فهرست مطالب

  • سال سی و هشتم شماره 4 (زمستان 1398)
  • تاریخ انتشار: 1398/10/11
  • تعداد عناوین: 8
|
  • نازنین پورشریفی، داریوش سمنانی، پرهام سلطانی*، سعید امانپور صفحات 1-17

    در این پژوهش، ساختارهای هفت لایه نانولیفی از پلیمرهای پلی کاپرولاکتون: کیتوسان حاوی دو داروی ضدسرطان متوتروکسات و 5- فلوئوروراسیل، به منظور رهایش کنترل شده دارو، تولید و ارزیابی شد. برای این منظور، لایه های دوم، چهارم و ششم حاوی دارو مابین لایه های فاقد دارو قرار گرفتند. مورفولوژی سطح و ساختار شیمیایی نانوالیاف فاقد دارو و حاوی دارو به ترتیب به کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی و طیف سنجی مادون قرمز ارزیابی شد. نرخ رهایش دارو در محلول بافر فسفات سالین (4/7=pH) و غلظت داروی آزادشده با استفاده از روش اسپکتروفتومتری محاسبه شد. خواص مکانیکی نمونه های تک و چندلایه نیز اندازه گیری شد. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی تولید الیاف یکنواخت و بدون دانه را نشان داد. طیف مادون قرمز نمونه ها حضور دارو در مخلوط پلیمری بدون هیچ نوع برهم کنشی را تایید کرد. نتایج حاکی از آن بود که با افزایش مقدار کیتوسان، ساختاری شکننده تشکیل شده و درصد ازدیاد طول کاهش می یابد. رهایش دو داروی متوتروکسات و 5- فلوئوروراسیل در محیط خنثی به مدت 26 روز بررسی شد و نتایج بیانگر یک رهایش آرام و پایدار بود.

    کلیدواژگان: رهایش دارو، نانوالیاف، پلی کاپرولاکتون، کیتوسان، 5- فلوئوروراسیل، متوتروکسات
  • محمد سلطانی سامانی، عباس بهرامی*، فتح الله کریم زاده صفحات 19-31

    در این پژوهش، اتصال ترکیب بین فلزی Ni3Al با استفاده از فرایند فاز مایع گذرا و لایه میانی مس خالص مورد بررسی قرار گرفت. فرایند اتصال دهی در یک کوره خلا، در دمای 1050 درجه سانتی گراد به ازای زمان های مختلف 30، 60، 90 و120 دقیقه انجام شد. اثر تغییرات زمان بر ریزساختار و خواص مکانیکی منطقه اتصال بررسی شد. نتایج آزمون پراش انرژی اتصالات، تشکیل مناطق انجماد همدما، انجماد غیرهمدما و متاثر از نفوذ در زمان های مختلف را تایید کرد. پس از 90 دقیقه، فازهای یوتکتیک ترد و شکننده همچنان در خط اتصال وجود داشت. حال آنکه با افزایش زمان فرایند تا 120 دقیقه، یک محلول جامد غنی از مس در خط اتصال تشکیل شد. بیشترین سختی در منطقه متاثر از نفوذ و به واسطه تشکیل ترکیبات تردتر، حاصل شد. با افزایش زمان فرایند تا 90 دقیقه، سختی در خط مرکزی اتصال افزایش یافت. پس از 120 دقیقه، سختی در خط مرکزی اتصال تا حدود 224 ویکرز کاهش یافت. بیشترین استحکام برشی در حدود 60 مگاپاسکال در زمان فرایند 30 دقیقه و به واسطه تشکیل زمینه غنی از نیکل در محل اتصال به دست آمد. با افزایش زمان تا 90 دقیقه، میزان استحکام برشی تا حدود 34 مگاپاسکال کاهش یافت. پس از 120 دقیقه و به دلیل تشکیل محلول جامد غنی از مس و نیز از بین رفتن ترکیبات یوتکتیک، استحکام برشی مجددا تا حدود 44 مگاپاسکال افزایش یافت. ارزیابی سطوح شکست نشان داد که تا زمان 90 دقیقه، شکست بیشتر از نوع ترد بوده حال آنکه با افزایش زمان تا 120 دقیقه شکست به صورت نرم اتفاق افتاده است.

    کلیدواژگان: اتصال دهی، فاز مایع گذرا، اینترمتالیک، استحکام برشی
  • محمد رضا لقمان استرکی*، حانیه قالی باف طوسی، احسان محمد شریفی، حسن شیخ، امیر الحاجی صفحات 33-42

    هدف از این پژوهش، ارزیابی اثر عوامل کیلیت شونده گلیسیرول (کیلیت شونده سه دندانه ای،GLY) و اتیلن دی آمین (کیلیت شونده دودندانه ای، en) بر ریخت و تغییرات فازی نانوذرات اسپینل سنتز شده به روش سل - ژل است. مشخصه یابی نمونه ها با پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) مجهز به طیف سنج تفکیک انرژی پرتو ایکس (EDX) انجام شد. نتایج فازیابی نمونه ها نشان داد که هر دو نمونه سنتز شده با عوامل GLY و en دارای فاز مکعبی اسپینل بودند. نمونه سنتز شده با اتیلن دی آمین دارای ریخت هرمی شکل و اندازه ذره در محدوده 55-50 نانومتر بود، درحالی که نمونه تهیه شده با گلیسیرول دارای ریخت کروی با اندازه ذرات کوچک تر در محدوده 25-20 نانومتر بود. درنهایت، سازوکار پیشنهادی برای تغییرات ریخت نانوذرات اسپینل مورد بحث قرار گرفت.

    کلیدواژگان: اسپینل، گلیسرول، اتیلن دی آمین، عامل کمپلکس شونده
  • حمدالله صالحی*، نسیم ژولایی با خدا، پیمان امیری صفحات 43-50

    در این پژوهش، خواص اپتیکی تنگستن دی سولفید شامل تابع دی الکتریک، ضریب شکست استاتیکی، سهم موهومی تابع دی الکتریک، شکاف اپتیکی، طیف اتلاف انرژی و خواص مغناطیسی آن مطالعه شده است. محاسبات توسط بسته محاسباتی کوانتوم اسپرسو برپایه نظریه تابعی چگالی و با روش شبه پتانسیل انجام شده است. ضرایب شکست استاتیکی مربوط به این ترکیب در راستاهای مختلف x و z به ترتیب معادل 66/3 و 55/2 محاسبه شد. اندازه شکاف اپتیکی حاصل از سهم موهومی تابع دی الکتریک، معادل 45/1 الکترون ولت محاسبه شد. همچنین انرژی پلاسمون حجمی حاصل از طیف اتلاف انرژی در راستاهای x و z به ترتیب برابر با 95/17 الکترون ولت و 25/17 الکترون ولت به دست آمد.

    کلیدواژگان: تنگستن دی سولفید، نظریه تابعی چگالی، خواص اپتیکی
  • آیدا فایقی نیا*، حسین مردی صفحات 51-64

    سرباره آمورف فولاد حاوی غلظت های مختلف ضایعات شیشه (20، 40، 50، 60 و 70 درصد وزنی)، کاربید سیلیسیم (SiC) مخلوط و کامپوزیت حاصل از آنها تهیه شد. بنابر تصاویر میکروسکوپی حرارتی، انقباضات کامپوزیت سرباره - شیشه در دمای 1050 درجه سانتی گراد آغاز شد. در تصاویر میکروسکوپی الکترونی روبشی از ریزساختار کامپوزیت سرباره - کاربید سیلیسیم (عامل فوم زا)، تخلخل های تونل مانند با ابعادی در محدوده 1000-500 میکرون در اثر خروج محصولات گازی ناشی از تجزیه فاز کاربیدی، مشاهده شد. با افزودن شیشه ضایعاتی (تا 50 درصد وزنی) به این کامپوزیت و تف جوشی در دمای 1200 درجه سانتی گراد، اندازه این حفرات با کاهش10 برابری به 50 میکرون رسیده و کروی شدند. با افزایش فاز شیشه، تخلخل کلی در کامپوزیت سرباره - شیشه -کاربید سیلیسیم تا 80 درصد وزنی افزایش و استحکام تا 2/3 مگاپاسکال کاهش یافت. کامپوزیت سرباره - شیشه (با نسبت وزنی مساوی) با چگالی 8/0 گرم بر سانتی متر مکعب در گروه مواد فومی متخلخل طبقه بندی شد. همچنین وجود فاز شبه ولاستونیت در کامپوزیت بعد از تف جوشی گزارش شد.

    کلیدواژگان: سرباره، شیشه، کاربید سیلیسیم، تف جوشی، فوم
  • غلامرضا فغانی*، علیرضا خواجه امیری صفحات 65-74

    آلیاژ Ti-6Al-4V به دلیل خواص ویژه ای از جمله چگالی کم، استحکام و مقاومت به خوردگی بالا کاربردهای فراوانی در صنایع مختلف به ویژه هوافضا پیدا کرده است. با این حال، یکی از مشکلات عمده استفاده از این آلیاژ، خواص تریبولوژیکی ضعیف آن تحت بارهای نسبتا زیاد است. در پژوهش حاضر، به منظور بهبود خواص تریبولوژیکی آلیاژ (Ti-6Al-4V)، از اضافه کردن ذرات کروم به ورق در محیط حاوی نیتروژن در فرایند جوشکاری قوس تنگستن (TIG) استفاده شد. بررسی های ریزساختاری به کمک میکروسکوپ نوری، آنالیز پراش پرتوی ایکس و میکروسکوپ الکترونی روبشی، تشکیل ذرات TiN، TiCr2 و Cr2N در زمینه ای از فاز سخت تیتانیم را تایید کرد. سختی لایه آلیاژی شده با TIG به HV0.3 1000 افزایش یافت که چهار برابر بیشتر از سختی آلیاژ پایه بود. همچنین، نرخ سایش نمونه های آلیاژسازی شده با کروم و نیتروژن تحت بار 30 نیوتن و مسافت 1000 متر، 9/5 برابر نسبت به نمونه آلیاژ بدون پوشش، کاهش یافت.

    کلیدواژگان: سختی، سایش، آلیاژ Ti-6Al-4V، فرایند قوس تنگستن، میکروساختار
  • محمد مهدی شیروانی، مهری مشهدی*، محسن یوسفی صفحات 75-85

    در تحقیق پیش رو، سنتز پودر هافنیم دی بوراید به روش احیای کربوترمال در حالت جامد بررسی شده است. به این منظور، از هافنیم دی اکساید، اسید بوریک، کربن اکتیو و یا رزین فنولیک به عنوان مواد اولیه واکنش کربوترمال استفاده شد. پس از 4-2 ساعت آسیاکاری مواد اولیه با آسیای ماهواره ای در محیط اتانول، مخلوط حاصل با گرما خشک و سپس تحت فشار 30-20 بار قرص های فشرده ایجاد شد. در ادامه، قرص ها به مدت یک ساعت در بوته گرافیتی تحت دمای 1600-1500 درجه سانتی گراد در اتمسفر آرگون عملیات حرارتی شد. محصول پودری توسط پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، طیف سنجی توزیع انرژی (EDS) و تصویربرداری پراکندگی الکترون بازگشتی (BSE) بررسی شد. دمای عملیات حرارتی، میزان اسید بوریک، زمان عملیات حرارتی و آسیاکاری به عنوان چهار عامل اثرگذار بر سنتز و اندازه پودر هافنیم دی بوراید شناسایی شد. بر اساس نتایج میکروسکوپی الکترونی روبشی، ریزساختار نامنظم با اندازه ذرات 4-2 میکرومتر برای پودر هافنیم دی بوراید مشاهده شد. بهترین نمونه با نسبت مولی هافنیم دی اکساید: کربن رزین فنولیک: اسید بوریک معادل 1:5:5 مول در دمای 1600 درجه سانتی گراد و پس از یک ساعت عملیات حرارتی، به دست آمد. نتایج پراش پرتو ایکس سنتز هافنیم دی بوراید خالص با اندازه کریستالیت حدود 60 نانومتر را تایید کرد.

    کلیدواژگان: عملیات حرارتی، هافنیم دی بوراید، سنتز پودر، اسید بوریک، رزین فنولیک
  • امیر مسعود پروانیان، حمیدرضا سلیمی جزی*، محمد حسین فتحی صفحات 87-101

    توان خورشیدی تمرکزیافته یکی از منابع انرژی تجدیدپذیر است که در آن از انرژی حرارتی تابش خورشیدی در توربین بخار برای تولید شبکه برق استفاده می شود. تابش خورشیدی به وسیله یک رآکتور گیرنده خورشیدی و روی سطح یک جاذب تابشی متخلخل جذب می شود. در این پژوهش، تولید و ارزیابی خواص مکانیکی و حرارتی جاذب ماکرومتخلخل کاربید سیلیسیم به منظور استفاده در رآکتور خورشیدی مدنظر قرار گرفته است. بر این اساس، فوم های کاربید سیلیسیم تولید و بر اساس اندازه حفرات به سه دسته (5, 12, 75 ppi) دسته بندی شد. رفتار مکانیکی و مقاومت به شوک حرارتی فوم های متخلخل در محدوده دمای کاری جاذب (1200-25 درجه سانتی گراد) ارزیابی شد. نتایج نشان داد که استحکام فشاری ویژه (نسبت استحکام فشاری به وزن) فوم ها به صورت اکسپونانسیلی با کاهش درصد تخلخل (ɛ) و اندازه حفرات آنها، افزایش می یابد. همچنین برای فوم های با اندازه حفرات ریزتر، کاهش قابل توجه در استحکام مکانیکی در اثر شوک حرارتی، مشاهده شد. دلیل آن می تواند افزایش تعداد بازوهای با استحکام مکانیکی ضعیف در واحد حجم باشد. لذا از دیدگاه مقاومت مکانیکی، فوم های متخلخل دارای اندازه حفرات درشت تر دارای مقاومت به شوک حرارتی بیشتر برای کاربرد به عنوان جاذب خورشیدی هستند.

    کلیدواژگان: جاذب خورشیدی، فوم متخلخل، کاربید سیلیسیم، استحکام فشاری ویژه، توموگرافی پرتو ایکس
|
  • N. Poursharifi, D. Semnani, P. Soltani*, S. Amanpour Pages 1-17

    In this study, seven-layer nanofiber structures consisting of polycaprolactone/ chitosan polymers loaded with methotrexate and 5-fluorouracil anti-cancer drugs, for controlled drug delivery, were produced and evaluated. For this purpose, the second, fourth and sixth layers were loaded with drug and placed between the drug-free layers. The surface morphology of drug-free and drug-loaded nanofibers was investigated by scanning electron microscopy (SEM) and Fourier transform infrared spectrometry (FTIR) was used to study their chemical structure. The drug release rate in phosphate buffered saline (pH=7.4) and the released drug concentration were measured by spectrophotometry. Mechanical properties of single- and multi-layered samples were also investigated. SEM images showed formation of uniform and beadless fibers. FTIR spectrum confirmed presence of the drugs in the polymer mixture with no interaction. It was found that by increasing the chitosan content, a brittle structure with decreased elongation is formed. The release behavior of methotrexate and 5-Fluoracil drugs in neutral pH environment for 26 days was evaluated and the results exhibited a slow and sustained release.

    Keywords: Drug delivery, Nanofibers, Polycaprolactone, Chitosan, 5-Fluorouracil, Methotrexate
  • M. Soltani Samani, A. Bahrami*, F. Karimzadeh Pages 19-31

    In this study, joining of Ni3Al intermetallic compounds using the transient liquid phase (TLP) process with Cu interlayer was investigated. The binding process was carried out in a vacuum furnace at a temperature of 1050 °C for different times of 30, 60, 90 and 120 minutes. The effect of time variation on microstructure and mechanical properties of the joint zone was investigated. The EDS analysis results of the joints proved formation of the athermally solidified zone (ASZ), isothermally solidified zone (ISZ) and diffusion affected zone (DAZ) at different times. After 90 minutes, brittle eutectic phases still exist in the joint line. However, by increasing the process time to 120 minutes, a copper-rich solid solution was formed in the joint line. Maximum hardness was attained in DAZ region and due to formation of more brittle compounds. By increasing the process time to 90 min, the hardness in the joint center-line increased. After 120 min, the hardness in the joint center-line decreased to about 224 HV. Maximum shear strength was achieved to be about 60 MPa at a process time of 30 minutes and due to formation of Ni-rich matrix at the joint. With increasing time to 90 min, the shear strength decreased to about 34 MPa. After 120 minutes and due to formation of copper-rich solid solution as well as disappearance of eutectic compounds, shear strength again increased to about 44 MPa. Investigation of fracture surfaces showed that until 90 minutes, fracture mode was mainly brittle whereas by increasing time to 120 minutes, a more ductile fracture occurred.

    Keywords: Joining, Transient liquid phase, Intermetallic, Shear strength
  • M. R. Loghman Estarki*, H. Ghalibaf Tousi, E. Mohammad Sharifi, H. Sheikh, A. Alhaji Pages 33-42

    The purpose of this study was to evaluate the effect of glycyrol (tri-dentate, GLY) and ethylenediamine (double- dentate clay, en) chelating agents on phase and morphology changes of spinel nanoparticles synthesized by sol-gel method. Characterization of samples was performed by X-ray diffraction (XRD) and field-emission scanning electron microscope (FESEM) equipped with energy dispersive X-ray spectrometer (EDX). The results showed that both samples synthesized with GLY and en contain cubic spinel phase. The sample synthesized with ethylenediamine has a pyramidal morphology with particle size in the range of 20-25 nm whereas the specimen prepared with glycerol is spherical with particle size in the range of 20-25 nm. Finally, suggested mechanism for morphological changes of spniel nanoparticles was discussed.

    Keywords: Spinel, Glycerol, Ethylenediamine, Chelate agent, Complex agent
  • H. Salehi*, N. Zhulayi Bakhoda, P. Amiri Pages 43-50

    In this research, the optical properties of tungsten disulfide including dielectric function, the static refractive index, the imaginary part of the dielectric function, optical band gap, energy loss spectrum and its magnetic properties have been studied. Calculations have been done by using Quantum Espresso package which is based on density functional theory and pseudo-potential technique. The static refractive indices of this compound at diffrent x and z directions were calculated 3.66 and 2.55, respectively. The amount of optical band gap, obtained from the imaginary part of dielectric function, was estimated to be 1.45 eV. In addition, bulk plasmon energy, obtained from energy loss spectrum at x and z directions, were obtained to be 17.95 eV and 17.25 eV, respectively.

    Keywords: Tungsten disulfide, Density functional theory, Optical properties
  • A. Faeghinia*, H. Mardi Pages 51-64

    Amorphous steel slag was blended with different concentrations of waste glass (20, 40, 50, 60, 70 wt.%) and SiC to obtain a composite. According to Hot Stage Microscopy images, slag-glass composite contractions started at 1050 ºC. scanning electron microscope micrographs of slag-SiC (foaming agent) composite revealed tunnel-like porosities of 500 to 1000 microns. Gaseous products of carbide decomposition led to the formation of these tunnel-like porosities. By adding up to 50 wt. % of waste glass to this composite and sintering at 1200 ° C, the size of cavities decreased by 10 times and achieved 50 microns to form spherical cavities. By increasing glass content, the total porosity of slag-glass-SiC increased to 80 wt.% followed by a decrease in the strength to 3.2 MPa. Having an overall density of 0.8 g/cm3, the slag-glass composite could be classified as a porous foam material. Pseudo Waltonite phase was also detected in this composite after sintering.

    Keywords: Slag, Glass, SiC, Sintering, Foam
  • G. R. Faghani*, A. R. Khajeh Amiri Pages 65-74

    Due to special properties such as low density, high strength and high corrosion resistance Ti-6Al-4V alloy has been used extensively in various industries, especially in the aerospace aspects. However the major problem of this alloy is its poor tribological properties under relatively high loads. In the present study, in order to improve the tribological properties of mentioned alloy, chromium particles were added to Ti-6Al-4V layers in the nitrogen-containing atmosphere during the Tungsten Inert Gas (TIG) welding process. Microstructural investigations using optical microscopy, X-ray diffraction analysis and scanning electron microscopy, proved the formation of TiN, TiCr2 and Cr2N particles in the matrix of hard titanium phase. The hardness of TIG alloyed layer increased to 1000 HV0.3 which was 4 times higher than that of the base alloy. Moreover, the wear rate of TIG alloyed samples with chromium and nitrogen under 30N load and distance of 1000 m was 5.9 times lower than that of the bare Ti-6Al-4V alloy.

    Keywords: Hardness, Wear, Ti-6Al-4V alloy, TIG process, Microstructure
  • M. Shirvani, M. Mashhadi*, M. Yosofi Pages 75-85

    In this research, solid state carbothermal synthesis of HfB2 Nano powders was investigated. For this purpose, HfO2,H3BO3, carbon active or phenolic resin were used as raw materials for carbothermal reaction. After 2-4 hours of milling the raw materials by a planetary ball in an ethanol media, the mixture was heat dried and pressed in to disks under pressure of 20-30 bar. The disks were then placed in a graphite crucible and heat-treated at 1500–1600 °C for 1 hour under flowing Ar atmosphere. The powder product was analyzed by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectroscopy (EDS) and backscattered electron (BSE) imaging. The heat treatment temperature, amount of boric acid, milling and heat treatment time were recognized as four factors influencing synthesis and size of HfB2 powder particles. SEM images reported irregular morphologies with a particle size of about 2-4 µm for HfB2 powder. The best sample was obtained at a molar ratio of HfO2 : phenolic resin carbon: boric acid = 1:5:5 at 1600 °C after 1 hour of heat treatment. XRD results confirmed synthesis of pure HfB2 with a crystallite size of about 60 nm.

    Keywords: Heat treatment, HfB2, Powder synthesize, Boric acid, Phenolic resin
  • A. R. Parvanian, H. R. Salimijazi*, M. H. Fathi Pages 87-101

    The concentrated solar power (CSP) is one of the renewable energy sources in which solar irradiation heat energy will be used in a steam turbine to generate electrical grid. Solar radiation is absorbed by a solar receiver reactor on the surface of a porous solar absorber. In this survey, synthesis and mechanical/thermal characterization of micro-porous silicon carbide (SiC) absorber to be used in solar reactor is carried out. SiC foams were synthesized and categorized based on three different pore sizes i.e. 5, 12 and 75 ppi. Mechanical behavior and thermal shock resistance of porous foams in the working temperature range for absorber (25-1200 °C) were evaluated. Results revealed that the specific compressive strength (σc/ρ) of foams increase exponentially by a decrement in the porosity percentage and the average pore size. Moreover, for foams with smaller pore size, a considerable decrease in mechanical strength due to thermal shock was observed. This could be due to increase in the number of struts per unit volume i.e. more weak struts to withstand the mechanical loading. So, porous foams with coarser pore sizes were distinguished to be more capable of tolerating thermal shock while serving as solar absorbers.

    Keywords: Solar absorber, Porous foam, Silicon carbide, Specific compressive strength, X-ray Tomography, Characterization