مهندسی متالورژی
سال:1395 | دوره:19 | شماره:3 (پیاپی 63) |تعداد مقالات:7

در این پژوهش ساختار اکسیدی و پروسکایتی (LSCF) LaxSr1-xCoyFe1-yO3 به وسیله روش سنتز به کمک گلایسین (Glycine Nitrate Process-GNP) به منظور استفاده در پیل سوختی اکسید جامد سنتز شد. نتایج حاصل از آنالیز پراش پرتو ایکس (X-ray Diffraction-XRD) نشان دهنده حضور ماده LSCF سنتز شده به صورت تک فاز است. پودر LSCF سنتز شده به صورت جداگانه و همچنین پس از مخلوط شدن با سریای آلاییده شده با گادولونیم (GDC) به صورت کامپوزیت LSCF/GDC به عنوان الکترود کاتد پیل سوختی اکسید جامد مورد بررسی قرار گرفت. در ابتدا، مشخصه یابی الکترودها به وسیله روش اندازه گیری هدایت صفحه ای چهار نقطه ای در دماهای پخت گوناگون به صورت درجا صورت گرفت. از مقایسه بین دو الکترود، کامپوزیت LSCF/GDC دارای هدایت الکتریکی پایین تری به دلیل حضور ماده GDC به عنوان یک عایق الکتریسیته در ساختار بود. همچنین اندازه گیری الکتروشیمیایی به منظور مطالعه عمیق تر رفتار ماده الکترودی صورت گرفت. با وجود کمتر بودن هدایت الکتریکی الکترود کامپوزیتی LSCF/GDC نسبت به الکترود تک فاز LSCF، الکترود LSCF/GDC عملکرد بهتری را به دلیل هدایت یونی بالاتر از خود نشان داد به طوری که مقاومت پلاریزاسیون برابر 0.072W.cm در دمای 750 ocدر هوا حاصل گردید

مواد دارای عملکرد هدفمند با زمینه آلومینیومی به سبب مزیت استحکام ویژه بالا و مقاومت سایشی خوب، می توانند کاربردهای زیادی در صنایع هوافضا و خصوصا خودروسازی داشته باشند که با بررسی های بیشتر می توان شرایط بهینه را برای رسیدن به این خواص از طریق ریخته گری گریز از مرکز به دست آورد. آلیاژ هایپریوتکتیک A390 به عنوان آلیاژ اصلی به 5 بخش 400 گرمی تقسیم شد. این نمونه ها با سرعت های دوران 800، 1200، 1400، 1600 و 2000 دور بر دقیقه توسط دستگاه گریز از مرکز عمودی به شکل بوش استوانه ای ریخته گری شد. ریزساختار نمونه ها توسط میکروسکوپ نوری بررسی شد. همچنین نمودار کسر حجمی ذرات مقاوم ساز از دیواره داخلی تا دیواره خارجی به همراه سختی نمونه ها بررسی شد. مشخص شد به دلیل دانسیته کمتر ذرات مقاوم ساز سیلیسیم اولیه نسبت به آلومینیوم مذاب، این ذرات در اثر نیروی گریز از مرکز به سمت دیواره داخلی نمونه حرکت کرده و توزیع گرادیانی آن ها از دیواره داخلی تا ناحیه میانی نمونه ایجاد می گردد. سرعت دوران 1400 دور بر دقیقه به عنوان سرعت بهینه و نمونه ریختگی گریز از مرکز شده با سرعت دوران 1400 دور بر دقیقه به عنوان نمونه بهینه انتخاب شد.

در این پژوهش پوشش های آلیاژی Zn-Ni از طریق حمام سولفاتی اسیدی رسوب گذاری الکتریکی شده و سختی، ساختار فازی و رفتار سایشی آنها مورد مطالعه قرار گرفت. به جهت بررسی ساختار فازی از دستگاه پراش اشعه ایکس (XRD) استفاده شد. به منظور بررسی رفتار سایشی، آزمون سایش به روش پین روی دیسک روی نمونه ها انجام گرفت. همچنین سختی سنجی نمونه ها توسط دستگاه اندازه گیری میکروسختی ویکرز از سطح نمونه ها انجام شد. تصاویر برگشتی و ثانویه از مسیر سایش در پوشش ها توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و ترکیب شیمیایی آنها توسط آنالیزور (EDX) بررسی شد. نتایج حاکی از آن است که مقدار نیکل تاثیر زیادی بر سختی پوشش های آلیاژی Zn-Ni دارد به طوریکه با افزایش مقدار نیکل سختی پوشش ها افزایش می یابد. همچنین پوشش Zn-14%Ni دارای تک فاز Ni5Zn21 -g مکعبی مرکز دار بوده است که این پوشش کمترین ضریب اصطکاک و نرخ سایش را در بین تمامی پوشش ها با ترکیب شیمیایی دیگر دارا است.

در این تحقیق تاثیر ناخالصی آهن (0.5، 1، 1.5 و 2wt %) و بهسازی شیمیایی توسط منگنز (0.5=Mn/Fe) بر رفتار پارگی گرم آلیاژ 332F آلومینیم مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است. بر اساس نتایج حاصله، با افزایش غلظت آهن تا 5/0 درصد وزنی، به دلیل توزیع ظریف ترکیبات بین فلزی b-Al5FeSi در نواحی بین دندریتی و پیرو آن بهبود استحکام دما بالای آلیاژ و توسعه ساختار دانه ای ریز و هم محور، مقاومت به پارگی گرم آلیاژ حدود 25 درصد بهبود می یابد. افزایش غلظت آهن تا حدود 2 درصد وزنی موجب افزایش ابعاد و کسر حجمی ترکیبات صفحه ای شکل بتا در زمینه شده و علاوه بر افت استحکام و انعطاف پذیری آلیاژ، به سبب کاهش سیالیت و انسداد مسیرهای تغذیه بین دندریتی مذاب، شرایط را برای ایجاد پارگی گرم مهیا نموده و شاخص حساسیت به پارگی گرم (HTS) به میزان قابل ملاحظه ای افزایش می یابد. با افزودن منگنز، b-Al5FeSi ,Mn)3Si2, a-Al15 (Fe، با مورفولوژی حروف چینی، چندوجهی یا ستاره ای شکل تبدیل شده و با حذف اثرات مخرب فاز بتای صفحه ای، موجب بهبود خواص کششی و قابلیت تغذیه بین دندریتی مذاب می شود. تحت این شرایط، شاخص حساسیت به پارگی گرم در آلیاژهای بهسازی شده حاوی 0.5 و 1 درصد وزنی آهن به صفر رسیده و در مورد دو آلیاژ حاوی 1.5 و 2 درصد وزنی آهن به ترتیب حدود 50 و 40 درصد کاهش می یابد.

در این پژوهش، گرانوله های اوره کروی شکل به عنوان پرکننده فضا در تولید فوم های فولادی به روشی مبتنی بر متالورژی پودر به کار برده شدند. در این روش، گرانوله های اوره توسط مخلوطی از پودرهای آهن، کربن و مس پوشش دهی شدند. پس از فشردن گرانوله های پوشش دهی شده توسط یک پرس هیدرولیک درون یک قالب فلزی و با فشار200MPa ، تف جوشی درون یک کوره مخصوص متالورژی پودر در دمای oC 1120 صورت گرفت. مطالعات انجام شده بر روی نمونه های تولیدی شامل اندازه گیری درصد تخلخل، ارزیابی ریزساختار توسط میکروسکوپ های نوری و الکترونی روبشی و تعیین رفتار فشاری است. میانگین میزان تخلخل نمونه های تولیدی برابر 74.5 درصد اندازه گیری شد. مطالعات میکروسکوپ نوری نشان داد که سلول ها دقیقا منطبق با هندسه گرانوله های اوره تولید شده اند. علاوه بر این، هیچ گونه شکستی در دیواره سلول ها مشاهده نشد و بنابراین، هیچ گونه شکستی در گرانوله ها در اثر فشردن رخ نداده است. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان می دهد که اغلب سلول ها به یکدیگر اتصال یافته اند و مجموعه ای از سلول های باز و بسته ایجاد شده است. در منحنی های تنش-کرنش فشاری فوم های تولیدی، یک ناحیه پلاتو طولانی به صورت دندانه دار مشاهده می شود. میانگین تنش در ناحیه پلاتو برابر 15MPa، میانگین بیشترین مقدار تنش فشاری برابر25MPa  و میانگین انرژی جذب شده برابر14Nm  می باشد.

در این پژوهش، اثر پارامتر زمان سینترینگ بکار رفته در تولید الکترودهای نقره بر عمر باتری های روی - اکسید نقره مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور، ابتدا چهار الکترود نقره (صفحه مثبت) با ترکیب 95 درصد وزنی اکسید نقره، 4.9 درصد وزنی پودر کربن و 0.1 درصد وزنی رزین به روش متالورژی پودر تهیه گردید. سپس هر چهار الکترود اکسید نقره در زمان های 5، 10، 15 و 20 دقیقه در دمایoC 500 تحت عملیات سینترینگ قرار گرفتند. برای بررسی تاثیر زمان سینترینگ بکار رفته در تولید الکترودهای نقره بر عمر باتری های روی - نقره از آزمایش تخلیه الکتریکی در الکترولیت1.4wt% KOH استفاده شد. برای بررسی ریزساختار الکترودها و آنالیز نقطه ای آنها از میکروسکوپ الکترونی روبشی و آنالیز طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس (EDX) استفاده گردید. نتایج آزمایش های تخلیه الکتریکی نشان داد که زمان سینترینگ 10 دقیقه با زمان تخلیه 8 دقیقه و 47 ثانیه، بهینه ترین زمان سینترینگ جهت افزایش دوبرابری عمر باتری های روی – نقره می باشد. بر اساس مشاهدات تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی، با افزایش زمان سینترینگ، میزان و اندازه تخلخل های ظاهری در الکترودهای نقره افزایش می یابد. همچنین نتایج آنالیز EDX دلالت بر کاهش اکسیژن الکترودهای نقره با افزایش زمان سینترینگ داشت.