فهرست مطالب

فصلنامه مواد پیشرفته در مهندسی
سال سی و سوم شماره 2 (پاییز 1393)

  • تاریخ انتشار: 1393/09/17
  • تعداد عناوین: 11
|
  • میلاد طالبیان، مصطفی علیزاده، مریم احتشام زاده صفحات 1-15
    در پژوهش حاضر کامپوزیت چندلایه آلومینیوم/فولاد با استفاده از ورق های Al-1100 و St-12 به روش نورد تجمعی تولید شد. ریز ساختار، خواص مکانیکی و رفتار خوردگی کامپوزیت به وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی، آزمون کشش، آزمون میکروسختی ویکرز، پلاریزاسیون سیکلی و اندازه گیری های طیف نگاری امپدانس الکتروشیمیایی در محلول 3.5 wt% NaCl مورد مطالعه قرار گرفت. بررسی ها نشان داد که پس از یک چرخه نورد تجمعی(در مجموع دو چرخه نورد) کامپوزیت چندلایه با 4 لایه آلومینیوم و 2 لایه فولاد تولید شد. استحکام کششی کامپوزیت چندلایه Al/steel، پس از اولین چرخه نورد تجمعی به 57/390 مگاپاسکال رسید که 29/1 مرتبه بیشتر از فولاد آغازی است، در حالی که چگالی آن تقریبا نصف چگالی فولاد است. رفتار خوردگی کامپوزیت، بهبود در پارامترهای اصلی الکتروشیمیایی را به عنوان یک تاثیر مثبت نورد سرد، نشان داد. نتایج آشکار ساخت که به طور کلی پس از آنیل، استحکام و مقاومت به خوردگی کامپوزیت آلومینیوم/فولاد کاهش و درصد ازدیادطول افزایش می یابد.
    کلیدواژگان: نورد تجمعی (ARB)، کامپوزیت چندلایه، خواص مکانیکی، رفتار خوردگی
  • زهرا انصاری، مصطفی علیزاده، عباس صادق زاده عطار صفحات 17-30
    در این پژوهش، اکسیدهای فلزی مخلوط Al2O3/MgO/TiO2 با استفاده از فرایند سل- ژل با دو نسبت مولی Al/Mg/Ti، 5:1:3 و 3:4: 5/2 بر روی زیرلایه آلومینیم AA1100 پوشش داده شد. مورفولوژی سطح، تحلیل فازی و رفتار خوردگی پوشش با دستگاه میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، تفرق اشعه ایکس (XRD) و اندازه گیری های طیف نگاری امپدانس الکتروشیمیایی (EIS) در محلول 3.5 wt% NaCl مورد ارزیابی قرار گرفت. رفتار گرمایی، نوع پیوندها و گروه های عاملی نمونه های پوشش یافته به ترتیب توسط تحلیل گرمایی TG-DTA و آزمون طیف نگاری مادون قرمز (FTIR) مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد که عملیات گرمایی در دمای 450 درجه سانتی گراد باعث افزایش تخلخل و ترک پوشش شده و در نهایت باعث کاهش مقاومت به خوردگی می شود. بهترین مقاومت به خوردگی برای نمونه پوشش یافته با نسبت مولی Al/Mg/Ti برابر با 5:1:3 و بدون عملیات گرمایی به دست آمد. ساختار این نمونه غیربلوری بوده و عملیات گرمایی باعث بلوری شدن و کاهش مقاومت به خوردگی می شود.
    کلیدواژگان: پوشش اکسیدهای فلزی مخلوط، فرایند سل، ژل، رفتار خوردگی
  • مجتبی احمدی، شاهین ابراهیمی، محمد احمدی صفحات 31-42
    تولید فوم با ساختار میکروسلولی (اندازه سلولی μm 100-1 و چگالی سلولی بالاتر از cell/cm3 109) از آمیزه پلی کربنات/ اتیلن پروپیلن دی ان منومر (PC/EPDM) هدف پژوهش حاضر بوده است. تهیه فوم میکروسلولی از این آمیزه به دلیل هسته گذاری ضعیف ناشی از چقرمگی بالا به راحتی امکان پذیر نیست. با این وجود تلاش ها برای بهبود فرایند فوم شدن در این روش هم چنان ادامه دارد. اخیرا، استفاده ازپرکننده های نانو در صنایع مختلف پلیمر برای رسیدن به بعضی از خواص مطلوب رایج شده است. در این پژوهش امکان استفاده از نانولوله کربنی در فوم های پلیمری به منظور افزایش نرخ هسته گذاری سلولی مطرح شده است. عملیات فوم شدن به روش ناپیوسته و توسط عامل فوم زای دی اکسیدکربن فوق بحرانی انجام شد. نتایج نشان داد که نانولوله کربنی در زمینه پلیمری به صورت عامل هسته زا عمل می کند و نرخ هسته گذاری سلولی را افزایش می دهد. هم چنین استفاده از نانولوله کربنی تا 3 درصد وزنی باعث افزایش چگالی سلولی می شود و میانگین اندازه سلول ها را کاهش می دهد.
    کلیدواژگان: ترموپلاستیک الاستومر، ساختار میکروسلولی، نانولوله کربن، مورفولوژی سلولی، فوم نانوکامپوزیتی
  • خطیب الاسلام صدرنژاد، شاهین کتیرایی صفحات 43-54
    در این مقاله خواص مکانیکی آلیاژ نیکل - تیتانیم متخلخل تولید شده به روش سنتز احتراقی حجمی (VCS) برای استفاده در جراحی استخوان بررسی شده است. رفتار تنش-کرنش آلیاژ از طریق آزمون کشش تک محوری مشخص شده، نمودار ابر کشسانی آلیاژ متخلخل با نمودار آلیاژ توپر سرد شده از دمای پایداری آستنیت مقایسه شده است. به علت حرکت نابجایی ها، افزایش تعداد محل های هسته گذاری و ریز شدن صفحات مارتنزیت در هنگام کار سرد، تغییر فرم پلاستیک و گلویی شدن آلیاژ با مواد عادی تفاوت اساسی دارد. تنش تسلیم و مدول الاستیک آلیاژ با درصد تخلخل آن رابطه غیرخطی دارد و از معادله های و پیروی می کند. نمودارهای تنش- کرنش آلیاژ نشان می دهد که حتی با وجود 30 درصد تخلخل، نمونه می تواند قبل از شکستن بیش از 6 درصد تغییر طول دهد. مقایسه سطوح شکست نمونه های سنتز احتراقی با نمونه های متالورژی پودر نشان دهنده تاثیر شدید فرایند تولید بر مکانیزم شکست است.
    کلیدواژگان: آلیاژ نیکل، تیتانیم، متخلخل، سنتز احتراقی حجمی
  • مهران گودرزی، علی سعیدی صفحات 55-64
    در سال های اخیر، پژوهش های زیادی در زمینه استفاده از فرایند مکانوشیمیایی برای تولید نانومواد صورت گرفته است. در این پژوهش، نانوکامپوزیت زمینه سرامیکی TixAly/Al2O3 به روش مکانوشیمیایی و با استفاده از ماده ارزان قیمت TiO2 تولید شد. از پودرهای اکسید تیتانیوم و آلومینیوم به عنوان مواد اولیه استفاده شد و آسیاب کاری در اتمسفر نیتروژن انجام شد. نتایج حاصله نشان داد در اولین مرحله از فرایند تولید، اکسید تیتانیوم به وسیله آلومینیوم احیا می شود و در ادامه فرایند، تیتانیوم تولیدی با آلومینیوم باقیمانده واکنش انجام می دهد. محصول تولید پس از 10 ساعت آسیاب کاری، اکسید آلومینیوم و آلومیناید تیتانیوم است و با افزایش زمان آسیاب کاری تا 80 ساعت، مقدار آلومیناید تیتانیوم افزایش می یابد. هم چنین نتایج نشان داد میزان تجزیه آلومیناید تیتانیوم با گرما دادن نمونه های حاوی آلومیناید تیتانیوم در اتمسفرهای آرگون و نیتروژن ناچیز و قابل چشم پوشی است.
    کلیدواژگان: نانوکامپوزیت TixAly، Al2O3، آلومینایدهای تیتانیوم، مکانوشیمیایی
  • شهرام سیدین، سیدمحسن حسینی گلگو، محمدحسین قزل ایاغ، فریما آگند صفحات 65-74
    در این مقاله، نحوه ساخت و ارزیابی حسگرهای گاز مبتنی بر لایه نازک اکسید قلع نانوساختار به دو روش تبخیر گرمایی (نوع I) و کند و پاش (نوع II) نسبت به اتانول بررسی شده است. لایه نازک اکسید قلع برروی زیرلایه هایی از ویفر سیلیکن ایجاد و برروی آن ها عملیات حرارتی انجام شد. با استفاده از روش های ساختارسنجی و تحلیل مختلف SEM)، AFM، XRD و (EDS ریزساختار بدنه های نیمه هادی مورد ارزیابی قرار گرفت. تصاویر SEM، وجود دانه بندی یکنواخت با ابعاد نانومتری در هر دو نوع نمونه را نشان داد. مقاومت حسگرها در هوای تمیز و تغییرات گذرای مقاومت آن ها در پاسخ به تغییرات آنی بخار اتانول ppm)3000) مورد اندازه گیری قرار گرفت. پس از پایداری حسگرها، پاسخ 3 برای حسگر نوع I و 18/1 برای حسگر نوع II به دست آمد که بیانگر خواص حسگری بهتر لایه نازک اکسید قلع نانوساختار ایجاد شده به روش تبخیر گرمایی بود. دلیل آن را می توان ناشی از سطح موثر، مکان های جذب و مقاومت بیس لاین بیش تر به واسطه داشتن دانه های ریزتر دانست هرچند به لحاظ زمان پاسخ و بازیابی، عملکرد کندتری داشت.
    کلیدواژگان: حسگر گاز، اکسید قلع، نانوساختار، تبخیر گرمایی، کند و پاش، اتانول
  • شیما معصومی، حسین سرپولکی، بیژن افتخاری یکتا، منصور سلطانیه صفحات 75-84
    در این پژوهش ترکیب هرسینیت، FeAl2O4، با استفاده از روش نمک مذاب و در بستر کک، در دمای °C800 و زمان نگهداری 3 ساعت تولید شد. از نسبت استوکیومتری Al2O3 وFeCl2.4H2O در ترکیب هرسینیت، به عنوان مواد واکنش دهنده و از مخلوط یوتکتیک نمک های NaCl-KCl-LiCl به عنوان محمل نمک مذاب استفاده شد. مواد واکنش دهنده و نمک های مذاب با نسبت 1 به 3 با هم مخلوط شدند. به منظور بررسی فازی، بررسی رفتار گرمایی و تعیین شکل ذرات پودر به دست آمده، پس از شستشو و فیلتر کردن نمک ها، آزمون های پراش اشعه X (XRD)، DTA-TG و SEM، انجام شد. اثر عواملی همچون دما و زمان نگهداری بر تولید هرسینیت به روش نمک مذاب بررسی شد. دمای شروع تشکیل هرسینیت با استفاده از این روش °C700 بود و با افزایش دما تا °C900 و افزایش زمان نگهداری مقدار هرسینیت تشکیل شده افزایش و مقدار آلومینا و هماتیت در ترکیب نهایی کاهش یافت. شکل ذرات به دست آمده مکعبی و هرمی بود و با افزایش دما و زمان نگهداری درصد ذرات دارای شکل مکعبی و هرمی افزایش یافت.
    کلیدواژگان: هرسینیت، تولید هرسینیت، روش نمک مذاب، دیرگداز
  • مهری مشهدی، علیرضا عبدالهی، زینب نصیری صفحات 85-97
    در این تحقیق، کامپوزیت ZrB2-HfB2 به روش تف جوشی بدون فشار تولید و از پودرهای SiC، MoSi2 و B4C به عنوان افزودنی استفاده شد. برای ساخت نمونه های کامپوزیتی، ابتدا پودر ZrB2 به مدت 2 ساعت آسیاب و سپس ذرات تقویت کننده به آن اضافه شد. مخلوط کامپوزیتی حاصل با استفاده از فرایندپرس هم فشار سرد (CIP) شکل داده شد و پس از پیرولیز، در دو دمای oC2100 و oC2150 تحت عملیات تف جوشی قرار گرفت. برای مقایسه اثرات افزودنی های مختلف بر رفتار تف جوشی بدون فشار و خواص مکانیکی کامپوزیت ZrB2-HfB2 از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مجهز به طیف سنج EDS، آزمون خمش و اندازه گیری سرعت صوت به روش التراسونیک (برای اندازه گیری مدول الاستیک) استفاده شد. با توجه به نتایج به دست آمده، نمونه های حاوی ذرات MoSi2 و SiC نانو بیش ترین میزان استحکام خمشی را دارا بودند. علاوه بر این، استحکام خمشی نمونه ها با افزایش دمای تف جوشی از oC2100 به oC2150 افزایش یافت که بیانگر بهبود فرایندتف جوشی در دمای oC2150 است.
    کلیدواژگان: کامپوزیت ZrB2، HfB2، سرامیک های فوق دما بالا، استحکام خمشی، تف جوشی بدون فشار
  • سهیل میرطالبی، داوود قاسمی صفحات 99-106
    در پژوهش حاضر پودر آلومینیوم خالص به همراه 5 درصد وزنی دی اکسید تیتانیم، در زمان های مختلف تحت فرایندآسیاب کاری مکانیکی قرار گرفتند. با استفاده از تحلیل فازی به وسیله پراش پرتو ایکس(XRD) مشخص شد که افزایش زمان آسیاب به بیش از 10 ساعت سبب احیای تیتانیم توسط آلومینیوم شده و Al2O3 در ساختار تشکیل می شود. با ادامه فرایند، آلومینیوم با تیتانیم واکنش می دهد و سبب تشکیل Al3Ti در ترکیب می شود. این واکنش ها با استفاده از روابط ترمودینامیکی، مورد بررسی قرار گرفتند. هم چنین پس از توزیع ذرات تقویت کننده در زمینه، با استفاده از پهن شدگی پیک های الگوی حاصل از پراش پرتوی ایکس(XRD)، مطابق با رابطه ویلیامسون- هال، اندازه متوسط دانه و کرنش شبکه تعیین شد و به وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM)، ساختار و مورفولوژی ذرات پودر مورد بررسی قرار گرفت.
    کلیدواژگان: نانوکامپوزیت، زمینه آلومینیم، ذرات TiO2، آسیاب مکانیکی
  • کاظم شیبانی تذرجی، محمدحسن عباسی، مرتضی شمعانیان صفحات 107-120
    در این پژوهش سینتیک احیای کربوترمی مولیبدنیت در حضور کربنات سدیم بررسی شده است. بدین منظور مخلوط پودری مولیبدنیت، گرافیت و کربنات سدیم با نسبت مولی 1: 4: 2 به وسیله آزمون آنالیز حرارتی هم زمان(STA)، با سه نرخ حرارت دهی خطی 10، 15 و 20 درجه سانتی گراد بر دقیقه مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از آزمون آنالیز حرارتی با 4 روش سینتیکی فریدمن، کسینجر،کوتز- ردفرن و اوزاوا تحلیل و مشخص شد که انرژی فعال سازی واکنش در این روش ها نزدیک به هم و حدود Kj/mol 220 است. هم چنین مدل سینتیکی حاکم، مدل کنترل شیمیایی است. برای بررسی مکانیزم واکنش، مخلوط پودری تا دماهای 400، 800 و 1100 درجه سانتی گراد، در اتمسفر آرگون و با نرخ حرارت دهی 10 درجه سانتی گراد بر دقیقه به تدریج گرما داده شد. الگوی پراش پرتو ایکس فراورده های احیا و بررسی های ترمودینامیکی در این دماها نشان داد که واکنش احیای کربوترمی مولیبدنیت در حضور کربنات سدیم با تشکیل فازهای میانی مولیبدات سدیم و اکسید مولیبدن پیش می رود.
    کلیدواژگان: مولیبدنیت، احیای کربوترمی، سینتیک، کربنات سدیم
  • مهسا رحمانی، کمال جانقربان، ساسان اطرج صفحات 121-122
    در این تحقیق کامپوزیت 1 مولایت-زیرکونیا 2 از طریق تف جوشی واکنشی 3 پودرهای آلومینا 4 و زیرکن 5 به روش شکل دهی ریخته گری دوغابی ساخته شد و تاثیر افزودن مقادیر مختلف ایتریا 6 تا مقدار یک درصد وزنی بر خواص آن مورد بررسی قرار گرفت. خواص 1600 بررسی گردید. نتایج نشان داد °C فیزیکی و مکانیکی، هم چنین تحلیل فازی به همراه ریزساختار این کامپوزیت پس از پخت در دمای 0 درصد وزنی ایتریا به دلیل / 0 درصد وزنی ایتریا تاثیر چندانی بر روی خواص این نوع کامپوزیت ندارد. افزودن مقادیر بالای 5 / مقادیر کمتر از 5 انحلال آن در داخل ذرات زیرکونیا باعث تثبیت و افزایش مقدار فاز تتراگونال 7 می شود. به دلیل تثبیت فاز تتراگونال وکاهش میکروترک های ناشی از تبدیل فاز تتراگونال به مونوکلینیک سختی و استحکام خمشی این نوع کامپوزیت ها نیز افزایش می یابد. با توجه به نتایج به دست آمده 0 درصد وزنی ایتریا به کامپوزیت مولایت-زیرکونیا باعث افزایش قابل توجه استحکام / در این تحقیق می توان دریافت که افزودن مقدار 75 مکانیکی این نوع کامپوزیت ها می شود.
    کلیدواژگان: کامپوزیت، مولایت، زیرکونیا، تف جوشی، واکنشی، ریخته گری دوغابی، ایتریا
|
  • M. Talebian, M. Alizadeh, M. Ehteshamzadeh Pages 1-15
    In this study، Al/Steel multilayer composite was produced by accumulative roll bonding (ARB) process using Al-1100 and St-12 strips. Microstructure، mechanical properties and corrosion behavior of the composite were studied by scanning electron microscopy (SEM)، tensile test، Vickers microhardness tests، cyclic polarization and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) measurement in 3. 5 wt% NaCl solution. After one ARB cycle (2 roll-bonding cycles)، the multilayer composite of 4 layers of Al and 2 layers of steel was produced. The tensile strength of the Al/steel multilayer composite reached 390. 57 MPa after the first ARB cycle، which was 1. 29 times larger than that of the starting steel while composite density was almost half the density of the steel. Corrosion behavior of the composite revealed a considerable improvement in the main electrochemical parameters، as a result of enhancing influence of cold rolling. The results indicated that strength and corrosion resistance of Al/steel composite generally decreases and elongation increases after annealing.
    Keywords: Accumulative roll bonding (ARB), Multilayer composite, Mechanical properties, Corrosion behavior
  • Z. Ansari, M. Alizadeh, A. Sadeghzadeh Attar Pages 17-30
    In this study، mixed metal oxides Al2O3/MgO/TiO2 coatings with Al/Mg/Ti ratios of 5:1: 3 and 2. 5:3: 4 were coated on AA1100 aluminum by sol-gel method. The surface morphology، phase analysis and the corrosion behavior of the Al2O3/MgO/TiO2 coatings were characterized by scanning electron microscope (SEM)، X-ray diffraction (XRD)، and electrochemical impedance spectroscopy measurements (EIS) in 3. 5 wt. % NaCl solution. The thermal behaviors، the bonds configuration، and functional groups of the coated samples were studied by thermo-gravimetric and differential thermal analysis (TG-DTA) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR)، respectively. The results demonstrated that heat treatment at 450 °C caused an increase in porosity and coating cracking، finally leading to the decrease of corrosion resistance. The best corrosion resistance was achieved for the sample with Al/Mg/Ti molar ratio of 5:1: 3 without any heat treatment. The structure of this sample was amorphous، and heat treatment resulted in crystallization and decrease of the corrosion resistance.
    Keywords: Mixed metal oxides coating, Sol, gel method, Corrosion behavior
  • M. Ahmadi, Sh. Ebrahimi, M. Ahmadi Pages 31-42
    This research aimed at producing microcellular foams (with cell size of 1-10 μm and cell density above 10 9 cell/cm3) from PC/EPDM in order to use in medical devices. Due to the weak nucleation behavior of microcellular polycarbonate foams، it is difficult to prepare them. This research provides valuable information regarding the possibility of making microcellular foams from this polymer by using multiwalled carbon nanotubes (MWNT،s) as nucleating agents (the value of 1-3 phr). The nanocomposite samples were prepared in an internal mixer and foamed via a batch processing method using supercritical carbon dioxide as the foaming agent. The results showed that the addition of nanoparticles up to 3 phr improves the foamability of PC/EPDM blend. Furthermore، as nanoparticle content increased a decrease in cell size and hence an increase in cell density were observed. Another finding showed that cell size distribution is directly related to uniform dispersion of carbon nanotubes.
    Keywords: Thermoplastic elastomer, Microcellular structure, Carbon nanotube, Cell morphology, Nanocomposite foams
  • Sadrnezhad, S. Katiraei Pages 43-54
    Mechanical property of porous nickel-titanium alloy produced by volumetric combustion synthesis (VCS) for bone surgery applications is reported in this paper. Stress-strain behavior of the alloy is determined by uniaxial tension test. Superelastic diagram of the porous alloy is compared with that of the solid material cooled from austenite stability temperature. Due to movements of the dislocations، growth of the nucleation sites and thinning of the martensite plates during cooling، plastic deformation and necking behavior of these materials are principally different from that of the ordinary materials. Elastic modulus and yield stress of the material have nonlinear relationship with porosity percentage and obey the following correlations  and The stress-strain curves of the alloy show more than 6 percent elongation before rupture، even with 30 percent porosity. A comparison of the cleavage surfaces of the combustion synthesis samples with those of the powder metallurgical ones indicate great influence of production process on fracture mechanism.
    Keywords: Ni, Ti alloy, porous, bulk combustion synthesis
  • M.Godarzi, A. Saidi Pages 55-64
    In recent years، much research has been performed in the field of nanomaterials synthesis using mechanochemical process. In this research، TixAly/Al2O3 ceramic matrix nanocomposite was produced by the mechanochemical method. Aluminum and inexpensive titanium oxide powders were used as raw materials، and milling was performed under N2 atmosphere. The results showed that reduction of TiO2 by Al is the first step of synthesis process، and then Ti reacts with residual Al. The synthesis after 10 hours of milling resulted in titanium aluminide and aluminium oxide. With the increase of milling time to 80 hours، titanium aluminide quantity was increased. Also، the results showed that the heating of samples containing titanium aluminide in the argon and nitrogen atmospheres does not lead to complete decomposition of aluminides.
    Keywords: TixAly, Al2O3 nanocomposite, Aluminides titanium, Mechanochemical
  • Sh. Seyyedin, S. M. Hosseini-Golgoo, M. H. Ghezel Ayagh, F. Agend Pages 65-74
    In this paper، manufacturing and evaluation of ethanol gas sensors based on thin films of nanostructure tin oxide have been investigated. SnO2 thin films were prepared by both thermal evaporation (type I) and sputtering (type II) methods and heat treated on silicon wafer substrates. Scanning electron microscope (SEM)، atomic force microscope (AFM)، X-ray diffraction (XRD) and energy dispersive spectra (EDS) are employed to study the morphology and chemical composition of the semiconductor samples. Nano-scale grain size with homogenous distribution showed in SEM images of both types. Sensors resistance in air and its variation-transient response toward ethanol vapours (3000 ppm) was determinated. The response of the stable sensors was obtained 3 and 1. 18 for type I and type II، respectively. That showes thin film of nanostructure tin oxide by thermal evaporation (type I) has better sensitivity than the other. More effective surface، adsorption sites and base-line resistance due to the more fine grain size in type I nanostructure، are its important reasons. however، it is slow due extensive rise time and fall time.
    Keywords: sensor, Tin oxide, Nanostructure, Thermal evaporation, Sputtering, Ethanol
  • Sh. Masoumi, Hosein Sarpoolaky, B. Eftekhari Yekta, M. Soltanieh Pages 75-84
    Hercynite، FeAl2O4، was synthesized via molten salt synthesis method in the coke bed at 800°C with 3h of holding time. It was synthesized by reacting stoichiometric compositions of Al2O3 and FeCl2. 4H2O in eutectic compositions of alkaline chlorides NaCl-KCl-LiCl. The reactant to salt ratio was 1 to 3. The phase formation، and morphology of these synthesized powders after washing and filtration were characterized via X-ray diffraction (XRD)، and scanning electron microscopy (SEM). Differential thermal analysis (DTA) and thermogravimetric analysis (TGA) were performed at temperatures up to 1000 °C at a heating rate of 10 °C/min in argon atmosphere، to elucidate the different reaction mechanisms in the synthesis of Hercynite by the molten-salt method. The effects of processing parameters including the temperature and holding time on the formation of FeAl2O4 were investigated. The results demonstrated that the formation of FeAl2O4 spinel could be initiated at 700°C. By increasing the temperature to 900 °C and holding time، the amounts of FeAl2O4 particles in the resulting powder increased at the expense of Hematite and Al2O3. Morphology of the synthesized powder was cubic and tetragonal، increased by increasing the holding time and temperature.
    Keywords: Hercynite, Hercynite Synthesis, Molten Salt Synthesis, Refractory
  • M. Mashhadi, A. Abdollahi, Z. Nasiri Pages 85-97
    In this study، ZrB2-HfB2 composite was produced by pressureless sintering method. MoSi2 B4C and SiC particles were used as reinforcement. ZrB2 powder was milled in planetary ball mill apparatus and then reinforcement particles were added to the milled powder. The composite powders were then CIPed and sintered at 2100oC and 2150oC. Scanning electron microscopy (SEM) with an energy dispersive X-ray spectrometer (EDS)، flexural test، and resonance frequency method were used to compare the added particle effects on mechanical properties and pressureless sintering behavior of ZrB2-HfB2 composite. The analysis showed that the ZrB2-HfB2-MoSi2-SiCnano composite displays the largest gain in flexural strength. Furthermore، increasing the sintering temperature leads to an increase in flexural strength of samples.
    Keywords: ZrB2, HfB2 composite, Ultra high temperature ceramics, Flexural strength, Pressureless sintering
  • S. Mirtalebi, D. Ghasemi Pages 99-106
    In the present study، pure Aluminum powder with 5%wt Titanium Dioxide was mechanically milled at different times. Using phase analysis through X-ray diffraction (XRD)، it was found that increasing of the milling times over 10 hours causes the reduction of Titanium by Aluminum and formation of Al2O3 in the structure. Also، it was shown that if the process persists، Aluminum reacts with Titanium and causes the formation of Al3Ti in the composition. The reactions were studied through the thermodynamic relations. Furthermore، after distribution of reinforcement particles in the matrix، using X-ray diffraction peak broadening، according to Williamson-Hall equation، the mean crystallite size and lattice strain were determined، and by scanning electron microscopy (SEM)، the structure and morphology of the powder particles were studied.
    Keywords: Nanocomposites, Aluminum Based, TiO2 Particles, Mechanical Milling
  • K. Sheybani, M.H. Abbasi, M. Shamanian Pages 107-120
    in this research، the kinetics of carbothermic reduction of molybdenite in the presence of sodium carbonate was studied. For this purpose، mixed powder of molybdenite، graphite، and sodium carbonate with 1:4: 2 mole ratio was investigated using simultaneous thermal analysis (STA) at the heating rates of 10، 15 and 20 0C /min. The results of thermal analysis were evaluated through Friedman، Kissinger، Ozawa and Coats-Redfern methods. The activation energy of reduction reaction was determined 220 kj/mole، and it was found that the reaction was chemically controlled. To study the reaction mechanism، the mixed powder was heated to 400، 800 and 1100 0C in argon atmosphere at the heating rate of 10 0C/min. X- Ray diffraction of the reaction products and thermodynamic analysis at these temperatures indicated that carbothermic reduction of molybdenite in the presence of sodium carbonate would advance through the formation of intermediate phases، Na2MoO4 and MoO2.
    Keywords: Molybdenite, Carbothermic Reduction, Kinetics, Sodium Carbonate
  • M. Rahmani, K.Janghorban, S. Otroj Pages 121-122
    In this study، the effect of different amounts of Y2O3 on the properties of mullite-zirconia composites was investigated. For this purpose، these composites were fabricated by reaction-sintering of alumina and zircon as raw materials. Besides، the slip casting method was used for forming these composites، and sintering process was carried out at 1600 °C. Then، the physical and mechanical properties، phase composition and the microstructure of these composites were investigated. The results showed that yittria addition up to 0. 5 wt. % has no effect on the properties of these composites. Besides، addition of more than 0. 5 wt. % yittria formed solid solution with zirconia grains and led to stabilization of tetragonal zirconia phase and increasing of its amount. Hence، yittria addition increases the hardness and bending strength of composite by stabilizing tetragonal zirconia phase and then، decreasing the micro-crack formation during zirconia phase transformation. As results show، addition of 0. 75 wt. % yittria leads to a considerable increase in the bending strength.
    Keywords: Composite, Mullite, zirconia, Reaction, sintering, Slip casting, Yittria