فهرست مطالب

مجله مواد نوین
پیاپی 3 (بهار 1390)

  • تاریخ انتشار: 1390/04/15
  • تعداد عناوین: 8
|
  • حامد یعقوبی، حسین سرپولکی صفحه 1
    تا کنون بسیاری از شکل های سیلیس به عنوان یکی از اساسی ترین مواد سرامیکی شناخته شده اند، اما با مطرح شدن سیلیس کلوئیدی، چشم اندازی وسیع در مقابل پژوهشگران دانش شیمی و مواد قرار گرفته است. در این پژوهش فرآیند سنتز نوعی سیلیس کلوئیدی با عنوان سیلیس کروی پخش شده با اندازه ی حدود300-100 نانومتر به روش سل-ژل در pH های گوناگون و نیز در مقادیر متفاوت آمونیاک به عنوان یک واکنشگر قلیایی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهند که با افزایش مقدار آمونیاک، اندازه ی نانو ذرات سیلیس افزایش می یابد و در پی آن، تعداد گروه های آزاد سیلانول (Si-OH) روی سطح نانوسیلیس و نیز فعالیت سطحی آن ها کاهش می یابد؛ به این ترتیب برای سنتز نانو ذرات ریزتر سیلیس نیاز به آمونیاک کم-تری است، اما کاهش مقدار آمونیاک خود منجر به کاهش بازده واکنش تولید نانوسیلیس از تترااتیل اورتوسیلیکات می گردد. در pH های اسیدی تنها لایه های ترک خورده ای از سیلیس مشاهده شد در حالی که در pH های قلیایی نانو ذرات سیلیس بدست آمد. بررسی های (FTIR) ارتعاشات کششی متقارن و نامتقارن گروه های آزاد سیلانول روی سطح نانوذرات سیلیس را به همراه پیوندهای سیلوکسان(Si-O-Si) نشان می-دهد.
    کلیدواژگان: نانوسیلیکا، آمونیاک، سل، ژل، TEOS
  • مهران تدین سعیدی، ناصر ورهرام، جی.وی.اس ناگسوارا راؤ، نیما باقرسایی صفحه 11
    چدن های نشکن آستمپر به دلیل ویژگی های مناسب مکانیکی مانند: استحکام بالا، داکتیلیتی مناسب و مقاومت سایشی، دارای کاربردهایی وسیع در صنایع گوناگون از جمله خودروسازی، راه آهن و دیگر صنایع سنگین می باشند، اما محدودیت بزرگ آن ها سختی نسبتا بالا و قابلیت ماشین کاری کم و بالا رفتن هزینه ی تولید آن از این جهت می باشد. «چدن نشکن آستمپر با قابلیت ماشینکاری» یک ماده جدید مهندسی با ویژگی های بسیار مناسب است و در مقایسه با چدن های نشکن معمولی دارای استحکام بالاتر در سختی نسبتا یکسان و نیز قابلیت ماشین کاری و در مقایسه با چدن های نشکن آستمپر معمولی با استحکام خستگی بهتر می باشد. در این پژوهش امکان تولید «چدن نشکن آستمپر با قابلیت ماشین کاری» با انتخاب ترکیب شیمیایی مناسب و سیکل عملیات حرارتی آستنیته در دمای 850 درجه ی سانتیگراد به مدت 60 دقیقه، آستمپرینگ در دمای 390 درجه ی سانتیگراد به مدت 60 دقیقه، ایجاد ساختار آسفرایتی با استحکام کششی 900 و استحکام تسلیم 705 نیوتن بر میلیمتر مربع، ازدیاد طول نسبی 15درصد، سختی 232 برینل، استحکام خستگی 370 نیوتن بر میلیمتر مربع و بهبود برآیند نیروی برشی و در نتیجه بهبود قابلیت ماشین کاری به مقدار 20درصد امکان پذیر شد.
    کلیدواژگان: چدن نشکن آستمپر، مقاومت خستگی، ماشین کاری
  • علی یزدانی صفحه 23
    کامپوزیت های Al/B4C توجه بسیاری از پژوهشگران و صنعتگران حوزه-های نظامی، هسته ای، حمل و نقل و رایانه را به خود جلب کرده است. در این پژوهش، ساختار ورق های این مواد کامپوزیتی تولید شده با روشی بر پایه اتصال تجمعی نورد مورد توجه قرار گرفت. نتایج نشان دادند که با بکارگیری کاهش سطح مقطع نوردی 66 درصد در مراحل افزودن لایه ی تقویت کننده و پس از آن با کاهش سطح مقطع 50 درصد، جوش سردی مناسب بین ورق ها ایجاد می شود. تجزیه و تحلیل اشعه ی ایکس و میکروسکوپ الکترونی عبوری نشان داد که پس از 7 سیکل اتصال تجمعی نورد، دانه هایی نانوساختار و کشیده شده در جهت نورد توسعه می-یابند. افزون بر این، پس از 7 سیکل اتصال تجمعی نورد، توزیعی مناسب از ذرات تقویت کننده ی کاربید بور در زمینه ی نانوساختار آلومینیوم بدست آمد که بیانگر کارایی مناسب این روش تولید است.
    کلیدواژگان: کامپوزیت های زمینه فلزی، مواد نانوساختار، اتصال تجمعی نورد، ریزساختار
  • نادر ستوده، محمد علی عسکری زمانی، عباس محصل صفحه 33
    مخلوط هایی از کنسانتره ی سلستیت (خلوص 98 درصد) معدن لیکک و کربن اکتیو (98 درصد کربن) تهیه و در اتمسفر آرگن (خلوص 99/99 درصد) احیا شدند. محصولات واکنش احیای کربوترمیک به وسیله ی آزمایش های (XRD) و (TGA/DTA) بررسی شدند. نتایج آنالیزهای حرارتی و پراش اشعه ی ایکس محصولات نشان داد که نخستین نشانه های تشکیل سولفید استرانسیم (SrS) در دمای0C 720 مشاهده می شود. واکنش احیای کربوترمیک به صورت مرحله به مرحله پیش می رود و در دمای حدود0C 1100 به پایان می رسد. نتایج آنالیز پراش اشعه ی ایکس و آنالیزهای ترمودینامیکی نشان دادند که تنها محصول جامد بدست آمده سولفید استرانسیم است و هیچ گونه ترکیب میانی در مسیر احیا مشاهده نشد.
    کلیدواژگان: احیای کربوترمیک، سولفات استرانسیم، کنسانتره ی سلستیت، سولفید استرانسیم
  • نازنین افسر کازرونی، محمدحسین شریعت، محمد ابراهیم بحرالعلوم، سیف الله دهقانی، فاطمه محزون، تایماز جوزقی صفحه 45
    به منظور بهبود ویژگی های سطحی برای استفاده در کاشت های پزشکی، یک فرایند نیتروکربوره کردن الکترولیتی پلاسمایی روی فولاد ضد زنگ آستنیتی بکار گرفته شد. محلول پایه، اوره ای با 10 درصد کلرید آمونیوم و 3 درصد کربنات سدیم به عنوان حمام الکترولیت آماده شد. سپس نمونه ها باجریان مستقیم و کم ترین ولتاژ (150 ولت) پوشش داده شدند. ریخت شناسی سطح و سطح مقطع نمونه ی پوشش داده شده به وسیله ی میکروسکوپ الکترونی روبشی بررسی شد. ریز ساختار و ترکیب شیمیایی نمونه ها به وسیله ی آنالیز تفرق اشعه ی ایکس (XRD) و پراکنش انرژی اشعه ی ایکس (EDX) مطالعه شد. ریز ساختار لایه ی بیرونی پوشش شامل اکسید های کروم و آهن می شود. برای بررسی زیست سازگاری نمونه ی نیتروکربور شده و مقایسه ی آن با فولاد ضدزنگ آستنیتی، دو گروه نمونه شامل نمونه ی بدون پوشش و نمونه ی پوشش داده شده، در استخوان درشت نی خرگوش قرار گرفت. پس از 6 هفته پین ها از بدن خارج شدند و به وسیله ی میکروسکوپ الکترونی روبشی و پراکنش انرژی اشعه ی ایکس (EDX) مطالعه شد. عکس ها نشان دهنده ی سطح نمونه هستند و با مقایسه ی آن با عکس های پیش از قرار گیری در بدن می توان به وجود لایه ای از بافت پی برد. آنالیز EDX نیز مقادیر قابل ملاحظه ای از فسفر و کلسیم و توزیع نا یکنواخت آن ها را روی سطح نمونه نشان می-دهد که نشان دهنده ی رشد بافت روی سطح به دلیل ساختار متخلخل است.
    کلیدواژگان: نیتروکربوره کردن الکترولیتی پلاسمایی، زیست سازگاری
  • مجید پورانوری، پیروز مرعشی صفحه 55
    یکی از مسایل جوشکاری مقاومتی نقطه ای سه ورقی، عدم رشد کافی دکمه ی جوش (منطقه ی ذوب شده) در فصل مشترک ورق/ ورق است، یعنی جایی که بیش ترین نیاز به آن وجود دارد. این امر منجر به کاهش ویژگی های مکانیکی و افزایش حساسیت به شکست فصل مشترکی می شود. در این مقاله تاثیر ضخامت ورق بر الگوی رشد دکمه ی جوش حین جوشکاری مقاومتی نقطه ای سه ورق با ضخامت یکسان بررسی می شود. نتایج نشان می دهند که یک ضخامت ورق بحرانی برای رشد دکمه وجود دارد که در آن، اندازه ی دکمه ی جوش در راستای فصل مشترک ورق/ ورق و در امتداد مرکز هندسی اتصال (وسط ورق میانی) تقریبا برابر است. در ورق های با ضخامت کم تر از مقدار بحرانی، یک دکمه ی جوش بیضی شکل تشکیل می شود به گونه ای که رشد دکمه ی جوش در امتداد مرکز هندسی اتصال بیش تر از رشد دکمه در امتداد فصل مشترک ورق/ ورق است،. اما در ورق های با ضخامت بیش تر از مقدار بحرانی، یک دکمه ی جوش غیر بیضوی تشکیل می شود که رشد دکمه بیش تر در فصل مشترک ورق/ ورق متمرکز است.
    کلیدواژگان: جوشکاری مقاومتی نقطه ای، جوش سه ورقه، رشد دکمه ی جوش
  • مهدیه محمدی، حمید خرسند صفحه 63
    نانو ذرات به دلیل ویژگی های منحصر به فردی که از خود بروز می دهند، مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته اند. سیلیکای رسوبی تاثیر قابل ملاحظه ای در تقویت ویژگی های استحکامی لاستیک دارد؛ هم چنین، به عنوان پرکننده در بتن بکار می رود. البته، موارد کاربرد سیلیکا در صنعت بسیار گسترده است. در این پژوهش، از سیلیکات سدیم، اسید سولفوریک، آب مقطر و هم چنین، سدیم دودسیل سولفات و پلی وینیل پیرولیدون به عنوان سرفکتانت استفاده شده است. اثر غلظت اجزای محلول و هم چنین، اثر افزودن سرفکتانت بر اندازه، شکل و توزیع اندازه ی ذرات بررسی شد و فراسنج های بهینه بدست آمد. طبیعت این ذرات به وسیله ی پراش پرتو ایکس و ریخت-شناسی و اندازه ی ذرات به وسیله ی میکروسکوپ الکترونی روبشی و عبوری مورد مطالعه جامع قرار گرفت. نتایج نشان می دهند که افزایش غلظت سیلیکات سدیم با کاهش اندازه ی ذرات همراه است. هم-چنین، با افزودن سدیم دودسیل سولفات و پلی وینیل پیرولیدون به عنوان سرفکتانت می توان به اندازه ی ذرات در حد 15 نانو متر دست یافت.
    کلیدواژگان: سیلیکا، نانو ذرات، رسوب گذاری، سدیم دو دسیل سولفات، پلی وینیل پیرولیدون
  • محمود شیخ عطار، مهدی شعبانی صفحه 75
    از آن جا که در صنایع چینی بهداشتی ایران، ریخته گری به روش دوغابی سنتی انجام می گیرد، لذا قالب های گچی نقش اساسی در کیفیت محصول نهایی دارند. بنابراین، قالب های گچی در این صنعت از نظر طول عمر، جذب آب و سطح تمام شده دارای اهمیتی ویژه می باشند که بهینه سازی این فراسنج ها، به یک سری عوامل موثر ذاتی گچ همچون استحکام، دانه بندی، جذب آب، ضریب نفوذ پذیری، سیالیت، زمان گیرش گچ قالب سازی و هم چنین، برخی شرایط ساخت قالب گچی مانند دور هم زن، مدت زمان هم زدن، دمای آب، سختی آب و روش خشک کردن قالب بستگی دارد. در این پژوهش، ابتدا به بررسی ویژگی های ذاتی گچ و اثر آن بر کیفیت قالب پرداخته شده است و پس از انتخاب گچ مناسب، اثر عوامل حین ساخت، مورد بررسی قرار گرفت. سپس با توجه به امکان تغییر این فراسنج ها، قالب گچی با ویژگی های مناسب جهت تولید چینی بهداشتی ساخته شد.
    کلیدواژگان: گچ قالب سازی، زمان گیرش، چینی بهداشتی
|
  • H. Yaghoobi, H. Sarpoolaki Page 1
    Silica as the most ubiquitous material has been used profoundly in ceramic industry for many years. One of the recent sources for containing silica materials is colloidal silica nanoparticles which have been surprisingly used in electronic substrates, thin film, emulsifier, stabilizer, catalysis, binder, chemical and mechanical polishing. The quality of these products directly depends on the both size uniformity and distribution of silica nanoparticles. The size, size distribution and the yield of silica were controlled by the concentration of reactants, ammonia content as the famous basic catalyst, temperature, pH and mixing mode. In this study, the synthesis of nanometer silica particles via hydrolysis and condensation of tetraethylorthosilicate (TEOS) is described in different ammonia content and pH. Monodispersed spherical colloidal silica nanoparticles with uniform size and narrow size distribution were obtained by this technique. The increase in ammonia concentration resulted in bigger silica nanoparticles (from 100nm to 300nm) and higher yield of silica. In acidic pH range, only silica layers containing many cracks were obtained; however, nanosilica particles agglomerations were synthesized in basic range. The Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) shows the both asymmetric and symmetric stretch vibration of silioxan bridge (Si-O-Si) and silianol groups (Si-OH) on the silica nanoparticles surface.
  • M. Tadayonsaidi, N. Varahram, G.V.S. Nageswara Rao, N. Baghersaiee Page 11
    For long years, Austempered Ductile Iron (ADI) has found widespread application in different fields such as transportation, agriculture and other heavy industries due to its high strength and hardness coupled with reasonably good ductility. However, it’s low machinability and hence high machining costs limits further exploration of this material in certain areas. In the present work, a new engineering material having desirable properties and higher machinability, called machinable austempered ductile iron has been designed and studied. This new material has a specific composition with low alloying elements and the heat treatment cycle consisted of austenitizing at 850°C for one hour followed by austempering at 390°C for an hour, Subsequently the material has been evaluated for hardness, tensile and fatigue properties. A hardness of 235 HB has been obtained in the material with yield strength of 705 N/mm2 and a tensile strength of 900 N/mm2. The corresponding percent elongation in the material was %15 with fatigue strength of 370 N/mm2. The results indicate significant improvement in machinability and endurance limit compared to regular austempered ductile iron. Thus, this new machinable austempered ductile iron can become a substitute for regular ADI in many applications to improve production and/or performance efficiency.
  • Page 23
    Al-B4C composites have attracted attention of a large number of researchers and industrial societies dealing with military, nuclear, transport, and computer fields. In this research, the structure of these composite materials produced by a method based on accumulative roll bonding (ARB) was considered. The results showed that applying a specific draft percentage of reduction of %66 during inserting the reinforcement layers and then that of %50, a desirable cold weld between the sheets is obtained. X-ray diffraction and transmission electron microscopy analyses revealed that after 7 ARB passes, nanostructures elongated in the rolling direction are developed. Furthermore, a suitable distribution of the reinforcing boron carbide particles in the nanostructured aluminum matrix was achieved after 7 ARB passes, suggesting the pleasant efficiency of the employed route.]
  • N. Setoude, M. A. Askari Zamani, A. Mohassel Page 33
    Mixtures of Likak celestite concentrate (98% SrSO4) and activated carbon (99% carbon) were prepared and reduced in high pure argon atmosphere (99.99%). The products after carbothermic reduction were studied by a combination of XRD and TGA/DTA experiments. The thermogravimetric analyses and XRD results showed that the formation temperature of strontium sulfide (SrS) appeared at about 720 0C. The carbothermic reduction progressed gradually and finished at about 1100 0C. The XRD results and thermodynamic analyses revealed that the only solid product was strontium sulfide and no intermediate compound was observed during carbothermic reduction.
  • N. Afsar Kazerooni, M.H. Shariat, M.E. Bahrololoom, S.N. Dehghani, F. Mahzoon, T. Jozaghi Page 45
    A plasma electrolytic nitrocarburizing process was carried out on austenitic stainless steel in order to enhance surface properties in medical implants applications. An urea-based solution with 10 percent NH4Cl and 3 percent Na2CO3 was used as the electrolyte. The samples were coated using the least possible voltage (150 volts). Cross-section and surface morphology of the coated samples were studied using a scanning electron microscope. Microstructure and composition of the samples were investigated using X-Ray Diffraction analysis and Energy Dispersive X-Ray analysis. The microstructure of the outer layer of the coating consisted of iron and chromium oxides. In order to study the bio-compatibility of nitrocarburized samples and to compare the results with those of untreated samples, a group of each type of samples was placed inside rabbit's tribia bones. After six weeks, the pins were removed from the body and were studied using X-Ray and EDX analyses, to obtain images of the sample's surfaces, both post and prior to the implantation. Studying these images revealed the formation of a layer of tissue on the surface. EDX analysis also showed the presence of a significant amount of phosphorous and calcium with a non-homogenous distribution. These results indicated tissue growth on the surface due to the presence of a porous structure.
  • M. Pouranvari, P. Marashi Page 55
    One of the most important issues in three sheet resistance spot welding is the insufficient growth of the weld nugget in the sheet/sheet interface, where it is most needed. This reduces the mechanical properties of the joint and increases the tendency to fail in the interfacial failure mode. In this paper the effect of sheet thickness on the pattern of weld nugget development during resistance spot welding of three low carbon steel sheets of equal thickness is studied. Results showed that there is a critical sheet thickness at which the fusion zone size at the sheet/sheet interface is nearly equal to its size at the geometrical center of the joint. When sheet thickness is lower than the critical value, an elliptical nugget is formed in which the weld nugget growth in the geometrical center of the joint is higher than the sheet/sheet interface. While, increasing the sheet thickness above the critical size causes the formation of a non-elliptical nugget in which the weld nugget growth mostly occurs in the sheet/sheet interfaces.
  • M.Mohammadi, H. Khorsand Page 63
    Silica particles occupy noticeable position among metal oxide particle, because of their simple preparation and wide uses such as catalysts, electronic and thin film substrates electrical and thermal in insulators, humidity sensors, emulsifiers, stabilizers, etc. Silica Nano particles use as filler to reinforce the rubber, polymer and also concrete. Recently in experimental studies of preparation of silica particle, it's often desirable to produce particle, which are spherical and uniform size. Such monodispersed particles yield results which are not influenced by shape and size distribution effects. The process of nanosilica formation in the reaction of precipitation from solution of sodium silicate and sulfuric acid has been studied. Sodium dodecyl sulfate (SDS) and Polyvinylpyrrolidone (PVP) were used as surfactant. Optimum parameters of the precipitation were undertaken. Principal physicochemical properties of the silica were tested, including particle shape, particle size and morphology. X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscope (SEM), transmission electron microscope (TEM) have been used for the Characterizations of the produced nano silica. The result shows that using SDS and Polyvinylpyrrolidone (PVP) in process have changed the properties of precipitated silica.
  • M. Sheikh Attar, M. Shabani Page 75
    Since in Iranian sanitary ware industries, the traditional slurry casting method is done, the plaster moulds have a major role in final product quality. Therefore plaster moulds in this industry in terms of lifetime, water absorption and finished surface are all important which optimization of these parameters depends on a series of factors including strength of plaster, grain size, water absorption, permeability, fluidity and setting time of plaster molding and some conditions such as rounds of the mixer, mixing time, water temperature, water hardness and the way of drying of mould. In this investigation, first the own properties of plaster and its effect on the quality of mould has been studied and after selecting the appropriate plaster, cast effects during making examined and then with consideration of the possibility of changing these parameters, the plaster mould was made with suitable characteristics for production of sanitary ware products.