فهرست مطالب

علوم و مهندسی سطح ایران - پیاپی 5 (1378)
  • پیاپی 5 (1378)
  • تاریخ انتشار: 1387/05/11
  • تعداد عناوین: 9
|
  • زهرا محمدی، علی اکبر ضیایی موید، عبدالرضا شیخ مهدی مسگر صفحه 1
    در این تحقیق، خواص مکانیکی پوشش های پاشش پلاسمایی شده هیدروکسی آپاتیت (PHA) توسط روش فرورفتگی در سطح مقطع پوشش و همچنین در فصل مشترک زیرلایه - پوشش مورد ارزیابی قرار گرفت. انواع پوشش های PHA با تغییر دو پارامتر توان پلاسما و فاصله پاشش بر روی زیرلایه آلیاژ تیتانیوم نشانده شد. بررسی فازی پوشش ها توسط پراش پرتو ایکس نشان داد که میزان فاز آمورف در سطح و همچنین در فصل مشترک با افزایش توان پلاسما و/یا فاصله پاشش افزایش می یابد. همچنین در مورد هر یک از پوشش ها، میزان فاز آمورف (ACP) از سطح پوشش به سمت فصل مشترک با افزایش روبرو می شود. نتایج اندازه گیری سختی، پاسخ الاستیک و ضریب کشسانی پوشش ها نشان داد که مقادیر این خصوصیات توسط توازن میان مقادیر فاز آمورف و تخلخل پوشش کنترل می گردند. اندازه گیری چقرمگی شکست پوشش (KC) به کمک روش فرورفتگی ویکرز نشان داد که با افزایش میزان فازهای «هیدروکسی آپاتیت تبلور مجدد یافته» (RHA) و ACP و کاهش تخلخل پوشش، KC با افزایش روبرو می گردد. با تغییر پارامترهای اسپری، روند تغییرات چقرمگی شکست فصل مشترک، KCa، (که از طریق تعیین مقدار بار بحرانی و طول ترک بحرانی به دست آمد) رفتار کاملا پیچیده ای از خود نشان داد. نتایج بررسی حاکی از آن بود که برای دستیابی به بالاترین مقادیر KCa، باید فصل مشترک از مقادیر بهینه ای از فاز آمورف و هیدروکسی آپاتیت برخوردار باشد.
    کلیدواژگان: خواص مکانیکی، فرورفتگی، هیدروکسی آپاتیت، پلاسما اسپری، فصل مشترک
  • محسن صارمی، شهرام کاظمی، ثمین شریفی اصل صفحه 15
    با استفاده از تکنیک جریان ثابت پوشش پلیمری پلی پیرول بر روی زمینه فولاد کربنی در محلول آبی M 2/0 پیرول و M01/0 مولیبدات سدیم اعمال شد. پوشش های حاصل بسیار چسبنده و یکنواخت بود. برای بهبود مقاومت به خوردگی پوشش از بازدارنده خوردگی مولیبدات به صورت آنیون های تقویت شده در ساختار آن، در زمان تشکیل پوشش استفاده شد. عملکرد حفاظتی این پوشش ها و نقش آنیون های تقویت شده در ساختار آن در محلول 1/0 مولار NaCl با روش های پلاریزاسیون و امپدانس الکتروشیمیایی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل بهبود مقاومت به خوردگی فولاد کربنی با پوشش پلی پیرول را نشان می دهد.
    کلیدواژگان: الکتروپلیمریزاسیون، پلی پیرول، پلیمرهای رسانا، خوردگی، مولیبدات سدیم
  • رضا شجاع رضوی، مهدی صالحی، محمود منیر واقفی، رضا مظفری نیا صفحه 23
    در این تحقیق تاثیر نیتراسیون سطحی لیزری بر مقاومت به خوردگی و تمایل به حفره دار شدن آلیاژ Ti-6Al-4V مورد بررسی قرار گرفته است. برای ایجاد پوشش نیترید تیتانیم روی سطح از یک لیزر Nd:YAG با انرژی پالس 200-600 میلی ژول، فرکانس 10 هرتز و دوام پالس 200 میکرو ثانیه استفاده و همزمان با تابش پرتو لیزری، گاز نیتروژن با سرعت خروجی 30 لیتر بر دقیقه، در محل اثر لیزر دمیده شد.
    ریز ساختار و ترکیب شیمیایی سطح توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی و آزمون پراش اشعه ایکس مورد ارزیابی قرار گرفتند. همچنین رفتار خوردگی سطح توسط آزمون الکتروشیمیایی پتانسیو دینامیک تافل و سیکلی در محلول 2 مولار اسید کلریدریک بررسی شد. نتایج بررسی ها نشان داد که ساختار سطح شامل یک لایه نیترید تیتانیم بوده که در زیر آن ناحیه ذوب لیزری قرار دارد. این ناحیه حاوی دندریت های نیترید تیتانیم در زمینه تیتانیم آلفا می باشد. در زیر ناحیه ذوب شده، ناحیه متاثر از حرارت قرار دارد که همان فاز مارتنزیت تیتانیم بود. در نهایت ایجاد چنین ساختاری منجر به بهبود رفتار خوردگی، افزایش نسبی پتانسیل خوردگی، کاهش چگالی جریان غیر فعال شدن و بهبود مقاومت به حفره دار شدن گردیده است.
    کلیدواژگان: نیتراسیون سطحی لیزری، خوردگی و آلیاژ Ti، 6Al، 4V
  • بهروز بقال اصل، نقی پروینی احمدی، رسول آذری خسروشاهی صفحه 35
    امروزه پوشش های اکسیدی ایجاد شده توسط روش پلاسما الکترولیز به دلیل خواص این گونه از پوشش ها بسیار مورد توجه واقع شده است. لایه های سرامیکی دما بالای تولید شده در این روش ها از سختی و مقاومت به سایش بسیار بالایی برخوردار می باشند. علاوه بر اینکه دیگر خواص این پوشش ها نیز بسیار حائز اهمیت می باشند. این لایه سرامیکی شامل فاز و می باشد. و درصد تخلخل در این پوشش ها، بسیار کمتر از روشه ای کلاسیک می باشد. رژیم جریانی اعمال شده برای پوشش دهی، متنوع بوده و تاثیرات زیادی بر خواص پوشش می گذارد. هدف از این تحقیق ایجاد پوشش اکسیدی بر روی آلومینیوم به روش پلاسما الکترولیز تحت جریان های پالسی مستقیم بوده است. نتایج نشان داده که پوشش ایجاد شده با روش جریان پالسی تک قطبی به دلیل کنترل بهتر رشد پوشش، نسبت به روش جریان مستقیم، بهبود یافته است ومیانگین سختی حدود 1700 ویکرز را داراست.
    کلیدواژگان: پلاسما الکترولیز، اکسایش، آلومینیوم
  • فریده طباطبایی، محمد حسین فتحی، احمد ساعتچی صفحه 45
    پودر فریت استرانسیوم با ترکیب SrFe9Mn1.5Ti1.5O19 و فریت باریم با ترکیب BaFe9Mn1.5Ti1.5O19 به روش حالت جامد تهیه شد و با پلیمر رزین اپوکسی به نسبت وزنی فریت به پلیمرمعادل 70 به 30 مخلوط گردید. مواد مرکب تهیه شده بر روی زیرلایه های آلومینیومی آماده سازی شده با ضخامتی حدود 8/1میلیمتر پاشش داده شد تا پوششی از ماده سرامیکی مورد نظر تهیه شود.
    مشخصه یابی و ارزیابی نمونه ها با روش های پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و جذب آن ها توسط دستگاه Vector Network Analyzer انجام شد. نتایج نشان داد که یک ساختار نوع M بدون حضور فاز ثانویه در فریت ها تشکیل شده است و ذرات پودر فریت به صورت شش گوشی یا بی شکل با اندازه ای برابر 1-5 میکرومترتشکیل شده اند. بیشترین میزان تلفات انعکاس بر حسب فرکانس پوشش فریت استرانسیوم آلاییده شده در فرکانس 84/18 گیگاهرتز برابر باdB43/26- می باشد. پهنای باند جذب این پوشش حدود سه گیگاهرتز با میزان تلفاتی بیشتر از dB15- بود. برای پوشش فریت باریم میزان بیشینه تلفات انعکاس در فرکانس 18/19 گیگاهرتز برابر باdB 11/44- بود. در این مورد نیز پهنای باند جذب عریض بود و پوشش در گستره ی فرکانسی 6/19-4/16 گیگاهرتز، تلفاتی بیشتر از dB15 –را نشان داد. هر دو پوشش ایجاد شده در گستره ی امواج رادار جاذب های مناسبی برای مایکروویو می-باشند ولذا پوشش های تهیه شده در اختفای ادوات راداری قابل استفاده هستند.
    کلیدواژگان: پوشش، فریت، جاذب، مایکروویو، تلفات انعکاس
  • احسان مطیع، محمد حسین شریعت، محمد ابراهیم بحرالعلوم صفحه 55
    در این تحقیق، پوشش نانو کریستالی نیکل به روش رسوب دهی الکتریکی با جریان مستقیم و الکترود چرخان سیلندری ایجاد شده است. حمام مورد استفاده از نوع Watts به همراه افزودنی ساکارین به عنوان عامل کاهنده اندازه دانه می باشد. خواص سختی پوشش با دستگاه میکروسختی سنجش و 620 ویکرز بدست آمده است. مطالعه اندازه دانه و بافت پوشش با استفاده از تفرق اشعه X (XRD) صورت گرفته است و حداقل متوسط اندازه دانه به کمک فرمول شرر 14 نانومتر محاسبه شده است. بافت به صورت مشخص از [220]، [200] و [111] در پوشش میکرو کریستالی به بافت [111] و [200] در پوشش نانو کریستالی تغییر کرده است. مورفولوژی سطح پوشش در حالت میکرو کریستالی و نانو کریستالی به کمک میکروسکپ الکترونی جاروبی (SEM) مورد مقایسه قرار گرفته است و یک سطح صاف در مقیاس میکروسکپی برای نیکل نانو کریستالی مشاهده شد. تاثیر غلظت ساکارین، سرعت چرخش کاتد و شدت جریان بر خواص سختی، اندازه دانه و مورفولوژی سطح پوشش مطالعه شده است.
    کلیدواژگان: پوشش نانوکریستالی، رسوب دهی الکتریکی، نیکل، بافت
  • مریم احتشام زاده، داود صالحی دولابی، مهدی اسدی زارچ صفحه 65
    هدف از این تحقیق تولید یک پوشش سیلیسی روی سطح آلومینیم به طریق پلاسمای الکترولیتی در جریان DC می باشد. آزمایشات مورد نظر در غلظت های بالایی از سیلیکات سدیم انجام گرفت. استفاده از محلول های غلیظ سیلیکات سدیم، موجب ارجحیت رسوب سیلیسی بر رشد پوسته اکسیدی شد که به صورت جوانه هایی مملو از Si و حاوی مقادیر بسیار ناچیزی از Al ظاهرگردید. از SEM، EDS و XRDجهت بررسی پوشش استفاده شد. تعیین مقاومت به خوردگی پوشش ها نیز به کمک رسم منحنی های پلاریزاسیون انجام گرفت. نتایج نشان داد بهینه غلظت سیلیکات سدیم در میان غلظت های انتخاب شده در این تحقیق، gr/lit30 می باشد که تمام سطح نمونه از جوانه های سیلیسی پوشیده شد. تغییر مورفولوژی پوشش در غلظت های بسیار بالا موجب کاهش مقاومت به خوردگی پوشش شد. به علاوه افزایش غلظت محلول موجب افزایش فازهای آمورف و کاهش فازهای کریستالی گردید.
    کلیدواژگان: پلاسمای الکترولیتی، پوشش سیلیسی، رسوب پلاسمایی، پلاریزاسیون
  • شادرخ سماوی، مسیح رحمتی و نادر کریمی صفحه 75
    میزان همواری سطوح برخی از تولیدات صنعتی از جمله ورق های فولادی از اهمیت زیادی برخوردار بوده و در برخی کاربردها نقش تعیین کننده ای در کیفیت محصول نهایی بر عهده دارد. یکی از تبعات فرایند تولید ورق فولاد، ایجاد موج در کناره های آن در مراحل مختلف نورد به ویژه مراحل نهایی است. با تشخیص اندازه و فرکانس این موج ها، می توان بازخوردی را به مراحل قبلی ارسال کرده و با تنظیم سرعت غلطک ها بر اساس آن، از تولید موج جلوگیری و یا مقدار آن را کاهش داد. امروزه روش های متعددی جهت شناسایی و تشخیص مشخصات امواج ورق که سطح نگاری نامیده می شود، وجود دارد. در این مقاله روشی بر پایه استفاده از تابش فریزهای تداخل (IFP) پیشنهاد شده است که علاوه بر برخورداری از دقت مطلوب، مزیت سادگی و سهولت پیاده سازی به صورت بلادرنگ را نیز دارا می باشد.
    کلیدواژگان: سطح نگاری، تشخیص موج ورق، اینترفرومتری
  • مهرداد اسفندیاری، یانگ صفحه 85
    اثر نیتراسیون پلاسمایی دمای پایین بر خواص خوردگی و خوردگی- سایش فولاد های رسوب سختی آستینی A286 و مارتنزیتی17-4PH در گستره ای از دما و زمان های عملیات مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج آزمایشی نشان می دهد که شاخص ها و خواص لایه های نیتریدی بستگی زیادی به شرایط فرآیند داشته و احتمال بهبود قابل توجه خواص سطحی از این نظر را دارد. نتایج همچنین نشان داده اند که شرایط عملیات در دمای °C420 در 10 ساعت شرایط بهینه برای دو فولاد17-4PH وA286 جهت بهبود شرایط خواص سایشی خشک و همچنین مقاومت خوردگی نسبتا خوب است. تحت شرایط خوردگی– سایش، نیتراسیون پلاسمایی در دمای °C420 برای 10 ساعت، همچنین شرایط بهینه برای فولاد A286 می باشد. بهر حال برای فولاد17-4PH عملیات نیتراسیون پلاسمایی در دمای °C500 بر 10 ساعت نشان داده است که می تواند شرایط بهینه برای مقاومت خوردگی- سایشی را ایجاب نماید.
    کلیدواژگان: نیتراسیون پلاسمایی، فولاد 17، 4PH، فولاد A286، سایش، خوردگی سایشی
|
  • Zahra Mohammadi, Ali Akbar Ziaei, Moayyed, Abdolreza Sheikh, Mehdi Mesgar Page 1
    Mechanical properties of plasma-sprayed HA coatings deposited on Ti-6Al-4V substrates by varying two spray parameters were evaluated using the indentation technique. The content of amorphous phase (ACP) at coating interface or surface as measured by XRD increased both with increasing spray distance and/or plasma power and also from the coating surface toward the interface. The microhardness value, elastic response, and Young’s modulus (E) were found to be controlled by the compromise between porosity level and ACP content. The indentation fracture toughness (KC) of coatings mainly depended on the contents of recrystallized HA (RHA) and ACP, as well as on porosity level. The Knoop and Vickers indentation methods were used to estimate E and KC, respectively. The critical point at which no crack appears at the interface was determined by the interface indentation test, which was used to define the interfacial toughness (KCa) representative of the crack initiation resistance of the interface. KCa was found not to change in a simple manner with the two plasma parameters. The results indicate that the optimized values of ACP and RHA contents at the interface were the factors most influencing KCa values
    Keywords: Mechanical properties, Indentation, Hydroxyapatite, Plasma spraying, Interface
  • Mohsen Saremi, Shahram Kazemi, Samin Sharifi Asl Page 15
    Electropolymerization of Pyrrole on metals has been carried out in different electrolytes despite shortcomings prevailing due to defects formed in the coating during polymerization. Surface passivation before polymerization may reduce such defects but optimization of the effects and elucidation of its mechanism await further research. Conflicting reports exist on the mechanism of protection by Polypyrrole coating because of differences in its behavior due to structural variations in the presence of different ions in the polymerization solution. In this study, the effect of molybdate as a doping anion on the corrosion protection of Polypyrrole is investigated. The polymerization solution was 0.1M Pyrrole plus 0.1M Molybdate at pH5. Pretreatment in nitric acid improved coating integrity so that the defects, active pits appearing during polymerization, disappeared. Surface morphology showed a perfect defect-free surface and exhibited a remarkable resistance in electrochemical corrosion test. It was found that pretreatment of the substrate and introduction of molybdate doping ions improve corrosion protection of Polypyrrole conducting polymer on steel.
    Keywords: Conductive polymers, Polypyrrole, Doping anions, Corrosion, Steel
  • Reza Shoja Razavi, Mehdi Salehi, Mahmoud Monirvaghefi, Reza Mozafarinia Page 23
    Laser surface melting of Ti-6Al-4V alloy under a pure nitrogen environment of 30 lit/min gas flow rate was carried out with 200-600 mJ laser beams produced by a Nd-YAG pulsed laser. The Laser frequency and the pulse duration time were fixed at 10 Hz and 200 µs, respectively. The microstructure and corrosion behavior of the nitrided samples were examined, using scanning electron microscope, X-ray diffraction (XRD), and anodic polarization tests in 2M HCl solution. The microstructures consisted mainly of a thin continuous layer of titanium nitride followed by nearly perpendicular dendrites, and below this, a mixture of small dendrites and large needles with a random orientation. The dendritic structure was the TiN phase, and the needle phase and the phase of the matrix between the dendrites were nitrogen–enriched. An improvement in corrosion behavior, associated with the presence of a good TiN coating, was observed. Also, the improved pitting corrosion resistance was obtained due to the microstructural changes after laser treatment
    Keywords: Laser gas nitriding, Ti, 6Al, 4V, Corrosion
  • Behrouz Baghal Asl, Naghi Parvini Ahmadi, Rasoul Azary Khosroshahi Page 35
    Oxide layers produced by plasma electrolysis oxidation are nowadays receiving considerable attention because of their useful characteristics. The high-temperature ceramic layers thus produced enjoy such properties as high hardness and wear resistance among others. They include α-Al2O3 and γ- Al2O3 phases and their porosity is much lower than that of the conventionally produced ceramic layers. There is a variety of current regimes applied with important effects on their properties. This study investigates the production of hard ceramic layers on aluminum using direct pulsed current in plasma electrolysis oxidation. The results reveal that, compared with the direct current method, the pulsed current improves the characteristics of the PEO coatings due to its better control over the coating mechanism.
    Keywords: Plasma electrolysis, Aluminum, Oxidation
  • Farideh Tabatabaie, Mohammad Hossein Fathi, Ahmad Saatchi Page 45
    M-type hexaferrite SrFe9Mn1.5Ti1.5O19 and BaFe9Mn1.5Ti1.5O19 were synthesized by usual ceramic sintering method. The powders of the 70% ferrites by weight were mixed with resin epoxy. The prepared composite was sprayed on a 1.8mm-thick aluminum 5083 substrate. Their structure and microwave adsorption property were analyzed by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscope (SEM), and vector network analyzer. The results showed that the magnetoplumbite structure for both samples was formed and powders had the hexagonal or amorphous morphology with particle sizes within the range of 1-5µm. The maximum reflection loss for Sr-ferrite coating was 18.84 GHz equal to (-26.43 dB). The waveband of absorption was approximately 3GHz more than 15dB for reflection losses. The results for Ba-ferrite were 19.18 GHz with (-44.11dB) reflection loss and 3.2 GHz waveband. Both coatings can be good candidates for stealth radar targets.
    Keywords: Coating, Ferrite, Absorption, Microwave, Reflection loss
  • Ehsan Moti, Mohammad Hossein Shariat, Mohammad Ebrahim Bahrololoom Page 55
    In this paper, nanocrystalline nickel was electrodeposited using direct current and rotating electrodes. A Watt's bath containing saccharin as a grain refiner was used. The microhardness of deposits was studied and maximum hardness was found to be 620 HV. X-ray diffraction (XRD) tests were carried out to study grain size and texture. The texture of the deposits were changed from [220], [200], and [111] for microcrystalline nickel to [111] and [200] double fiber texture in nanocrystalline nickel. The minimum grain size of the deposit was 14 nm. Morphological studies by Scanning Electron Microscopy (SEM) exhibited a smooth morphology for nanocrystalline nickel, while it was rough for microcrystalline nickel. In addition, the effects of saccharin concentration, cathode rotation speed, and current density on microhardness, grain size, and morphology of deposits were studied.
    Keywords: Nanocrystalline Coating, Electrodeposition, Nickel, Texture