فهرست مطالب

علوم و مهندسی سطح ایران - پیاپی 6 (1387)
  • پیاپی 6 (1387)
  • تاریخ انتشار: 1387/10/11
  • تعداد عناوین: 9
|
  • رضا رسولی، محمدمهدی احدیان، اعظم ایرجی زاد صفحه 1
    در این مقاله انباشت سطحی زیرلایه مس حین لایه نشانی نیکل و نیز در حین عملیات حرارتی در سیستم Ni/Cu/Si(100) مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور بررسی سطح در مقیاس نانومتری از روش طیف نگاریXPS استفاده گردید. با استفاده از میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) کیفیت لایه ها و زبری سطح بررسی شد و با اندازه گیری زاویه تماسی قطرات میکرولیتری آب، انرژی سطحی نمونه ها مقایسه گردیدند. نتایج نشان می دهد انباشت سطحی مس حین لایه نشانی با افزایش ضخامت لایه نیکل در محدوده nm 4-2 کاهش یافته و در ضخامت بیش از nm 4، مس بر روی سطح مشاهده نمی گردد. تحلیل نتایج به روش Tougaard و همچنین استفاده از شدت نسبی قله ها نشان می دهد که مس انباشته شده به صورت یکنواختی با ضخامت تک لایه اتمی بر روی سطح قرار گرفته است. آزمایش زاویه تماسی مشخص می نماید که با کاهش ضخامت لایه نیکل، انرژی سطحی نمونه ها کاهش یافته و به انرژی سطحی مس نزدیک می شود. تحلیل Tougaard مشخص می کند که با انجام عملیات حرارتی در محدوده دمایی C185-150، مس انباشته شده افزایش یافته و به صورت جزایر سه بعدی درمی آید که این پدیده با نتایج AFM همخوانی دارد.
    کلیدواژگان: انباشت سطحی، عملیات حرارتی، مس، نیکل، لایه های نانومتری
  • عبدالجواد نوین روز، محمدرضا محمدی صفحه 9
    لایه های نازک سولفید کادمیوم به روش تبخیر حرارتی در خلاء در فشار Torr p= 3 × 10-6 بر روی شیشه، لایه-گذاری شدند. آهنگ تبخیر nm/s 5/3 و ضخامت تقریبی آن 550 nm تعیین شدند و تعدادی از این لایه ها برای کاشت عنصر مس، با چگالی مختلف انتخاب شدند. برای مطالعه ساختار بلوری لایه ها از روش XRD استفاده شد. الگوی پراش اشعهء ایکس نشان داد که لایه های پوشش داده شده بر روی شیشه در دمای c°165 زیرلایه، دارای ساختار هگزاگونال در جهت رشد ترجیحی [002] است. همچنین بررسی الگوی پراش نمونه های آلائیده با مس، CdS:Cu نیز همان ساختار بلوری هگزاگونال از صفحه بازتاب [002] را نشان داد. تغییرات ضریب شکست، انرژی گاف هر دو ترکیب یعنی CdS و CdS:Cu با دمای زیرلایه و چگالی مس بررسی شدند. میزان انرژی گاف بین2.43 تا2.48 الکترون ولت و ضریب شکست CdS و Cd:Cu به ترتیب بین 1.75 تا 2/51 متغیر بودند. خواص الکتریکی لایه های نازک با سنجش مقاومت الکتریکی به وسیله پراب چهار نقطه ای کاوه مورد مطالعه قرار گرفت که طی آن مقاومت CdS از مقدار 103×5.2 اهم سانتی متر به مقدار 3-10×9 پس از اعمال ناخالصی مس کاهش یافت.
    کلیدواژگان: سولفید کادمیوم، لایه های نازک، ناخالصی فلزی، ساختار بلوری و خواص اپتیکی و الکتریکی
  • علی دوست محمدی، محمدحسین فتحی صفحه 17
    شیشه زیست فعال (بایواکتیوگلاس) به دلیل توانایی در پیوند و همبندی با بافت نرم و سخت در ترمیم، درمان و شکسته بندی استخوان و پوشش کاشتنی بدن مورد توجه قرار گرفته است. هدف از این پژوهش، تهیه، پوشش دهی و مشخصه یابی شیشه زیست فعال به روش سل- ژل بر روی فولاد زنگ نزن 316 ال بود. پودر شیشه زیست فعال به روش سل- ژل تهیه شد و سپس به کمک آنالیز حرارتی افتراقی (DTA) ارزیابی گردید. پودر شیشه زیست فعال در محلول شبیه سازی شده بدن (SBF)، به مدت سی روز غوطه ور گردید و از روش طیف سنجی مادون قرمز (FTIR) برای تشخیص و تایید تشکیل لایه آپاتیت بر روی آن استفاده شد. پوشش شیشه زیست فعال به روش سل- ژل بر روی زیر لایه فولاد زنگ نزن 316 ال اعمال گردید. مورفولوژی و ریز ساختار سطح پوشش به کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) بررسی گردید. از روش پراش پرتو ایکس (XRD) و آنالیز توزیع انرژی پرتو ایکس (EDX) نیز برای مشخص نمودن ترکیب فازها و عناصر در پوشش استفاده شد. آزمون های الکتروشیمیایی پلاریزاسیون پتانسیودینامیکی در دو محلول فیزیولوژیکی مختلف و به منظور مقایسه رفتار خوردگی نمونه های فولادی پوشش داده شده و بدون پوشش انجام گرفت. نتایج حاکی از تشکیل پوشش شیشه بدون ترک و یکنواخت به وسیله روش سل- ژل بر روی زیر لایه فولادی بود. آزمون FTIR تشکیل لایه آپاتیت را بر روی پودر شیشه زیست فعال تایید کرد که این خود نشانی از زیست فعالی شیشه ساخته شده بود. همچنین ملاحظه شد که در شیشه هایی که بالاتر از دمای 900 درجه سانتی گراد عملیات حرارتی شده بودند، فاز لارنیت (Ca2SiO4) تشکیل شده بود. پوشش، مقاومت خوردگی زیر لایه را بهبود داد و چگالی جریان خوردگی در نمونه های پوشش دار کمتر از نمونه های بدون پوشش بود. پوشش شیشه زیست فعال اعمال شده به روش سل- ژل می تواند از یکسو با کاهش آزاد شدن یون های فلزی، زیست سازگاری کاشتنی فلزی مصرفی در بدن را بهبود دهد و از طرف دیگر با توانمندی بالقوه خود منجر به ترویج رشد استخوان و هم بندی با آن گردد.
    کلیدواژگان: شیشه زیست فعال، سازگاری زیستی، سل، ژل، مقاومت به خوردگی
  • سعید اسدی، محمد پسندیده فرد، محمد مقیمان صفحه 27
    زاویه تماس تاثیر بسیار مهمی در رفتار قطره به هنگام برخورد با سطح جامد، از جمله تغییر شکل، پخش شدن و یا حتی جدا شدن قطره از روی سطح دارد. در این مقاله اثر زاویه تماس در برخورد قطره با سطح، مطالعه و مدل سازی شده است. ابتدا با استفاده از تئوری سینتیک مولکولی و بر پایه تحقیقات جدید، رابطه ای برای تعیین زاویه تماس دینامیکی قطره با سطح به دست آمده است. این رابطه سپس در شبیه سازی عددی قطره با سطح به کار رفته و برپایه آن مدل عددی اصلاح گردیده است. نتایج مدل با نتایج آزمایشگاهی و همچنین با نتایج حاصل از مدل های قبلی (استفاده از زاویه تماس تعادلی، زوایای تماس پیشروی و پسروی)، مقایسه و مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. مقایسه مدل با نتایج آزمایشگاهی نشان دهنده دقت بالای مدل و همچنین شبیه سازی دقیق رفتار قطره در برخورد با سطح می باشد. نتایج نشان می دهد که استفاده از تئوری سینتیک مولکولی در مقایسه با مدل زاویه تعادلی، از نوسانات جمع و پخش شدن قطره برروی سطح خصوصا سطوح رطوبت پذیر، جلوگیری کرده و همچنین پیش یابی دقیق تری از مقدار و زمان حداکثر و حداقل قطر قطره پخش شده برروی سطح، نسبت به مدل زوایای پیشروی و پسروی دارد. بر اساس نتایج حل عددی، منطقه پخش و منطقه جدا شدن قطره از روی سطح مشخص و مقدار حداکثر پخش بحرانی تعریف و تعیین گردیده است. در ادامه، مدلی تحلیلی برای بررسی تاثیر زاویه تماس در تعیین مقدار حداکثر پخش قطره برروی سطح، ارائه شده است. نتایج بدست آمده از مدل تحلیلی در اعداد موئینگی (Ca) کم، نشان می دهد که با افزایش زاویه تماس تعادلی و یا کاهش عدد We، مقدار حداکثر پخش قطره کاهش یافته و وابستگی کمتری به عدد Re پیدا می کند. در مقابل، مقدار حداکثر پخش در مقادیر زیاد We یا مقادیر کم زاویه تماس تعادلی افزایش پیدا کرده و به عدد Re وابستگی بیشتری دارد.
    کلیدواژگان: زاویه تماس، زاویه تماس تعادلی، زاویه تماس دینامیکی، تئوری سینتیک مولکولی، پخش قطره، برخورد قطره، شبیه، سازی عددی، مدل تحلیلی
  • مهدی پاکروان، سید رضا غفاریان صفحه 43
    این مقاله به بررسی نقش افزودنی های پودری شامل روانسازهای جامد (گرافیت و مولیبدن دی سولفاید)، پلی تترافلورو اتیلن و فیلر سرامیکی SiC بر رفتار تریبولوژیک یک پلیمر ویژه، رزین فنولیک، می پردازد. نمونه هایی از جنس کامپوزیت های پلیمری با استفاده از روش قالب گیری فشاری گرم ساخته شده و مشخصات سایشی و اصطکاکی آنها مورد ارزیابی قرار گرفت. بدین منظور از یک دستگاه تریبومتر پین روی دیسک تحت شرایط لغزش خشک و دمای محیط استفاده شده و مقادیر ضریب اصطکاک و میزان سایش نمونه ها تعیین گردید. یک پین از جنس فولاد سخت AISI 52100 به عنوان سطح مقابل انتخاب شد. آزمایش های متعددی با تغییر در نوع و کسر وزنی فیلر به کار رفته در ساخت نمونه کامپوزیتی انجام گرفت. درصدهای وزنی 10، 15 و 20 برای روان سازهای جامد (گرافیت و مولیبدن دی سولفاید)،15،10،5و 20 در مورد پلی تترافلورو اتلین و5و10 برای فیلرهای سرامیکی SiC به کار گرفته شد. در مورد SiC تاثیر اندازه ذرات نیز مورد مطالعه قرار گرفت که بدین منظور دو نوع فیلر با اندازه های 5 و 38 میکرومتر انتخاب گردید. نتایج نشان می دهد افزودن فیلرهای با ساختار لایه ای (گرافیت و مولیبدن دی سولفاید) موجب کاهش میزان اصطکاک و افزایش مقدار سایش می گردد. در حالی که پودرپلیمرپلی تترا فلورو اتیلن(PTFE) از طریق کاهش میزان سایش و ضریب اصطکاک هر دو ویژگی تریبولوژیک را بهبود می بخشد. فیلر سرامیکی سیلیکون کارباید، رفتار متفاوتی را نشان می دهد. در این مورد اندازه ذرات فیلر نقش موثری بر رفتار سایشی دارند، به گونه ای که ذرات درشت-تر(38) محافظت بهتری از ماتریس پلیمری در برابر فرایند سایش به عمل آورده و میزان سایش را کاهش می دهند، در حالی که ذرات ریزتر (5) باعث افزایش جزئی در مقدار سایش می شوند.
    کلیدواژگان: تریبولوژی، رزین فنولیک، گرافیت، مولیبدن دی سولفاید، پلی تترافلورو اتیلن، سیلیکون کارباید
  • ناهید قادری، سیدجواد هاشمی فر، هادی اکبرزاده، مازیار پرسی صفحه 71
    اخیرا آلیاژ هویسلرCo2MnSi به علت داشتن خاصیت نیم فلزی برای کاربرد در صنعت اسپینترونیک که در آن کمیت اصلی در ترابری، اسپین حامل ها می باشد، مورد توجه قرار گرفته است. بررسی اثرات سطح مشترک و طراحی سطوح مشترک ایده آل با نیم رسانا که در آنها ماهیت نیم فلزی Co2MnSi حفظ شود برای اهداف صنعتی بسیار حائز اهمیت است. در اینجا خواص الکترونی و مغناطیسی Co2MnSi/GaAs(001) با محاسبات اولیه کوانتومی در چارچوب نظریه تابعی چگالی اسپینی و با استفاده از روش شبه پتانسیل و با تقریب GGA برای انرژی تبادلی- همبستگی ارائه شده است. در این محاسبات تنها پیوندگاه -As MnMn در نظر گرفته شد که در آن با جایگزین کردن Mn به جای Si یک لایه اضافی MnMn در پیوندگاه ایجاد کردیم. در نمودار نوارهای انرژی و منحنی چگالی حالت ها تعداد کمی از حالت های سطح مشترک درگاف حالت اقلیت اسپینی مشاهده شد که بر روی اتم های واقع در پیوندگاه جای گزیده می باشند. با این وجود قطبش اسپینی بالایی، 90%، در سیستم وجود دارد که نسبت به مقدار تجربی، 12%، به میزان قابل توجهی افزایش یافته است. همچنین ناپیوستگی نواری و نمودار سد شاتکی درمحل پیوندگاه برای دوکانال اسپینی اکثریت و اقلیت به دست آمد.
    کلیدواژگان: محاسبات ابتدا به ساکن، تکنیک شبه پتانسیل، آلیا~~~ژ هویسلر Co2MnSi، مرزمشترک نیم فلز، نیم رسانا
  • قاسم عظیمی، مرتضی شمعانیان صفحه 75
    در این پژوهش رفتار سایشی فولاد ساده کربنی روکش کاری شده با الکترودهای پرکروم- پرکربن مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور دو نوع الکترود پرکروم- پرکربن با ترکیب شیمیایی متفاوت بر روی فولاد St37 به روش جوش کاری قوسی فلز روپوش دارSMAW) (رسوب داده شد. سپس روکش ها از نظر ساختار میکروسکوپی، سختی و رفتار سایشی مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج نشان می دهد که مقدار زیاد کرم به تنهایی باعث افزایش مقاومت به سایش در لایه های روکش نمی شود بلکه وجود ترکیب بهینه ای از کرم و عناصر آلیاژی کاربیدساز باعث افزایش موثر مقاومت به سایش می-شود. بطور مثال وجود Nb و Mo درالکترود پرکرم نه تنها باعث ایجاد کاربیدهای NbC و استخوان ماهی شکل 7C3 (Fe،Mo،Cr) می شود بلکه باعث تغییر مورفولوژی کاربیدها، افزایش سختی و بهبود رفتار سایشی روکش می شود.
    بررسی ها نشان می دهد که پوشش های پرکرم- پرکربن دارای مقاومت سایشی قابل ملاحظه و ضریب اصطکاک پایین تحت شرایط آزمون سایش لغزشی در دمای محیط می باشند.
    کلیدواژگان: الکترود پرکروم، پرکربن، فولاد ساده کربنی، ریزساختار، مقاومت سایشی
  • کوروش شیروانی صفحه 83
    ویژگی مهم مورد نظر برای پوشش های کاربردی در ماهواره ها شامل خواص ترموفیزیکی، مقاومت الکتریکی تماسی و مقاومت خوردگی است. پوشش های تبدیلی کروماته بر روی آلیاژهای آلومینیم از جمله این پوشش ها محسوب می شوند. در این پژوهش، پوشش های کروماته به روش غوطه وری در محلول با ترکیب نزدیک به محلول تجاری Alodine 1200S بر روی آلیاژ آلومینیم Alclad AA7075-T6 اعمال شده است. تاثیر زمان پوشش دهی بر روی خواص ترموفیزیکی پوشش ها شامل ضرایب جذب نورخورشید(αS) و نشر حرارت (εT) و همچنین میزان مقاومت الکتریکی تماسی آنها ارزیابی شده است. ضرایب αS و εT به ترتیب با دستگاه های Reflectometer و Emmisometer اندازه گیری شدند. در زمان پوشش دهی از30 تا 180 ثانیه ضرایب αS و εT به ترتیب در دامنه های زمانی 94/0-7/0 و 22/0-06/0 به دست آمد. میکروسکوپ های الکترونی روبشی(SEM) و نیروی اتمی (AFM) برای بررسی مورفولوژی سطحی پوشش ها استفاده شده است. نتایج نشان داد که مورفولوژی سطحی این پوشش ها شامل ساختاری نانومتری است که با کنترل پارامترهای پوشش دهی از جمله زمان می توان لایه های نازک کروماته با مقادیر α و ε متفاوت و مقاومت الکتریکی تماسی مناسب برای کاربرد روی سازه های آلومینیمی ماهواره ها ایجاد نمود.
    کلیدواژگان: پوشش تبدیلی کروماته، آلومینیم 7075، ضریب نشر، ضریب جذب، مقاومت الکتریکی تماسی
  • محمود علی اف خضرایی، مهدی دادفر، علیرضا صبور روح اقدم صفحه 93
    در این تحقیق نمونه های آلیاژ آلومینیوم 6082 توسط روش نسبتا جدیدی به نام اکسیداسیون پلاسمایی الکترولیتی مورد عملیات اکسیداسیون قرار گرفتند و در نتیجه آن لایه ای از اکسید آلومینیوم فشرده با ضخامت 40 میکرومتر بر روی سطح آنها تشکیل شد. سپس رفتار سایش خراشان این نمونه ها توسط دستگاه سایش خراشان ساخته شده تحت استاندارد ASTM G105، مورد بررسی قرار گرفت. پارامترهای مورد بررسی شامل نوع ذره ساینده (آلومینا و سیلیکا)، بار اعمالی، جنس چرخ دستگاه، اثر حضور آب به عنوان روان کننده و... هستند. با توجه به نتایج به دست آمده، مشخص شد که در محیط خشک میزان خردایش ذرات ساینده بیشتر است درحالی که در محیط تر به علت وجود ماده روان کننده و کاهش تنش های موجود این میزان کمتر است. حضور آب در محیط، فارغ از جنس چرخ دستگاه، اثر به سزایی بر حرکت ذرات و خردایش آنها با توجه به نوع، شکل و اندازه ذره ساینده دارد و به همین جهت بر روی نرخ سایش و مکانیزم های آن بسیار تاثیرگذار است.
|
  • Reza Rasuli, Mohammad Mahdi Ahadian, Azam Iraji Zad Page 1
    Surface segregation, whereby one species tend to preferentially move to free surface, is a hindrance phenomenon in obtaining sharp interfaces in nanometer multilayer. In this work, we studied Cu surface segregation during Ni deposition onto Cu substrate by electron beam evaporation in ultra high vacuum (UHV) and also during heat treatment. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), Auger electron spectroscopy (AES) and Atomic Force Microscopy (AFM) were used to study the surface in nanometer scale. XPS analysis revealed that the accumulated Cu is uniform over the surface with thickness of one monolayer. By increasing the thickness of Ni deposit, surface segregation decreased and was prevented in thickness of higher than 4 nm. Linear increase of the accumulated Cu was observed by in-situ measurements during heat treatment which is different behavior from micrometer layers. However, when the first accumulated Cu monolayer was completed, the rate of segregation was reduced. In addition, surface energy and surface concentration were computed by measurement of contact angle. Surface energy measurements showed that as the thickness of Ni decreased, surface energy reduced down to the surface energy of Cu.
    Keywords: Surface segregation, Heat treatment, Copper, Nickel, Nanometer layer
  • Abdoljavad Novinrooz, Mohammad Reza Mohammadi Page 9
    Thin films of Cadmium Sulfide have been deposited on glass substrates by thermal evaporation technique under the pressure of p= 3 × 10-6 Torr. The rate of deposition and thickness of the films were taken fixed at 3.5nm/s and 550 nm respectively. Some of the CdS specimens were selected for indirect implantation of Copper with different densities.The crystalline structure of the samples was investigated by X- ray diffractometry (XRD). It was revealed that hexagonal structure with [002] plane of reflection at 165 C° is remained the same in CdS films before and after Cu implantation. In other word, doping of Cu atoms do not change the crystal phase, but only enhance the peak intensity at [002] plane. In this paper variation of refractive index and band gap of composites (i.e CdS and CdS:Cu) with substrate temperature and copper densities were studied. It was found that, band gap of samples varies between 2.43 ev to 2.48 ev. Also, that of refractive index variation was between 1.75 to 2.51 ev. The electrical properties of CdS planes un doped and doped with Cu, examined by four point probe in which, the resistivety of CdS from 5.2 × 103 WCm was reduced to 9 × 10-3 WCm by Cu implantation.
    Keywords: Cadmium Sulfide, Metallic Impurities, Optical, Electrical, Structural, Thin Films
  • Ali Doostmohammadi, Mohammad Hossein Fathi Page 17
    The aim of this work was preparation, development and characterization of bioactive glass coating by sol–gel technique for improvement of biocompatibility of 316L stainless steel implant used in dentistry and orthopaedic surgery. Bioglass powder was made by sol–gel technique and thermal properties of the prepared powder were studied using differential thermal analysis (DTA). The prepared bioglass powder was immersed in the simulated body fluid (SBF) solution. Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) was utilized to recognize and confirm of the formation of apatite layer on prepared bioglass powder. Bioactive bioglass coating was performed on 316L stainless steel (SS) substrate by the sol–gel technique. Structural characterization techniques including XRD, SEM and EDX were used to investigate the microstructure and morphology of the coating. Electrochemical potentiodynamic polarization tests were performed in two different types of physiological solutions at 37 ◦C in order to determine and compare the corrosion behavior of the bioglass coated SS and uncoated specimens as an indication of biocompatibility. The formation of apatite layer confirmed the bioactivity of the bioglass powder and tests revealed that all the films signs of bioactivity. It was also found that at sintering temperatures above 900 ◦C, crystalline phase Ca2SiO4 was formed. Crack-free and homogeneous bioglass coatings were obtained with no observable defects. The bioglass coating also improved corrosion resistance of the 316L SS substrates such as the corrosion current density of coated samples in comparison with pristine samples was decreased.It was concluded that the sol–gel bioglass coating can improve the corrosion behavior of dental and orthopedic metallic implants and two goals including improvement of biocompatibility and bone osteointegration can be obtained simultaneously.
    Keywords: Bioactive glass, Biocompatibility, Sol, gel, Corrosion resistance
  • Saeed Asadi, Mohammad Passandideh, Fard, Mohammad Moghiman Page 27
    Contact angle has an important effect on the dynamic behavior of a droplet during its impact onto a solid surface; this behavior includes deformation, spreading and even rebounding of the droplet from the surface. In this paper, the effect of contact angle during droplet impact is studied and numerically simulated. First, using molecular-kinetic theory and based on the newly available research in this field, a correlation for determining the dynamic contact angle during droplet impact is obtained. This correlation is then implemented in the numerical model used to simulate the process. The results of the numerical model are compared with those of the experiments and those of the previous models (using an equilibrium contact angle; two advancing and receding contact angles). Model predictions agreed well with experimental measurements; this validated the model results for the droplet deformation during the impact. The results show that using the molecular-kinetic theory in modeling contact angle prevents the spreading-and-recoiling oscillations of the droplet that are seen when an equilibrium contact angle is used. Compared to the model with advancing and receding contact angles, the molecular-kinetic theory results in a better prediction of the time and value of the maximum and minimum spread of the droplet on the solid surface. Based on the results of the developed model, a critical maximum spread and two regions of droplet spreading or rebounding from the surface are defined. Next in the paper, an analytical model is presented to study the effect of contact angle on the droplet maximum spread. The results of this model show that for low Capillary numbers (Ca) with an increase of the equilibrium contact angle or a decrease of We number, the maximum spread of the droplet is decreased and becomes less dependent on Re number. In contrast, the maximum spread for high We numbers or low equilibrium contact angles is increased and becomes more dependent on Re numbe
    Keywords: contact angle, equilibrium contact angle, dynamic contact angle, molecular, kinetic theory, droplet spreading, droplet impact, numerical simulation, analytical model
  • Mehdi Pakravan, Seid Reza Ghaffarian Page 43
    This paper discusses the role of fillers including solid lubricants (graphite and molybdenum disulfide), polytetraflouroethylene and silicon carbide on the tribological behavior of a specific polymer, Phenolic Resin. Polymeric composite material samples are manufactured by compression molding and are evaluated for their friction and wear properties. Using a pin-on-disc apparatus, dry sliding wear behavior under ambient conditions was studied which measured friction coefficient of samples. The counterface was made from hardened steel, AISI 52100. A number of experiments were performed using different filler types and weight percents including: graphite and molybdenum disulfide (10, 15 and 20%), polytetraflouroethylene (5, 10, 15 and 20%) and Silicon Carbide (5 and 10%). In silicon carbide case, two different particle sizes (5, 38) were tested as well. Results showed that addition of fillers with layer structure (graphite and MoS2) decrease the friction coefficient and wear resistance but PTFE powder improves both tribological behaviors. Ceramic filler of SiC exhibited different effect. In this case particle size affects the wear property. Large particles (of about 38) found to protect the polymer matrix better than small particles (of about 5), which partially increase the wear rate.
    Keywords: Tribology, Polymer, Particulate Filler, Composite, PhenolicResi
  • Nahid Ghaderi, Seid Javad Hashemifar, Hadi Akbarzadeh, Maria Peressi Page 71
    Co2MnSi Heusler alloy, due to its half metallic properties and its potential applications in spintronic industry has attracted substantial attractions in recent years. Investigation of the interface properties of this alloy with well known semiconductors, such as GaAs, is of special interest. Hence, we studied the electronic and magnetic properties of Co2MnSi/GaAs (001) heterojunction by using spin density functional ab-initio method. The electron core interaction was approximated by pseudo potential method and the exchange correlation energy was calculated within Generalized Gradient Approximation (GGA). We limited our calculation to MnMn-As interface that was constructed by substituting Si with Mn atom. By examining the energy band and density of state curves we found out that a few interface states exist in the minority energy gap. However, the calculated spin polarization is 90%, much higher than the experimental 12% value. Furthermore, the band alignments were extracted for minority and majority spin channels.
    Keywords: Co2MnSi, spintronic, Co2MnSi, GaAs(001)
  • Ghasem Azimi, Morteza Shamanian Page 75
    In this research the wear behavior of low carbon steel cladded by high Cr- high C electrodes was studied. For this purpose, two types of high Cr- high C electrodes were selected and deposited on the St37 steel by SMAW. Then microstructure, microhardness and wear behavior of the alloyed surfaces was investigated. The results show that high chromium content is not the main reason of wear resistance modifying in clad layer but presence of the optimized composition of chromium and carbide- forming elements would result in the effective increasing of wear resistance. For instance, presence of Nb and Mo in high chromium electrodes, not only produce NbC carbides and (Fe,Cr,Mo)7C3 fish bone type carbides, but also modify the carbides morphology, hardness and wear behavior. The high Cr- high C coatings have outstanding wear resistance and low coefficient of friction under room temperature dry sliding wear test condition.
    Keywords: high Cr, high C electrodes, low carbon steel, microstructure, wear
  • Kourosh Shirvani Page 83
    Thermophysical properties, electrical contact resistance (ECR) and corrosion performance are considered as critical properties of coatings, which are utilized in the satellite manufacturing industry. Chromate conversion coatings (CCCs) for Al alloys are among these coatings.In this study, CCCs were applied on Alclad AA7075-T6 Al Alloy by means of a chromating solution having chemical composition very near to the commercial chromating solution of Alodine 1200S. Influence of coating time on the coatings thermophysical properties including coefficients of solar absorption or Absorptivity (αs) and thermal emission or Emissivity (εT) as well as their ECR values were investigated. The εT was measured directly by Emmisometer device, while αs was determined indirectly by Reflectometer equipment. In coating time from 30 up to 180 seconds αs and εT values were measured in the ranges of 0.7-0.94 and 0.06-0.22, respectively. The results were revealed that different εT and αs as well as desired ECR values according to the specifications of satellite industry are obtainable by control of coating parameters such as coating time. In addition, base on the results of surface coating morphology evaluating conducted by SEM and AFM, it was concluded that developed coatings were formed in nanocrystalized structures.
    Keywords: Chromate conversion coating, 7075 Aluminum, Emissivity, Absorptivity, Electrical contact resistance
  • Mahmoud Aliof Aliofkhazraei, Mehdi Dadfar, Ali Reza Sabour Rouhaghdam Page 93
    Aluminum samples were coated by plasma electrolytic oxidation method to achieve 40µm of alumina oxide on their surface. Abrasive behavior with a rotating wheel-type apparatus has been examined with angular alumina and rounded silica abrasives as a function of test conditions, namely wheel-type rubber wheel or steel wheel and dry or wet environment conditions. Water tends to lubricate the contact between the particles and the sample, especially with small and/or rounded particles and thus the wear rate is reduced. With larger particles, the presence of water still affects wear, in that two-body abrasion may be favored, cutting enhanced and particle embedment reduced. The steel wheel tends to produce more fragmentation of abrasives, but in the wet environment, this is reduced as the lubricated contact with the sample results in lower stresses in the particles. The role of water has been shown to be significant in both the rubber and steel wheel tests and affects particle motion and particle fragmentation depending on particle type, shape and size and thus has a strong effect on wear rates and mechanisms observed. The conditions employed in a test used to simulate service conditions must be carefully chosen so as to mimic the latter conditions as closely as possible and the wet or dry environment is a significant parameter that must be considered.
    Keywords: Abrasive wear, Fragmentation, G105, Plasma electrolytic oxidation