فهرست مطالب

فصلنامه مواد پیشرفته در مهندسی
سال سی و چهارم شماره 1 (بهار 1394)

  • تاریخ انتشار: 1394/04/25
  • تعداد عناوین: 10
|
  • مصطفی علیزاده، مرتضی میرزایی صفحات 1-8
    در این پژوهش، ابتدا پودرهای کامپوزیتی Al-Al2O3 با مقادیر مختلف 0، 10، 20، 30 و 40 درصد حجمی Al2O3 به روش آلیاژسازی مکانیکی در یک آسیاب کم انرژی تهیه و به عنوان ماده فوم، مورد استفاده قرار گرفتند. سپس با استفاده از روش فضاساز و بهره گیری از ذرات کربامید کروی با قطر 1تا 4/1 میلی متر (بعنوان عامل فضاساز)، فوم های کامپوزیتی شامل 50، 60 و 70 درصد تخلخل تهیه شدند. برای بررسی خواص فشاری فوم-های تولیدی، از آزمون فشار تک محوری با نرخ کرنش 1-S 3-10 استفاده شد. نتایج نشان داد خواص فشاری فوم ها متاثر از کسر حجمی Al2O3 و درصد تخلخل است به گونه ای که با کاهش درصد تخلخل، خواص فشاری بهبود می یابد. همچنین فوم های ساخته شده با 10 درصد حجمی Al2O3 در این پژوهش، بهترین خواص فشاری را دارا بودند.
    کلیدواژگان: آلیاژسازی مکانیکی، آسیاب کاری کم انرژی، فضا ساز، کربامید
  • حامد توکلی، منصورسلطانیه، حسین آقاجانی*، محمد جعفرپور صفحات 9-23

    هدف از این پژوهش بررسی تاثیر تزریق آلومینیم به داخل کریستالیزاتور بر نوع، ترکیب، تغییرات اکتیویته حفره ها و آخال های موجود در فولاد کم کربن USD7 است. این فولاد در کارخانه ذوب آهن اصفهان تولید می شود که حفره ها و آخال های موجود در آن باعث پارگی در خط نورد کارخانه می شد. برای بهبود کیفیت این فولاد، مفتول آلومینیم خالص با قطر 4/2 میلی متر و با سرعت های 2، 4، 6 و 8 متر بر دقیقه در بازه های زمانی مشخص به درون کریستالیزاتور تزریق شده، از مراحل مختلف خط تولید نمونه گیری شد. نتایج نشان از دارد که بسش تر آلومینیم افزوده شده به صورت اکسید آلومینیم به سرباره رفته و بقیه موجب تغییر ترکیب شیمیایی آخال موجود در مذاب می شود. افزایش آلومینیم موجب افزایش اکتیویته آلومینا و کاهش اکتیویته سایر اکسیدها در سرباره و آخال های موجود در مذاب می شود. اکتیویته Al2O3 از 313/0 به 649/0 افزایش یافته، احتمال تشکیل Al2O3 و خروج اکسیژن از سیستم افزایش می یابد. در بررسی های میکروسکوپ الکترون روبشی شمش های مختلف مشخص شد که آخال های موجود در نمونه بدون تزریق آلومینیم، بیش تر از نوع MnO وFeO است که این آخال ها در اطراف حفره های موجود در شمش هم قرار داشتند. در نهایت سرعت بهینه تزریق بر اساس ترکیب شیمیایی فولاد و هم چنین دیدگاه متالورژیکی حدود 4 متر بر دقیقه تشخیص داده شد.

    کلیدواژگان: فولاد USD7، اکسیژن زدایی، تزریق آلومینیم، کریستالیزاتور، آخال، حفره های گازی
  • مریم حائری فر، مرتضی زند رحیمی صفحات 25-33
    - در این تحقیق پوشش نانو کریستالی M n-Cu با روش رسوب دهی الکتریکی از حمام حاوی سولفات آمونیوم بر زیر لایه فولاد زنگ نزن 304 AISI ایجاد شد. اثرات چگالی جریان رسوب دهی بر ریزساختار، ساختار بلوری و ترکیب شیمیایی پوشش ها بررسی گردید. نتایج نشان داد که در چگالی جریان های پایین، پوشش های غیر پیوسته با مقدار مس زیاد به دست می آید. با افزایش چگالی جریان، پوشش های غیربلوری، فشرده و غیریکنواخت با مقادیر کم مس ایجاد می شوند. حضور مقدار بسیار کم مس در لایه نازک رسوب یافته از تبدیل فاز نرم تر Mn-g به فاز شکننده Mn-a جلوگیری به عمل می آورد. با تغییر در چگالی جریان پوشش دهی، در اندازه دانه پوشش ها تغییر چندانی ایجاد نشد.
    کلیدواژگان: پوشش الکترورسوبی، آلیاژ منگنز، مس، چگالی جریان، ریزساختار
  • روزبه نیرهدی، فاطمه عسجدی، پیام سیفی شیروان ده، مهدی سلیمی صفحات 35-43
    در این پژوهش، نانوذره فریت نیکل با ابعادی بین 40 تا 100 نانو متر به روش هیدروترمال و با استفاده از پلی اتیلن گلیکول به عنوان سورفاکتانت در دمای 180 درجه سانتی گراد و مدت زمان 12 ساعت تولید، و اثر دمای واکنش، زمان و سورفاکتانت مورد بررسی قرار گرفت. براساس نتایج آنالیز اشعه ایکس، تبدیل اکسید نیکل و هماتیت به فریت نیکل راهی برای تولید NiFe2O4 می باشد. هم چنین، تاثیر دما و زمان واکنش و سورفاکتانت بر ساختار ذرات بررسی شد. نتایج نشان داد که ذرات تشکیل شده در دمای 140 درجه سانتی گراد به صورت کلوخه بوده، شکل مشخص ندارند ولی در دمای 180 درجه سانتی گراد شکل کروی همگن پیدا می کنند. هم چنین مغناطش اشباع با افزایش زمان فرایند هیدروترمال افزایش می یابد.
    کلیدواژگان: نانوذره مغناطیسی، نیکل فریت، هیدروترمال، پلی اتیلن گلیکول(PEG)
  • شهرام احمدی، رحیم اعرابی جشوقانی، حمیدرضا شاهوردی صفحات 45-53
    در این پژوهش تبلور فازهای Fe36Cr12Mo10 و α-Fe در استحاله غیر شیشه ای شدن آلیاژ غیربلورین Fe51Cr18Mo7B16C4Nb4 با استفاده از آزمون پراش اشعه ایکس و میکروسکوپ الکترونی عبوری مورد مطالعه قرار گرفت. به منظور ارزیابی سینتیک تبلور، آزمون گرماسنجی افتراقی در نرخ-های گرمایش مختلف انجام شد. نتایج نشان داد که تبلور دو مرحله ای منجر به تشکیل فازهای Fe36Cr12Mo10 و α-Fe در ساختار آلیاژ می شود. انرژی فعال سازی تبلور فازهای Fe36Cr12Mo10 و α-Fe با استفاده از مدل Kissinger-Starink، به ترتیب kJ/mol 747 و 880 اندازه گیری شد. نتایج بررسی سینتیکی، مکانیزم رشد کنترل-نفوذی یک بعدی همراه با کاهش نرخ جوانه زنی در تشکیل فازهای Fe36Cr12Mo10 و α-Fe را نشان داد.
    کلیدواژگان: تبلور، غیر شیشه ای شدن، انرژی فعال سازی، مکانیزم رشد
  • فرهاد معراجی، مهری مشهدی، مرتضی تمیزی فر، علی نعمتی صفحات 55-66
    در این پژوهش ویسکرهای نیترید آلومینیوم (AlN) در کوره لوله ای تحت جریان 500 گاز نیتروژن در دمای C ̊1000 با یک ساعت ماندگاری در این دما تهیه شدند. مواد اولیه شامل آلومینیوم (Al) با اندازه ذرات 3 میکرومتر و 45 میکرومتر و کلرید آمونیوم (NH4Cl) بود. برای بررسی ویسکرهای نیترید آلومینیوم، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) و پراش اشعه X (XRD) به کار گرفته شدند. بررسی یافته ها نشان داد که با نسبت های متفاوت کلرید آمونیوم به پودر آلومینیوم 3 میکرومتری، ویسکرهای نیترید آلومینیوم با قطر 140 تا 340 نانومتر به دست آمد. در حالت استفاده از بیش از 40% وزنی کلرید آمونیوم، فرآورده پایانی، نیترید آلومینیوم خالص و عاری از آلومینیوم واکنش نکرده بود. از ترکیب کلرید آمونیوم با پودر آلومینیوم 45 میکرومتر، ویسکرهای نیترید آلومینیوم با قطر630 تا 870 نانومتر به دست آمد و با افزودن بیش از 50% وزنی کلرید آمونیوم، نیترید آلومینیوم خالص ایجاد شد. بررسی های ریزساختاری نشان داد که با افزایش میزان کلرید آمونیوم قطر ویسکرها افزایش می یابد (تقریبا حدود 200 نانومتر). همچنین با افزایش اندازه ذرات آلومینیوم، ویسکرهای نیترید آلومینیوم با قطر بیشتر به دست آمد. با افزوده شدن کلرید آمونیوم به آلومینیوم واکنش های خودبه خودی کلریده شدن و نیتریده شدن ترمودینامیکی در فاز گازی افزایش یافت و منجر به تشکیل ویسکرها و هم چنین فرآورده نیترید آلومینیوم خالص شد.
    کلیدواژگان: ویسکر AlN، نیتریداسیون مستقیم، کلرید آمونیوم، اندازه ذرات آلومینیوم
  • پرویز رزمجویی، سید محمد میر کاظمی صفحات 67-77
    در این پژوهش اثر مقدار افزودنی پلی وینیل پیرولیدن (PVP) بر ساختار، ریخت شناسی1 و ویژگی های مغناطیسی فریت کبالت تهیه شده به روش هیدروترمال بررسی شد. بررسی فازی نمونه ها با پراش سنجی پرتو ایکس (XRD) در شرایط گوناگون فرایند تولید، نشان دهنده ی تشکیل فریت کبالت است. در دمای °C 190 با کاهش مقدار PVP به 1/0 درصد حجمی افزون بر فریت کبالت، قله های اکسید کبالت نیز دیده شد. تهیه ی طیف-های فروسرخ افزودنی PVP، نمونه ی آماده سازی شده پیش از فرایند هیدروترمال و C-0.1PVP3، 190 با طیف سنجی FTIR و مقایسه ی آن ها بیانگر تشکیل پیوند بین زنجیره های افزودنی PVP و سطح ذرات هیدروکسید فلزی و فریت کبالت بود که این کار مانع از رشد و درشت شدن آن-ها به هنگام فرایند تولید می شود. برای دیدن ریخت شناسی نمونه ها از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) استفاده شد. بر پایه ی یافته های به دست آمده از اندازه گیری ویژگی های مغناطیسی نانو ذرات با مغناطومتر نمونه ی ارتعاشی (VSM)، با افزایش مقدار افزودنی PVP از 1 /0 به 3/0 درصد حجمی، میدان پسماندزدای مغناطیسی از 298 به 684 اورستد افزایش و مغناطش اشباع از emu/g 58 به emu/g 51 کاهش یافت.
    کلیدواژگان: فریت کبالت، نانو ذرات، ویژگی های مغناطیسی، روش هیدروترمال، افزودنی PVP
  • سمیه محمدی، علی دوست محمدی*، محمدرضا سائری صفحات 79-86

    تاثیر مثبت یون های سیلسیم و روی در رشد و دگرگشت (متابولیسم) استخوان به اثبات رسیده است. هدف از این پژوهش ساخت و مشخصه یابی نانوبیوسرامیک ویلمایت (Zn2SiO4)، حاوی روی و سیلسیم، برای ترمیم نواقص استخوانی بود. سرامیک ویلمایت به کمک روش واکنش حالت جامد تهیه شد. ترکیب شیمیایی و ساختار بلوری این بیوسرامیک مورد ارزیابی قرار گرفت. پتانسیل زتا در محلول سرم فیزیولوژیک تعیین گردید و استحکام فشاری و مدول یانگ نمونه ها نیز اندازه گیری شد. هم چنین توانایی تشکیل هیدروکسی آپاتیت در محلول شبیه سازی شده بدن مورد بررسی قرار گرفت و آزمون سنجش سمیت نانوذرات در تماس با سلول های بنیادی مغز استخوان انجام گرفت. یافته ها نشان داد که نانوبیوسرامیک بلوری ویلمایت با ترکیب مورد نظر و مقدار پتانسیل زتای منفی ساخته شد. نتایج نشان داد که توانایی تشکیل هیدروکسی آپاتیت بر سطح ویلمایت در محلول شبیه سازی شده بدن چندان قابل توجه نبود. آزمون MTT عدم سمیت و هم چنین فعالیت زیستی و تکثیر سلول های بنیادی مغز استخوان انسان در تماس با غلظت مشخصی از نانوذرات ویلمایت را تایید نمود. تمامی این یافته ها نشان داد که نانوبیوسرامیک نوین ویلمایت با سازگاری زیستی (عدم سمیت) بسیار مناسب، می تواند به عنوان یک بیوماده مناسب برای ترمیم نواقص استخوانی پیشنهاد شود.

    کلیدواژگان: نانوبیوسرامیک، ویلمایت، سمیت سلولی، سلول بنیادی مغز استخوان
  • محمدرضا دهنوی، بهزاد نیرومند، فخرالدین اشرفی زاده صفحات 87-103
    پراکنده سازی یکنواخت نانوذرات تقویت کننده در زمینه فلزی کامپوزیت های ریختگی از اهمیت بالایی برخوردار بوده، بر خصوصیات قطعات تولیدی تاثیر می گذارد. در این پژوهش برای اولین بار در ایران تاثیر عملیات فراصوت ناپیوسته در مذاب بر ریزساختار، پراکند گی نانوذرات تقویت کننده و بهبود خواص مکانیکی نانوکامپوزیت های ریختگی Al413-SiCnp دارای 5/0 تا 2 درصد وزنی تقویت کننده مورد بررسی قرار گرفت. یافته ها نشان داد که عملیات فراصوت ناپیوسته تاثیر بیش تری از عملیات فراصوت پیوسته با زمان مشابه بر بهبود خواص مکانیکی نانوکامپوزیت های ریختگی دارد به گونه ای که برای نمونه کامپوزیتی دارای 2 درصد وزنی تقویت کننده که به صورت ناپیوسته در دو دوره 20 دقیقه ای تحت عملیات فراصوت قرار گرفته بود، افزایش استحکام تسلیم و استحکام نهایی نسبت به حالت خام به ترتیب برابر 106% و 94% بود. بهبود خواص مکانیکی تحت عملیات فراصوت ناپیوسته با ریز شدن شدید دانه ها و رسوب های یوتکتیکی در ساختار زمینه، زدودن بیش تر لایه های گازی باقی مانده روی سطح ذرات، خرد شدن بهتر کلوخه ها، ترشوندگی بیش تر و پراکندگی یکنواخت تر نانوذرات تقویت کننده در زمینه در حین مرحله اول انجماد مرتبط دانسته شد.
    کلیدواژگان: نانوکامپوزیت ریختگی Al413، SiCnp، عملیات فراصوت، پراکندگی نانوذرات، خواص مکانیکی، ریزساختار
  • محمد فاضل، محمدرضا گرسیوز جزی، سعید بهرام زاده، سعیدرضا بخشی، مظاهر رمضانی، احمد بهرامیان صفحات 105-121
    پوشش کامپوزیتی Ni-SiC، یکی از پوشش هایی است که برای فراهم نمودن مقاومت سایشی مناسب، در بسیاری از کاربردها نظیر سیلندرها، موتورهای احتراق و قالب های ریخته گری مورد استفاده قرار می گیرد. در این پژوهش، سه پوشش Ni-SiC، Ni-SiC-MoS2 و Ni-SiC-Gr با استفاده هم زمان از دو هم زن مکانیکی و فراصوت در حمام سولفامات نیکل ایجاد شد. با توجه به دمای کاری موتور، آزمون سایش در محدوده دمایی 300-25 درجه سانتی گراد انجام و رفتار تریبولوژیکی پوشش ها در دماهای گوناگون ارزیابی شد. بر اساس یافته های آزمون های سایش، هر سه پوشش در دماهای سایش 25 و 100 درجه سانتی گراد، ضریب اصطکاک های مناسب و نزدیک به هم نشان می دهند. با افزایش دمای سایش به 200 و 300 درجه سانتی گراد، ضریب اصطکاک پوشش Ni-SiC به شدت افزایش می یابد. این در حالی است که افزودن ذرات روان کار موجب می شود این ضریب به گونه قابل توجهی کاهش یابد. با این حال در تمامی دماهای سایش، پوشش دارای ذرات گرافیت کم ترین ضریب اصطکاک را دارد.
    کلیدواژگان: رسوب دهی هم زمان، پوشش کامپوزیتیNi، SiC، ذرات روان کار جامد، رفتار تریبولوژیکی
|
  • M. Alizadeh, M. Mirzaei Pages 1-8
    In this study, at first Al-Al2O3 composite powders having different volume fractions of Al2O3 (0, 10, 20, 30 and 40 vol.%) were produced by low energy mechanical alloying, which were used as foam materials. Then, composite foams with 50, 60, and 70 percent of porosity were produced by space-holder technique. Spherical carbamide particles (1-1.4 mm) were used to achieve spherical porosities. In order to investigate the compressive behavior of foams, the compression test with strain rate of 10-3 S-1 was performed on the foam samples. The results showed that the compressive properties depended on the volume fraction of Al2O3 and porosity fraction. Generally, by decreasing the porosity fraction, the compressive properties were improved. The composite foams containing 10 vol.% Al2O3 showed superior compressive properties in comparison to other foams studied in this work.
    Keywords: Mechanical alloying, Low energy milling, Space holder, Carbamide
  • H. Tavakoli, M. Soltanieh, H. Aghajani, M. Jafarpour Pages 9-23

    This study was intended to investigate the effect of injection of aluminium into the crystallizator on type, composition and activity of inclusions in low carbon steel grade USD7. The steel is made in Zob-e-Ahan Isfahan factory and its porosities and inclusions results in the problem of rupturing during rolling process. To improve the quality of this steel, 2.4 mm diameter pure aluminum wires were injected in to the crystallizator at the rate of 2, 4, 6 or 8 m/min in certain periods and then sampling was done. The results indicated that much of the added aluminum changed to aluminum oxide slag, and the remaining part altered the chemical composition of the inclusions. Increased aluminum caused an increase in the activity of alumina and reduction in the activity of other oxides in the slag and existing inclusions in the melt. By increasing Al2O3 activity from 0.313 to 0.649, the Al2O3 formation and oxygen exclusion probability increased in the system. Scanning electron microscopy showed that without aluminium injection, most of inclusions were FeO-MnO type placed around existing porosities in the ingot. The optimum rate of aluminum injection was found to be 4 m/min.

    Keywords: USD7 steel, Deoxidation, Aluminum injection, Crystallizator, Inclusions, Porosity
  • M. Haerifar, M. Zandrahimi Pages 25-33
    In the present study, 304 stainless steel (SS) was electrochemically plated with nanocrystalline Mn-Cu alloy coatings from a bath containing ammonium sulfate. The effects of current density on the microstructure, crystallographic structure, and chemical composition of the deposits were studied. The results showed that at low current densities, discontinuous coatings with a large amount of Cu can be obtained. Further increase in current density resulted in amorphous, compact and heterogeneous coatings with a small amount of Cu. The presence of Cu at low contents in precipitated coatings delayed the phase transformation of as-deposited ductile g-Mn to the brittle and hard a-Mn. However, the results did not show any specific changes in the grain size of the coatings with variation of current densities.
    Keywords: Electroplated coating, Mn, Cu alloy, Current density, Microstructure
  • R. Nayerhoda, F. Asjadi, P. Seifi, M. Salimi Pages 35-43
    In the present investigation, spherical nanoparticles of nickel ferrite with uniform structure were successfully produced by hydrothermal method in the presence of polyethylene glycol (PEG) as a polymeric surfactant at 180°C for 12 hour aging time and the effects of the synthesis time, temperature and surfactant were investigated. According to the X-ray analysis, conversion of nickel oxide and hematite to nickel ferrite was a way to produce NiFe2O4. At 140‌°C, agglomerated particles without specific shape were formed, but at 180°C particles were homogenous with spherical shape. Saturation magnetization increased by increasing the hydrothermal process aging time.
    Keywords: Magnetic nanoparticles, Nickel Ferrite, Hydrothermal, PEG
  • S. Ahmadi, R. Arabi Jeshvaghani, H.R. Shahverdi Pages 45-53
    In this research, crystallization of Fe36Cr12Mo10 and α-Fe phases in devitrification of Fe51Cr18Mo7B16C4Nb4 amorphous alloy was studied using X-ray diffraction and transmission electron microscopy. For evaluation of crystallization kinetics, differential scanning calorimetric tests were carried out at different heating rates. Results showed that two-step crystallization led to the formation of Fe36Cr12Mo10 and α-Fe phases in the structure of alloy. Activation energy of crystallization of Fe36Cr12Mo10 and α-Fe phases measured according to Kissinger-Starink model were 747 and 880 kJ/mol, respectively. Results growth mechanism along with the decreasing nucleation rate in crystallization of Fe36Cr12Mo10 and α-Fe phases.
    Keywords: Crystallization, Devitrification, Activation energy, Growth mechanism
  • F. Meraji, M. Mashhadi, M. Tamizifar, A. Nemati Pages 55-66
    In this study, AlN whiskers were prepared in a tube furnace at 1000˚C for 1h with 500 nitrogen gas flow. Al powders with particle size of 3 μm and 45 μm and NH4Cl were used as raw materials. SEM, TEM and XRD analysis were used to characterize AlN whiskers. The results showed that the diameters of AlN whiskers would range from 140 nm to 340 nm if different amounts of NH4Cl and 3 μm Al powder were used. In the case of using NH4Cl more than 40wt%, pure AlN without any unreacted Al was formed as the final product. Using NH4Cl and Al with particle size of 45 μm led to AlN whiskers with 630 nm to 870 nm in diameter. By adding 50%wt NH4Cl, pure AlN was formed. The diameter of the whiskers was increased by increasing NH4Cl content in starting materials (about 200 nm). Also, an increase in the diameter of AlN whisker resulted from coarse Al powder. By adding NH4Cl to Al, thermodynamically spontaneous cholororination - nitridation reactions were increased in vapor phase and whiskers and pure AlN powder were produced.
    Keywords: AlN whiskers, Direct nitridation, NH4Cl, Aluminum particel size
  • P. Razmjouee, S. M. Mirkazemi Pages 67-77
    In this investigation, the effect of Polyvinylpyrrolidone (PVP) additive on microstructure, morphology and magnetic properties of cobalt ferrite nanoparticles prepared by hydrothermal method was studied. X-ray diffraction (XRD) studies in different synthesis conditions showed the formation of cobalt ferrite and cobalt oxide. Comparing IR spectrum of PVP additive, sol prepared before hydrothermal process and C-0.1PVP3, 190 obtained by FTIR spectroscopy indicated the formation of bond between PVP and surface of metallic hydroxide and cobalt ferrite particles, which prevented them from growing and coarsening. Scanning electron microscope (SEM) was used to study the morphology of samples. According to vibration sample magnetometer (VSM) results, as PVP amount increases from 0.1 to 0.3 volume percent, coercive field increases from 298 to 684 Oe and saturation magnetization decreases from 58 to 51 emu/g.
    Keywords: Cobalt Ferrite, Nano particles, Magnetic properties, Hydrothermal, PVP additive
  • S. Mohammadi, A. Doostmohammadi, M.R. Saeri Pages 79-86

    The positive effect of Si and Zn ions on bone formation and metabolism has already been confirmed. The aim of this study was preparation and characterization of Willemite (Zn2SiO4) for the repair of bone defects. Willemite was prepared through solid state reaction. Phase analysis and chemical compositions were investigated. The zeta potential of the nanoparticles was determined in physiological saline, and compressive strength and Young's modulus of the samples were measured. The ability of hydroxyapatite formation was investigated in simulated body fluid (SBF) and cytotoxicity of the particles was evaluated in contact with human bone marrow stem cells. The results of this study showed that Willemite nanobioceramic is obtained with the expected chemical composition and negative zeta potential. The results also showed that the hydroxyapatite forming ability in SBF was not strong. MTT assay confirmed the cell proliferation and availability in contact with a specific concentration of Willemite nanoparticles. All these findings indicate that Willemite nanobioceramic with proper biocompatibility can be suggested as a novel biomaterial for the repair of bone defects.

    Keywords: Nanbioceramic, Willemite, Cell toxicity, Bone marrow stem cells
  • M.R. Dehnavi, B. Niroumand, F. Ashrafizadeh Pages 87-103
    Effects of discontinuous ultrasonic treatment on the microstructure, nanoparticle distribution, and mechanical properties of cast Al413-SiCnp nanocomposites were studied. The results showed that discontinuous ultrasonic treatment was more effective in improving the mechanical properties of the cast nanocomposites than the equally timed continuous treatment. The yield and ultimate tensile strengths of Al413-2%SiCnp nanocomposites discontinuously treated for two 20 minute periods increased by about 126% and 100% compared to those of the monolithic sample, respectively. These improvements were about 107% and 94% for the nanocomposites continuously treated for a single 40 minute period. The improvement in the mechanical properties was associated with severe refinement of the microstructure, removal of the remaining gas layers on the particles surfaces, more effective fragmentation of the remaining agglomerates as well as improved wettability and distribution of the reinforcing particles during the first stage of solidification.
    Keywords: Cast Nanocomposite, Al413, SiCnp, Discontinuous ultrasonic treatment, Distribution of reinforcing particles, Mechanical properties, Microstructure
  • M. Fazel, M.R. Garsivaz Jazi, S. Bahramzadeh, S.R. Bakhshi, M. Ramazani, A. Bahramian Pages 105-121
    Ni–SiC composite coatings are successfully employed as a protective coating in the inner walls of engine cylinders. In this study, Ni-SiC, Ni-SiC-MoS2 and Ni-SiC-Gr composite coatings were prepared from a sulfamate bath. Both mechanical and ultrasonic stirring were used simultaneously during the process. Taking into account the working temperature of engine cylinders, the wear behavior of coatings was evaluated at 25 to 300 ºC and the high temperature tribological properties of the coatings were investigated. Based on the results obtained from the wear tests, all three coatings showed almost good friction coefficient values at 25 and 100 ºC, which were close to each other. By increasing the temperature to 200-300 °C, the friction coefficient and weight loss values strongly increased. However, addition of solid lubricants caused the values to decrease. The Ni-SiC-Gr coating at all temperatures showed a good and stable behavior.
    Keywords: Co, deposition, Ni, SiC composite coating, Solid lubricant particles, Tribological beh