فهرست مطالب

علم مواد - سال دوم شماره 3 (تابستان 1389)
  • سال دوم شماره 3 (تابستان 1389)
  • تاریخ انتشار: 1390/06/01
  • تعداد عناوین: 7
|
  • مهدی عرب بیگی، مهران مرادی، بوذرجمهر قاسمی، محسن خلیلیان صفحه 4
    یکی از روش های تولید بیلوز، فرایند هیدروفرمینگ است. برخی پارامترهای فرآیند هیدروفرمینگ نظیر فشار داخلی و سرعت جمع شدن قالب میتواند روی خواص نهایی بیلوزهای تولیدی مانند تغییر ضخامت دیواره تاثیر گذارد. یکی از اصلیترین راه های بررسی کیفی بیلوزهای تولیدی، به دست آوردن تغییر ضخامت دیواره میباشد. در این پژوهش به بررسی تغییر ضخامت بیلوزهای تولیدی به روش های تحلیلی، آزمایشات تجربی و شبیهسازی المان محدود با استفاده از نرمافزار ABAQUS/Explicit پرداخته، و اثر پارامترهای فرآیند هیدروفرمینگ در این مشخصه تحلیل می گردد. در این مقاله نتایج به دست آمده از روش های تحلیلی، اجزاء محدود و تجربی، مطابقت خوبی با هم نشان دادند. نتایج این تحقیق میتواند جهت تخمین تغییر ضخامت بیلوز، در طراحی یک بیلوز جدید مورد استفاده قرار گیرد.
    کلیدواژگان: بیلوز، لوله جدار نازک، هیدروفرمینگ، فشار داخلی، تغییر ضخامت
  • آرین اقبالی میاندوآب، محمدرضا طرقی نژاد صفحه 14
    فرایند نورد تجمعی که از روش های تغییر شکل پلاستیکی شدید است، اخیرا برای تولید کامپوزیتهای لایهای در حالت جامد گسترش زیادی داشته است. در این تحقیق فرایند نورد تجمعی روی ورقه ای آلومینیم و تیتانیوم تا 8 سیکل انجام گرفت و کامپوزیت لایه ای آلومینیم-تیتانیم تولید شد. برای این منظور از آلومینیم 1100 و تیتانیوم خالص تجاری استفاده شد. بررسی خواص مکانیکی شامل ریزسختی سنجی و تست کشش انجام شد. چسبندگی لایه ها به وسیله میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی در پاس های مختلف نورد مورد بررسی قرار گرفت. بررسیها نشان داد که با افزایش تعداد پاسها سختی و استحکام کامپوزیت تولیدی افزایش یافت.
    کلیدواژگان: تغییر شکل پلاستیکی شدید، نورد تجمعی، کامپوزیت آلومینیم، تیتانیم، خواص مکانیکی
  • مهران گودرزی، علی سعیدی، علی شفیعی صفحه 26
    در سالهای اخیر، تحقیقات زیادی در زمینه استفاده از فرآیند آلیاژسازی مکانیکی و سنتز احترقی برای سنتز مواد پیشرفته صورت گرفته است. در این تحقیق، کامپوزیت Al2O3-TiN به روش آلیاژسازی مکانیکی و سنتز احترقی تولید گردید. از پودرهای اکسید تیتانیوم و آلومینیوم به عنوان مواد اولیه استفاده شد. آسیابکاریدر اتمسفر نیتروژن با فشار 5 اتمسفر انجام شد. احتراق نیز در کوره لولهای تحت آتمسفر نیتروژن صورت گرفت. نتایج حاصل از آلیاژسازی مکانیکی نشان داد در اولین مرحله از فرآیند سنتز، اکسید تیتانیوم به وسیله آلومینیوم احیاء میشود و در ادامه فرآیند، تیتانیوم تولیدی با نیتروژن واکنش انجام میدهد. هنگامی که نسبت مولی آلومینیوم به اکسید تیتانیوم برابر 2/1 و 3/1 باشد، پس از 20 ساعت آسیاب کاری، پیکهای نیترید تیتانیوم در نتایج XRD نمایان میشود. همچنین، نتایج گرفته شده از آزمایشات سنتز احتراقی، نشان دهنده این مطلب می باشد که پودرهای اکسید تیتانیوم و آلومینیوم در دمای 900 درجه سانتیگراد محترق شده و نیترید تیتانیوم تشکیل شده است.
    کلیدواژگان: کامپوزیتهای زمینه سرامیکی، آلیاژسازی مکانیکی، سنتز احتراقی، نیترید تیتانیوم، آلومینا
  • ابوالقاسم نورمحمدی، مهرناز مهرجویی، محمدعلی بهره ور، آذرمیدخت حسین نیا صفحه 40
    در این پروژه تولید نانو پودر تک فازTiO2 آناتاز در دمای پایین به روش سل- ژل انجام شده و مزایای آن مورد بررسی قرار گرفته است. با بررسی رفتار حرارتی ژل تیتانیم تهیه شده، نانو پودر تک فاز TiO2 آناتاز در دو دمای 400 و C450 تهیه گردید. تشکیل فاز مطلوب آناتاز در نانوپودرهای تولید شده با استفاده از پراش اشعه ایکس(XRD)بررسی شد و اندازه متوسط بلورکها بر مبنای رابطه شرر محاسبه شد. این محاسبه البته با بررسی نانوپودرهای تهیه شده به کمک میکروسکوپ الکترون عبوری (TEM)تایید گردید. همچنین سطح ویژه از طریقBET برای نانوپودرهای تولید شده در دماهای مذکور تعیین گردید. خاصیت کاتالیستی از طریق تخریب رنگ محلول رنگی توسط نانوپودر TiO2 ارزیابی و مقایسه شد.
    کلیدواژگان: فوتوکاتالیستهای نور مرئی، اکسید تیتانیم، آناتاز، سل، ژل
  • میرجواد میرنجدگرامی، مهدی فرجپور، مجید پورانوری، اسلام رنجبرنوده صفحه 50
    این مقاله به بررسی تاثیر جریان جوشکاری بر کیفیت جوش های مقاومتی نقطه ای فولاد زنگ نزن آستنیتی 304 می پردازد. برای ارزیابی خواص مکانیکی (ماکزیمم نیرو، انرژی شکست و مود شکست) از آزمایش کشش- برش استفاده شد. ارتباط بین جریان جوشکاری، مشخصه های ساختاری و رفتار شکست جوش های نقطه ای بررسی شد. بررسی ها نشان داد به طورکلی با افزایش قطر دکمه نیروی ماکزیمم و انرژی شکست افزایش می یابد. اما با وقوع بیرون زدگی مذاب علیرغم ثابت بودن قطر دکمه جوش، به دلیل افزایش عمق فرورفتگی الکترود انرژی شکست به طور قابل توجهی افت می کند. با توجه به مکانیزم شکست در آزمایش کشش-برش با استفاده از یک مدل تحلیلی حداقل قطر دکمه ی جوش برای حصول مود شکست محیطی تخمین زده شد.
    کلیدواژگان: جوشکاری مقاومتی نقطه ای، فولاد زنگ نزن، مود شکست، خواص مکانیکی
  • سمیه شرفی ضمیر، مجید جعفری، امیر عباس نور بخش، احمد منشی صفحه 64
    در این تحقیق تاثیر تشکیل Si3N4 به صورت درجا با استفاده از نانو و میکرو ذرات سیلیکون بر روی بدنه های کوردیریتی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصله نشان دادند که واکنش نانو ذرات سیلیکون با نیتروژن متفاوت از میکرو ذرات سیلیکون در دماهای مختلف میباشد. با کاهش اندازه ذرات سیلیکون در ابعاد نانو و افزایش سطح ویژه ذرات، منجر به کاهش دمای تشکیل سیلیکون نایتراید در کوردیریت سنتز شده می گردد، بنابراین مانع از تشکیل فاز مذاب کوردیریت در حین تفجوشی و موجب نزدیکی دمای تشکیل دو فاز میشود. همچنین، امکان تشکیل یک بدنه متخلخل ساخته شده از کامپوزیت کوردیریت- Si3N4 با شوک پذیری مناسب وجود دارد.
    کلیدواژگان: کوردیریت، سیلیکون نایتراید، ریزساختار، تخلخل، نانوذرات سیلیکون
  • محمد یعقوبی، علی سعیدی، رضا ابراهیمی، محمد حسین گلابگیر صفحه 78
    کامپوزیتهای زمینه فلزی تقویت شده با ذرات کاربید تیتانیم به دلیل خواص سایشی عالی در سالهای اخیر مورد توجه قرار گرفته اند. در این تحقیق کامپوزیت FeCo-TiC به روش آلیاژسازی مکانیکی و با استفاده از دو نوع مادهی اولیه تیتانیم خالص و فروتیتانیم ارزان قیمت (به جای تیتانیم خالص) تولید و مقایسه گردیده است. مخلوط پودری شامل تیتانیم خالص، آهن، کبالت و گرافیت و همچنین مخلوط پودری دیگری شامل فروتیتانیم، کبالت و گرافیت در آسیاب گلوله ای- سیارهای در زمانهای مختلف آسیاب شدند و سپس به وسیلهی پراش اشعه ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که آلیاژسازی مکانیکی با دو مکانیزم متفاوت منجر به تشکیل محلول جامد FeCo و ذرات ریز TiC می گردد. پس از پنج ساعت آلیاژسازی مکانیکی مخلوط پودری شامل فروتیتانیم، اولین جوانه های کاربید تیتانیم تشکیل گردید و آسیابکاری در زمان های بالاتر باعث پیشرفت تدریجی واکنش و افزایش پارامتر شبکه کاربید تیتانیم شد. پس از 5 ساعت آسیابکاری مخلوط پودری شامل تیتانیم خالص هیچ واکنشی انجام نشد ولی با هفت ساعت آسیابکاری واکنش به صورت ناگهانی در سرتاسر نمونه انجام گرفت. نتایج بررسیهای میکروسکوپی نیز نشان داد که با افزایش زمان آسیابکاری تا 80 ساعت، پودر کامپوزیتی نسبتا هموژن با اندازه ذرات در حد یک میکرومتر بدست میآید.
    کلیدواژگان: کامپوزیت زمینه فلزی، آلیاژسازی مکانیکی، پودر کامپوزیتی FeCo، TiC، کاربید تیتانیم
|
  • Mehdi Arabbeigi, Mehran Moradi, Bozarjomehr Ghasemi, Mohsen Khalilian Page 4
    One of the bellows producing methods is hydro forming process. Some factors of hydro forming process such as internal pressure and velocity of die close, can affect final characteristic of produced bellows such as thickness distribution. One of the most important parametersof control in bellows is wall thickness distribution. In this paper, the thickness distribution of produced bellows and the effect of hydro forming process parameterswas investigateusing analytical and experimental methods together with finite element simulation using ABAQUS/Explicit FEM software.The results which are obtained from analytical, experimental and finite element methods showed good agreement with each other. Prediction of thickness distribution of bellows using applied FEM method in this research could be used as a basis of designing a new type of the metal bellows.
  • Arian Eghbali Miandoab, Mohammad Reza Toroghi Nejad Page 14
    Techniques of severe plastic deformation have been of continual interest in the production of novel metallic microstructures. Among these, accumulative roll bonding has been extensively used to produce multi-layered composites. Multi-layered Al/Ti composites were produced by accumulative roll bonding (ARB) process using Al 1100 and commercial Ti sheets. Mechanical properties of these multilayer composites were evaluated at different passes of ARB process. During ARB, it was observed that as the strain increased with the number of passes, the strength and micro-hardness of produced composites increased as well.
  • Mehran Godarzi, Ali Saidi, Ali Shafie Page 26
    Numerous research works have been carried out in resent years to investigate mechanical alloying and combustion synthesis processes for the synthesis of advanced materials. In this work, Al2O3-TiN composite were produced using mechanical alloying and combustion synthesis method. TiO2 and Al powders were used as raw materials to prepare Al2O3-TiN composite. Powders were milled under nitrogen atmosphere (5 at pressure). Combustion were performed in the tube furnace under nitrogen atmosphere. The results of mechanical alloying indicated a two step mechanism. Titatium oxide were reduced to Ti at the first step followed by reaction with nirogen to produce TiN. When Al/TiO2 molar ratio in the starting powder was 1.2 or 1.3, TiN was produced after 20 hrs of milling, as observed in the XRD results. The results of combustion synthesis experiments indicated that aluminum and titanium oxide powders were combusted at 900 0C and titanium nitride was formed.
  • Abolghasem Nourmohammadi, Mehrnaz Mehrjuee, Mohammad Alibahrevar, Azarmidokht Hosseinnia Page 40
    Semiconductor photocatalysts are becoming more and more attractive due to their excellent potential to solve environmental problems. Among them, nanosizedanatase-phase titanium dioxide (TiO2) is of great interest due to the strong oxidizing power of its holes, high photostability and redox selectivity. In this research, we have synthesized single-phase anataseTiO2 nanoparticles and investigated their photocatalytic activity. A sol-gel route was utilized to prepare the material and demonstrate the advantages of the low-temperature preparation. In the first step, we investigated the thermal behavior of the prepared sol by simultaneous thermal analysis (STA) to determine the proper heat-treatment conditions. The as-prepared powders were subsequently characterized by Xray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), and BET surface area measurement technique. The mean crystallite size, for each heat-treatment conditions, was also calculated based on the Scherer equation. The photocatalytic activity of the powders was investigated using both Methylene Blue and Rhodamine B as model organic compounds under UV light irradiation.
  • Mir Javad Mirnajd Gerami, Mehdi Farajpour, Majid Poranvari, Eslam Ranjbar Nodeh Page 50
    This paper aims at investigating on the influence of welding current on the quality of AISI304 resistance spot welds. Mechanical properties of the spot welds (peak load, failure energy and failure mode) were evaluated using tensile-shear test. The relationships among welding current, weld fusion zone characteristics and failure behavior were studied. Generally, it was observed that increasing fusion zone size is accompanied by an increase in load carrying capacity and energy absorption capability. However, when expulsion occurs, despite of almost constant weld fusion zone size, energy absorption capability reduces significantly due to increase in electrode indentation depth. Considering the failure mechanism in the tensile-shear test, minimum required fusion zone size to ensure the pullout failure mode was estimated using an analytical model.
  • Somayeh Sharafi Zamir, Majid Jafari, Amir Abas Nourbakhsh, Ahmad Monshi Page 64
    In this study the effect of in situ Si3N4 formation in the microstructure of a Cordierite-Si3N4 composite using micro and nano silicon particles was investigated. It was found that micro and nano silicon particles have different reaction with the nitrogen in the matrix of cordierite at various temperatures. Result showed that using nano size silicon powder and increasing surface area formation of silicon nitride bonding will be increased which should be related to Si3N4 formation in low temperature and prevent to reacting with cordierite to form liquid phase during sintering. Additionally it was found that, it is possible to synthesis high porosity cordierite- Si3N4 composite with a good thermal shock resistance.
  • Mohammad Yaghoubi, Ali Saidi, Reza Ebrahimi, Mohammad Hossein Golabgir Page 78
    Metal matrix composites reinforced with TiC have achieved a lot of attention in recent years due to their excellent mechanical properties and wear resistance. So production of FeCo-TiC composite powder by mechanical alloying using two different raw materials, pure titanium and ferrotitanium, was the aim of this research work. Powder mixtures of ferrotitanium, cobalt, graphite and also mixtures of iron, titanium, cobalt, and graphitewere milled at various milling times. Milled powders were characterized by XRD and SEM. The results show that mechanical alloying method with two different mechanisms leads to the formation of TiC embedded in FeCo alloy. When ferrotitanium was used the first nucleus of TiC was formed after 5 hours of milling. Increasing the milling time resulted in progress of reactions. When pure titanium was used, TiC was not produced after 5 hours of milling. However, with increasing of milling time to 7 hours, reaction between Ti and C was completed. Microscopic evaluation of the samples indicated that with increasing of milling time to 80 hr homogeneous composite powder, with particle size of about 1 micron is produced.