فهرست مطالب
نشریه فرآیندهای نوین در مهندسی مواد
پیاپی 19 (زمستان 1390)
- 74 صفحه، بهای روی جلد: 60,000ريال
- تاریخ انتشار: 1390/12/20
- تعداد عناوین: 8
-
صفحه 1آلیاژ ریختگی پایه کبالت ASTM F-75 به طور گسترده ای برای ساخت ایمپلنت های ارتوپدی و دندانپزشکی استفاده می شود. این آلیاژ پس از ریخته گری از یک سو نیازمند عملیات حرارتی همگن سازی و انحلال و از سوی دیگر نیازمند زیست فعال سازی سطح برای افزایش قابلیت پیوند با بافت زنده است. در پژوهش حاضر زیر لایه ریختگی از جنس آلیاژ ASTM F-75، با هدف انحلال و همگن کردن ساختار و افزایش زیست فعالی سطح در تماس با مواد زیست فعال، عملیات حرارتی شد. نمونه ها پس از ریخته گری دقیق در مجاورت مخلوطی از پودر هیدروکسی آپاتیت- شیشه زیستی در دمای 1220 درجه سانتی گراد و به مدت یک ساعت عملیات حرارتی گردید. برای ارزیابی زیست فعالی، نمونه های عملیات حرارتی شده در محلول شبیه سازی شده بدن (SBF) به مدت 1، 2، 3 و 4 هفته غوطه ور شدند. سطح نمونه ها قبل و بعد از غوطه وری در SBF با میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، آنالیز طیف سنجی عنصری EDS و پراش پرتو ایکس (XRD) آنالیز شدند. نتایج بدست آمده بیانگر حاصل شدن ساختاری همگن و مناسب همراه با سطحی زیست فعال بود. آگلومره های سرامیکی کوچکی قبل از غوطه وری در SBF بر روی سطح نمونه ها مشاهده شد. نتایج آزمایشگاهی زیست فعالی و تشکیل یک لایه آپاتیت شبه استخوانی بر روی نمونه ها نشان داد که نمونه های عملیات حرارتی شده به طور بالقوه برای جایگزین شدن استخوان و بازتولید بافت تحت شرایط اعمال بار زیاد مفید می باشند.
کلیدواژگان: آلیاژ پایه کبالت، زیست فعال سازی، پوشش دهی، هیدروکسی آپاتیت، شیشه زیستی، عملیات حرارتی -
صفحه 9فاز b- سیالون دارای خواص مفید و کاربردهای فراوان در زمینه مهندسی است. این فاز را می توان به وسیله احیای آلومینوترمیک و نیتریداسیون آلومینو سیلیکات ها مانند آندالوزیت (Al2O3SiO2) سنتز کرد، لذا در این پژوهش تاثیر دمای عملیات حرارتی روی میزان فاز -b سیالون سنتز شده، مقدار Z و پارامترهای شبکه (c، a) و همچنین نوع ومیزان دیگر فازها مورد بررسی قرار گرفت. بر این اساس پنج دمای مختلف 1523، 1623، 1723، 1823 و 1923 کلوین به کار گرفته شد. برای تشکیل -b سیالون، آلومینیوم و آندالوزیت با نسبت 0.35 به 1 در این دماها قرار گرفت. فازهای تشکیل شده با استفاده از آنالیز پراش اشعه X مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج این بررسی ها بیانگر این موضوع است که با افزایش دما، میزان فاز -b سیالون تشکیل شده و مقدار Z افزایش می یابد. همچنین یک رابطه خطی خوبی بین پارامترهای شبکه (c، a) و مقدار Z وجود دارد.
کلیدواژگان: β، سیالون، آندالوزیت، دما سنتز، مقدار Z، پارامترهای شبکه -
صفحه 17فوم فلزی به دلیل خواص منحصر به فردی مانند استحکام به وزن بالا و جذب انرژی عالی در سال های اخیر مورد توجه فراوان قرار گرفته است. در این تحقیق فوم فلزی محلول جامد جانشینی آلومینیوم در آهن با استفاده از تکنیک کاربرد فضاساز موقت تولید شد. در فرآیند آلیاژسازی، مخلوط پودری شامل آهن و آلومینیوم در آسیاب گلوله ای سیاره ای به مدت 25 ساعت آسیا ب و سپس توسط پراش اشعه ایکس مورد ارزیابی قرار گرفت. در ادامه برای تولید قطعه فومی از NaCl به عنوان فضاساز و از رزین پلی استر به عنوان بایندر استفاده شد.زمان مورد نیاز برای خروج فضاساز از نمونه ها 4 روز به دست آمد. با استفاده از این روش، فوم محلول جامد جانشینی آلومینیوم در آهن تا 80 درصد تخلخل با موفقیت تولید شد. نمونه های تولید شده به این روش دارای دیواره های بین تخلخل بدون حفره و ترک بوده و قطر تخلخل های به دست آمده نیز بین 100 تا 500 میکرون است.
کلیدواژگان: فوم فلزی، محلول جامد جانشینی آلومینیوم در آهن، فضا ساز، روش ساخت فوم Fe، 10%Al -
صفحه 25در این تحقیق به منظور تولید ترکیب بین فلزی دی سیلیساید مولیبدن (MoSi2)، پودر مولیبدن و سیلیسیم به نسبت استوکیومتری1 به 2 با هم مخلوط شدند و به مدت 20 ساعت با استفاده از آسیاب سایشی آسیاب شده و سپس در کوره تحت اتمسفر آرگون در دمای 1100 درجه سانتی گراد در زمان های مختلف تحت عملیات حرارتی آنیل، قرارگرفتند. نتایج حاصله از بررسی آنالیزهای تفرق اشعه ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) نشان می دهد که با آسیاب کاری به مدت 20 ساعت و سپس عملیات حرارتی به مدت 7 ساعت در دمای 1100 درجه سانتی گراد می توان به ترکیب دی سیلیساید مولیبدن نسبتا خالص دست یافت. از آنجایی که پودرهای بدست آمده بسیار ریز بوده، برای پاشش حرارتی مناسب نبودند. پودرهای عملیات حرارتی شده به وسیله بایندر کربوکسی متیل سلولز تحت عملیات آگلومراسیون قرار گرفته و دانه بندی شدند. نتایج نشان می دهد پودرهای آگلومره شده سیالیت مناسبی داشته و جهت استفاده در فرآیند پاشش حرارتی از شرایط مطلوبی برخوردار هستند.
کلیدواژگان: دی سلیساید مولیبدن، آلیاژ سازی مکانیکی، عملیات حرارتی آنیل کردن، پاشش حرارتی، آگلومراسیون -
صفحه 31قطعات ماشین آلات به کمک روش های مختلف نظیر فورجینگ، ماشین کاری، ریخته گری و جوشکاری تولید می شوند. انتخاب روش های تولید وابسته به هزینه تولید است. در این بین جوشکاری اصطکاکی با توجه به هزینه های پایین تولید و امکان اتصال قطعات از جنس غیر مشابه اهمیت فراوانی پیدا کرده است. در این تحقیق ریزساختار و خواص مکانیکی جوش اصطکاکی بین دو فولاد غیر مشابه CK35 و 18CrMo4 مورد ارزیابی قرار می گیرد بدین منظور از آزمون های مکانیکی نظیر کشش، خمش و سختی و بررسی های ریز ساختاری به کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی و میکروسکوپ نوری کمک گرفته شد. نتایج نشان داد بالاترین استحکام کششی (576 مگاپاسکال) و حداکثر زاویه خمش (30 درجه) در زمان اصطکاک 13 ثانیه و زمان فورج 3 ثانیه بدست می آید. بررسی های ریزساختاری حاکی از حضور نواحی فلزپایه، ناحیه متاثر از حرارت و ناحیه ترمومکانیکال در دو طرف ناحیه جوش اصطکاکی است. همچنین بالاترین سختی در ناحیه جوش بدست می آید.
کلیدواژگان: جوشکاری اصطکاکی، فولاد CK35 و 18CrMo4، خواص مکانیکی، ریز ساختار -
صفحه 37در تحقیق حاضر خواص پیش سازه نانوکامپوزیت (پلی 4- وینیل پیریدین/ Al-SBA-15) در راستای تشکیل فاز b-SiAlON توسط فرآیند احیای کربوترمال و نیتریداسیون (CRN) مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور ابتدا نانوکامپوزیت P4VP/Al-SBA-15 سنتز گردید و سپس نمونه ها در اتمسفر نیتروژن در دمای 1450 درجه سانتی گراد، با نرخ گرمایش (10oC/ min) و زمان ماندگاری (صفر و 6 ساعت) در درجه حرارت ماکزیمم، تحت عملیات پخت قرار گرفتند. نتایج بررسی های آنالیز فازی (XRD) نشان داد که ساختار مزوپروس به خوبی تشکیل شده و بررسی های SEM و TEM این موضوع را به خوبی تایید نمود. طیف 27Al-NMR-15 نشان داد که حضور Al درون ساختار مزوپروس Al-SBA-15 حتمی می باشد، طیف 29Si-NMR نشان داد که پلیمریزاسیون بر روی سطح Al-SBA-15 به صورت موفقیت آمیزی صورت گرفته است. آنالیز فازی XRD از نمونه های پخته شده تحت اتمسفر نیتروژن نشان دادکه فاز b-SiAlON تشکیل شده است. هم چنین نتایج نشان داد که نه تنها مقدار، نوع کربن و سطح ویژه پیش سازه فاکتورهای مهمی می باشند، بلکه با در نظر گرفتن میزان کربن بالاتر از استوکیومتری امری اجتناب ناپذیر می باشد.
کلیدواژگان: نانوکامپوزیت، سیالون، کربوترمال، Al، SBA، 15 -
صفحه 45در این پژوهش، نانوکامپوزیت TiB2-TiCبا استفاده از سه فرمولاسیون متفاوت 1: (Ti/B/C)، 2: (Ti/B4C) و 3: (TiO2/ H3BO3/Mg/C) به روش MASHS سنتز شد و تاثیر فعال سازی مواداولیه بر ساختار نهایی نیز مورد بررسی قرارگرفت. مخلوط پودری اولیه از طریق آسیاب کاری مکانیکی فعال و سپس در یک کوره تیوبی 1100oC سنتز شد. آنالیز XRD و SEM نمونه های آسیاب شده نشان داد که در مورد واکنش (2) و (3) فرآیند آسیاب به تنهایی نمی تواند در سنتز فازهای TiC و TiB2 موفق باشد و انجام واکنش احتراقی جهت تکمیل فرآیند سنتز ضروری است. در مورد مخلوط (1)، مدت زمان 6 ساعت آسیاب جهت سنتز محصولات کفایت نمود. آنالیز XRD و SEM نمونه های سنتز شده در کوره نشان داد که با پیش آسیاب کاری مخلوط (2) به مدت 6 ساعت و مخلوط (3) به مدت 1 ساعت بهترین نتایج به دست می آید.
کلیدواژگان: نانوکامپوزیت، کاربید تیتانیوم، فعال سازی مکانیکی، MASHS، سنتز احتراقی خودگستر دما بالا -
صفحه 59سیمان اکسی کلرید منیزیم به علت دارا بودن استحکام بالا و مقاومت به سایش مناسب نسبت به سایر سیمان ها، به عنوان عامل اتصال بسیار مورد توجه قرار گرفته است. این سیمان، محصول واکنش پیچیده اکسید منیزیم، کلرید منیزیم و آب با نسبت های مولی مشخص است. انتخاب نسبت مولی مناسب بین مواد اولیه در خواص گیرشی، استحکامی و تشکیل فازهای کریستالی بسیار موثر است. در این تحقیق، مقدار اکسید منیزیم 13 مول وآب به میزان 12 مول انتخاب شد. به منظور بررسی اثر غلظت کلرید منیزیم در میکروساختار، خواص استحکامی و درصد جذب آب سیمان اکسی کلرید منیزیم، تغییرات مولی کلرید منیزیم در محدوده 0.5 تا 1.9 مول مطالعه شد. آنالیز فازی نمونه ها به روش تفرق اشعه ایکس (XRD) وبررسی ریز ساختاری با استفاده از میکروسکوپ الکترونی (SEM) ارزیابی گردید. نتایج نشان داد که ترکیب 13 مول اکسید منیزیم به همراه 12 مول آب و 1.5 مول کلرید منیزیم دارای بیشترین استحکام است.
کلیدواژگان: سیمان اکسی کلرید منیزیم، نمک کلرید منیزیم، فازهای کریستالی و سوزنی شکل، استحکام، مقاومت به سایش
-
Page 1balt base ASTM F-75 casting alloy are widely used for manufacturing orthopedic implants. This alloy after casting needs both of homogenizing and solutionizing heat treatment and bioactivation of surface to increase ability of tissue bonding. In this investigation، ASTM F-75 casting substrate in the aim to solutionization and homogenization of microstructure and promote surface bioactivation was heat treated at 1220 °C for 1 hour in contact with hydroxyapatite- Bioglass powder. In order to in vitro evaluation، heat treated specimens were immersed in simulated body fluid (SBF). Surface of specimens before and after of immersion were analyzed by scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD) techniqes. Results showed a homogeneous and appropriate microstructure with bioactive surfaces. Small ceramic agglomerates were observed on surface of specimens after heat treatment. In vitro results and formation of bone-like apatite layer on specimens indicated that heat treated samples were potentially suitable for bone replacement and tissue regeneration under highly loaded conditions.
-
Page 9β – sialon phase have gotten beneficial properties accompanied with several applications in the engineering fields. This phase could be synthesized using alominothermic reduction of aluminosilicates e.g. andalusite (Al2O3.SiO2) under the nitrogen atmosphere. Hence, in this investigation, the effect of heat treatment temperature on the quantity of β-sialon, Z value and unit cell parameters (a, c) has been investigated. Accordingly, 1523, 1623, 1723, 1823 and 1923K was utilized as the preferred temperatures. Also, aluminium and andalusite was composed in the ratio of 0.35 to 1. X-ray diffraction (XRD) technique was utilized for phase the determination of samples. Results of the investigation illustrated that the value of β-sialon and Z value were increased with enhancement of temperature. Also, there is a good liner relationship between unit cell (a, c) and Z parameters.
-
Page 17Metal foam have attractive a lot of attention in recent years due to their high strength-to-weight ratio and excellent energy absorption. Thus synthesis of Fe-10%Al foam with temporary space holder technique was studied in this research work. mixture of iron and Aluminum Powders were milled for 25 hours. Milled powders were characterized by XRD. NaCl was used as space holder and polyester resin as binder to fabricate foam sample. Samples morphology was investigated with optical microscopy and Scanning Electron Microscopy (SEM).The results show that Fe-10%Al foam up to 80% porosity can be produced was successfully with this method.
-
Page 25In this study, in order to produce intermetallic compound of MoSi2, pure molybdenum and silicon powders were milled using and attritor mill for 20 hrs with the molar ratio of Mo:Si being equal to 1:2. Mechanically alloyed powders were annealed in an atmosphere controlled furnace at 1100˚C for different times. The result of X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) indicated formation of pure MoSi2 which was achieved by mechanical alloying for 20 hr followed by annealing for 7hrs at 1100˚C. Since the produced powders were extremely fine and not suitable for thermal spraying, they were agglomerated by carboxymethyl cellulose (CMC) binder and were meshed. This allowed a better flow of the powders and indicated a suitable flow for thermal spraing.
-
Page 31Machine parts can be produced by one of various manufacturing methods such as forging, machining, casting or welding methods. Choice of the manufacturing method depends on production costs of the alternatives for individual parts. Friction welding method as a mass production process is finding increasing industrial acceptance, particularly for joining dissimilar materials. Mechanical properties and micro-structure of the friction welding between two non-similar materials of CK35 and 18CrMo4 have been analyzed by using mechanical tests like tensile, bending and hardness, and microstructure analysis with scanning electron microscope and optical microscope. The results showed that the maximum tensile strength (576 MPa) and maximum bending angle without fracture (30 degree) is achieved in this condition: 13 seconds of pre-heating (friction time) and 3 seconds of forging time. The micro-structure analysis showed the presence of base material, HAZ, and thermo-mechanical region in both sides of friction welding. Meanwhile the maximum hardness is in the welded region.
-
Page 37In this research the properties of nanocomposite (poly 4-vinyle pyridine/Al-SBA-15) precursor in order to β-SiAlON formation by using Carbotermal Reduction and Nitridation (CRN) was investigated. Firstly the nanocomposite P4VP/Al-SBA-15 was synthesized and then fired under N2 atmosphere at 1450 oC with 10oC/min heating rate and soaking time (0, 6)hrs in order to β-SiAlON formation. To characterize, phase analysis (XRD), microstructure studies (SEM/TEM), 29Si, 27Al Magic Angls Spinning (MAS-NMR) specific surface areas (BET) and thermal analysis (DSC) were carried out on Al-SBA-15 and P4VP/Al-SBA-15 samples. Result of phase analysis investigation (XRD) showed that the mesoporous structure was formed and also confirmed by SEM/TEM studies by using. 27Al- NMR spectral the presence of Al in mesoporous structure (Al-SBA-15) was confirmed. Also changes in chemical shift (ppm) in 29Si-NMR spectral showed that the polymerization was done in good conditions on the surface of Al-SBA-15. Finally samples fired under N2 atmosphere and results showed that not only carbon amount, type of carbon and surface area of precursor were important factors but also considering the higher amount of carbon than stochumetric was unavoidable.
-
Page 45In this research, TiB2-TiC nanocomposite was performed through three different formulations (1): (Ti/B/C), (2): (Ti/B4C) and (3): (H3BO3/TiO2/Mg/C) by using of the MASHS process and the effect of the activation of starting materials on the final microstructure was investigated. The initial powder mixture was activated through mechanical milling and then was synthesized in a tube furnace (in 1100◦C). The XRD and SEM analysis of the milled powder showed that in the mixture based on reaction (2) and (3), milling process could not full synthesis of TiC and TiB2 phases successfully and the combustion reaction had been necessary. While the reaction (1), milling for six hours for the synthesis of products was sufficient and it didn’t need to SHS reaction. The XRD and SEM analysis of the synthesized samples showed that if a mixture of the reaction (2) would pre-mill for 6 h, we found the best results. This value for the reaction (3) was 1 h.
-
Page 59Magnesium Oxychloride as known Sorel cement, has superior strength over the other cements, and is used as bonding agent in various commercial applications. The amount of the magnesium chloride varied from 0.5 to 1.9 moles and the cold crushing strength (CCS) of samples was measured. X-Ray diffraction (XRD) of matrix are investigated.The morphology and Microstructure of the phases are characterized using a scanning electron microscope (SEM). It is believed that a molar ratio of MgO/H2O of 13/12 and 1.5 moles of MgCl2.6H2O can produce a promising matrix composition for proper design.
©2000-2024 magiran.com All Rights Reserved.