فهرست مطالب

علوم و مهندسی سطح ایران - پیاپی 3 (1386)
  • پیاپی 3 (1386)
  • 90 صفحه،
  • تاریخ انتشار: 1386/10/20
  • تعداد عناوین: 7
|
  • محمدرضا محمدی، محمد قربانی، د.ج.فاری، م.ک.کردرو کابررا صفحه 1
    لایه های نازک دوتائی و پودرهای نانوساختار شده و نانومتخلخل TiO2-Ga2O3 با نسبتهای مولی TiO2:Ga2O3 مختلف دارای مساحت سطح ویژه بالا با روشی نوین و ساده سل- ژل ذره ای تهیه شدند. تترا ایزوپروپوکسید تیتانیم و نیترات گالیم بعنوان آغازگرها و هیدروکسی پروپیل سلولز بعنوان عامل پلیمری فرار (PFA) به منظور افزایش مساحت سطح ویژه استفاده شدند. آنالیز XRD نشان داد که پودرها حاوی فازهای α-Ga2O3 رمبوهدرال و β-Ga2O3 منوکلینیک و همچنین فازهای آناتاز و روتیل است. مشاهده شد که Ga2O3 تشکیل شده از آغازگر نیتراتی، استحاله فازی آناتاز به روتیل را به تاخیر انداخت. آنالیز TEM نیز آشکار ساخت که Ga2O3 کریستالیزاسیون و رشد ذرات پودرها را کند نمود. مساحت سطح ویژه پودرها، اندازه گیری شده با آنالیز BET، با معرفی Ga2O3 افزایش یافت. اکسید دوتائی TiO2-Ga2O3 با نسبت مولی یکسان آنیل شده در دمای °C500 کوچکترین اندازه کریستالیت (nm 2)، کوچکترین اندازه دانه (nm 18) و بیشترین مساحت سطح ویژه (m2/g 327) را دارا بود. اکسید دوتائی TiO2-Ga2O3 با نسبت مولی TiO2:Ga2O3 برابر با 75:25 آنیل شده در دمای °C800 کوچکترین اندازه کریستالیت (nm 4/2) با اندازه متوسط دانه nm 32 و مساحت سطح ویژه m2/g 40 را نشان داد. اکسید دوتائی TiO2-Ga2O3 با نسبت مولی TiO2:Ga2O3 برابر با 25:75 آنیل شده در دمای °C800 بالاترین مساحت سطح ویژه (m2/g 57) با اندازه کریستالیت nm 4/4 و اندازه دانه nm 32 را دارا بود. یکی از کوچکترین اندازه کریستالیت و یکی از بالاترین مساحت سطح ویژه گزارش شده در مقالات در این تحقیق بدست آمد که می تواند در بسیاری از کاربردها از دستگاه های الکترونیک نوری گرفته تا حسگرهای گاز، مورد استفاده قرار گیرد.
    کلیدواژگان: سل ژل، دی اکسید تیتانیم، اکسید گالیم، اکسید دوتایی، نانوساختار، نانومتخلخل
  • محسن صارمی، بیتا متقی گلشن صفحه 15
    ایجاد یک جزء پیوندی سازگار با بدن انسان، با هدف کاهش زمان بهبودی در صنعت بیومواد بسیار مورد توجه است. از این لحاظ فسفاتهای کلسیم و به خصوص هیدروکسی اپتایت که ماده معدنی اصلی استخوان می باشد، به عنوان بهترین انتخاب در نظر گرفته شده و به عنوان پوشش بر روی یک آلیاژ سازگار با بدن قابل استفاده است. علاوه بر خاصیت زیست سازگاری ماده هیدروکسی اپتایت، سرعت تشکیل استخوان جدید بر روی این ماده در داخل بدن بیشتر است که در صورت نانو متری بودن اندازه دانه های پوشش ایجاد شده به علت افزایش نسبت سطح به حجم، این عمل با سرعت بیشتری انجام خواهد شد. به این منظور پوشش هیدروکسی اپتایت بر روی آلیاژ تیتانیم با شش درصد آلومینیوم و چهار درصد وانادیوم به روش رسوبدهی الکتروشیمیایی پالسی ایجاد و پارامترهای رسوب دهی در راستای دستیابی به یک پوشش نانو تغییر داده شدند. پس از دستیابی به پوشش نانو، میکروساختار پوشش با استفاده از الگوی پراش پرتو ایکس، تصویر میکروسکوپ الکترونی عبوری و الگوی پراش در سطح انتخابی مورد مطالعه قرار گرفت و مشخص شد که دو فاز از ترکیبات زیستی فسفاتهای کلسیم در روش الکتروشیمیایی قابل تولیدند که در پوشش نانو علاوه بر آن، فاز فسفات کلسیم آمورف نیز ایجاد می شود. در مرحله بعدی آزمایشات خوردگی نشان دادند که استفاده از پوشش و به ویژه پوشش نانو، تاثیر مثبتی در حساسیت به خوردگی جزء پیوندی در محلول مشابه بدن خواهد داشت
    کلیدواژگان: هیدروکسی آپاتیت، رسوب دهی الکتریکی پالسی، نانو، پولاریزاسیون
  • حامد عسگری، محمدرضا طرقی نژاد، محمدعلی گلعذار صفحه 25
    در این پژوهش مقاومت خوردگی ورق های گالوانیزه شرکت فولاد مبارکه در حالت معمولی (نورد پوسته ای نشده) و نورد پوسته ای شده با یکدیگر مقایسه شد. بدین منظور سرب حمام گالوانیزه در محدوده 01/0 تا 11/0 درصد وزنی تغییر داده شد و مقاومت خوردگی ورق های معمولی مورد ازیابی قرار گرفت. همچنین به منظور مطالعه اثرات عملیات نورد پوسته ای بر مقاومت خوردگی این ورق ها، دو نمونه گالوانیزه نورد پوسته ای شده از حمام های گالوانیزه ای با محتوی سرب 045/0 و 065/0 درصد وزنی، مورد بررسی قرار گرفت. تاثیر سرب حمام و عملیات نورد پوسته ای نیز بر مولفه بافت صفحات قاعده (00.2) پوشش مطالعه شد. شدت نسبی مولفه بافت صفحه فاعده (00.2) پوشش ها با استفاده از روش تفرق اشعه ایکس و رفتار خوردگی پوشش با استفاده از آزمون پلاریزاسیون تافل تعیین شد. نتایج نشان داد که افزایش درصد سرب حمام گالوانیزه، مقاومت خوردگی و شدت نسبی مولفه بافت صفحه قاعده (00.2) پوشش معمولی را کاهش داده و در مقابل باعث افزایش اندازه اسپنگل ها و کدرتر شدن سطح پوشش شده است. با بررسی اثرات نورد پوسته ای بر ورق های گالوانیزه مشخص شد که در این حالت شدت نسبی مولفه بافت صفحات قاعده (00.2) و اندازه اسپنگل ها کاهش یافته و ترک هایی نیز در پوشش ایجاد شده است. علاوه بر این، دیده شد که مقاومت خوردگی نمونه های نورد پوسته ای شده در مقایسه با نمونه های معمولی، کاهش یافته است.
    کلیدواژگان: گالوانیزه گرم، نورد پوسته ای، مولفه بافت صفحه قاعده، پلاریزاسیون تافل، مقاومت خوردگی
  • بهنام لطفی صفحه 37
    در این پژوهش تولید پودر نیکل- کاربید تیتانیم توسط فرایند آلیاژسازی مکانیکی و پاشش حرارتی آن مورد بررسی قرار گرفته است. مخلوط های نیکل- تیتانیم و نیکل- کربن در دو مرحله جداگانه آسیاب شده و سپس در مرحله سوم نسبت مناسب از آنها مخلوط و آسیاب شد تا از انجام واکنش های سنتز احتراقی بین تیتانیم و کربن حین آلیاژسازی مکانیکی جلوگیری شود. بنابراین هدف ایجاد پودری بود که پتانسیل لازم برای انجام واکنش سنتز احتراقی در حین پاشش حرارتی و در نتیجه تشکیل فاز سخت TiC در درون زمینه آلیاژی نیکل کروم را داشته باشد.
    پودر حاصل از 100 ساعت آسیاب در مرحله سوم بر روی زیر لایه های فولاد معمولی تحت پاشش حرارتی HVOF قرار گرفت. ساختار میکروسکوپی پودر و پوشش با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM)، پراش پرتوایکس(XRD) و میکروآنالیز (EDX) مورد ارزیابی قرار گرفت.
    یافته های آزمایش نشان داد که پاشش حرارتی فعال مخلوط پودر آسیاب، بطور موفقیت آمیزی منجر به تولید پوشش نانوکامپوزیتی Ni(Cr)-TiC حاوی ذرات با ابعاد کمتر از میکرون در زمینه غنی از نیکل شده که این دلیل بر انجام واکنش احتراقی خود پیشرونده در مخلوط پودر حین پاشش می باشد
    کلیدواژگان: نانوکامپوزیت، HVOF، TiC
  • فرخ طاهرخانی، فرزاد محبوبی صفحه 47
    این مقاله به تاثیر پارامترهای عملیات نیتروژن دهی پلاسمایی به روش توری فعال از جمله، قطر سوراخ توری، نوع درپوش (توری و یا ساده) و همچنین دما و گاز ورودی عملیات بر روی خواص خوردگی فولاد کم آلیاژ6580/1DIN و مقایسه نتایج حاصله با روش نیتروژن دهی پلاسمایی متداول می پردازد. هر دو عملیات نیتروژن دهی در دماهای 550 و °C580، ترکیب گاز نیتروژن و هیدروژن (2H/2N) با نسبتهای 1/3 و3/1 به مدت 5 ساعت انجام شدند. کلیه نمونه های عملیات شده به کمک آزمایش های متالوگرافی، XRD، SEM وآزمون خوردگی پلاریزاسیون پتانسیوداینامیک در محلول نمک طعام 5% مورد بررسی قرار گرفتند. آنالیز تفرق اشعه ایکس تشکیل فازهای –Fe4N و –Fe2-3N را طی هر دو فرآیند نیتروژن دهی پلاسمایی نشان داد. نتایج آزمون خوردگی حاکی از این است که مقاومت به خوردگی نمونه های عملیات شده به روش توری فعال با افزایش دما، استفاده از درپوش توری و همچنین افزایش اندازه قطر سوراخ توری (در صورت استفاده از درپوش توری) افزایش می یابد. تاثیر ترکیب گاز ورودی در شرایط یکسان، وابسته به نوع درپوش است بدین صورت که مقاومت خوردگی با افزایش درصد گاز نیتروژن در ترکیب گاز ورودی در صورت استفاده از درپوش توری افزایش می یابد و در صورت استفاده از درپوش ساده کاهش می یابد. این امر را می توان به اندازه ضخامت لایه ترکیبی مرتبط دانست. مقاومت خوردگی نمونه های عملیات شده به روش متداول با افزایش درصد گاز نیتروژن در دمای ثابت و همچنین افزایش دما زیاد می گردد. نمونه عملیات شده با ترکیب 75% نیتروژن و دمای °C550 بیشترین مقاومت به خوردگی را از خود نشان داد. در کل نتایج نشان می دهند که مقاومت خوردگی نمونه عملیات شده به روش متداول با کمترین مقاومت خوردگی به میزان 20 برابر مقاومت خوردگی نمونه نیتروژن دهی شده به روش توری فعال (با کمترین مقدار مقاومت به خوردگی) می باشد.
    کلیدواژگان: نیتروژن دهی پلاسمایی متداول، نیتروژن دهی پلاسمایی به روش توری فعال (ASPN)، فولادهای کم آلیاژ، مقاومت خولدگی لایه ترکیبی
  • حامد نیک دهقان، احمدعلی آماده، عباس هنربخش صفحه 61
    پوشش های فسفاته از قدیمی ترین روش ها برای افزایش مقاومت به خوردگی فولاد ها می باشند. تحقیقات زیادی بر روی عوامل موثر بر ساختار و خواص این پوشش ها انجام شده ولی یکی از پارامترهایی که کمتر مورد بررسی قرار گرفته، نوع عملیات حرارتی و ریزساختار فولاد پایه است. در این تحقیق تاثیر عملیات حرارتی فولاد پراستحکامAISI 4130 بر ساختار و خواص خوردگی پوشش فسفاته روی- منگنز مورد بررسی قرار گرفته است. عملیات حرارتی مذکور شامل کوئنچ- تمپر در آب، روغن، هوا و سرد کردن در کوره بوده است. تاثیر متغیرهایی چون pH محلول، درجه حرارت، زمان و استفاده از ریزکننده ها بر ساختار پوشش نیز بررسی شد. آنالیز فازی بوسیله پراش اشعه X، آنالیز ریزساختاری بوسیله میکروسکوپ نوری و الکترونی روبشی و بررسی خواص خوردگی توسط آزمون های اسپکتروسکوپی امپدانس الکتروشیمیایی و مه نمک انجام گردید. نتایج نشان دادند که با ریز شدن ساختار فلز پایه، ساختار پوشش ریزتر و فشرده تر شده است. همچنین با ریز شدن ساختار زمینه، تخلخل پوشش کاهش یافته و در نتیجه مقاومت پلاریزاسیون (Rp) و مقاومت به خوردگی افزایش می یابد. بیشترین و کمترین مقدار Rp مربوط به نمونه سرد شده در آب و سرد شده در کوره است. با افزایش زمان پوشش دهی نیز تراکم پوشش افزایش می یابد. برای pH و دما نیز یک مقدار حدی وجود دارد به قسمی که فراتر از این مقدار حدی تشکیل پوشش با ساختار مناسب میسر نمی باشد.
    کلیدواژگان: پوشش فسفاته، فسفاته روی منگنز، اسپکتروسکوپی امپدانس الکتروشیمیایی، فولاد AISI 4130