مهندسی متالورژی
سال:1393 | دوره:17 | شماره:53 |تعداد مقالات:8

در این مقاله یک تحقیق بنیادی بر روی استخراج پالادیوم بوسیله حلال آلی کروزن-تری بوتیل فسفات انجام شده است. براساس اطلاعات ترمودینامیکی در سیستم پالادیوم-کلر، کمپلکسهای کلریدی pdCl-3 در غلظت های ناچیز یون کلرو کمپلکسهای pdCl2-4 در غلظتهای بالای یون کلر تشکیل می شوند. استخراج پالادیوم با افزایش غلظت اسید کلریدریک و نمک کلریدی (کلرید سدیم) کاهش می یابد. به نظر می رسد علت اصلی این کاهش تمایل کمتر تری بوتیل فسفات برای استخراج pdCl2-4 نسبت pdCl-3 است. چناچه 0.25 مول بر لیتر تری بوتیل فسفات در غلظتهای پایین اسید 58% و در غلظتهای بالای اسید 8% را استخراج می نمایند. براساس روش آنالیز شیب ماکرومولکول استخراجی (حاوی پالادیوم و تری بوتیل فسفات) برای و کمپلکس مطرح شده به صورت HpdCl-3.H2O.TBP می باشد. در حالیکه براساس بررسی های انجام شده، تری بوتیل فسفات نمی تواند کمپلکس از محلول کلریدی pdCl-4 استخراج نماید.

در تحقیق حاضر تاثیر رسوب های غنی از کروم بر ریزساختار و خواص مکانیکی فولاد زنگ نزن فریتی Fe-23 Cr-2 .4Mo مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور نمونه های تهیه شده از این فولاد تحت عملیات همگن سازی در دمای 1100oC به مدت زمان 48 ساعت قرار گرفتند و پس از اتمام عملیات همگن سازی در کوره سرد شدند. نتایج بررسی های ریزساختاری و ترمودینامیکی نشان داد که به علت پایین بودن سرعت سرمایش پس از عملیات همگن سازی رسوب های غنی از کروم در ساختار فولاد تشکیل می شوند. برای انحلال رسوب های تشکیل شده، تعدادی از نمونه های فوق تحت عملیات محلولی در دماهای 1100oC و 1150oC به مدت زمان 5 ساعت قرار گرفتند و سپس در آب سرد شدند. نتایج بررسی ها نشان داد که بعد از عملیات آنیل محلولی در دمای 1100oC همه رسوب های تشکیل شده حل نمی شوند ولی در دمای 1150oC تمامی رسوب ها در زمینه فریتی حل شده و به علت بالا بودن سرعت سرمایش پس از عملیات محلولی این رسوب ها دیگر تشکیل نمی شوند. نتایج حاصل از بررسی های فازی و ریزسختی سنجی نشان داد که انجام عملیات محلولی در دمای 1150oC باعث افزایش پارامتر شبکه فاز فریت از 2.880Å به 2.893Å و همچنین افزایش سختی آن از 211 به 317 ویکرز علی رغم افزایش اندازه دانه می شود. این نتایج انحلال رسوب ها در زمینه فریتی را تایید می کند.

در این پژوهش خواص پوشش آلومیناید نیکل اصلاح شده با سیلیسیم بر روی سوپر آلیاژ اینکونل 100 با استفاده از آلومینایزینگ اکتیویته بالا - دما بالا تک مرحله ای بررسی شده است. این پوشش در زمان های 1 و 3 ساعت در دمای 1000 و 1100oC با استفاده از مخلوط پودری 5 و 10 درصد وزنی Al و Si به همراه آلومینا و فعال ساز NH4Cl ایجاد گردید. بررسی ریزساختار، توزیع فاز و ترکیب شیمیایی پوشش با استفاده از میکروسکوپ نوری و الکترونی روبشی مجهز به EDS/WDS و شناسایی فاز به وسیله XRD انجام گرفت. نتایج نشان داد با استفاده از فرآیند اکتیویته بالا-دما بالا تک مرحله ای رسوب Al و Si امکان پذیر است، به طوری که با کاهش Al و Si در مخلوط پودری از 10 به 5 درصد وزنی عمق منطقه غنی از سیلیسیم از 50 به 20mm کاهش می یابد. همچنین در مدت 1 ساعت با استفاده از مخلوط 10 درصد وزنی، فاز NiAl هایپراستوکیومتری با آلومینیم بیش از 50 درصد اتمی و در مدت 1 و 3 ساعت با مخلوط 5 درصد وزنی، فاز NiAl هیپواستوکیومتری با آلومینیم کمتر از 50 درصد اتمی تشکیل می گردد. نتایج میکروسختی نشان داد سختی پوشش از 449VHN در زیرلایه تا 1003VHN در منطقه نفوذ در هم در اثر حضور کاربیدهای سخت با ترکیب های پیچیده افزایش می یابد.

تغییر شکل پلاستیک شدید یکی از موثرترین روش هایی است که طی آن می توان کرنش پلاستیک نسبتا زیادی به نمونه فلزی اعمال نمود. از جمله مهم ترین روش های تغییر شکل پلاستیک شدید ورق ها می توان به فشرده سازی شیاری محدود و موج دار و صاف کردن متوالی اشاره کرد. این دو روش از نقطه نظر سیکل انجام فرآیند دارای شباهت هایی هستند، اما از نظر مقدار کرنش اعمالی متفاوت اند. لذا بررسی نحوه تغییر شکل اعمالی به نمونه فرآوری شده از اهمیت برخوردار است. در پژوهش حاضر، به بررسی رفتار تغییر شکل نمونه آلومینیومی 1070 فرآوری شده توسط روش های فوق پرداخته شده است. بدین منظور میزان پرشدن فضای قالب، توزیع کرنش موثر اعمالی در نمونه و نیروی لازم جهت انجام فرآیند پس از اعمال تغییر شکل به ازای یک پاس با استفاده از آنالیز المان محدود مورد ارزیابی قرار گرفت. برای بررسی همگن بودن تغییر شکل اعمالی در نمونه ها از اندیس ناهمگنی توزیع کرنش موثر بهره گرفته شد. شبیه سازی با استفاده از نرم افزار DEFORM-3DTM انجام گرفت و از نتایج سایر گزارش های موجود در منابع علمی برای ارزیابی نتایج حاصل از شبیه سازی استفاده شد. لذا مشاهده شد که مقدار پرشدن فضای قالب در روش فشرده سازی شیاری محدود نسبت به موج دار و صاف کردن متوالی بیشتر است، بنابراین امکان تکرار فرآیند جهت رسیدن به مقادیر بالای کرنش پلاستیک فراهم می شود. همچنین نمونه تغییر شکل یافته توسط روش فشرده سازی شیاری محدود نسبت به روش دیگر کرنش بیشتری متحمل شده است. ‏علاوه بر این توزیع کرنش به صورت یکنواخت تری در نمونه اعمال شده است.

کامپوزیت های پلیمر یونی - فلزی(IPMC) از جمله مواد هوشمندی هستند که اخیرا در صنعت مکاترونیک کاربردهای گسترده ای یافته اند. این کامپوزیت ها، کامپوزیت های لایه ای فلزی پلیمری بوده که ساخت آنها از تکنولوژی پیچیده ای برخوردار است. این کامپوزیت ها نسل جدیدی از مواد هوشمند هستند که در محرک ها استفاده می شوند. هدف از تحقیق حاضر ساخت یک کامپوزیت پلیمر یونی- فلزی با استفاده از لایه نشانی و بررسی تاثیر متغیرهای مختلف بر خواص و ساختار آن است. بدین منظور پس از تهیه ورق پلیمر پلی وینیل دن فلورید متخلخل پوششی از طلا با اندازه ذرات نانومتری و ضخامتی میکرونی بر روی ورق نازک آن به روش کندوپاش ایجاد گردید. در ادامه به کمک روش الکتروپلیتینگ با استفاده محلول پروپیلن کربنات، پیرول و نمک تری فلوئورومتان سولفونیمید لیتیوم، در شرایط کاملا کنترل شده پلی پیرول برروی طلا نشانده شد. جهت بررسی کیفیت پوشش از بررسی های میکروسکوپ الکترونی و آنالیز طیف سنجی مادون قرمز استفاده گردید. پارامترهای موثر بر لایه نشانی پلی پیرول نظیر دمای کاری و مدت زمان لایه نشانی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که در غلظت محلول الکترولیت پیرول و نمک 0.1 مولار و دمای 25- درجه سانتی گراد با افزایش مدت زمان لایه نشانی، ضخامت پوشش پلی پیرول بیشتر شده و کیفیت سطحی آن بهتر گردیده است.

فولادهای دوفازی با خواص منحصر بفردی نظیر تسلیم پیوسته، نسبت استحکام تسلیم به استحکام کششی کم، سرعت کار سختی بالا و درصد ازدیاد طول همگن و قابل توجه در کاربردهای مختلفی نظیر خودروسازی همواره مورد توجه می باشند. فولادهای سه فازی نیز گسترش یافته فولادهای دوفازی بوده که ریزساختار آنها شامل فازهای فریت، مارتنزیت و بینایت می باشد. در این تحقیق، ریزساختار سه فازی با کسر حجمی فریت برابر با 34% برای فولاد AISI4140 با استفاده از عملیات حرارتی مناسب ایجاد شده است. در ادامه، عملیات حرارتی بازپخت در دماهای 250، 450 و 650oC به مدت 90min در مورد ریزساختار سه فازی انجام شده و بررسی های ریزساختاری و آزمون های مکانیکی شامل سختی سنجی و کشش مورد استفاده قرار گرفته اند. بررسی ریزساختاری با استفاده از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی وجود سه فاز در ریزساختار و امکان بازپخت مارتنزیت و تشکیل کاربیدهای ثانویه حین بازپخت را تایید نمود. نتایج آزمون کشش، کاهش پیوسته استحکام تسلیم و استحکتم کششی نهایی و افزایش انعطاف پذیری با افزایش دمای بازپخت را نشان داد. بررسی سطوح شکست نمونه های کششی نیز نشان داد که در دمای 650oC رفتار نرم تر بوده که مطابق با دیگر نتایج آزمون های مکانیکی در این دمای بازپخت می باشد.

هدف از پژوهش حاضر ابتدا ارایه دانش فنی ساخت فوم آلیاژی پایه آلومینیم است. به این منظور فوم A356 تهیه شد و سپس مذاب A356 با 4 درصد مس آلیاژ سازی شد و سپس توسط عامل حباب زای TiH2 فوم فلز مذکور تهیه شد. وجود 4-5 درصد مس در آلیاژ A356 می تواند آن را مستعد به عملیات پیرسازی نماید. لذا سیکل عملیات پیرسازی برای فوم مذکور انجام گرفت و ساختار سلولی دو فوم و همچنین خواص مکانیکی آنها مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان می دهد ساختار فوم حاوی مس دارای حباب های گرد با سطح صاف می باشد در صورتیکه فوم آلیاژ A356 دارای حفره های با سطوح چروکیده و بیضوی بوده. خواص مکانیکی استحکام تسلیم و انرژی سطح زیر منحنی تنش-کرنش این دو نمونه نشان از افزایش 1.7 برابری استحکام نمونه حاوی مس و پیرسازی شده است. همچنین انرژی جذب آن طی آزمون فشاری تک محوره 160 درصد نسبت به نمونه عملیات حرارتی نشده افزایش یافت. لذا می توان برای دست یابی به خواص مکانیکی بالاتر بین 4-5 درصد مس به آلیاژ A356 افزود و سپس آن را به فوم تبدیل نمود و با عملیات انحلالی سازی در دمای510 درجه سلسیوس به مدت زمان 12 ساعت و سپس کوئنچ آن در آب سرد و به دنبال آن عملیات پیر سازی در دمای 160 درجه سلسیوس به مدت 3 ساعت روی فوم مذکور به هدف فوق دست یافت.