فهرست مطالب

  • سال هشتم شماره 2 (تابستان 1398)
  • تاریخ انتشار: 1398/06/10
  • تعداد عناوین: 7
|
  • سیما کمالی*، محمدمسعود محبی، محمد رضازاده، محمد حسن طاهریان صفحات 1-8

    هدف از این پژوهش، سنتز پودر گاما آلومینیوم اکسی‎نیترید با شبکه اسپینل مکعبی بوده است. جهت انجام این فرآیند، از روش احیای کربوترمال و نیتروژن‎دهی پودر اولیه‎ی آلومینا استفاده شد. این فرآیند به صورت دو مرحله‎ای انجام شد که در مرحله‎ی اول در دمای C 1550 مقداری از آلومینا با کربن موجود احیا شده و آلومینیوم نیترید تشکیل شد و سپس در مرحله دوم در دمای C1750 آلومینای باقیمانده با آلومینیوم نیترید واکنش داده و آلومینیوم اکسی‎نیترید تشکیل شد. به منظور دستیابی به فاز غالب آلومینیوم اکسی‎نیترید و از مقادیر مختلف کربن (5، 10، 15 و 20 درصد) استفاده شد و درصد وزنی فاز میانی در دماهای 1550، 1600 و 1650 درجه سانتی‎گراد برای نمونه بهینه بررسی شد. نتایج نشان دهنده تشکیل بیشترین درصد آلومینیوم اکسی‎نیترید در 10 درصد وزنی کربن می‎باشد.

    کلیدواژگان: آلومینیوم اکسی‎نیترید، نیتریده کردن، سنتز، سرامیک شفاف
  • افشین امیری مقدم، مهدی کلانتر* صفحات 9-27

    کامپوزیت های شامل ترکیبات بین فلزی سیلیسیدی و بورایدی تنگستن دارای سختی بالا، مقاومت نسبتا خوب در برابر شوک حرارتی، خنثایی شیمیایی و استحکام بالا در دمای بالا هستند. هدف از این تحقیق ارزیابی ترکیب فازی و آنالیز حرارتی پودرکامپوزیتی زمینه آلومینا با استحکام دهنده های بورایدی و سیلیسیدی تنگستن در سیستم های 1- Al+Si+WO32-Al+B2O3+WO3 3- Al+Si+B2O3+ WO3  به روش سنتز احتراقی در آزمایش های مختلف آنالیز حرارتی است. در این مطالعه پودر مواد اولیه مطابق نسبت استوکیومتری در یک آسیای گلوله ای ماهواره ای، با گاز محافظ آرگون به مدت 10 ساعت مورد مخلوط سازی قرار گرفتند. آزمایش های مختلف آنالیز حرارتی افتراقی و وزن سنجی حرارتی در شرایط مختلف دمایی بر روی مخلوط های پودری آسیاکاری شده انجام گرفت. نتایج آنالیز فازی و مطالعات ریزساختاری بر روی نمونه های عملیات حرارتی شده نشان می دهد که بعد از احیای اکسیدهای تنگستن و بور توسط آلومینیم، ابتدا سیلیسید و سپس بوراید تنگستن (WxBy+WSi2) به عنوان فازهای ثانویه در کنار  فاز زمینه ی آلومینا شکل می گیرند به طوری که به طور فشرده در هم غلاف شده اند. حضور Si در سیستم (Al+B2O3+WO3) شکل گیری بورایدهای تنگستن را تسهیل می نماید. دانه های بورایدی در مقایسه با دانه های سیلیسیدی درشت دانه تر بوده و حالت کشیده تری دارند.

    کلیدواژگان: فرآیند احتراقی آلومینوترمیک، سیستم Al+B2O3+Si+WO3، ترکیب فازی، آنالیز حرارتی افتراقی، مطالعات ریزساختاری
  • مهری سهرابی، بیژن افتخاری یکتا*، حمیدرضا رضایی، محمدرضا نعیمی جمال صفحات 29-39

    موادزیست فعال را می توان به اشکال مختلفی در بدن موجود زنده بکار برد و یکی از انواع این مواد خمیرهای تزریق پذیر می باشد. جزء زیست فعال این گونه خمیرها عموما پودرهای خانواده کلسیم فسفات و یا شیشه های حاوی کلسیم و فسفات می باشد. این مواد به تنهایی از قابلیت تزریق مناسب برخوردار نیستند. بنابراین، برای القای این ویژگی می بایست خمیرهای حاوی مواد زیست فعال را به همراه پلیمرهای مناسبی همچون کایتوسان، ژلاتین، سدیم آلژینات، هیالورونیک اسید و غیره تهیه کرد. در این پژوهش تلاش گردید با استفاده از شیشه زیست فعالی بر پایه سیستم  SiO2 - CaO -P2O5 از طریق سل-ژل و محلول پلیمری ژلاتین نانوکامپوزیت مناسب به شکل خمیر تهیه و رفتار جریانی و تزریق پذیری آن مورد بررسی قرار گیرد. نتایج این آزمایش ها نشان داد که خمیر حاوی ژلاتین بدلیل قابلیت در خودگیری آب از تزریق پذیری خوبی برخوردار بود؛ ولی، به هنگام آزمایش تعیین رفتار جریانی، بهمین دلیل رفتار تعریف نشده ای از خود نشان می داد. بیشینه ویسکوزیته مختلط خمیر ژلاتینی برابرPa.s  10  88/8  بود. میزان آبشویی کامپوزیت تزریق شده به هنگام غوطه وری در محلول شبیه سازی شده بدن با زمان نشان داد که این کامپوزیت پس از 48 ساعت ماندگاری ازwt.% 60 میزان آبشویی برخوردار است. آزمونهای SEM, XRD, FTIR   نشان دهنده توانایی این خمیر در تشکیل آپاتیت بعد از 14 روز غوطه وری در محلول SBF است.

    کلیدواژگان: شیشه زیست فعال، جریان یابی، تزریق پذیری، نانو کامپوزیت
  • زهرا اسمعیلی طحان، داریوش سوری* صفحات 41-49

    بی قاعدگی رسانش الکتریکی در رژیم رسانشی مخلوط یون-پلارون برای سیستم شیشه ای xAg2O-40TeO2-(60-x)V2O5 با  درصد مولی، تهیه شده به روش معمول فرونشانی مذاب، مشاهده شد. در شیشه های مورد مطالعه، وابستگی دمایی رسانش الکتریکی جریان مستقیم نمونه ها  از یک دمای مشخصه تا 380 درجه کلوین اندازه گیری شد که ماهیت نیم رسانایی نمونه ها را تایید نمود. مقادیر اندازه گیری شده در دمای نوعی 300 درجه کلوین در گستره ی 1-Scm 3-10×33/3 - 7-10×88/5  بدست آمد که نشان دهنده ی روند کاهشی رسانش الکتریکی با افزایش تراکم اکسید نقره برای نمونه های با 30- 0  x=و یک روند افزایشی در نمونه های با  50-40 x= می باشد. با افزایش درصد مولی Ag2O در گستره ی 1-Scm 3-10×33/3 - 7-10×88/5   و به ویژه برای نمونه با ، مکانیسم رسانش از جهش پلارونی به پلارونی- یونی تغییر می یابد که شاهدی بر بی قاعدگی مکانیسم رسانشی است. مکانیسم رسانش الکتریکی نمونه های حاضر در دماهای بالاتر از یک دمای مشخصه، از مکانیسم جهش غیر بی دررو پلارون کوچک الکترون ها بین یونهای وانادیم پیروی نموده و مقادیر تحرک و چگالی حامل بار به عنوان پارامترهایی مهم در بررسی خواص الکتریکی در رژیم غیر بی دررو محاسبه شدند. هم چنین بررسی پارامتر چگالی اکسیژن های غیرپیوندی نشان دهنده اثر Ag2O روی پایداری گرمایی و تردی شیشه ها می باشد و دلالت بر معرفی نمونه ی با مقدار بحرانی20 x=بعنوان نمونه ی با بالاترین پایداری گرمایی دارد.

    کلیدواژگان: رسانش مخلوط پلارونی-یونی، سرمایش سریع مذاب، جهش غیر بی دررو پلارون های کوچک، چگالی اکسیژن های غیرپیوندی
  • حسین خداویردی لو، هادی ابراهیمی فر* صفحات 51-63

    پوشش های کامپوزیتی با زمینه نیکل و ذرات تقویت کننده سرامیکی توانایی بالایی در بهبود خواص سطح مانند افزایش مقاومت به خوردگی و سایش دارند. در این پژوهش پوشش کامپوزیتیNi-P  به همرا ذرات سرامیکی ZrO2 و TiO2 بر روی زیرلایه ی فولادی AISI 316 بوسیله آبکاری با روش جریان مسقیم نشست داده شد و تاثیر دانسیته جریان های 20، 30، 40 و mA/cm2 50 بر میکروساختار و مقاومت به خوردگی مورد بررسی قرار گرفت.  برای بررسی میکروساختار از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) استفاده شد. به منظور بررسی رفتار خوردگی پوشش ها از آزمون پلاریزاسیون پتانسیودینامیک در محلول آبی NaCl % 5/3 استفاده شد. نتایج SEM و انالیز EDX نشان داد که پوشش ایجاد شده در دانسیته جریان mA/cm2 40 بیشترین پیوستگی را داشته و بالاترین مقدار نشست ذرات اکسید تیتانیوم و اکسید زیرکونیوم مربوط به این دانسیته جریان است.  همچنین نتایج پلاریزاسیون نشان داد که  مقاومت به خوردگی نمونه پوشش داده شده در دانسیته جریان  mA/cm240 (RP=12.3030 MΩ) بیشتر از پوشش ایجاد شده در دانسیته جریان های20 (RP=12.1950 KΩ)، 30 (RP=22.2710 KΩ) و mA/cm2 50 (RP=8.34020 KΩ) است. در دانسیته جریان های کمتر و بیشتر از mA/cm2 40  پوشش پیوسته و یکنواخت نبود.

    کلیدواژگان: پوشش کامپوزیتی، زیرکونیا، تیتانیا، میکروساختار، پلاریزاسیون
  • امیر صدری قویدل*، مهری مشهدی صفحات 65-95

    نیترید بور هگزاگونال یک ماده سرامیکی چند منظوره است که دارای خواص استثنایی و کاربرد های گسترده در صنایع می باشد. ساختاری شبیه گرافیت دارد و مقاومت به اکسیداسیون بالاتری از آن دارد. از پودر نیترید بور در قالب ریخته گری به عنوان یک روانساز دما بالا استفاده می شود. پودر نیترید بور هگزاگونال را می توان با پرس گرم شکل داد و به عنوان یک قالب یا بوته برای نگه داری مذاب فلزات و عایق الکتریکی استفاده کرد. مصرف این ماده در دهه های اخیر به دلیل خواص منحصر به فرد آن و استفاده در مواد کامپوزیتی افزایش یافته است. نیترید بور باعث کاهش ضریب انبساط حرارتی و ضریب اصطکاک و افزایش هدایت حرارتی می شود . از نیترید بور هگزاگونال به دلیل بهبود شوک حرارتی و ماشین کاری به طور گسترده در کامپوزیت های سرامیکی استفاده می کنند. یکی از کاربرد های این ماده در صنایع نظامی در بحث گلوله و خان لوله تفنگ های سبک است که به عنوان کاهنده اصطکاک و انحراف و افزاینده سرعت و نقطه زنی بالاتر به صورت پوشش بر سطح گلوله و یا خان لوله تفنگ  اعمال می شود. به دلیل مصرف بالای این ماده روش های مختلف ارزان قیمت در حال بررسی هستند.این مقاله مروری انواع روش های سنتز پودر نیترید هگزاگونال با تاکید بر روش کربوترمال و به صورت مختصر سنتز اشکال دیگر نیترید بور مانند کره های توخالی، نانو لوله ها، نانو ذرات و نانو ساختار های دوبعدی را پوشش می دهد.

    کلیدواژگان: نیترید بور هگزاگونال، سنتز کربوترمال، کاربرد هسته ای و پوشش گلوله
  • سیده اعظم هاشمی، محمود ناصری*، احسان نادری صفحات 97-106

    در این پژوهش نانو ساختار های اسپینلی Zn1-xFexFe2O4 به روش عملیات گرمایی سنتز و حضور فاز های بلوری توسط پراش پرتوایکس  (XRD)تایید شد. اندازه و شکل نانوذرات، با استفاده از تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) و میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) مشخص گردید. ویژگی های مغناطیسی نانوذرات مانند مغناطش اشباع (Ms)، وادارندگی مغناطیسی (Hc) و پسماند مغناطیسی (Mr) توسط دستگاه مغناطیس سنج نمونه ارتعاشی (VSM) در دمای اتاق بررسی شد و مشخص گردید که نانوذرات روی، رفتار سوپر پارامغناطیس و نانوذرات فریت روی-آهن و آهن رفتار فرو مغناطیس دارند. وجود مد های ارتعاشی فلز-اکسید به وسیله ی طیف-سنج مادون قرمز (FT-IR) در نانوذرات روی-آهن تایید شد. با به کارگیری طیف سنج فرابنفش مرئی (UV-visible) مقادیر گاف انرژی در محدوده 98/1 تا 30/2 الکترون-ولت تخمین زده شد.

    کلیدواژگان: عملیات گرمایی، مغناطش اشباع، گاف انرژی
|
  • Pages 1-8

    The aim of this research was to study synthesize gamma aluminum oxynitride powder with cubic spinel structure. In order to carry out this process, carbothermal reduction and nitridation of α-alumina as starting powder was used. This process was carried out in two steps, that in the first step at 1550˚C, a portion of α-alumina was reacted with carbon and aluminum nitride (AlN) was formed, then in the second step at 1750°C, the residual alumina reacted with aluminum nitride, and aluminum oxynitride was formed. In order to achieve the dominant phase of aluminum oxynitride, different amounts of carbon (5, 10, 15 and 20 wt%) were used and the weight percentages of the middle phases at 1550°C, 1600°C and 1650°C were investigated for optimal sample. The results indicate that the highest percentage of aluminum oxynitride is present in 10 wt% of carbon.

    Keywords: AlON, nitridation, transparent ceramic, synthesis
  • Pages 9-27

    Composites that are including silicide of tungsten and boride of tungsten intermetallic compound have properties such as high hardness, relatively good thermal shock, chemical stability and high strength at high temperature. The purpose of this investigation is evaluation of phase and microstructure of alumina base composite reinforced by boride and silicide of tungsten in three systems 1-Al+ Si+WO3, 2-Al+B2O3+WO3 and 3-Al+B2O3+Si+WO3 by combustion synthesis method in different thermal analysis experiments. In this study starting materials according to stoichiometric ratio were mixed by ball-milling under atmosphere of argon for 10 hours. The XRD results don’t show any new phase during ball-milling even up to 10 hours. Differential thermal analysis (DTA) and thermal gravity analysis (TGA) were conducted on different mixture of starting material. The results show a compact microstructure of WxBy (mostly WB) and WxSiy (mostly WSi2) as secondary phases in alumina matrix. There is a lower temperature for forming of tungsten silicide (WxSiy) compared with tungsten boride (WxBy). The presence of Si in the Al+B2O3+WO3 system facilitates the formation of tungsten borides. Tungsten boride grains are coarser and more elongated than silicide tungsten grains.

    Keywords: Alumino thermic combustion synthesize, Al+B2O3+Si+WO3 system, Phase composition, Differential thermal analysis, Gravity analysis, Microstructure Study
  • Pages 29-39

    Injectable pastes are bioactive materials which are used in various forms in the living organism. The bioactivity of these materials are derived from calcium phosphate powder and/or a bio-glass composition. These materials are not individually injectable; however, they will be when suitable polymers such as chitosan, gelatin, sodium alginate, hyaluronic acid, etc. added to the paste. In this research, the authors have tried to prepare a bioactive injectable glass/polymer paste via mixing a sol-gel derived glass powder, based on the SiO2-CaO-P2O5 system, with polymer’s solution of gelatin. The rheological behavior and the injectability of the pastes were also investigated. The results showed that the paste was well-injected; however, it showed an undefined rheological behavior. The maximum viscosity of the paste was 8.88 × 10 Pa.s and it was washed out during it’s immersion in a simulated body fluid with time and reached to approximately 60wt.% of its initial weight after 48h. According to microstructural analysis, mineralogical phase analysis and Fourier Transform IR spectrometry analysis, the paste showed bioactivity after 14 days immersion in SBF solution.

    Keywords: bioactive glass, rheology, injectability, nanocomposite
  • Pages 41-49

    Electrical conduction anomaly was observed in the mixed ion-polaron regime for xAg2O-40TeO2-(60-x)V2O5 glassy system with 0 ≤x≤ 50 mol%, which were prepared by common melt quenching method. For the understudied glasses, the temperature dependence of dc electrical conductivity was measured from a characteristic temperature to 380 K, which certified their semiconducting nature. The measured conductivity values at a typical temperature of 300 K were within the range of 5.88×10-7-3.33×10-3 Scm-1, which indicate the decreasing trend of electrical conductivity with increasing of silver oxide content for x=0- 30 and an increasing trend for x=40-50. With increase of Ag2O content within the range of 20 ≤x≤ 50, and especially for x≥40 mol%, the conduction mechanism changes from polaronic to ionic-polaronic, which is an evidence for the anomaly in conduction mechanism. For the present samples, at temperatures above a characteristic temperature, the electrical conduction mechanism obeys the non-adiabatic small polaron hopping (NASPH) between the vanadium ions, and the values of charge carrier mobility and charge carrier density, as important parameters in electrical investigations, were determined in NASPH regime. Also, the study of the density of non-bridging oxygens (NBOs) indicates the effect of Ag2O on the glass thermal stability and fragility, implying on the sample with critical x=20as the highest thermal stable glass.

    Keywords: Mixed ionic-polaronic conduction, Rapid melt quenching, Non-adiabatic small polaron hopping, Density of non-bridging oxygens
  • Pages 51-63

    Composite coatings with nickel matrix and ceramic reinforcement particles have high ability to improve surface properties, such as good corrosion and abrasion resistance. In this study, Ni-P composite coating was coated with ZrO2 and TiO2 ceramic particles on the AISI 316 steel substrate through direct current plating method. The effect of the current densities of 20, 30, 40 and 50 mA/cm2 on the microstructure and corrosion resistance was investigated. Scanning electron microscopy (SEM) was used to investigate the microstructure. In order to investigate the corrosion behavior of the coatings, potentiodynamic polarization test was used in aqueous NaCl solution of 3.5%. The results of SEM and EDX analysis showed that the coating produced at current density of 40 mA/cm2 was more uniform and had more deposition of titanium oxide and zirconium oxide particles. Also, the polarization results showed that the corrosion resistance of the coated specimen in the current density of 40 mA/cm2 (Rp = 12.3030 MΩ) was higher than that of the coated in current density of 20 (Rp = 12.1950 KΩ), 30 (Rp = 22.2710KΩ) and 50 mA/cm2 (Rp = 8.34020 KΩ). In the higher or less current densities, the coatings were not uniform.

    Keywords: Composite coating, ZrO2, TiO2, Microstructure, Polarization
  • Pages 65-95

    h-BN is a multipurpose ceramic material, with exceptional properties and a wide area of application in industry. It is structurally similar to graphite and it resists oxidation to higher temperatures than graphite. It is used in powder form as a mold release agent in metal casting, as a high temperature lubricant or even in cosmetics. hBN can be shaped by hot-pressing and is used as molds or crucibles for liquid metal handling and as electrical insulator parts . Consumption of hBN has increased in the last decades as a result of its unique properties and its utilization in composite materials . hBN reduces the thermal expansion and friction coefficients, increases thermal conductivity and use temperatures of polymer matrix composites. hBN has also been widely used in ceramic matrix composites to improve thermal shock resistance and machinability . One of the uses of this material in the military industry is in the discussion of bullets and Khan light gun pillows that act as a friction and deviation reducer and increase the speed and point of a higher level as a coating on the surface of the bullet or Khan's gun barrel. Because of the high consumption of this ceramic, various inexpensive methods are under investigation. This paper covers a variety of methods for synthesizing hexagonal nitride powder with an emphasis on the carbetermal method and, in brief, the synthesis of other forms of boron nitride, such as hollow spheres, nanoparticles, nanoparticles, and two-dimensional nanostructures.

    Keywords: Hexagonal Nitride, Carbotermal Synthesis, Nuclear Application, Bullet Coating
  • Pages 97-106

    In this research, zinc-iron ferrite nanoparticles were synthesized by thermal treatment method. The presence of crystalline phases by X-ray diffraction (XRD) was determined by X-ray diffraction (XRD), which confirmed the presence of crystalline phases in all nanoparticles. The particle size and morphology of the nanoparticles were obtained using Field Emission Scanning Electron Microscopy (FESEM) and Transmission Electron Microscopy (TEM), respectively. The magnetic properties of nanoparticles, such as saturation magnetization (Ms) and coercivity field (Hc), and remanent magnetization (Mr) were carried-out by vibrational sample magnetometer (VSM) at room temperature which showed that zinc and iron ferrite nanoparticles had superparamagnetic and ferromagnetic behaviors, respectively. The existence of metal oxides vibration modes were confirmed by a Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) in all of nanoparticles. The band gap energies were estimated by UV–vis absorption in the range of 1.98 to 2.30 eV, which confirmed Zn1-xFexFe2O4 spinel nanostructures were semiconductors

    Keywords: thermal treatment, saturation magnetization, band gap energy