فهرست مطالب

  • سال سوم شماره 2 (تابستان 1393)
  • تاریخ انتشار: 1393/06/19
  • تعداد عناوین: 7
|
  • دیناه پزشکی، محمد رجبی، سید محمود ربیعی*، غلامرضا خیاطی صفحه 1
    در این پژوهش، کامپوزیت آلومینا-دی بوراید زیرکونیم به روش سنتز احتراقی خودانتشار دمای بالا فعال شده مکانیکی با استفاده از مخلوط حاوی آلومینیم، اکسید زیرکونیم و اسید بوریک تولید شد. اثر اندازه ذره آلومینیم و فعالسازی مکانیکی بر مشخصه های سنتز بررسی گردید. آنالیزهای پراش پرتوX و گرماسنجی افتراقی روبشی نشان می دهد که اندازه ذره آلومینیم و فعالسازی مکانیکی بر مکانیزم و و دمای احتراق سیستم تاثیرگذار است. بعنوان یک نتیجه، دمای احتراق نمونه های فعالسازی مکانیکی شده از 1114 درجه سانتیگراد به 972 و 650 درجه سانتیگراد بترتیب برای نمونه های حاوی آلومینیم درشت دانه و ریزدانه کاهش یافت.
    کلیدواژگان: سنتز احتراقی، فعال سازی مکانیکی، کامپوزیت پایه آلومینا
  • سید علی میرصالحی، علیرضا خاوندی*، شمس الدین میردامادی، محمدرضا نعیمی جمال، سعید روشن فر صفحه 11
    امروزه مواد زیستی کامپوزیتی، کاربردهای فراوانی در پزشکی پیدا کرده اند ولی به دلیل وجود برخی مشکلات، بیشتر در مرحله ی تحقیقات کلینیکی و آزمایشگاهی قرار دارند. در این تحقیق، ابتدا نانوکامپوزیت با زمینه ی پلی اتیلن با وزن مولکولی بسیار بالا (UHMWPE) و نانو ذرات هیدروکسی آپاتیت (Nano-HA) به عنوان فاز تقویت کننده به کمک روش اختلاط در فاز مذاب با کمک روغن پارافین با درجه ی پزشکی و با استفاده از دستگاه مخلوط کن داخلی با مقادیر مختلف 10، 20، 30، 40 و wt.% 50 از نانو ذرات هیدروکسی آپاتیت در دمای o C 180، ساخته شد. خواص مکانیکی و سایشی نمونه ها با انجام آزمون-های نانونفوذ و نانوخراش مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج به دست آمده از آزمون نانونفوذ و نانوخراش نشان دهنده آن است که نمونه با wt.% HA 50 دارای ضریب کشسان و سختی به ترتیب 5/362% (625/4 برابر) و 200% (3 برابر) و ضریب اصطکاک 57/63% (63/1 برابر) کمتر از نمونه ی شاهد است.
    کلیدواژگان: نانوکامپوزیت، نانو نفوذ، نانو خراش، Nano، HA، UHMWPE، خواص مکانیکی، خواص سایشی
  • احد سعیدی، علیرضا میرحبیبی*، فرهاد گلستانی فرد صفحه 27
    در این تحقیق با استفاده از ضایعات کشاورزی همچون پوست گردو سعی شد کربن فعالی با بیشترین سطح ویژه تهیه شود. روش استفاده شده در ساخت کربن فعال، فعال سازی شیمیایی انتخاب شد. برای بررسی پارامترهای موثر در روش فعال سازی شیمیایی از طراحی آزمایش استفاده شد. پارامترهایی که مورد بررسی قرار گرفتند نسبت اشباع سازی، دما و زمان کربنیزه کردن بود. بررسی آزمایشها به روش تاگوچی نشان داد که بهترین نمونه از نظر سطح ویژه و حجم تخلخل ها نمونه با نسبت اشباع سازی 3، دمایکربنیزه کردن 500 درجه سلسیوس و زمان 2 ساعت است. مشخص شد که افزایش دما باعث کاهش سطح ویژه می شود. افزایش زمان و نسبت اشباع سازی موجب می شود که سطح ویژه و حجم تخلخل های کربن فعال افزایش یابد. فاکتور سهم نشان داد که تاثیر دما بیشتر از دو پارامتر دیگر است.
    کلیدواژگان: کربن فعال، فعال سازی شیمیایی، طراحی آزمایش به روش تاگوچی، ضایعات کشاورزی
  • زهره کاویانی باغبادرانی، علی زمانیان*، مسعود علیزاده، سید محمد حسین غضنفری صفحه 39
    روش ریخته گری انجمادی روشی جدید و با بیشترین امکان کنترل جهت تهیه ی قطعات متخلخل سرامیکی می باشد. هدف از مطالعه حاضر بررسی تاثیر دمای شروع انجماد بر ریزساختار و خواص مکانیکی قطعات متخلخل هیدروکسی آپاتیتی تولید شده به روش ریخته گری انجمادی است. در این پژوهش ابتدا دوغاب پایداری از هیدروکسی آپاتیت آماده شد، سپس درون قالب با دماهای متفاوت (°C7+، 0، 7-، 14- و 21-) ریخته شد. پس از انجماد با نرخ C/min° 1،کریستال های یخ داخل نمونه ها با استفاده از دستگاه خشک کن انجمادی تصعید شد و نهایتا نمونه ها در دمای °C 1350 زینتر شدند. اندازه و مورفولوژی تخلخل های ایجاد شده با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM) مورد بررسی قرار گرفت. تصاویر به دست آمده از SEM بیانگر این است که افزایش دمای شروع انجماد منجر به افزایش اندازه تخلخل ها و افزایش پل های بین ساختاری می گردد. خواص مکانیکی نمونه ها نیز مورد بررسی قرار گرفت که حاکی از افزایش درصد تخلخل و استحکام فشاری از MPa 2/12 تا MPa 5/24 همزمان با کاهش میزان دمای شروع انجماد می باشد.
    کلیدواژگان: ریخته گری انجمادی، دمای شروع انجماد، اندازه ی تخلخل، استحکام فشاری
  • امین محمدپور، سید محمد میرکاظمی*، علی بیت اللهی صفحه 53
    در تحقیق حاضرشیشه با سیستم SiO2-B2O3-Fe2O3-Na2O-ZnO دراتمسفرهای احیایی هیدروژن، نیتریدی آمونیاک گازی و خنثی آرگون و بستر گرافیتی در دمای °C 590 به مدت 1 عملیات حرارتی شده است و تاثیر اتمسفر بر فازهای تشکیل شده هنگام تبلور فاز مگنتیت و همچنین خواص مغناطیسی شیشه سرامیک مگنتیت بررسی شده است. شناسایی فازهای تشکیل شده، توسط پراش پرتو ایکس و اندازه گیری خواص مغناطیسی بوسیله مغناطیس سنج نمونه مرتعشی انجام شد. در نمونه عملیات حرارتی شده در بستر گرافیت و اتمسفر آرگون، فاز مگنتیت تشکیل شد و مغناطش اشباع شیشه پایه بعد از تبلور حدود emu g-1 19 بدست آمد. در الگوی پراش پرتو ایکس شیشهعملیات حرارتی شده در اتمسفر احیایی،فازهای مغناطیسی مگنتیت و آهن آلفا مشاهده شد. وجود آهن آلفا باعث افزایش مغناطش اشباع تا emu g-1 27 شد. در شیشه عملیات حرارتی شده در اتمسفر آمونیاک گازی، فازهای نیترید آهن مشاهده نشد و تنها فاز مگنتیت تبلور یافت. مغناطش اشباع این نمونه emu g-13/18 بدست آمد.
    کلیدواژگان: شیشه سرامیک، مگنتیت، آهن آلفا، اتمسفراحیایی، اتمسفرنیتریدی
  • رضا بنی عامریان*، محمود فرهادی نیا، میثم سروش صفحه 63
    استفاده از روش های شبیه سازی در متالورژی پودر توسعه روزافزون یافته است. عمده اهمیت این روش کاهش هزینه وتکرار آزمایشات به صورت سعی و خطا می باشد، علاوه بر این امکان انجام بسیاری از آزمایشات در شرایط معمولی به دلیل کمبود امکانات و هزینه های بالا امکان پذیر نمی باشد. در این مقاله مدل های میکرومکانیکی و ماکرومکانیکی برای شبیه سازی فرایند فشرده سازی پودر مورد بررسی قرار گرفته و مدل دراکر-پراگر/کپ، به عنوان کامل ترین و پرکاربردترین مدل برای فرایند شبیه سازی پودرهای سرامیکی مورد استفاده قرار گرفته است. کانتور توزیع چگالی در نمونه زیرکونیا با استفاده از حل المان محدود پیش بینی شده و نتایج آن با کارهای آزمایشگاهی انجام شده توسط محققان دیگر مقایسه شده و همخوانی بسیار خوبی مشاهده شده است. همه نتایج حاکی از نقش غیر قابل انکار اصطکاک روی توزیع چگالی و تنش ها در نمونه پودری دارند. اصطکاک باعث به وجود آمدن گرادیان چگالی و در نتیجه آن ناهمگنی توزیع چگالی در نمونه خواهد شد.
    کلیدواژگان: شبیه سازی، فرایند فشرده سازی پودر، مدل های میکرومکانیکی، مدل های ماکرومکانیکی، اصطکاک
  • احسان شاه محمدی*، فرهاد گلستانی فرد، اردشیر نظامی نیا، محمد علی توحیدی صفحه 79
    هدف این پژوهش بررسی اثرضخامت لایه دیرگداز پاتیل حمل فولاد بر افت دما در فاصله بارگیری تا بارریزی با استفاده از روش المان های محدود می باشد. در این طرح با استفاده از شبیه سازی کامپیوتری و استفاده از نرم افزارAnsys اثر تغییر ضخامت لایه دیرگداز بر افت دما بررسی شد. جنس دیرگدازها از انواع MgO-C، AMC و مونولیتیکی بوده که ضخامت و جنس لایه کاری از 50% تا 150% مقدار واقعی ابعادی خود تغییرداده شد. با استفاده از نرم افزار پروفیل دمایی مشخص و افت دمایی مذاب و سایر لایه های درونی پاتیل وابسته به ضخامت دیرگداز در طول گردش پاتیل تعیین گردید.نتایج حاصله با مقادیر واقعی مقایسه شده و صحت آن ها با اختلاف کم از مقادیر واقعی تایید شده است.
    کلیدواژگان: شبیه سازی دیرگداز، انتقال حرارت پاتیل، پروفیل حرارتی، المان محدود، طراحی دیرگداز، پاتیل فولادسازی
|
  • Page 1
    In this research، Al2O3-ZrB2 composite was produced by mechanically activated self-propagating high temperature synthesis (MASHS) using mixture containing Al، ZrO2 and H3BO3. The effect of Al particle size and mechanical activation on the combustion characteristics was investigated. The XRD and DSC analyses show that Al particle size and mechanical activation affects the mechanism and temperature of combustion behavior of the system. As a result، the ignition temperature of mechanically activated samples decreased from 1114 °C to 972 °C and 650 °C for samples containing coarse and fine Al particles، respectively.
    Keywords: combustion synthesis, mechanical activation, Alumina, based composite
  • Page 11
    Recently، composite materials have been widely used as orthopedic materials but there are some problems which cause only clinical research perform on these. In this study، hydroxyapatite nanoparticulate (Nano-HA) (10، 20، 30، 40، and 50 wt. %) reinforced ultrahigh molecular weight polyethylene (UHMWPE) nanocomposite was fabricated by compounding Nano-HA and UHMWPE mixtures in paraffin oil by medical grade using internal mixer at 180 ºC. Mechanical and tribological properties of samples were investigated by nanoindentation and nanoscratching method. Nanoindentation results showed sample with 50 wt. % Nano-HA exhibited a Young’s modulus and hardness 362. 5% (4. 625 times) and 200% (3 times) higher than control sample (pure UHMWPE)، respectively. According to nanoscratching results sample with 50 wt. % Nano-HA had 63. 57% (1. 63 times) lower than control sample.
    Keywords: Nanocomposite, Nanoindentation, Nanoscratch, Nano, HA, UHMWPE, Mechanical properties, Tribological properties
  • Page 27
    In the present study، activated carbon (AC) with high surface area prepared by using of nutshell (waste of agriculture) as starting material. Chemical activation method was chosen for this purpose. Effective parameters such as impregnation ratio (IR)، temperature of activation and time، were investigated by design experiment. The results showed that the optimized sample which has highest surface area and pore volume can be achieved by fixing the IR، temperature of carbonization and time to 3، 500 ℃ and 2 hours، respectively. Increasing temperature resulted in decrement of the surface area of AC، while increasing time and IR lead to higher surface area and pore volume of AC. Furthermore، contribution factor showed that effect of temperature is higher than two other parameters.
    Keywords: Activated carbon, Chemical activation, Taguchi method, agriculturalwaste
  • Page 39
    The freezecasting is a novel method with great possible control for preparing porous ceramic materials. The goal of this study is to investigate the effect of initial freezing temperature on the microstructure and mechanical properties of porous hydroxyapatite samples prepared by freeze-casting method. In this study، stable slurries of hydroxyapatite were first prepared and then،poured into the plate in different temperatures (+7، 0، -7، -14، -21 °C) and after solidification with rate of 1 °C/min، the ice crystals were sublimated in freeze dryer and finally sintered in 1350°C. The size and morphology of pores wereevaluated by SEM. The obtained images indicate that an increase in starting freezing temperature leads to the increase in the pore size and the interstructural bridges. The mechanical properties of the samples werealso investigated which reveals that by decreasing the starting freezing temperature both compressive strength and porosity percentage simultaneously increased.
    Keywords: freeze casting, initial freeze temperature, pore size, compressive strength
  • Page 53
    In this study، the glass with SiO2-B2O3-Fe2O3-Na2O-ZnO systemwas set in the various atmosphere ofhydrogen reducing، nitriding ammonia gas and neutral argon gas and also graphite-bed at 590 ̊C for 1 h and the effect of the formed phases during crystallization of the magnetite and also the magnetic characteristics of the magnetite glass-ceramic were investigated. The characterization of the phases was carried out by X-ray diffraction and the magnetic properties were studied by vibrating sample magnetometer (VSM). The magnetite phase was formed in the heat treated samples in graphite-bed and argon atmosphere and saturation magnetization of the primary glass was measured 19 emu g-1 in both samples. After the heat treatment of the glass in reducing atmosphere، magnetic phases of magnetite and α-Fe were detected in X-ray diffraction pattern. The existence of α-Fe was resulted in the improvement of the magnetic properties and also the increase in the saturation magnetization to 27 emu g-1. In The heat treated glass in ammonia gas atmosphere، there was no iron nitride phase and just the magnetite phase was crystallized. The saturation magnetization of this sample was estimated to 18. 3 emu g-1.
    Keywords: glass ceramic, magnetite, α Fe, reducing atmosphere, nitriding atmosphere
  • Page 63
    Nowadays; utilization of simulation methods for prediction material behavior particularly in the development of powder metallurgy is increasing. The major importance of this method in powder metallurgy is reducing of costs and also، try and error of experiments. Furthermore Possibility to perform many experiments in normal conditions due to lack of facilities and also high cost of doing them، is not possible. In this paper the macromechanical and micromechanical models used for simulation of powder compaction process. Additionaly، the drucker-prager/cap model as the most complete and widely used model for ceramic powders are investigated. Contour of density distribution for zirconia sample with finite element method are obtained and the results compared with experimental results that obtain from other researchers and good agreement are observed. All results show the undeniable role of friction on the density distribution and stresses in the powder samples. Friction causes a density gradient and heterogeneity of density distribution in samples.
    Keywords: Powder compaction process, Macromechanical model, Micromechanical model, Friction
  • Page 79
    In this work، effect of refractory thickness on temperature drop of liquid steel، was researched. Simulation and modeling has done by FEM method. By computer simulation with Ansys software thermal profile in refractory lining was modeled and temperature to thickness formulas ware developed. Refractories types are AMC، MgO-C and monolithic with thickness varies from 50% to 150% of real dimensions. Finally validation tests were done on steel making refractory and good compatibility between measured data and simulated data was achieved. Main simulation was based on ladles real dimensions and achieved Mobareke''s real data.
    Keywords: heat transfer, simulation, ladle, heat profile, ladle