فهرست مطالب

علوم و مهندسی سطح ایران - پیاپی 4 (1386)
  • پیاپی 4 (1386)
  • تاریخ انتشار: 1386/05/11
  • تعداد عناوین: 8
|
  • سعید اسدی، محمد پسندیده فرد، محمد مقیمان صفحه 1
    در این پژوهش برخورد مایل قطره با سطح جامد در فرآیند لایه نشانی پاششی به روش های عددی و تحلیلی، مورد مطالعه قرار گرفته است. در شیبه سازی عددی برای ردیایی سطح مشترک مایع-گاز و تبادل جرم، از روش نسبت حجمی سیال در گامهای مختلف زمانی استفاده شده و زاویه تماس قطره با سطح جامد براساس دو زاویه تماس پیشرونده و پسرونده، در نظر گرفته شده است. با موازنه انرژی های قطره، قبل و بعد از برخورد با سطح، یک مدل تحلیلی برای محاسبه حداکثر پخش قطره در برخورد مایل با سطح، ارایه گردیده است. نتایج شیبه سازی عددی که شامل تصاویر اسپلت (splat) حاصل از برخورد قطره با سطح برای آلیاژهای زیرکونیا (zirconia) و استرولوی (astroloy) می باشد با نتایج تجریی مقایسه شده که نشان دهنده دقت بالای حل عددی است. نتایج حاصل از محاسبات مدل تحلیلی نیز با نتایج آزمایشگاهی برای دو آلیاژ زیرکونیا و استرولوی مقایسه شده که توافق مطلوبی را نشان می دهد. مدل تحلیلی نشان می دهد که با کاهش زاویه برخورد و در اعداد رینولدز بالا، وابستگی مقدار حداکثر پخش قطره به عدد وبر افزایش یافته و برای مقادیر پایین عدد رینولدز و زوایای برخورد نزدیک به 90 درجه، مقادیر ثابت و یکسانی برای مقدار حداکثر پخش قطره به دست می آید.
    کلیدواژگان: برخورد مایل قطره، گسترش قطره روی سطح، شیبه سازی عددی، پاشش حرارتی، حل تحلیلی
  • ژیاوه قریشی، داود جلالی وحید صفحه 15
    حل عددی کامل جهت تماس الاستیک از نوع خشک برای دو سطح تخت زبر با استفاده از تکنیک FFT ارایه شده است. مطالعه کیفیت سطوح بدست آمده در روش های مختلف تولید مستلزم شبیه سازی زبری سطوح و نوع تماس خواهد بود. در این تحقیق ابتدا زبری سطح، بصورت تصادفی با توزیع گاوسی و با استفاده از تکنیک FFT مدلسازی شده است. با استفاده از نفوذ زبری های دو سطح نسبت به هم و الگوریتم تبدیل فوریه سریع FFT، پارامترهایی از قبیل توزیع فشار، تغییر شکل سطح، مقدار و توزیع سطح واقعی تماس و فشار میانگین وارده بر سطح زبر بدست آمده است. همچنین اثرات پارامترهای سطح از قبیل میانگین مربعات سطح و طول همبستگی سطح و پارامتر ماده یا مدول الاستیسیته دو جسم در حال تماس را روی پارامترهای مهمی از قبیل فشار میانگین وارده بر سطح و سطح تماس واقعی بررسی شده است. مقایسه ای نیز جهت اطمینان از انجام کار برای تماس دو سطوح تخت انجام گرفته است. در پایان لازم است اشاره شود که بکارگیری تکنیک FFT در مسایل مربوط به شبیه سازی سطح و تماس زمان انجام محاسبات را بسیار پایین آورده و از دقت مطلوبی برخوردار می باشد.
    کلیدواژگان: تماس، زبری، توزیع گاوسی، سطح واقعی تماس، تبدیل فوریه سریع
  • کریم زنگنه مدار، سید محمود منیرواقفی صفحه 27
    پوشش های الکترولس نیکل- فسفر در شرایط عملیات حرارتی شده، از سختی و مقاومت سایشی نسبتا بالایی برخوردار می باشند. عملیات حرارتی متداول این پوشش ها (1 ساعت در oC400 تحت اتمسفر خنثی) بیشتر موجب کریستاله شدن کامل آنها می گردد. در تحقیق حاضر پوشش های نیکل- فسفر علاوه بر عملیات حرارتی متداول، تحت عملیات پلاسمایی نیز واقع شدند. ضخامت پوشش ها 5 و 10 میکرون، دمای عملیات 400 و 600 درجه سانتیگراد و زمان آن 1 و 5 ساعت انتخاب شد. ضخامت، ساختار و ترکیب پوشش ها در دو حالت عملیات حرارتی شده (HT) و عملیات پلاسمایی شده (PT) از طریق آزمون های متالوگرافی، XRD و EDS مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان داد که ضخامت پوشش ها و نیز شدت و پهنای متوسط پیک های حاصل از تفرق فازها در دو نوع پوشش، متفاوت است. این اختلاف ها به پدیده کندوپاش، رفتار استحاله ای و کرنش داخلی متفاوت پوشش ها نسبت داده شد. همچنین مشخص شد که تحت شرایط پلاسمایی، امکان کاهش فسفر و در نتیجه تغییر ترکیب شیمیایی پوشش وجود دارد.
    کلیدواژگان: پوشش های نیکل، فسفر، عملیات پلاسمایی، استحاله فازی، کندوپاش، شدت تفرق
  • معصومه شربتداران، حسن نورکجوری، سید محمود محاطی، عبدالجواد نوین روز صفحه 37
    اکسید تنگستن یکی از مهمترین مواد برای تهیه لایه های نازک الکتروکروم(EC) بخصوص در ساخت صفحات نمایش الکتروکروم(ECD) می باشد. در این کار تحقیقاتی، لایه نازک اکسید تنگستن بر روی شیشه هادی اکسید ایندیم- قلع (ITO) انباشت شد. بدین منظور مشتق اسیدی پراکسوتانگستیک اسید(APTA) به روش سل- ژل سنتز شده و به عنوان پیش ماده برای لایه نشانی با تکنیک پوشش دهی به روش غوطه وری استفاده شد. از آنجا که بسیاری از خواص لایه های نازک مانند خاصیت الکتروکرومیکی به ساختار میکروسکوپی فیلمها وابسته است، لذا جهت بهینه سازی لایه ها، مقادیر جزیی اسید اگزالیک دو آبه (OAD)که یک ترکیب آلی می باشد، در محدوده(10-0)درصد نسبت به APTA به محلول پیش ماده افزوده شد. در این مطالعه خواص ساختاری و پارامترهای مربوط به ریخت شناسی سطح لایه نازک و پاسخهای الکتروکرومیکی آن بررسی شده است. رفتار حرارتیAPTA وشفافیت لایه ها پس از عملیات حرارتی در دماهای مختلف و غلظتهای متفاوت از OAD بررسی شد. محو ریز ترکها در لایه های نازک، همراه با خواص الکتروکرومیکی خوب از یافته های مهم در این تحقیق می باشند.
    کلیدواژگان: WO3، الکتروکرومیک، سل، ژل، پراکسو تانگستیک اسید، قطعات الکتروکروم
  • مرتضی زند رحیمی، محمد ابیضی صفحه 45
    در این پژوهش سعی شده است با رسوب گذاری الکتروفروتیک و با استفاده از ایجاد میدان الکتریکی در یک محلول معلق پایدار، سطحی کاملا صاف و یکنواخت با خواصی قابل کنترل بدست آید. در این رابطه با باردار کردن تک کریستال های آلومینای در محلول معلق از طریق میدان الکتریکی، پوشش برروی زیر لایه ی اینکونل اعمال شد. سپس با استفاده از عملیات زینترینگ، پوشش کاملا چگال بدست آمد. همچنین تاثیر زمان، ولتاژ اعمالی فرآیند، دمای زینترینگ و pH محلول بر روی ضخامت لایه ی رسوبی بررسی شد. ضخامت و آنالیز لایه یوششی بوسیله دستگاه SEM بدست آمد. با افزایش ولتاژ و جریان اعمالی، افزایش دمای زینترینگ، اعمال فرآیند بهینه ی زینتریگ و افزایش pH، ضخامت لایه ی رسوبی افزایش یافت. هر کدام از عوامل ذکر شده تاثیر متفاوتی بر خواص لایه ی پوشش داشتند. با توجه به عوامل موثر بر ضخامت لایه ی رسوبی شرایط بهینه ی اعمال پوشش حاصل شد.
    کلیدواژگان: پوشش آلومینا، الکتروفروتیک، اینکونل، رسوب گذاری، محلول معلق
  • کوروش جعفرزاده، تقی شهرابی، سید محمد مهدی هادوی، میرقاسم حسینی صفحه 59
    در این تحقیق از تکنیک EIS به منظور مطالعه رفتار خوردگی آلیاژ آلومینیوم- منیزیم 321H- 5083AA در محیط NaCl 5/3% استفاده شد. داده های امپدانس طی 240 ساعت از مدت غوطه وری و در زمانهای مختلف بدست آمده و سپس سطح و مقطع نمونه ها توسط SEM و EDAX مورد مطالعه قرار گرفت.
    بررسی های انجام شده نشان داد که امپدانس سطح نمونه در زمانهای مختلف تحت کنترل واکنشهایی است که بر روی لایه پاسیو روی ترکیبات بین فلزی و همچنین لایه پاسیو زمینه رخ می دهد. بنحوی که با تشدید نرخ واکنشهای آندی و کاتدی در 24 ساعت اولیه، امپدانس کل سطح کاهش یافته ولی پس از تجمع محصولات خوردگی در داخل حفرات و فروکش نمودن واکنشهای کاتدی بر روی ترکیبات بین فلزی، امپدانس سطح دوباره افزایش می یابد. همچنین وقوع خوردگی حفره ای بر روی این آلیاژ و ناهمگنی سطحی ناشی از آن باعث بروز رفتار غیر ایده آل در خازن مورد استفاده در مدارهای الکتریکی شده و المان فاز ثابت در این مدارها جایگزین می گردد.
    کلیدواژگان: خوردگی، آلیاژ آلومینیوم، منیزیم 321H، 5083AA، امپدانس، خوردگی حفره ای، ترکیب بین فلزی، لایه پاسیو
  • حسین امیرآبادی، محسن شاکری، سید عیسی وطن پور، محمد بخشی صفحه 75
    در این تحقیق با ایجاد یک نرم افزار CAM، روش ماشینکاری با جت سیال ساینده برای تبدیل پروفیل خطای اولیه موجود بر روی سطح به یک فرم ایده آل، شبیه سازی شده است. قطعه کار، یک عدسی نوری است که سطح آن پیش پرداخت شده است. پارامتر های زیادی در فرآیند ماشینکاری با جت سیال ساینده دخالت دارند. امروزه تعیین شرایط بهینه فرآیند، فقط با استفاده از آزمایشات امکان پذیر است. در این مقاله الگوریتمی جهت شبیه سازی فرآیند ماشینکاری با جت سیال ساینده با استفاده از یک پروفیل برش که در یک شرایط معین فرآیند بدست آمده، ارایه شده است. بر اساس الگوریتم تدوین شده، یک سیستم نرم افزاری CAM در محیط نرم افزار اتوکد، توسعه داده شده است. پروفیل خطای اولیه و فرم ایده آل به شکل یک پلی لاین در محیط اتوکد ترسیم می شود. با شبیه سازی فرآیند با استفاده از سیستم تدوین شده ملاحظه شده که می توان مقادیر مطلوب پارامتر های فرآیند را در زمان کمتر بدون صرف هزینه اضافی آزمایشات بدست آورد. الگوریتم تدوین شده برای یک خطای سینوسی اجرا و نتایج آن با آزمایشات واقعی، مقایسه گردید. بر این اساس، یک خطای سینوسی معادل 190 نانومتر، اصلاح و به 26 نانومتر تقلیل یافت.
    کلیدواژگان: ماشینکاری با جت سیال ساینده، شکل دهی اصلاحی، عدسی، کنترل عددی، اپتیک
  • علی بهاری صفحه 85
    در گزارش های زیادی آرایش، خواص الکترونیکی و دینامیکی جذب Cs بر سطح تمیز سیلیکون مطالعه و بررسی شده است. در اینجا با کنترل رشد اکسید فوق نازک بر سطح سیلیکون توانستیم اکسید ضخیم تری را با استفاده از Cs در دمای اتاق رشد دهیم. همچنین معلوم شده است که اتم های سزیم بر ساختار الکترونیکی اکسید سیلیکون فوق نازک تاثیر می گذارند.
    کلیدواژگان: فیلم نازک، اکسیداسیون سیلیکون، سزیم، OSHG، ساختارهای اکسید، لایه ی میانی
|
  • Saeed Asa.Di, Mohammad Passandideh, Fard, Mohammad Moghiman Page 1
    In this paper, the inclined impact of a droplet on a solid surface in a spray coating process is studied using both numerical and analytical models. The numerical simulation is based on a previously developed model that includes the solution of Navier-Stokes equations along with an equation for the liquid free surface. The contact angle is modeled using two advancing and receding angles at the liquid front on the solid surface. The close agreement between the results of the numerical model with those of the experiments shows that the model can accurately predict the droplet impact behavior. Using the balance of droplet energy before and after the impact, a simple analytical model is presented for the maximum spread of a droplet during an inclined impact. This model is an extension of a previously developed model for the normal impact of a droplet on a solid surface. A comparison between the results of the analytical model with those of the simulations and experiments verifies the accuracy of the analytical model predictions for the maximum spread of a droplet in a spray coating process. Based on the analytical model, for high Reynolds numbers and small angles of impact, the effect of Weber number on the maximum spread is increased. For low Reynolds numbers and impact angles close to 90o, the maximum spread remains nearly constant
    Keywords: Inclined droplet impact, Droplet spreading, Numerical simulation, Thermal spray, Analytical model
  • Zhiaveh Ghoreishi, Davoud Jalali –Vahid Page 15
    FFT techniques were employed to develop a full numerical solution for analyzing the elastic dry contact of two flat rough surfaces. The study of the quality of surfaces produced by different production methods required the simulation of the roughness of contacting surfaces and also the kind of contact. By assuming that the roughness and distribution of the contacting surfaces were random and Gaussian, the FFT method was used to simulate them. Considering the penetration of asperities of contacting surfaces to each other, parameters such as pressure distribution, surface deflection, real contact area, its distribution as well as mean pressure on the surface were computed. The effect of simulated surface specifications such as average roughness Rq, correlation length β* and the amount of equivalent modulus of elasticity on average pressure and real contacting area was investigated. A comparison was carried out to evaluate the results. Finally, it was found that FFT techniques for solving surface and contact simulation problems were rapid and time-saving with accurate results.
    Keywords: Contact, Roughness, Gaussian distribution, Real contact area, Fast Fourier Transforms
  • Karim Zangeneh, Seid Mahmoud Moonirvagefi Page 27
    Heat treated electroless Ni-P coatings have high hardness and wear resistance. Traditional heat treatment (1 hr at 400 oC under neutral atmosphere), results in full crystallization of electroless Ni-P coatings. In the present research, electroless Ni-P coatings were treated under conventional as well as plasma conditions. Coating thickness was 5 and 10 micron. Temperature rates and time of the processes were decided to be at 400 oC and 600 oC for 1 and 5 hours, respectively. Thickness, structure, and composition of the coatings were evaluated by optical microscopy, XRD and EDS methods in both heat treatment (HT) and plasma treatment (PT) conditions. It was shown that coating thickness as well as its XRD spectrum (i.e. intensity and breadth of peaks) was different. These disparities were related to sputtering phenomenon, special transformation behaviour, and residual strain in the plasma treated electroless Ni-P coatings. It was also found that chemical composition of the coatings could be altered during plasma process
    Keywords: Ni, P coating, Plasma treatment, Phase transformation, Sputtering, Diffraction intensity
  • Masoumeh Sharbatdaran, Hasan Nourkojouri, Seid Mahmoud Mohati, Abdoljavad Novinrooz Page 37
    The WO3 film is the most important material for electrochromic (EC) layer especially in electrochromic display (ECD). In this project WO3 films were deposited on indium thin oxide (ITO) glass substrates. For this propose peroxotungstic acid derivative (APTA) was synthesized by sol-gel method and was used as a precursor solution for depositing by dip coating technique. Whereas many properties of the films, including some of the EC properties, they were dependent on microstructure of the films, were found to be modified by the addition of small amount of oxalic acid dihydrate which is an organic compound, ranging from 0% to 10% by weight in PTA solution. In this report, The morphology of the film structure, and EC response were investigated. Heat treatment of APTA and transparency of layer were carried out in different temperatures and concentrations. The findings showed that the addition of oxalic acid to the precursor solution on the films resulted in excellent EC properties without micro cracks.
    Keywords: WO3, Electrochromic, Sol, gel, Peroxotungstic acid, ECDs
  • Morteza Zand Rahimi, Mohammad Abiazi Page 45
    Electrophoretic deposition has been used by establishing an electric field in a stable suspension, a perfectly smooth and uniform surface is obtained. In this study a coating is applied on a Inconel substrate by the ionizations of alumina single crystals in a suspension and in an electric field. Then, with sintering treatment, a dense coating is obtained. The effect of time, applied voltage, processing, sintering temperature, and the pH of the solution on the thickness of deposited layer are also investigated. To determine the thickness and analysis of coating layer, scanning electron microscopy was used.It was found that by increasing voltage, applied current, sintering temperature and also applying optimum processing of sintering treatment and increasing pH, the thickness of deposited layer was increased. Each of the mentioned factors had different effects on the thickness of coating layer. With due attention to the effective factors on the thickness of the deposited layer, optimum conditions for applying coating was achieved.
    Keywords: alumina Coating, Electrophoretic, Inconel, Deposition, Suspension
  • Kourosh Jafarzadeh, Taghi Shahrabi, Seid Mohammad Mehdi Hadavi, Mir Ghasem Hosseini Page 59
    In this research, EIS technique was utilized to study the corrosion behaviour of AA5083-H321 aluminum-magnesium alloy in 3.5% NaCl solution. Impedance spectra were obtained during 240 hours of exposure of the sample to the test solution. The surface and cross section of the samples were studied by scanning electron microscopy (SEM) and EDAX analysis.The results indicated the the impedance of the surface is controlled by the reactions which occur in the passive layer on top of intermetallic particles and substrate. Intensification of cathodic and anodic reactions at the first 24 hours decreases the impedance of the surface. However accumulation of corrosion products inside the pits and subsequently suspension of cathodic reactions on top of intermetallic particles tends the impedance of the surface to decrease. Meanwhile pitting corrosion provides inhomogeneous surface which prevents the capacitors to behave ideally. Therefore capacitors are substituted by constant phase element.
    Keywords: Pitting Corrosion, AA5083, H321 Aluminum, Magnesium Alloy, Electrochemical Impedance Spectroscopy, intermetallic Particle, Passive Layer