فهرست مطالب

مجله مواد نوین
سال سوم شماره 3 (پیاپی 11، بهار 1392)

  • تاریخ انتشار: 1392/01/19
  • تعداد عناوین: 7
|
  • احد محمدزاده، مازیار آزادبه صفحه 1
    در این پژوهش، پودر از پیش آلیاژی برنج با ترکیب Cu28Zn به روش اتمیزاسیون آبی تولید، سپس زیر فشار MPa600 متراکم شد. از روش رویه پاسخ براساس طرح آزمایش مرکب مرکزی جهت بررسی تاثیر پارامترهای موثر بر تف جوشی استفاده شد. هم چنین، دما، زمان و اتمسفر تف جوشی به عنوان متغیر در نظر گرفته شدند. هر کدام از متغیرها در 5 سطح برای انجام آزمایش ها به وسیله نرم افزار طراحی گردیدند. چگالی تف جوشی و استحکام ضربه برای بدست آوردن روابط ریاضی بین متغیرهای تف جوشی اندازه گیری و محاسبه شدند. برای ارزیابی روابط ریاضی از آنالیز واریانس در سطح اطمینان 95% استفاده شد. در نهایت، حالت بهینه در شرایط بیش ترین چگالش و استحکام ضربه پیش بینی شد. پس از تجزیه و تحلیل داده ها مشاهده شد که مدل های ریاضی ارایه شده مطابقت بسیار خوبی با نتایج تجربی و بررسی های ریزساختاری دارند. بطورکلی، نتایج ناشی از آزمایش ها تائید کننده صحت مدل های ریاضی ارایه شده و امکان بکارگیری این مدل ها برای پیش بینی چگالش حین تف جوشی آلیاژ Cu28Zn می باشد.
    کلیدواژگان: آلیاژ Cu28Zn، تف جوشی فاز مایع سوپرسالیدوس، روش رویه پاسخ، شبیه سازی
  • گلستان سلیم بیگی، کمیل نصوری، احمد موسوی شوشتری صفحه 21
    در این پژوهش، به الکتروریسی محلول پلی (وینیل الکل) (PVA) برای تولید نانوالیاف با ساختارهای متفاوت توجه شده و از این رو، تاثیرات خواص محلول پلیمری شامل عدد بری (Be) و غلظت محلول پلیمری بر قابلیت الکتروریسی محلول های PVA مورد بررسی قرار گرفته است. ساختار الیاف تولیدی با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مشاهده گردید. برای غلظت های پلیمری رقیق (5/2>Be) فقط قطرات پلیمری شکل گرفت. محلول های پلیمری شبه رقیق (4>Be>5/2) نانوالیاف شاخه ای را تولید نمودند. نانوالیاف با ساختار یکنواخت نیز در 7>Be>4 مشاهده گردید و در نهایت نیز در محلول های پلیمری غلیظ با 9>Be>7 نانوالیاف مسطح شکل گرفتند. با توجه به نتایج بدست آمده می توان بیان نمود که با افزایش غلظت محلول پلی(وینیل الکل) میانگین قطر نانوالیاف افزایش می یابد به گونه ای که میانگین قطر نانوالیاف از مقدار 23±93 نانومتر برای محلول w/w%4 به 157±814 نانومتر برای محلول غلیظ w/w%12 رسیده است. در نهایت، رابطه توانی بین میانگین قطر نانوالیاف PVA (d) و غلظت محلول (C) نیز به شکل d=3.39C2.20 بدست آمد.
    کلیدواژگان: پلی(وینیل الکل)، نانوالیاف، الکتروریسی، غلظت، عدد بری
  • افشین قناعی، حسین ادریس، حسین مناجاتی زاده، محمدحسین حسن نیا صفحه 35
    امروزه استفاده از فولادهای پخت سخت شونده در صنعت خودروسازی، به منظور کاهش وزن بدنه اتومبیل در راستای کاهش مصرف سوخت گسترشی چشمگیر یافته است. این فولادها، پیش از فرایند شکل دهی دارای تنش تسلیم پایین و انعطاف پذیری بالا بوده و پس از مرحله شکل دهی طی فرایند پخت رنگ استحکام و در نتیجه، مقاومت در برابر تورفتگی در آن ها افزایش می یابد. فرایند پخت رنگ، نوعی عملیات حرارتی است که در دمای C ̊180 به مدت 30 دقیقه بر شکل نهایی قطعه در مرحله پخت رنگ قطعه اعمال می شود. در این پژوهش، تاثیر افزایش دمای آنیل بر خواص پخت سختی فولاد های فوق کم کربن بکار رفته در صنعت خودرو سازی مورد بررسی قرار گرفت. پس از عملیات ریخته گری و انجام عملیات چکش کاری، نورد گرم، نورد سرد، عملیات آنیل در دو دمای 750 و C ̊800 انجام گرفت. سپس نمونه ها مورد عملیات کرنش اولیه در درصدهای 8 و 12 درصد قرار گرفته و در ادامه، نمونه ها مورد عملیات پخت رنگ پیر شدند. نمونه ها تحت آزمون کشش قرار گرفتند. نتایج آزمایش ها نشان دادند که با افزایش دمای آنیل، با وجود افزایش اندازه دانه، مقدار پخت سختی افزایش یافته است.
    کلیدواژگان: پخت سختی، کرنش اولیه، نورد گرم، تنش تسلیم، آنیل تبلور دوباره
  • امین ربیعی زاده، ابوالقاسم عطایی، علی محمد هادیان صفحه 45
    تف جوشی کامپوزیت Al2O3-TiB2 به منظور تولید قطعه ای با چگالی و استحکام بالا به دلیل پیوند های مستحکم کووالانسی و ضریب نفوذ پایین اجزا با مشکلاتی همراه است. انتظار می رود تولید کامپوزیت به صورت ذرات ریزی که به صورت همگن در زمینه توزیع شده باشد، می تواند مشکل تف جوشی این ماده را مرتفع سازد. در این پژوهش تف جوشی نانوکامپوزیت Al2O3-TiB2 که با دو روش مکانوشیمیایی و سل- ژل/مکانوشیمیایی تولید شده مورد بررسی قرار می گیرد. هم چنین، تاثیر شرایط تولید بر رفتار تف جوشی، چگالی، ریزساختار، سختی و چقرمگی شکست مورد بررسی قرار می گیرد. در روش مکانوشیمیایی اکسید های بور و تیتانیم در طی فرآیند آسیاکاری احیا شده و نانوکامپوزیت Al2O3-TiB2 بدست آمد. در فرآیند سل- ژل/مکانوشیمیایی، ژل بدست آمده از آلکوکسید تیتانیم و اکسید بور طی فرآیند آسیاکاری در حضور آلومینیم منجر به تولید نانوکامپوزیت Al2O3-TiB2 شد. بررسی های میکروسکپ الکترونی عبوری نشان داد که ریزساختار نانوکامپوزیت بدست آمده از دو روش متفاوت می باشد. تصاویر میکروسکپ الکترونی روبشی مقدار تخلخل و اندازه دانه ها پس از فرآیند تف جوشی را نشان می دهد. برای نمونه تولید شده به روش سل- ژل/مکانوشیمیایی مقادیر چگالی، سختی و چقرمگی شکست پس از تف جوشی در دمای 1500 درجه سانتی گراد به ترتیب 97%، GPa 3/15 و MPa.m1/2 1/10 می باشد درحالی که برای نمونه تولید شده به روش مکانوشیمیایی مقادیر بالا 99%، GPa 20 و MPa.m1/2 4/11 است. نانوساختار بودن ذرات Al2O3-TiB2، غیربلوری بودن ساختار ذرات و تشکیل فاز مایع Al18B4O33 در حین فرآیند چگالش از عواملی می باشند که منجر به تسهیل فرآیند تف جوشی می شود.
    کلیدواژگان: نانوکامپوزیت، پرس گرم، آلومینا، دی بوراید تیتانیم، سل، ژل، مکانوشیمیایی
  • مقدمه ای بر روش تحلیلی پراش الکترون های به عقب رانده شده (EBSD)
    مهرداد عباسی، مجید عباسی صفحه 59
    در این نوشتار مقدمه ای بر روش کارآمد و در حال تکامل (EBSD) Electron Backscattered Diffraction ارایه می شود. روش پراش الکترون های به عقب رانده شده(EBSD) توانایی های قابل توجهی در بررسی کمی و کیفی ریزساختار دارد. توسعه EBSDبتازگی مورد توجه وسیع صنایع و مراکز پژوهشی قرار گرفته، به گونه ای که به روش اصلی بررسی ریزساختار در بسیاری از این مراکز تبدیل شده است. این روش در محاسبه جهات بلوری ریزساختارها (Nano and Microstructures)، تشخیص فاز و میزان توزیع فازها کاربرد دارد. شواهد اولیهEBSD در سال 1928 در میکروسکوپ الکترون عبوری(TEM) دیده شد و تا به امروز پیشرفت های شایانی در بهبود تصویر و استخراج داده ها صورت گرفته است. از آن جمله می توان به توسعه سخت افزار، تهیه نرم افزارها، ابداع روش های مشاهده تصویر و کمیت سازی ریزساختار اشاره کرد. اصول،تاریخچه،کاربردها و چندین مثال کاربردی ازEBSDد در این نوشتار ارایه می شوند.
    کلیدواژگان: پراش الکترون های به عقب رانده شده(EBSD)، بررسی کمی ریزساختار، تصویربرداری جهتی(OIM)، اختلاف جهتی
  • زهرا خادم مدرسی، رضا بازرگان لاری، فرشته بختیاری، محمد علی زارع صفحه 73
    خوردگی میکروبی در زمره متعارف ترین فرآیندهای تخریبی سیستم های بتنی انتقال فاضلاب شناخته شده است. هدف اصلی این مقاله کنترل این نوع خوردگی در فاضلاب روهای بتنی مسلح، توسط رسوب گذاری الکتریکی اکسید مس بر روی بتن می باشد. فرایند رسوب گذاری به دو روش جریان مستقیم و پالسی، مورد آزمایش قرار گرفت. لذا، پایلوتی با هشت نمونه بتنی ساخته شد و نمونه ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی و آنالیز جذب اتمی مورد تحلیل قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان داد که درصد مس رسوب کرده در خلل و فرج بتن، به نوع جریان و محلول الکترولیت بستگی دارد. نتایج جذب اتمی، درصد اکسید مس رسوبی بیش تری را در روش جریان مستقیم نسبت به جریان پالسی ارائه داد، هر چند تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد که در رسوب دهی پالسی ذرات از نظر دانه بندی نسبت به حالت مستقیم، ریزتر بوده و تعداد حفره های بتن کمتر می باشد. هم چنین، تاثیر افزودن ملاس چغندر به محلول الکترولیت مورد مطالعه قرار گرفت و داده های آزمایشی نشان داد که استفاده از ملاس چغندر می تواند سبب حذف و کاهش یون مس دو ظرفیتی از محلول الکترولیت گردد.
    کلیدواژگان: خوردگی میکروبی، رسوب گذاری الکتریکی، جریان مستقیم و پالسی، بتن مسلح، فاضلاب
  • تهیه و مشخصه یابی نانو پودر شیشه - سرامیک زیست فعال و مطالعه زیست فعالی آن
    ویدا تقی زاده توفیقی، احمد ساعتچی، مجتبی نصر اصفهانی صفحه 81
    در این پژوهش نانو پودر شیشه سرامیک زیست فعال با ترکیب شیمیایی55%SiO2، 40%CaOو5%P2O5 (درصد مولی) به روش سل ژل تهیه و مشخصه یابی شد. در این روش ابتدا مواد اولیه سیلیس و کلسیم دار در محیط اسیدی هیدرولیز سپس در محیط بازی به صورت ژل در آمدند. نتایج آنالیز پراش اشعه ایکس و آنالیز طیف سنجی مادون قرمز نشان داد که این پودر شیشه سرامیک با فاز بلوری هیدروکسی آپاتیت است. از میکروسکوپ الکترونی روبشی میدان الکتریکی برای تعیین اندازه و ریخت شناسی ذرات استفاده شد. زیست فعالی این پودر به وسیله توانایی تشکیل لایه هیدروکسی آپاتیت در محلول شبیه سازی شده بدن بررسی شد و زیست فعالی آن به وسیله میکروسکوپ الکترونی و آنالیز طیف سنجی مادون قرمز و پراش اشعه ایکس تایید گردید. بنابراین، این نانو پودر با زیست فعالی خوب می تواند در مصارف پزشکی مانند ترمیم استخوان و سیستم های رهایش دارو کاربرد داشته باشد.
    کلیدواژگان: شیشه سرامیک، فرایند سل ژل، زیست فعالی و نانو
|
  • Page 1
    An experimental investigation using response surface methodology (RSM) based on a central composite rotational design (CCRD) with three parameters, was used to model and evaluate the supersolidus liquid phase sintering (SLPS) procedure of the brass alloyed powder. To achieve a high densification, the effect of sintering variables such as sintering temperature, time and atmosphere have to be characterized and optimized. Mathematical models were developed to predict sintered density and impact energy at 95% confidence level. The developed mathematical models would help to predict the variation of densification and impact energy at the various mentioned sintering conditions. To better analyzing the microstructure and pore evaluation was carried out from metallographic cross sections of samples to evaluate sintering variables during supersolidus liquid phase sintering.
    Keywords: Cu28Zn Aalloy, Supersolidus Liquid Phase Sintering, Response Surface Methodology, Modeling
  • Page 21
    In the present study, electrospinning of polyvinyl alcohol (PVA) has been attempted to generate various nanofibers structures. The effects of polymer solution properties (e.g. Berry number (Be) and polymer concentration) on electrospinnability of the PVA solutions have investigated. Fiber morphology was observed under a scanning electron microscopy (SEM). For the polymer electrospun from low concentration (Be<2.5), polymer droplets have formed. The polymer electrospun from semi-dilute solution concentration (2.5 Keywords: Poly (vinyl alcohol), Nanofibers, Electrospinning, Concentration, Berry Number
  • Page 35
    In order to reduce weight and energy, an extensive amount of bake hardening steels are being used in automotive industry. These steels offer good formability during press stamping operations and also provide high final yield strength during paint baking treatments for good dent resistance. The baking operation is usually simulated by a heat treatment at 180˚C for 30 minutes. In this research work, the effect of increasing recrystallization annealing temperature on the bake hardening properties in ultra - low carbon steels, used in the automobile industry, has been investigated. The steel making process was done in an induction furnace. The cast- ingots were hot-forged, hot – rolled and then cold – rolled. Tensile specimens were prepared from the sheets. Box annealing was performed at 750 and 800˚C for 30 minutes. Tensile specimens were pre strained to 8 and 12% along rolling direction, aged at 180˚C for 30 minutes in a silicon oil bath. The results indicate that with increasing annealing temperature, despite the increase in grain size, the BH values increased.
    Keywords: Bake Hardening, Pre Strain, Hot Rolling, Yield Stress, Recrystallization Annealing
  • Page 45
    The consolidation of the Al2O3/TiB2 into a dense and high-strength body is difficult because of the high degree of covalent bonding and low self-diffusion coefficient of the constituent elements. Synthesis of fine and homogenous structure in which one phase homogenously dispersed in the other can resolve this problem. Consolidation of Al2O3/TiB2 nano-composite powder derived from two different synthesis methods was investigated. Also the effect of processing condition on the sintering behavior, microstructure, and hardness of the densified samples were evaluated. In the first synthesis method a composite structure containing of an Al2O3 matrix with dispersed TiB2 particles was obtained via mechanical alloying of Al, TiO2 and B2O3 powder mixture. In the second method Al2O3/TiB2 nano-composite powder was prepared from TTIP(titanium tetra iso propoxide) and B2O3 using a sol-gel method followed by mechano-chemical reduction in the presence of Al. For sample which prepared by milling assisted sol-gel method, vickers hardness value of hot pressed sample at 1500°C was measured as 15.3 GPa and indentation fracture toughness was calculated as 10.1 MPa.m1/2; while for mechano-chemically synthesized sample this parameters are 20 GPa and 11.4 MPa.m1/2, respectively. Analysis of the diffraction pattern of samples revealed the presence of Al2O3, TiB2, and Al18B4O33 in the samples. Several factors favors the sintering process of the Al2O3-TiB2 nano-composite particles at low temperature and short time which include; (1) the nanostructured Al2O3-TiB2 particles, (2) the disordered crystal structure of the powder and (3) liquid phase formation of Al18B4O33.
    Keywords: Nano, Composite, Hot, Press, Alumina, Titanium Diboride, Sol, Gel, Mechano, Chemichal
  • An Introduction to Electron Backscattered Diffraction (EBSD)
    Page 59
    In this short review paper, an attempt has been made to introduce Electron Backscattered Diffraction (EBSD) technique with few of its applications. This technique is a powerful tool for quantitative microstructural analyses. A short history, fundamentals, and capabilities as well as limitations have been discussed. Finally, few applications of EBSD in research and development as well as engineering are briefly described.
    Keywords: Electron Backscattered Diffraction (EBSD), Quantitative Microstructural Analysis, Orientation Imaging Microscopy, Misorientation
  • Page 73
    Microbial corrosion is a leading deterioration mechanism in concrete wastewater conveyance systems. The aim of this paper is controlling this type of corrosion in steel reinforced concrete sewers by electrodeposition of copper oxide on concrete. Electrodeposition process was tested in two ways: direct and pulse current. Therefore, a pilot study conducted on eight mock pipe specimens and the specimens were characterized by field scanning electron microscopy and atomic absorption tests. The results showed that the percentage of copper deposited in the pores of concrete depends on the type of current and electrolyte solution. Atomic absorption results presented that the percentage of copper oxide deposit in direct current method was more than the pulse current, although the scanning electron microscope images showed that in pulse deposition the size of the particles were smaller than direct mode and the number of holes in concrete is less. Moreover, the effect of beet molasses addition on electrolyte solution was studied and the experimental data revealed that the use of beet molasses could have removed and reduced Cu (II) ions from the electrolyte solution.
    Keywords: Microbial Corrosion, Electrodeposition, Direct, Pulse Current, Steel Reinforced Concrete, Wastewater
  • Characterization and in Vitro Study of Synthesiyed of Ceramic- Nano Bioactive Glass
    Page 81
    Bioactive glass ceramic nanoparticles with 55%SiO2-5%P2O5-40%CaO (%mol) composition were prepared and characterized. Precursors of silicon and calcium were hydrolyzed in acidic solution and gelated in alkaline condition. Fourier transform-infrared spectroscopy (FT-IR) results and the X-ray diffraction (XRD) indicated the presence of glass ceramic. Morphology and particle size of powder was studied by field emission scanning electron microscope (FESEM). its bioactivity was examined in vitro with respect to the ability of hydroxyapatite layer to form on the surface as a result of contact with simulated body fluid (SBF).Bioactivity of nanoparticles was confirmed by SEM, FTIR and XRD Therefore, this nano Bioglass-ceramic composite material with excellent bioactivity is promising for medical applications such as bone substitutes and drug carriers.
    Keywords: Glass, Ceramic, Sol Gel Processing, Bioactivity, Nano