فهرست مطالب

  • پیاپی 52 (بهار 1399)
  • تاریخ انتشار: 1399/02/21
  • تعداد عناوین: 7
|
  • حسین صالحی وزیری*، علی شکوه فر، سید سلمان سید افقهی صفحات 1-13

    در این تحقیق ابتدا نانو ذارت دی سولفید تنگستن با اندازه کمتر از 100 نانومتر با استفاده از روش هیدرو ترمال سنتز شد. سپس این نانوذارت به عنوان تقویت کننده طی مراحل آلتراسونیک، آسیاکاری و همزدن مکانیکی به پودر آلومینیوم اضافه گردید و نهایتا ساخت نانوکامپوزیت از روش اسپارک پلاسما زینترینگ (SPS) انجام شد. جهت بررسی ریز ساختار نانوکامپوزیت از میکروسکوپ نوری و الکترونی روبشی (FESEM) استفاده شد. این بررسی ها نشان داد که نانوذرات به نحو مطلوبی در زمینه آلومینیوم پخش گردیده اند و دارای توزیع مناسبی می باشند. حضور نانوذارت در زمینه باعث کاهش اندازه دانه می گردد به طوری که با افزایش میزان نانوذرات اندازه دانه ها به کمتر از 20 میکرومتر می رسد. اندازه گیری دانسیته نمونه ها نشان داد که نانوکامپوزیت دارای تراکم پذیری بسیار خوبی است و دانسیته نسبی در نمونه با 4 درصد وزنی دی سولفید تنگستن تا 99 درصد رسید. جهت بررسی خواص مکانیکی نانوکامپوزیت از آزمون سختی و تست فشار استفاده گردید و تاثیر افزودن نانوذرات بر این خواص در آلومینیوم بررسی گردید. افزودن نانوذرات دی سولفید تنگستن اثر مستقیمی بر افزایش خواص مکانیکی نانو کامپوزیت دارد بطوریکه باعث افزایش استحکام تسلیم فشاری تا 120 مگاپاسکال، حدود دو برابر فلز پایه، می گردد و سختی تا 30 درصد افزایش می یابد.

    کلیدواژگان: آلومینیوم، نانوکامپوزیت، تنگستن دی سولفاید، نانوذرات، خواص مکانیکی
  • محمدرضا عاشور زاده، مرتضی زند رحیمی*، هادی ابراهیمی فر صفحات 15-25

    مقاومت به اکسیداسیون و هدایت الکتریکی فولادهای زنگ نزن مورد استفاده به عنوان صفحات اتصال دهنده در پیل های سوختی اکسید جامد را می توان با استفاده از یک لایه پوشش رسانا و محافظ بهبود داد. در این پژوهش فولاد زنگ نزن آستنیتی AISI 304 در یک مخلوط پایه پودری کبالت به روش سمانتاسیون فشرده پوشش داده شد. از تست اکسیداسیون همدما برای بررسی مقاومت به اکسیداسیون نمونه های پوشش دار و بدون پوشش استفاده شد. همچنین ASR به عنوان تابعی از زمان اکسیداسیون همدما در دمای ºC800 اندازه گیری شد. میکروساختار لایه پوشش و نمونه های اکسید شده توسط میکروسکوپ الکترونی SEM و دستگاه پراش پرتو ایکس بررسی شد. نتایج نشان داد که نمونه های پوشش داده شده با کبالت مقاومت به اکسیداسیون بهتری نسبت به نمونه های بدون پوشش از خود نشان دادند. نتایج نشان داد که افزایش زمان موجب افزایش ASR می شود. همچنین لایه پوشش کبالت در طول فرآیند اکسیداسیون همدما تبدیل به اسپینل های CoFe2O4، Co3O4 وCoCr2O4 شد. اسپینل های کبالت مقدار ASR (mΩ cm24/27) کمتری را در مقایسه با نمونه بدون پوشش (mΩ cm25/60) از خود نشان دادند.

    کلیدواژگان: پوشش، اکسیداسیون، مقاومت سطحی ویژه (ASR)، فولاد زنگ نزن آستنیتی 304 AISI، پیل سوختی اکسید جامد
  • حامد قمی*، آزاده سپیانی، مرجان میرحاج صفحات 27-43
    کیتوسان بعنوان یک جزء ماتریکس خارج سلولی جهت تهیه داربست متخلخل در مهندسی بافت مورد بررسی قرارگرفته است. در این تحقیق، داربست کیتوسان و داربست کیتوسان/ پلی وینیل پیرولیدون به عنوان شاهد و داربست کامپوزیت (کیتوسان/پلی وینیل پیرولیدون)/ کتیرا با نسبت های 25:75، 50:50 و 75:25 توسط روش خشکاندن انجمادی ساخته شد. اثر کتیرا بر خواص ساختاری و خواص آنتی باکتریال در نمونه ها موردبررسی قرار گرفت. مورفولوژی سطح، خواص مکانیکی، درصد تخلخل و گروه های عاملی بر روی سطح نمونه ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، آزمون استحکام فشاری و FTIR مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که درصد تخلخل در داربست حاوی کتیرا نسبت به داربست بدون کتیرا افزایش یافته است. با حفظ نمونه ها در محلول بافر فسفات (PBS) برای 14 روز، زیست تخریب پذیری داربست ها موردبررسی قرارگرفته شد و نتایج نشان داد میزان تخریب در داربست (کیتوسان / پلی وینیل پیرولیدون) / کتیرا با نسبت 75:25 افزایش یافت. نتایج نشان داد در داربست کیتوسان / پلی وینیل پیرولیدون حاوی کتیرا با نسبت (75:25) رشد باکتری استافیلوکوک اوریوس و E.coli کاهش یافته است. بنابراین بر اساس نتایج این تحقیق، داربست های حاوی کتیرا باعث بهبود خواص آنتی باکتریایی می گردد.
    کلیدواژگان: مهندسی بافت پوست، کیتوسان، کتیرا، اشرشیاکلی، استافیلوکوک اورئوس
  • ابوالحسن نجفی*، مهدی خوئینی، مصطفی امانی صفحات 45-54
    در این پژوهش سنتز نانو ذرات سیلیکاتی مزومتخلخل توخالی با استفاده از پیش ماده تترا اتیل اورتو سیلیکات (TEOS) در حضور قالب پلی استایرن مورد بررسی قرار گرفت، فرآیند در یک محیط شیمیایی بر پایه الکلی با کنترل pH و افزودن فعال کننده سطحی ستیل تری-متیل آمونیم برمید (CTAB) در غلظت مناسب انجام گردید. برای ارزیابی سازوکار سنتز ذرات سیلیکاتی مزومتخلخل توخالی از روش های آنالیز FTIR، DTA/TG، BET، DLS،XRD ، SEM و TEM استفاده شد. نتایج آنالیز پیوندی FTIR نشان داد که ذرات پیش سازنده TEOS در حین فرآیند سنتز با مواد فعال کننده CTAB پیوندهای سطحی برقرار کرده و همینطور وجود پیوندهای Si-O-Si (محدوده cm-1 1320-600) نشان دهنده تشکیل زنجیره های سیلیکاتی بر روی قالبهای پلی استایرن می باشد. مطالعات آنالیز حرارتی DTA/TG نشان داد ذرات سیلیکاتی را می توان در دمای 380 درجه سانتیگراد سنتز کرد. آنالیز BET نشان داد سطح ویژه ی این ذرات برابر با m2.g-1 1180 می باشند. نتایج پراش سنجی اشعه ایکس نشان داد که، محصول بدست آمده سیلیکای آمورف می باشد و فازهای ناخواسته در این سیستم تشکیل نشده است . منحنی توزیع DLS نشان داد که ذرات سنتز شده دارای ابعادی در محدوده اندازه 1 الی 10 نانومتر بوده و توزیع اندازه ذرات در محدوده ی باریکی می باشد. تصاویر SEM موید کروی بودن نانوذرات با اندازه متوسط 25-30 نانومتر می باشد. در نهایت تصاویر میکروسکوپ الکترونی عبوری نشان داد که ذرات سیلیکاتی سنتز شده توخالی بوده بطوریکه قطر محفظه توخالی و قطر کل آن به ترتیب در حدود 30 و 80 نانومتر می باشد.
    کلیدواژگان: نانو ذرات مزومتخلخل سیلیکاتی، پیش ماده TEOS، سورفکتانت، مایسل CTAB، قالب پلی استایرن
  • محبوبه محمودی*، مینا کلانتری، مرجان میرحاج صفحات 55-71
    بدن انسان به طور خود به خود قادر به ترمیم نقایص استخوانی کوچک است، درحالی که معایب استخوانی بزرگ بدون مداخلات پزشکی قادر به ترمیم نمی باشد. تلاش های صورت گرفته در جهت رفع این نقایص، منجر به پایه گذاری علم مهندسی بافت استخوان شده است. در این تحقیق، داربست های پلی کاپرولاکتون/ کراتین و پلی کاپرولاکتون/ کراتین/ هیدروکسی آپاتیت با روش الکتروریسی ساخته شدند و مورد ارزیابی قرار گرفتند. سپس جهت بررسی تمایز سلول های بنیادی، سلول های مزانشیمی مشتق از بافت چربی بر روی سطح داربست ها کشت داده شد و روند تمایز سلول های بنیادی مزانشیمی به سلول های استخوانی طی 7 و 14 روز توسط آزمون های آلکالین فسفاتاز و آلیزارین رد مورد بررسی قرار گرفت. افزایش فعالیت آنزیم آلکالین فسفاتاز، حضور مواد معدنی تشکیل شده و گسترده شدن رنگ قرمز-نارنجی بر روی سطح داربست های حاوی نانوذرات هیدروکسی آپاتیت که نشان از حضور Ca+2 بود، تمایز سلول های مزانشیمی به سلول های استخوانی را ثابت کرد. بنابراین نتایج حاصل از این تحقیق، داربست پلی-کاپرولاکتون/ کراتین/ هیدروکسی آپاتیت را بستری مناسب جهت رشد و تمایز سلول های بنیادی در مهندسی بافت استخوان معرفی می کند.
    کلیدواژگان: الکتروریسی، سلول های بنیادی مزانشیمی، کراتین، هیدروکسی آپاتیت، نانو الیاف
  • مصطفی پهلوانی، جواد مرزبان راد*، عباس بیاتی صفحات 73-83
    در این مقاله مطالعه ای بر روی خواص مکانیکی و متالورژیکی آلیاژ LZ71 که یک آلیاژ 2 فازی از منیزیم است پرداخته شد. بعد از تهیه آلیاژ به روش ریخته گری، با استفاده از نورد گرم قطعه حاصله تا ضخامت 2 میلیمتر کاهش ضخامت داده است. سپس به منظور دستیابی به یک ورق با خواص مکانیکی همسانگرد، قطعه حاصل از نورد در دمای 350 درجه سانتیگراد تحت عملیات حرارتی قرار گرفت. ریزساختار نمونه ها به کمک میکروسکوپ نوری مورد بررسی قرار گرفت تا نوع تغییرات در دانه بندی مشاهده شود. در این تحقیق، برای اولین بار خواص ناهمسانگردی ورق تولید شده به روش نورد گرم از جنس آلیاژ LZ71 مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور خواص مکانیکی هر سه نمونه ی بعد از ریخته گری، بعد از نورد و بعد از عملیات حرارتی در سه راستای طولی و عرضی و 45 درجه به طور کامل بررسی شد و همچنین ضرایب ناهمسانگردی نمونه های بعد از نورد مورد محاسبه و بررسی قرار گرفت. مشخص شد که آلیاژ مذکور قبل و بعد از عملیات حرارتی مشخصات مناسب برای کاربردهای سازه ای دارد اما ناهمسانگردی در نمونه های بدون عملیات حرارتی وجود داشت. در نهایت سطح شکست برای نمونه های بعد از نورد و بعد از عملیات حرارتی مورد بررسی قرار گرفت تا به نوعی صحه گذاری بر نتایج ناهمسانگردی باشد.
    کلیدواژگان: LZ71، آلیاژ منیزیم، عملیات حرارتی، ناهمسانگردی، نورد گرم
  • محمدعمار مفید*، مصطفی حاجیان حیدری، احسان لریایی، هاتف شاکری صفحات 85-95

    اتصال دهی نفوذی دو آلیاژ غیر همجنس 5083 Al و 31 Mg AZدر دماهای 420، 430، 440 و °C450 در مدت زمان اتصال دهی 60 دقیقه انجام شد. جهت بررسی مشخصه های ریز ساختاری در ناحیه اتصال، از میکروسکوپی الکترونی روبشی (SEM)، طیف سنجی تفکیک انرژی (EDS) و پراش پرتو -X (XRD) استفاده گردید. نتایج نشان داد که ایجاد اتصال را می توان به نفوذ حالت - جامد Mg و Al به داخل آلیاژهای 5083 Al و 31MgAZ و به دنبال آن، تشکیل یوتکتیک و ذوب قانونمند در امتداد فصل مشترک مربوط دانست. در دمای اتصال دهی °C430، درشت شدن دانه القا شده به وسیله نفوذ، در فصل مشترک مشاهده گردید. با افزایش دمای اتصال دهی، نفوذ پذیری اتمی افزایش یافته و همین امر، ایجاد اتصال شیمیایی را تسهیل و تسریع می نماید. در دمای اتصال دهی °C440، در مرکز جوش، ناحیه ای با شکل غیر عادی مشاهده گردید که ریز ساختار آن متفاوت از دو ماده پایه می باشد. این ناحیه دارای شکل غیرعادی، حاوی حجم زیادی ترکیب بین فلزی Al12Mg17 بوده و سختی به مراتب بالاتری را در مرکز جوش از خود نشان داد. تحقیق حاضر نشان می دهد، ذوب قانونمند باعث ایجاد ترکیب بین فلزی Al12Mg17 در مرکز جوش گشته است.

    کلیدواژگان: اتصال دهی نفوذی، آلیاژ آلومینیوم، آلیاژ منیزیم، ریز ساختار، ترکیب بین فلزی
|
  • Hossein Salehi Vaziri *, Ali Shokuhfar, Seyyed Salman Seyyed Afghahi Pages 1-13

    In this research, WS2 nanoparticles were synthesized using hydrothermal method and then added to aluminum matrix as reinforcement. Nanocomposites were fabricated by powder metallurgy processing followed by Spark Plasma Sintering (SPS) consolidation. Transmission electron microscopy (TEM) and XRD of synthesized powder showed WS2 nanoparticles were synthesized successfully. Microstructural properties of nanocomposites were investigated using optical microscopy (OM), field emission scanning electron microscopy (FESEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS). Nanoparticles were well distributed in the aluminum matrix and have a good dispersion. The presence of nanoparticles in the matrix reduces the size of the grain less than 20 µm so that the size of the grain becomes smaller by increasing the amount of nanoparticles .The density of the sample showed that the nanocomposite had a very good compressibility and relative density reach to near 99% in 4wt. %WS2. Hardness and compressive strength of nanocomposites were evaluated. Mechanical evaluations indicated that, the increase in weight fraction of WS2 nanoparticles, resulted in improvement of hardness and compressive strength of aluminum. Concentration of tungsten disulfide nanoparticles has a direct effect on increasing the mechanical properties of nanocomposite. The compressive strength increased up to 120 MPa, about twice the base metal, and the hardness raised up to 30%.

    Keywords: Aluminum, nanocomposites, WS2 nanoparticles, Mechanical Properties
  • MohammadReza Ashorzadeh, Morteza Zandrahimi *, Hadi Ebrahimifar Pages 15-25

    Oxidation resistance and electrical conductivity of stainless steels used as interconnects in solid oxide fuel cells can be improved by using a conductive and protective coating layer. In this study, AISI 304 austenitic stainless steel was coated in a cobalt powder base pack mixture. Isothermal oxidation test was used to investigate the oxidation resistance of coated and non-coated steel. Area specific resistance (ASR) was also measured as a function of oxidation time at 800 °C. Microstructure of coated and oxidized samples was studied by scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD) device. The results showed that cobalt coated samples showed better oxidation resistance than non-coated samples. The results showed that increasing the temperature would increase the area specific resistance. The cobalt coating layer also converted to CoFe2O4, Co3O4 and CoCr2O4 spinels during the isothermal oxidation process. Cobalt spinels exhibited less ASR (27.4 mΩ cm2) compared to the uncoated sample (60.5 mΩ cm2).

    Keywords: Coating, Oxidation, Area Specific resistance (ASR), AISI 304 Austenitic Stainless Steel, Solid oxide fuel cell
  • Hamed Ghomi *, Azadeh Sepyani, Marjan Mirhaj Pages 27-43
    Chitosan as a component of the extracellular matrix is extensively investigated for preparation of porous scaffolds for tissue engineering. In this study, chitosan and (chitosan/polyvinylpyrrolidone) scaffolds as control and (chitosan/polyvinylpyrrolidone) / tragacanth composite scaffolds with 25:75, 50:50, and 75:25 ratios were fabricated by the freeze-drying method. The effect of tragacanth on the structural and antibacterial properties of the samples was evaluated. Surface morphology, mechanical properties, porosity and functional groups on the surface of the samples were evaluated by scanning electron microscopy (SEM), compressive strength test, and FTIR. The results showed the porosity of scaffolds with tragacanth increased in comparison to scaffolds without tragacanth. Biodegradable behavior of the scaffolds was examined by retaining the samples in phosphate buffer solution (PBS) for 14 days and the results showed an increase in the degradation of the (chitosan/polyvinylpyrrolidone) / tragacanth scaffold with the ratio of 75:25. The results showed decreased growth of E.coli and Staphylococcus aureus bacteria in the presence of three-component scaffold with tragacanth. Therefore, according to the results of this study, tragacanth containing scaffolds improve antibacterial properties.
    Keywords: Skin Tissue Engineering, Chitosan, Gum tragacanth, Escherichia coli, Staphyloroccos aureus
  • Abolhassan Najafi *, Mahdi Khoeini, Mostafa Amani Pages 45-54
    In this study, the synthesis of hollow mesoporous silicate particles was studied using TEOS precursor in the presence of a polystyrene template and CTAB surfactant micelles. The process was carried out in based on alcoholic system with pH control and adding CTAB surface activator at a suitable concentration. The results of the FTIR analysis showed that the pre-forming particles of TEOS formed surface boundaries during the synthesis process with CTAB surfactant agents. Also the presence of Si-O-Si bonds (range from 600 to 1320 cm-1) indicates the formation of silicate chains on polystyrene molds. Thermal analysis studies showed that using appropriate heat treatment and precise control, all organic compounds can be removed from the system and synthesized hollow mesoporous silica particle with the least structural defects at 380°C. The BET analysis showed that the specific surface of these synthesized mesoporous silicate particles is 1180 m2.g-1 X-ray diffraction results showed that the product obtained was amorphous silica and impurity phases are not formed in this system. The DLS analysis showed that the synthesized particles had dimensions ranging in size from 1 to 10 nm and the distribution of particle size has occurred in a narrow range. SEM images confirm the sphericality of nanoparticles with a mean size of 25-30 nm. Finally, the transmitted electron microscope images showed that the synthesized silicate particles were hollow, so that the diameter of the hollow cavity and its entire total diameter are about 30 and 80 nm, respectively.
    Keywords: Hollow mesoporous silicate particles, TEOS precursor, surfactant, CTAB micelles, polystyrene template
  • Mahboobeh Mahmoodi *, Mina Kalantari, Marjan Mirhaj Pages 55-71
    The human body process can spontaneously repair small bone defects, while large bone defects cannot be repaired without medical interventions. Efforts to eliminate these shortcomings have led to the foundation of bone tissue engineering. In this research, polycaprolactone/keratin scaffold and Polycaprolactone/keratin/hydroxyapatite scaffold were fabricated using electrospinning method and were evaluated. Then, in order to evaluate the cellular differentiation, adipose tissue-derived mesenchymal stem cells were cultured on scaffolds and the process of differentiation of mesenchymal stem cells into bone cells for 7 and 14 days was investigated by alkaline phosphatase and alizarin red test. Increase of the activity of the enzyme alkaline phosphatase, the presence of the minerals and the red-orange-color extended on the scaffolds containing hydroxyapatite nanoparticles that confirmed the presence of Ca + 2 , demonstrated the differentiation of mesenchymal cells into bone cells. Therefore, the results of this study suggest that the polycaprolactone/keratin/hydroxyapatite scaffold is a suitable substrate for proliferation and differentiation of stem cells for bone tissue engineering.
    Keywords: Electrospining, Mesenchymal Stem Cells, keratin, Hydroxyapatite, Nano fibers
  • Mostafa Pahlavani, Javad Marzbanrad *, Abbas Bayati Pages 73-83
    In this paper, a study was carried out on the mechanical and metallurgical properties of magnesium-lithium dual phase alloy. After casting the alloy, the thickness of primary billet is reduced from 10 mm to 2 mm using hot rolling. Then, in order to achieve an isotropic sheet, the rolled part was heat treated at 350 °C. The microstructure of samples were studied using optical microscope to observe the type of grain size variation. In the present survey, anisotropy of hot rolled LZ71 sheet has been studied for the first time. For this purpose, Mechanical properties of all three samples: after casting, after rolling and after heat treatment in three directions of longitudinal and transverse and 45 degrees were completely investigated. Moreover, the anisotropy coefficients of the rolled samples were calculated and evaluated. Results were found that, the alloy had suitable specifications for structural applications before and after heat treatment, but anisotropy was observed in samples without heat treatment. Finally, the failure level for samples after rolling and after heat treatment process was examined to confirm the anisotropy results.
    Keywords: LZ71, Mg Alloy, Heat treatment, Anisotropy, Hot rolling
  • MohammadAmmar Mofid *, Mostafa Hajian Heidary, Ehsan Loryaei, Hatef Shakeri Pages 85-95

    The diffusion bonding of two dissimilar alloys Al 5083 and Mg AZ31 was carried out at 420,430.440 and 450 °C for bonding time of 60 min. In order to characterize the microstructure evolution in the joint zone, scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectroscopy (EDS) and X-ray diffraction (XRD) were applied. The results show that joint formation is attributed to the solid-state diffusion of Mg and Al into Al 5083 and Mg AZ31 alloys followed by eutectic formation and constitutional liquation along the interface. At bonding temperature of 430°C diffusion induced grain coarsening was observed at the interface. With increase in bonding temperature, the atomic diffusivity increases, results in easier and speeder chemical bonding. In bonding temperature of 440°C the weld had an irregular shaped region in the weld center, having a different microstructure from the two base materials. The irregular shaped region contained a large volume of intermetallic compound Al12Mg17 and showed significantly higher hardness in the weld center. The present study suggests that constitutional liquation resulted in the intermetallic compound Al12Mg17 in the weld center.

    Keywords: Diffusion bond, Al alloy, Mg alloy, Microstructure, Intermetallic