فهرست مطالب

  • سال چهارم شماره 4 (پیاپی 16، تابستان 1393)
  • تاریخ انتشار: 1393/04/18
  • تعداد عناوین: 8
|
  • اکرم صالحی*، سید مجتبی زبرجد، ابوالفضل باباخانی، محمدصادق ابروی صفحات 1-12
    در این پژوهش، با استفاده از امواج مافوق صوت نانوکامپوزیت زمینه آلومینیومی تقویت شده با نانوذرات اکسید سیلیسیم (SiO2) تولید شد و سپس با استفاده از روش فوم سازی مستقیم مذاب و با به کارگیری عامل فوم ساز هیدرید تیتانیم (TiH2)، فوم نانوکامپوزیتی Al-SiO2 تولید گردید. در ادامه، بررسی های ریزساختاری جهت اطمینان از تولید فوم نانوکامپوزیتی و ارزیابی نقش نانوذرات بر مورفولوژی و ضخامت دیواره سلول ها به وسیله میکروسکوپ های نوری و الکترونی انجام پذیرفت. با استفاده از نرم افزارهای کامپیوتری، پدیده ریزش مذاب در حین فوم سازی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج پژوهش، ساختارهای چند وجهی سلول ها و توزیع مناسب نانوذرات در دیواره سلول ها را با استفاده از ارزیابی های میکروسکوپی نشان داد. هم چنین مشاهده شد که ضخامت دیواره سلول ها و مساحت ناحیه پلاتو با فاصله گرفتن از سطح نمونه ریخته گری شده، تغییر می کنند.
    کلیدواژگان: امواج مافوق صوت، فوم نانوکامپوزیت، بررسی های ریزساختاری، پدیده ریزش مذاب
  • آنیا سمیعی*، محمدحسین پایدار صفحات 13-20
    کامپوزیت ها یک شاخه جدید از مواد را تشکیل می دهند که برای کاربردهای مکانیکی و تریبولوژیکی استفاده می شوند. از جمله این مواد می توان به رسوب فلز مس بر روی ذرات سرامیکی سخت نظیر کاربید بورن (B4C) اشاره کرد. اتصال این دو جزء ترکیبی از خواص برتر مکانیکی (ناشی از حضورB4C) به همراه هدایت الکتریکی و هدایت حرارتی بالا (ناشی از حضور Cu) را به دنبال خواهد داشت. هدف از انجام این پژوهش، ایجاد پوششی از فلز مس بر سطح ذرات سرامیکی B4C به روش پوشش دهی الکترولس و بررسی تاثیر زمان فرآیندهای حساس و فعال سازی و اثر دمای حمام الکترولس بر مقدار مس رسوب کرده بر سطح ذرات B4C بوده است. زمان های30، 60 و80 دقیقه جهت بررسی اثر زمان فرآیندهای حساس سازی و فعال سازی در نظر گرفته شده است. هم چنین جهت بررسی اثر دمای حمام الکترولس روی مقدار پوشش ایجاد شده بر سطح ذرات B4C دماهای 25،50 و 75 درجه سانتی گراد انتخاب شدند. اثر زمان فرآیندهای حساس سازی و فعال سازی به وسیله تصاویر SEM مورد مطالعه قرار گرفته است و چگونگی تاثیر دمای حمام الکترولس بر پوشش ایجاد شده با انجام آنالیزهای جذب اتمی (به منظور تعیین درصد مس رسوب کرده)، XRD وSEM بررسی شده است. نتایج نشان داد که زمان بهینه جهت فرآیند های حساس سازی و فعال سازی80 دقیقه و دمای بهینه حمام رسوب دهی در pH 12 و زمان 60 دقیقه، 75 درجه سانتی گراد بوده است.
    کلیدواژگان: پوشش دهی الکترولس، کاربید بورن، پوشش مس
  • حبیب الله خنجری*، احمد ایران نژاد پاریزی، سیدعلی حسن زاده تبریزی صفحات 21-29
    در این پژوهش، پوشش کامپوزیتی نیکل- بور- آلومینا با استفاده از روش الکترولس ایجاد و تاثیر عملیات حرارتی بر ساختار، سختی و رفتار سایشی آن بررسی شده است. به این منظور، پوشش الکترولس نیکل- بور- آلومینا با ضخامت 30 میکرون روی سطح نمونه هایی از جنس فولاد Ck45 اعمال شد. جهت ارزیابی خواص پوشش ایجاد شده، پوشش الکترولس نیکل- بور با ضخامت یکسان ایجاد و با این پوشش مقایسه شد. سپس برخی از نمونه های پوشش داده شده تحت عملیات حرارتی به مدت یک ساعت در دمای 400 درجه سانتیگراد قرار گرفتند. مشخصه یابی پوشش به کمک آنالیز پراش پرتو ایکس و میکروسکوپ الکترونی روبشی صورت پذیرفت. رفتار سایشی پوشش های حاصل به وسیله آزمون پین بر روی دیسک در دمای محیط و سختی آنها به وسیله دستگاه ریزسختی سنج ویکرز اندازه گیری شد. نتایج آزمون ها نشان دادکه ذرات آلومینا توانسته اند به خوبی در زمینه Ni-B جای بگیرند و به صورت همگن در پوشش توزیع شوند. اضافه کردن ذرات آلومینا به پوشش الکترولس نیکل- بور، باعث افزایش سختی و مقاومت به سایش پوشش گردید. هم چنین عملیات حرارتی در دمای 400 درجه سانتیگراد به مدت 1 ساعت باعث ایجاد ساختار نانو کریستالی شده و بنابراین، سختی و مقاومت به سایش پوشش به دلیل تغییر ساختار از آمورف به کریستالی و ایجاد فاز سخت Ni3B افزایش می یابد. پوشش الکترولس کامپوزیتی Ni-B-Al2O3 عملیات حرارتی شده در دمای 400 درجه سانتیگراد به مدت 1 ساعت بالاترین سختی و مقاومت به سایش را داشت.
    کلیدواژگان: الکترولس نیکل، بور، آلومینا، عملیات حرارتی، سختی، مقاومت به سایش
  • خشایار مرشد بهبهانی، محمود پاکشیر * صفحات 29-42

    از عمده ترین مشکلات فولادهای ضدزنگ، حساس شدگی در حین فرایند تولید یا شرایط کاری می باشد و از اهمیت خاصی برخوردار است. به منظور ایجاد درجات گوناگونی از حساس شدگی، عملیات حرارتی حساس شدن به مدت 24 ساعت در محدوده دمایی 800-500 صورت گرفت. در این پژوهش، ابتدا با انجام آزمون راکتیواسیون پتانسیودینامیک الکتروشیمیایی دو حلقه ای (DLEPR) و پلاریزاسیون آندی بر روی نمونه های حساس شده فولاد ضدزنگ 316 در محیط 5/0 مولار اسید سولفوریک (خلوص 97%) حاوی 01/0 درصد وزنی KSCN و در دمای 25، محدوده پتانسیل مربوط به ناحیه ترانس پسیو در مورد هر نمونه، مشخص گردید. سپس آزمون امپدانس الکتروشیمیایی در پتانسیل های مربوط به هر ناحیه و در محدوده فرکانس Hz 100000-01/0 انجام شد. نتایج حاکی از وجود سه ناحیه انحلال آندی لایه پسیو، انحلال مرزدانه و بروز خوردگی حفره ای با تغییر مقدار پتانسیل آندی می باشد. اثر بهبود بخشی در دمای بالاتر از 600 برای این آلیاژ مشاهده شد. با انجام آزمون امپدانس الکتروشیمیایی در پتانسیل مربوط به انحلال آندی لایه پسیو در محل مرزدانه ها، مقدار حساس شدگی آلیاژ تعیین گردید.

    کلیدواژگان: آزمون امپدانس الکتروشیمیایی، فولاد ضدزنگ 316، خوردگی بین دانه ای، اثر بهبودبخشی
  • سیدعلی گله داری*، عباس وفایی صفت، داوود آرزومندی، حسین خدارحمی، مهدی شهابی صفحات 43-56
    سازه های دریایی باید علاوه بر تحمل فشار هیدرواستاتیک آب، تا حد امکان در برابر بارهای ناشی از انفجار زیر آب مقاوم باشند. می بایست نسبت استحکام به وزن این سازه ها تا حد امکان بالا بوده، تا سازه طراحی شده به لحاظ مواد مصرفی، انرژی و هزینه بهینه باشد. در این مقاله ابتدا روشی جهت شبیه سازی پدیده انفجار زیر آب در محیط نرم افزار ABAQUS ارائه شده و با استفاده از نتایج تجربی موجود، این روش صحت سنجی شده است. سپس با استفاده از این روش رفتار دینامیکی سازه کامپوزیتی تحت بار انفجار زیر آب بررسی شده است. در ادامه الگوریتمی ارائه شده است که به وسیله آن می توان با تغییر زاویه و ضخامت صفحه کامپوزیتی، وزن صفحه را در شرایطی که سازه در مقابل بار انفجار زیر آب دچار شکست نشود، با استفاده از الگوریتم ژنتیک بهینه نمود. نتایج نشان می دهد که الگوریتم ارائه شده توانایی بهینه سازی وزن سازه کامپوزیتی را دارد. بر اساس بهینه سازی انجام شده، با کاهش %38 وزن، سازه هم چنان در برابر نیروی انفجار مقاوم است. با توجه به پایین بودن نسبت وزن به استحکام در سازه های کامپوزیتی، این سازه ها کاربردهای فراوانی در صنایع نظامی و دریایی دارند. از نتایج این مسئله می توان برای بهینه سازی وزن و استحکام سازه های دریایی که در مقابل بار انفجار زیر آب قرار می گیرند استفاده نمود.
    کلیدواژگان: انفجار زیر آب، بهینه سازی، روش اجزاء محدود، الگوریتم ژنتیک، صفحه کامپوزیتی
  • الهام صفابخش، ساسان اطرج، محمدرضا نیلفروشان صفحات 57-70
    در این پژوهش، کامپوزیت های متخلخل بر پایه کاربید سیلیسیم دارای اتصال کوردیریتی به وسیله روش اتصال واکنشی ساخته شد. به همین دلیل از کاربید سیلیسیم، تالک و کائولن بعنوان مواد اولیه و از گرافیت و اسفنج پلی اورتان بعنوان عوامل ایجاد تخلخل برای ساخت این نوع کامپوزیت ها استفاده شد. در این ارتباط تاثیر پارامترهایی همانند نوع و مقدار مواد اولیه، مقدار کاربید سیلیسیم، نوع و مقدار عامل ایجاد تخلخل بر خواص این نوع کامپوزیت ها شامل مقدار تخلخل، استحکام مکانیکی، مقاومت در برابر شوک حرارتی، دیرگدازی تحت بار، ترکیب فازی و ریزساختار پس از پخت در دمای °C1250 مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که نوع و ترکیب مواد اولیه تاثیر زیادی بر مقدار فاز کوردیریت تشکیل شده دارد. هم چنین فازهای کریستوبالیت، کوراندوم، مولایت اولیه و ثانویه علاوه بر کوردیریت در بدنه می توانند تشکیل شوند که مقدار آنها به نوع و ترکیب مواد اولیه و مقدار کاربید سیلیسیم وابسته است. از طرف دیگر نوع و مقدار عامل ایجاد تخلخل نیز بر استحکام مکانیکی تاثیر زیادی دارد. نتایج نشان داد که ترکیب کامپوزیت حاوی 30 درصد وزنی گرافیت و 60 درصد وزنی کاربید سیلیسیم از خواص مناسب تری برخوردارند. بررسی های ریزساختاری نیز تشکیل فاز اتصالی کوردیریت بهمراه مولایت را به گونه مناسب بین ذرات کاربید سیلیسیم تایید کرد.
    کلیدواژگان: کامپوزیت، متخلخل، کوردیریت، کاربید سیلیسیم، مولایت
  • سید غلامرضا رضوی*، محسن سبکتکین ریزی، مرتضی طاهری صفحات 71-80
    با توجه به کاربرد وسیع تیتانیم و آلیاژهای آن در صنایع گوناگون از جمله صنایع خوردوسازی، هوا فضا و پتروشیمی جوشکاری آن از راه روش های جوشکاری گوناگون اجتناب ناپذیر است. هدف از این پژوهش، مقایسه ساختار و خواص مکانیکی تیتانیم خالص تجاری با استفاده از دو روش GTAW و لیزر می باشد. بدین منظور در این پژوهش صفحات تیتانیم خالص تجاری با استفاده از روش های فوق جوشکاری گردید. ریز ساختار نمونه های تولیدی با استفاده از میکروسکوپ نوری و الکترونی روبشی مورد بررسی قرار گرفت. سختی فلزات پایه و نقاط نزدیک به فصل مشترک جوش از راه میکرو سختی محاسبه شد. هم چنین آزمون کشش و خمش بر روی نمونه ها اعمال گردید. نتایج نشان دهنده استحکام کششی و خمشی بیش تر، مقدار سختی کمتر و پهنای جوش کمتر نمونه های جوشکاری شده به روش لیزر نسبت به روش GTAW می باشد.
    کلیدواژگان: تیتانیم، جوشکاری لیزر، خواص مکانیکی، جوشکاری GTAW
  • محمد علی زارع*، معصومه عمادی، مریم ایرانپور، رضا بازرگان لاری صفحات 81-98
    این مقاله مطالعه ای بر حذف رنگ متیلن بلو از آب های آلوده می باشد. این جداسازی بوسیله فرایند جذب به روش دسته ای[1] انجام گردید. در این روش از جاذب ارزان قیمت کاکل ذرت، که یکی از ضایعات کشاورزی می باشد، استفاده شد. اثر پارامترهای دما، زمان، pH و حجم محلول بررسی گردید. در تصحیح جاذب، بهترین فرایند انتخابی شستشو با اتیلن دی آمین 1 مولار برای30 دقیقه بود. ایزوترم جذب نیز بررسی شد و نتایج حاصل از آزمایش تجربی با مدل لانگمویر بهترین هم خوانی را داشت. ماکزیمم جذب 67/166 میلی گرم رنگ متیلن بلو در هر گرم جاذب بود. هم چنین بررسی های سینتیکی نشان داد که سینتیک جذب با مدل سینتیکی شبه درجه دو هماهنگی دارد.
    کلیدواژگان: متیلن بلو، پساب، جذب، کاکل ذرت، بیو جاذب
|
  • A. S.*, S.M. Z., A. B. A. Pages 1-12
    In this study، aluminum matrix nanocomposite reinforced with silicon dioxide nanoparticles (SiO2) were produced using ultrasonic technique and then using TiH2 foaming agent fabrication of aluminum nanocomposite foams by melt rout process was carried out. Furthermore، microstructural analysis using optical microscope and scanning electron microscope to ensure the production of nanocomposite foam and evaluation the role of nanoparticles on morphology and cell wall thickness. Liquid drainage during foaming process was studied with computer softwares. The results revealed multifaceted structures of cells and appropriate distribution of nanoparticles in cell walls using microscopic evaluations. Also، it was observed that the thickness of cell walls and plateau borders area changes from foam surface.
    Keywords: ultrasonic technique, nanocomposite foam, microstructure evaluations, liquid drainage
  • A. S.*, M.H. P. Pages 13-20
    Composites constitute a new class of materials، which are mostly used for mechanical and tribological applications. Among these materials، copper deposits with incorporation of hard ceramic particles such as boron carbide (B4C)، combine good mechanical properties (due to the presence of B4C)، with high electrical and thermal conductivity (due to the presence of Copper). The purpose of this study is to apply the copper coating on boron carbide particles by electroless method and study the effect of time of sensitization and activation processes and also electroless bath temperature on the amount and uniformity of the Cu Coating. Times 30، 60 and 80 minute to evaluate the effect of time of sensitization and activation processes has been considered، also temperatures 25،50 and 75 degree centigrade were selected to evaluate the effect of electroless bath temperature on copper deposition of ceramic particles. The effect of time of sensitization and activation processes has been studied using SEM، and the effect of electroless bath temperature has been investigated by XRD، SEM and Atomic Absorbtion analysis. The results showed that the optimum time of activation and sensitization was 80 minutes and the optimum bath deposition temperature at pH 12 and time of deposition 60 minute، was 75 degrees centigrade.
    Keywords: Electrolesscoating, Boron carbide, Copper coating
  • H. Kh*, A. I.N.P., S.A. H Pages 21-29
    In the current investigation a Ni-B-Al2O3composite coating was fabricated through electroless method and the effects of heat treatment on microstructure، hardness and tribological properties was studied. Electroless Ni-B-Al2O3 coating of 30 µm thickness was applied on the surface of Ck45 steel. Following that، the coated samples went through heat treatment for 1 h at 400 ˚C. X-ray diffraction and scanning electron microscopy were utilized in order to characterize the coating. Tribological behavior and hardness of the samples were studied by means of pin on disk and Vickers microhardness measurement device. The results revealed that the addition of Al2O3 particles leads to grain refinement and consequent microhardness elevation. Moreover، heat treatment resulted in nanocrystalline structure، therefore، hardness and wear resistance of the coating improved due to transformation of amorphous phase to crystalline structure and production of Ni3B phase.
    Keywords: electroless Ni, B, Al2O3, heat, treatment, hardness, wear resistance
  • Kh. M.B., M. P. Pages 29-42

    One of the main problems with stainless steels is their sensitization during fabrication or conditions under which they are utilized. Thus determining the degree of sensitization (DOS) is very crucial. To change the DOS of the specimens، heat treatment was conducted at 500-800 for 24 h. In this paper the Double loop electrochemical potentiokinetic reactivation test (DLEPR) and anodic polarization tests were first conducted at 25 in a 0. 5 molar sulphuric acid containing 0. 01 molar KSCN for AISI 316 sensitized specimens، the potential range related to transpassive region of each specimen was determined. The electrochemical impedance test in the potentials related to this region and in the frequency range 0. 01-100000Hz was performed. The results were indicative of the presence of three different regions namely the anodic dissolution of the passive layer، dissolution of the grain boundaries and the occurrence of pitting corrosion due to the variations in the anodic potential. The healing effect was observed at the temperatures above 600 for this alloy. By performing the Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) tests in the potentials related to the dissolution of the passive layer at the grain boundaries، the sensitization of the alloys was determined.

    Keywords: Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS), AISI 316 Stainless Steel, Intergranular Corrosion, Healing Effect
  • S.A. G.*, A. V., D. A., H. Kh., M. Sh Pages 43-56
    Marine structures in addition to sustain water hydrostatic pressure should be as far as possible resistant against the loads resulting from underwater explosions. The ratio of strength to weight of these structures should be high as far as possible، so the designed structure in terms of materials، energy and the cost would be optimized. In this paper at first a method for simulation of underwater explosion phenomena in the ABAQUS software environment is presented and by using available experimental results، this method is verified. Then، by using this method the dynamic behavior of the composite structure subjected to underwater explosion is investigated. In following، an algorithm is presented by which the weight of plate can be optimized by using genetic algorithm through change of the angle and thickness of composite plate، in conditions that structure against underwater explosion load would not be fractured. Results show that the presented algorithm can optimize the composite structure weight. Upon to 38% weight reduction، the structure is still resistant against the explosive load. According to low weight to strength ratio of composite structures، they have many applications in military and marine industries. The presented method can be used to optimize the weight and strength of marine structures subjected to underwater load.
    Keywords: Genetic Algorithm, under water explosion, optimization, finite Elements Method, Composite plate
  • E. S., S. O., M.R. N Pages 57-70
    In this paper، the cordierite bonded porous SiC composites were prepared by a reaction bonding method. For this reason، SiC، talc and kaolin as raw materials، using graphite and poly urethane sponge as the pore-forming agents were used for the preparation of these composites. The effects of raw materials type and content، silicon carbide content and type and content of pore-forming agent on the properties of these composites after firing at 1250 °C were investigated. Hence، the physical and mechanical properties، thermal shock resistance، refractoriness under load، phase composition and microstructure of these composites were evaluated. The results showed that raw materials type and composition have effects on the formation of cordierite phase drastically. The cristobalite، corundum، primary and secondary mullite phases can form in composite besides of cordierite which their contents depend on raw materials and silicon carbide content. Besides، type and content of pore-forming agent have a great effect on the mechanical strength of these composites. The best results were obtained with composition containing 30 wt. % graphite and 60 wt. % silicon carbide. The microstructural investigations showed that a proper cordierite-mullite bonding was formed between silicon carbide particles.
  • S.Gh. R.* , M. T. Pages 71-80
    Titanium alloys are widely used in many fields such as the automotive، aerospace and chemical industries. In some applications، titanium alloys are needed for use with particular welding methods. These are GTAW، GMAW and laser welding. In this study، titanium Grade- 2 (Cp-Ti) plates were welded using Laser welding and GTAW. Tensile and flexural tests were applied to the welded samples. The microstructure and SEM images of main material and welded regions were studied and micro hardness measurements were performed. Tensile and flexural strengths of laser welded samples were higher than GTA welded samples. The micro hardness values of the weld-zone of laser welded samples were lower than the GTA welded samples welding zone. In microstructure and SEM investigations، oxide structures and the splashes of molten metal appearing like drops were identified. The width of the weld- zone in laser welding was in a narrow range.
    Keywords: Ti alloys, laser welding, mechanical properties, GTA welding
  • M.A. Z.*, M. E., M. I., R. B.L. Pages 81-98
    In this paper removal of methylene blue dye from wastewater was studied. Separation was studied by adsorption batch method. Adsorbent is tassel that is an agricultural waste. The effect of temperature، time، pH and solution volume on adsorption was investigated. This adsorbent was eluted and treated by Ethylenediamine 1M for 60 min. The best fitted isotherm model was Langmuir and maximum capacity was obtained 166 mg dye on 1g adsorbent. The best kinetic model was pseudo second order model.
    Keywords: methylene blue, wastewater, adsorption, tassel, bioadsorbent