430℃. Increasing the amount of carbon more than stiochiometric ratio did not affect on the kinetics of carbothermic reduction. Thermodynamics assessments for NiO-C system were done using HSC software. Thermodynamics assessment and the experimental results indicated that Boudouard reaction plays a significant role in the carbothermic reduction reaction of nickel oxide. The results revealed that formation and increasing of monoxide carbon gas (COg) can change the kinetic reaction mechanism into solid-gas mechanism which has the major effect on increasing the rate of reaction. The decrease in the particle size/crystallite size of the nickel oxide in the milled samples not only resulted in decreasing in the reaction temperature, but also resulted in formation of fine particles of metallic nickel. Therefore, it is possible to achieve the metallic nickel particle in the range of submicron or nanometer via carbothermic reduction reaction of NiO using mechanical activation of NiO-C mixture.

    Keywords: Ball milling, Boudouard reaction, Mechanical activation, Thermal gravimetric analysis
  • Hossein Emami *, Seyed Mohsen Etesami Pages 77-85
    In this study, synthesis and studying sensitivity of nano particles of manganese copper ferrite with common formula of cupper manganese ferrite cadmium doped has been considered. Applied method for manufacturing this nanoparticle is co-precipitation method that is a novel method for this combination. Nano particle structure has been investigated using experiments such as X-ray diffraction which showed single–phase and Nano characteristics of this combination and scanning electron microscope which showed the size of nanoparticles and uniformity. Sensitivity of the nano particles was tested using a laboratory system equipped with sensor heater with the ability of temperature control on which nano sensor was put, a chamber for injecting related materials and a connector electronic range that transferred Nano-sensor information to computer and it was analyzed by a software. This system could control temperature. This Nano sensor was tested using Methane that sensitivity and suitable temperature for this Nano sensor was 300˚C.
    Keywords: Cupper manganese ferritecadmium doped nanoparticles, X-ray diffraction, Sensitivity, Methane gas
  • Shiva Navazani *, Ali Shokuhfar, Mostafa Hassanisadi Pages 87-102
    In this paper, the sensing properties of SnO2-PdPt nanohybrid to methane gas and effect of reduced graphene oxide (rGO) on improving its sensing performance was investigated. For this reason, first SnO2 was synthesized by hydrothermal method and then hybridized by Pd, Pt and PdPt catalysts. For investigating the effect of rGO, by the in-situ hydrothermal method, SnO2-rGO was synthesized instead of SnO2. Results showed that the nanohybrid sensor with bimetallic alloy catalyst, had higher response t lower temperature compared with monometallic catalysts and on the other hand, adding rGO, reduced the optimum sensing temperature of SnO2-PdPt and enhanced its response to methane. The SnO2-PdPt nanosensor showed 52.22% response to 1000ppm CH4 at 200oC. The sensing response and recovery times for this hybrid were 94s and 3.5min respectively, whilst the SnO2-rGO-PdPt showed 69.5% response at 150oC to the same concentration of methane. The response and recovery times for this hybrid were 50s and 4.5min respectively.
    Keywords: Nanosensor, SnO2, PdPt bimetallic alloy, Reduced graphene oxide, Methane gas
  • Mohamad Hajiloo *, Zia Valefi Pages 103-123
    In this work, self-fluxing NiCrBSi coatings were deposited by plasma spraying. Simultaneous effect of temperature and time of the fusing heat treatment on microstructure, surface roughness and microhardness as well as wear performance of these coatings was evaluated. Fusing process was carried out at 1000, 1050 and 1100˚C for 5, 15 and 25 min. The morphologies and microstructures of the coatings as well as the wear tracks were characterized using optical microscope and scanning electron microscope. X-Ray Diffraction was applied to determine the phase composition of coatings. Wear performance of the fused coatings was investigated by Pin-On-Disk test. In consequence of the fusing process, the thickness, porosity and surface roughness decreased, the splat boundaries were eliminated, the microhardness increased, a metallurgical bond was created between the coating and the substrate, and hard carbide and boride precipitates (CrB and Cr7C3) were formed. Exceeding the optimum parameters of the fusing caused over-fusing phenomenon and thereby, degradation of coating properties. It was found that the temperature of 1000˚C and the time of 5 min are the optimum conditions of fusing process in this study, as the lowest porosity, the highest microhardness as well as the best wear performance were obtained in coating fused at these parameters. Dominant wear mechanism in this sample was abrasive wear.
    Keywords: plasma spraying, fusing, self-fluxing NiCrBSi coatings, Porosity, Wear
  • Masoud Mohammadi Rahvard *, Morteza Tamizifar, Seyed Mohammad Ali Boutorabi Pages 125-143
    The non-isothermal crystallization kinetics of Zr56Co28Al16, Zr56Co24Ag4Al16 and Zr56Co22Cu6Al16 BMGs were studied by differential scanning calorimetry at the continuous heating rates of 10, 20, 30 and 40 K/min. The crystallization kinetics parameters, including the effective and local activation energies corresponding to the characteristic temperatures, sensitivity of the characteristic temperatures to the heating rate were investigated. The X-ray diffraction (XRD) and transmission electron microscopy (TEM) were used to investigate the glassy alloys structure. The activation energies of characteristic temperatures were obtained by Kissinger and Ozawa methods. Also, the heating rate sensitivity of characteristic temperatures was determined by Lasoca method. The Ag-bearing Zr-based BMG presented higher activation energies with values of Eg=402, EX1= 336 and EX2= 395 kJ/mol and lower heating rate sensitivity in regard to characteristic temperatures, indicating a higher stabilization of the supercooled liquid, which can be correlated with the existence of strong icosahedral short range order (ISRO) clusters in the structure
    Keywords: bulk metallic glass, Zr-based metallic glass, thermal stability, activation energy