مواد پیشرفته در مهندسی (استقلال)
سال:1394 | دوره:34 | شماره:2 |تعداد مقالات:10

در این پژوهش، نانوکامپوزیتMoSi2-TiB2  با دو نسبت وزنی 10 و 20 درصد تقویت کننده TiB2 از طریق آلیاژسازی مکانیکی به دو روش مختلف ساخته و مشخصه یابی شد. در روش اول، نمونه های پودری عناصر اولیه مولیبدن، سیلیسیم، تیتانیم و بور تا زمان 60 ساعت آسیاب کاری شدند. در روش دوم ابتدا MoSi2 ازMo و Si طی 30 ساعت آسیاب کاری تولید و سپس پودر  TiB2 تجاری به آن اضافه شد و آسیاب کاری تا 60 ساعت ادامه یافت. پودرهای تولیدی از دو روش تحت عملیات گرمایی در دمای 1000oC به مدت یک ساعت قرار گرفتند. پیشرفت واکنش ها و ویژگی های ساختاری شامل اندازه دانه و کرنش شبکه بر مبنای روش ویلیامسون- هال به وسیله پراش پرتو ایکس (XRD) بررسی شد. خواص مکانیکی نمونه ها به وسیله آزمون سختی سنجی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج آزمون سختی سنجی نشان داد با افزودن TiB2 به ترکیب MoSi2 سختی نمونه ها به طور قابل توجهی افزایش یافت. فرایند کلوخه سازی روی پودرها برای استفاده در فرایند پاشش گرمایی از روش خشک کردن پاششی انجام و فراورده های خشک شده پس از فرایند کلوخه سازی به وسیله سرند دانه بندی شد. ریخت و ریزساختار پودرهای آسیاب شده قبل و بعد از عملیات کلوخه سازی به وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی بررسی و با کمک نرم افزار کلمکس میزان کروی بودن و توزیع مساحت ذرات ارزیابی شد. نتایج نشان داد پودر نانوکامپوزیت تولید شده از روش اول، با توجه به بالاتر بودن سختی و میزان کرویت مطلوب پس از عملیات کلوخه سازی از کیفیت بالایی برای استفاده در فرایند پاشش گرمایی برخوردار است.

در این پژوهش بر اساس نتایج حاصل از شبیه سازی دینامیک مولکولی، مدلی برای پیش بینی خواص الاستیک نانوکامپوزیت زمینه آلومینیم تقویت شده با ذرات کاربید سیلیسیم ایجاد شد. هم چنین دو مدل برای پیش بینی چگالی و قیمت نانوکامپوزیت پیشنهاد شد. سپس با استفاده از روش الگوریتم ژنتیک برای کمترین چگالی و قیمت و بیشترین خواص الاستیک، درصد بهینه کسر حجمی تقویت کننده به دست آمد. بر اساس نتایج به دست آمده از بهینه سازی، کسر حجمی بهینه تقویت کننده 0.44 به دست آمد. برای این کسر حجمی بهینه، به ترتیب مدول یانگ بهینه 165.89 گیگاپاسکال، مدول برشی بهینه 111.37 گیگاپاسکال، قیمت بهینه 8.75 دلار بر پوند و چگالی بهینه 2.92 گرم بر سانتی متر مکعب به دست آمد.

هدف از این پژوهش تولید ترکیب بین فلزی Ti47Al48Mn5 و ارزیابی رفتار اکسیداسیون آن در دمای 1000oC با ریزساختارهای مختلف است. علت انتخاب منگنز به عنوان عنصر آلیاژی، افزایش چقرمگی این آلیاژ در دمای اتاق است. تولید آلیاژهای Ti47Al48Mn5 به روش آلیاژسازی مکانیکی، پرس سرد و عملیات حرارتی انجام گرفت. با انجام عملیات آلیاژسازی مکانیکی به مدت 30 ساعت بر روی مخلوط پودری متشکل از Ti47Al48Mn5 (درصد اتمی)، محلول جامد آلومینیم و منگنز در تیتانیم به دست آمد که با افزایش زمان آلیاژسازی مکانیکی تا 50 ساعت به فاز غیربلورین تبدیل شد. سپس پودرها با پرس سرد فشرده شدند و تحت عملیات حرارتی با اتمسفر آرگون در دماهای 1100oC و 1400oC قرار گرفتند تا به ترتیب ریزساختارهای دوپلکس و کاملا لایه ای حاصل شود. نتایج آزمون اکسیداسیون در دمای 1000oC نشان داد که ریزساختارهای مختلف آلیاژ Ti47Al48Mn5 تاثیر کمی بر مقاومت به اکسیداسیون این آلیاژ دارد و برای هر دو ریزساختار سازوکارهای یکسان اکسیداسیون برقرار است.

برای ارزیابی تاثیر افزودن جوانه زا بر ایجاد ریزساختار درجه بندی شده در ریخته گری گریز از مرکز، دو استوانه از کامپوزیت Al-13.8wt.%Mg2Si، یکی دارای یک درصد وزنی ماده جوانه زای Al-5Ti-B و دیگری فاقد ماده جوانه زا، در یک ماشین ریخته گری گریز از مرکز عمودی ریخته گری شد. سپس ترکیب شیمیایی، ریزساختار و فازهای ریزساختاری در مقاطع شعاعی مختلف استوانه های ریختگی به ترتیب با استفاده از روش پلاسمای جفت شده القایی (ICP)، میکروسکوپ های نوری و الکترونی روبشی و پراش سنجی اشعه X مورد مطالعه قرار گرفتند. نتایج نشان می دهند که به واسطه رژیم گرمایی حاکم بر ریخته گری استوانه و نوع انجماد خاص حاکم بر دگرگونی یوتکتیکی در کامپوزیت دارای ماده جوانه زا، ترکیبات دارای تیتانیم و بور حاصل از ماده جوانه زا در حین انجماد از لایه خارجی به لایه میانی استوانه پس زده شده، منجر به تشکیل ذرات اولیه Mg2Si و فاز غیریوتکتیکی Al(a) در لایه میانی می شوند. هم چنین به خاطر چگالی پایین ذرات Mg2Si اولیه و جدایش آن ها در خلاف جهت نیروی گریز از مرکز (مطابق رابطه استوکس)، یک تجمع بالایی از آن ها در لایه داخلی استوانه های ریختگی پس از انجماد مشاهده می شود.

در این پژوهش رفتار غیربلورینه شدن ترکیب و تاثیر عملیات حرارتی بر ریزساختار و خواص مغناطیسی شیشه سرامیک سیستم Na2O-Fe2O3-CoO-B2O3-SiO2 برای دست یابی به فریت کبالت از روش شیشه-سرامیک مورد بررسی قرار گرفت. شیشه اولیه توسط عبور مذاب از غلطک های فولادی در حال چرخش با سرعت 240 دور بر دقیقه،به دست آمد. نتایج XRD شیشه حاصله دست یابی به یک ماده غیربلورینه را تایید کرد. در ادامه، تحلیل گرمایی در اتمسفر نیتروژن تا حداکثر دمای 1200 درجه سانتی گراد روی پولک های شیشه ای با دو دانه بندی ریز (کوچکتر از53mm ) و درشت (0.5-0.6mm) و با سرعت گرمادهی 10 درجه بر دقیقه انجام شد و براساس نتایج به دست آمده، عملیات حرارتی پولک های شیشه ای در بستری از گرافیت و در دماهای 521، 570 و 670 درجه سانتی گراد به مدت یک و دو ساعت صورت گرفت. هم چنین رفتار تبلور فریت کبالت از شیشه با افزودن 1% مولی ZrO2 به عنوان جوانه زا بررسی شد. نتایج XRD نمونه های عملیات حرارتی شده نشان داد که بخشی از فازهای تبلور یافته فریت کبالت است. با توجه به بررسی خواص مغناطیسی توسط مغناطومتر نمونه مرتعش (VSM) بهترین دما و زمان عملیات-حرارتی برای رسیدن به بالاترین حد اشباع مغناطیسی دمای 670 درجه سانتی گراد و زمان دو ساعت انتخاب شد که میزان آهنربایش آن 11.8emu/g به دست آمد. مطالعات ریزساختاری این نمونه با میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) انجام شد. با توجه به نتایج، میانگین اندازه ای حدود 200 نانومتر برای ذرات فریت کبالت ساخته شده تخمین زده شد.

در پژوهش حاضر پس از لیچینگ لجن آندی مس در محلول کلریدی، با استفاده از روش استخراج حلالی و حلال آلی اکتانول-کروزن محلول باردار تخلیص شد. ماکرومولکول استخراج شده به صورت HAuCl4.2L تعیین شد و جدایش ناخالصی ها (آهن، مس و سلنیوم) از محلول آبی در حضور طلا مورد مطالعه قرار گرفت. بررسی های نظری انجام شده بر روی نمودار مک کیب-تیلی در حلال 40% حجمی اکتانول و 3 مول برلیتر از اسیدکلریدریک نشان می دهد که در نسبت حجمی آلی به آبی (O/A) 0.75، طی 5 مرحله استخراج به صورت جریان متقابل، غلظت طلا در فاز آبی از 200 میلی گرم بر لیتر به 7 میلی گرم بر لیتر کاهش می یابد. محلول آمونیاک توانایی تهی سازی طلا از فاز آلی فوق را دارد. هم چنین برای تعیین تعداد مراحل تهی سازی، نمودار تعادلی ایزوترم تهی سازی طلا در حضور آمونیاک رسم شد.

مقدار معین آستنیت باقی مانده، انعطاف پذیری فولادها را به دلیل پدیده TRIP در طول تغییرشکل پلاستیک، افزایش می دهد. یک روش برای دست یابی به مقدار قابل توجه آستنیت باقی مانده در فولاد، پارتیشن بندی کربن به آستنیت است که باعث پایدارسازی آستنیت در دمای اتاق می شود. عملیات حرارتی کوئنچ و پارتیشن بندی (Q&P) با استفاده از این روش، منجر به ریزساختاری شامل مارتنزیت و آستنیت باقی مانده پایدار شده بین صفحات مارتنزیت می شود و بنابراین ترکیب بهتری از استحکام و انعطاف پذیری را فراهم می کند. در این پژوهش، تاثیر پارامترهای فرایند Q&P (دمای کوئنچ، دمای پارتیشن بندی و زمان پارتیشن بندی) بر ریزساختار و کسر آستنیت باقی مانده یک فولاد کربن متوسط کم آلیاژ بررسی شده است. نتایج نشان داد که افزایش زیاد زمان پارتیشن بندی، موجب از بین رفتن تیغه های مارتنزیت و کاهش کسر آستنیت می شود. با افزایش دمای پارتیشن بندی، لایه های آستنیت باقی مانده ضخیم تر می شود و کسر حجمی آستنیت باقی مانده افزایش می یابد. از طرف دیگر، با افزایش دمای کوئنچ، غلظت کربن آستنیت باقی مانده به شدت افزایش می یابد.

در این مقاله به بررسی خواص مکانیکی اتصال غیرمشابه فولاد زنگ نزن آستنیتی 316AISI به فولاد کم کربن 37St جوش کاری شده با روش جوش کاری اصطکاکی اغتشاشی پرداخته شده است. جوش کاری اصطکاکی اغتشاشی با سرعت چرخشی ثابت rpm 800 و سرعت های خطی mm/min 150، 100 و 50 انجام شد. بررسی های فازی توسط آزمون پراش اشعه ایکس و آزمون طیف سنجی اشعه ایکس و بررسی خواص مکانیکی توسط آزمون کشش، آزمون سوراخ برشی و آزمون ریزسختی سنجی انجام شد. نتایج بررسی های فازی در مرز اتصال شواهدی از تشکیل کاربید و ترکیب های بین فلزی را نشان نداد. نتایج آزمون کشش نشان می دهد شکست در تمام نمونه های جوش کاری شده از ناحیه فلز پایه فولاد 37St اتفاق می افتد. نتایج آزمون سوراخ برشی بیشترین استحکام برشی نهایی و استحکام تسلیم برشی را برای نمونه جوش کاری شده با سرعت چرخشی rpm 800 و سرعت خطی 150mm/min نشان داد. با این حال این نمونه کمترین درصد ازدیاد طول برشی را نشان می دهد. نتایج آزمون ریزسختی سنجی نیز بیشترین میزان ریزسختی را در ناحیه اغتشاشی سمت فولاد 316 AISI نمونه جوش کاری شده با سرعت چرخشی rpm 800 و سرعت خطی 150mm/min نشان می دهد که دلیل آن کاهش اندازه دانه ها ناشی از تبلور مجدد دینامیکی است.

در این پژوهش، اثر آلیاژسازی مکانیکی بر ریزساختار و اجزای فازی سیستم Mg-6Al-1Zn-1Si بررسی شد. برای مطالعه رفتار گرمایی، آنیل هم دما در سه دمای 350، 400 و 450oCبرای یک ساعت انجام شد. نتایج نشان داد که اندازه دانه ابتدا با افزایش زمان آسیاب تا 35 ساعت کاهش و سپس اندکی افزایش می یابد. در مقابل، کرنش شبکه با افزایش زمان آسیاب تا 35 ساعت به طور محسوسی افزایش و سپس کاهش می یابد. فاز ثانویه بین فلزی Mg2Si در حین آنیل ایجاد می شود و مقدار آن با افزایش دمای آنیل افزایش می یابد. فرایند آلیاژسازی مکانیکی دمای تشکیل فاز بین فلزی Mg2Si را کاهش داد.

دردهه های اخیر پیشرفت های قابل توجهی در زمینه تجهیزات پزشکی قابل پوشش صورت گرفته است، آینده ای که در آن تمامی علائم حیاتی بشر از یک لباس توسط فرد دریافت شود، باوری است که امروزه در اندیشه و عمل پژوهشگران است. در راستای دست یابی به این امر، منسوجات باید از مقاومت الکتریکی پایین و یکنواختی در سطح برخوردار باشند، زیرا برقراری ارتباط بین اجزاء منسوج الکترونیکی نیازمند وجود هدایت الکتریکی در منسوج است. یکی از روش های اقتصادی و مناسب برای کاهش مقاومت الکتریکی منسوجات چاپ طرح های رساناست که با این روش منسوج از یکپارچگی و راحتی بالایی برخوردار است. حسگر طراحی شده در این مقاله، بر پایه چاپ تخت ماده فعال کننده و لایه نشانی الکترولس فلز مس است. نتایج به دست آمده در این بررسی، نشان داد که برای واکنش فلز مس در حمام لایه نشانی شرایط قلیایی لازم است (pH=8.5) و بهترین دما برابر با 70 درجه سانتی گراد است. میزان مقاومت الکتریکی به دست آمده در این روش 0.08 اهم بر سانتی متر مربع است که این مقدار مقاومت الکتریکی برای الکترود دریافت کننده سیگنال های بیوالکتریک مناسب است. نتایج به دست آمده از آزمایش دریافت سیگنال قلب و مقایسه آن با الکترود مرجع دستگاه الکتروشوک مانیتورینگ، نشان دهنده کیفیت بسیار بالای سیگنال های دریافتی است. به کار بردن این حسگرهای چاپ شده بر سطح منسوج به علت انعطاف پذیر بودن منجر به راحتی در پوشش و آزادی عمل بیش تر کاربر خواهد شد.