مواد نوین
سال:1395 | دوره:7 | شماره:1 |تعداد مقالات:8

در این پژوهش نانو ذره کاربید زیرکونیم به روش سل - ژل تهیه شد. روش سل - ژل معمولا برای سنتز ترکیبات اکسیدی به کار می رود، اما در این تحقیق یک پودرکاربیدی بسیار ارزشمند با این روش تهیه شده است. به منظور تهیه پودر فوق از زیرکونیم پروپکساید و ساکاروز به ترتیب به عنوان منابع زیرکونیم و کربن استفاده شد. سل اولیه در پنج pH متفاوت تهیه و اثر pH بر خواص پودر به دست آمده مورد بررسی قرار گرفت. با عملیات حرارتی بر روی ژل های تهیه شده در محدوده دمایی 700-1400oC به ترتیب مخلوط پودری کربن و زیرکونیا و به دنبال آن کاربید زیرکونیم حاصل شد. آنالیز حرارتی برای بررسی رفتار حرارتی ژل های ساخته شده، پراش پرتو ایکس برای بررسی ساختاری و میکروسکوپ الکترونی روبشی برای بررسی ریزساختاری پودر تهیه شده مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد افزایش pH نقش موثری در افزایش راندمان واکنش جهت تولید پودر کاربید زیرکونیم به همراه دارد. هم چنین نتایج نشان داد افزایش pH نقش چشم گیری هم در کاهش محدوده اندازه ذرات دارد. به نحوی که اندازه ذرات پودرهای تهیه شده در pH های 4.2، 5.2 و 6.2 به ترتیب در محدوده 190-130، 150-90 و 100-50 نانومتر می باشد. هم چنین مشخص شد، تغییرات pH تاثیری بر مورفولوژی ذرات که کروی شکل هستند، ندارد.

در پژوهش حاضر سعی شده است، تحلیل تنش پسماند در ورق آلومینیومی آلیاژ 5083 AA به روش شکل دهی داغ توسط گاز با استفاده از آزمایش های تجربی انجام گردد. سپس به وسیله روش اجزاء محدود و مقایسه آن با آزمایش های تجربی انجام شده، صحت این شبیه سازی ها مورد بررسی و تحلیل قرار داده شد. هدف از این پژوهش، تبیین روشی کارا جهت تعیین تنش های به وجود آمده در این روش شکل دهی می باشد. لذا تنش القایی در مخروط ناقص شکل داده شده توسط روش مذکور بوسیله روش سوراخکاری مرکزی اندازه گیری شد. تنش معادل در آزمایش تجربی برابر با 44.5 مگاپاسکال به دست آمد. سپس تنش پسماند فرآیند شکل دهی داغ ورق توسط گاز و با بهره گیری از روش تحلیل المان محدود در حالت وابسته به دما بررسیشد. بدین منظور از نرم افزار المان محدود ABAQUS/Explicit برای شبیه سازی فرآیند شکل دهی استفاده شد. حداکثر انحراف نتایج محاسبات المان محدود و آزمایش تجربی برای تنش بیشینه موجود در قطعه 7% تعیین شد. از این رو نتیجه گرفته شد که با استفاده از محاسبات المان محدود می توان مطالعه دقیقی بر روی روش شکل دهی داغ توسط گاز داشت.

در پژوهش حاضر، نمونه های استاندارد از جنس پلی یورتان گرماسخت با استفاده از روش ریخته گری محلول تهیه شدند. جهت بررسی تاثیر نرخ کرنش بر خواص مکانیکی پلی یورتان، نمونه های استاندارد در دمای محیط و در نرخ های کرنش متفاوت (5-10 × 2 تا 1- s 2-10 × 2) تحت آزمون کشش قرار گرفته و با استفاده از نتایج آزمون کشش و روابط مدل ایرینگ، آنتالپی فعال سازی بدست آمد. هم چنین مشخصه یابی شیمیایی و حرارتی نمونه ها توسط آزمون های مادون قرمز، آنالیز دینامیکی- مکانیکی و آنالیز توزین حرارتی انجام پذیرفت. سطح شکست نمونه ها نیز توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج آزمون کشش نشان داد که با افزایش نرخ کرنش استحکام کششی و مدول الاستیک نمونه ها به ترتیب بیش از 80 و 300 درصد افزایش یافته و این در حالی است که کرنش شکست پلی یورتان تا بیش از 50 درصد کاهش می یابد. با بررسی تصاویر میکروسکوپی مشخص است که با افزایش نرخ کرنش، سطح شکست نمونه ها به سمت شکست ترد میل می کند. در انتها نیز با استفاده از روابط مدل ایرینگ آنتالپی فعال سازی 45.49 kj/mol محاسبه گردید که نتیجه جدیدی برای پلی یورتان گرماسخت به حساب می آید.

در این تحقیق پوشش های نانوساختار آهن-کبالت-تنگستن به روش آبکاری جریان مستقیم بر روی زیر لایه مسی حاصل شد. نتایج نشان داد که چگالی جریان پوشش دهی و نیز ترکیب شیمیایی محلول بر خواص مغناطیسی و ساختاری اثرگذار است. مورفولوژی پوشش های بدست آمده از دو حمام آبکاری متفاوت بوده و با افزایش چگالی جریان آبکاری مقدار فاز fcc موجود در ساختار دو فازی fcc+bcc کاهش یافت. مشاهده شد که پارامترهای آبکاری تاثیر چشمگیری بر روی تغییرات اندازه دانه نداشته و اندازه دانه پوشش ها کمتر از 20 نانومتر گزارش شد. با افزایش چگالی جریان، رسوب دهی تحت کنترل نفوذ درآمده و مقدار تنگستن رسوب کرده و در نتیجه میکروسختی پوشش ها کاهش یافت. با توجه به نتایج حاصل از پراش پرتو ایکس (XRD) و نیز مغناطش سنج نمونه لرزان (VSM) می توان تغییرات گسترده در مقدار وادارندگی را به تغییرات فازی در این پوشش ها مربوط دانست.

به منظور بررسی تاثیر بافت اولیه و پارامترهای ترمومکانیکی بر رفتار کار گرم آلیاژ منیزیم AZ 63، رفتار سیلان ماده، بافت تغییر شکل حاصل از فشار گرم نمونه های ریختگی و نمونه های اکسترود شده با یکدیگر مقایسه شده است. نمونه های اکسترود شده در دو جهت اکسترود و جهت نرمال ماشین کاری شدند. آزمون های فشار گرم در دمای 250°C و نرخ کرنش های 1 s-1 و 0.01 s-1 و کرنش های متفاوت انجام شدند. مشاهدات ریزساختاری و بررسی بافت ها در شرایط تغییر شکل متفاوت نشان دهنده این است که حضور دوقلویی های کششی و فشاری در نمونه های اکسترود شده و دوقلویی های کششی در نمونه های ریخته گری شده، تاثیر به سزایی در تغییرات بافت نمونه ها در کرنش های اولیه تغییر شکل و هم چنین تبلور مجدد در کرنش های پایانی نمونه های اکسترود شده داشته است.

در مطالعه حاضر، ورق های آلیاژ آلومینیم 5083 به وسیله روش ترکیبی جوشکاری- لحیم کاری با به کار بردن پرکننده های سیمی 4043 و 4047 به ورق های فولاد گالوانیزه متصل شدند. اندازه حرارت ورودی جوش و نوع فلز پر کننده روی خواص ریز ساختاری و مکانیکی اتصال حاصل شده موثر اند. نتایج بدست آمده از مشاهده های ریز ساختاری نشان داد که در حرارت ورودی مشابه، ضخامت لایه ترکیب بین فلزی ترد برای اتصال ایجاد شده با فلز پرکننده 4047 تقریبا نصف ضخامت این لایه در اتصال ایجاد شده با فلز پرکننده 4043 است. نتایج آنالیز طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس نشان داد که لایه ترکیب بین فلزی شکل گرفته در فصل مشترک فولاد- فلز جوش در طرف فولادی شامل فاز آهن- (آلومینیم، سیلیسیم) با نسبت اتمی 3.1 و در طرف فلز جوش شامل فاز آهن- آلومینیم- سیلیسیم با نسبت اتمی 17/73/10 می باشد. مشاهده شد که اتصال ایجاد شده با فلز پرکننده 4047 استحکام مکانیکی بالاتری را (170 مگاپاسکال) نسبت به اتصال مشابه ایجاد شده با فلز پرکننده 4043 (120 مگا پاسکال) از خود نشان داد. نتایج آنالیز پراش پرتو ایکس بر سطح شکست نمونه ها، حضور فاز آهن- آلومینیم- سیلیسیم با نسبت اتمی 6/1/1 را نشان داد. افزون بر آن، در اتصال های ایجاد شده با فلز پرکننده 4047 فاز آهن- سیلیسیم با نسبت اتمی 2.1 که ناشی از فوق اشباع شدن سیلیسیم در ترکیب بین فلزی است، مشاهده گردید.

در این پژوهش از مواد اولیه عنصری جهت تشکیل نانو کامپوزیت MoSi2-20%TiCاستفاده شد. روش اجرای این پژوهش بر مبنای سنتز احتراقی با سازوکار فعال سازی مکانیکیMASHS) ) برنامه ریزی شده بود. در این پژوهش برای فعال سازی پودرهای عنصری Mo، Si، Ti و C از آسیاب با نسبت وزنی گلوله به پودر 5 به 1، 10به 1 و 15 به 1، هم چنین زمان آسیاب 4، 8، 12 ساعت و دور آسیاب 250 و 300 دور در دقیقه استفاده شد. بعد از آسیاب، پودرها توسط پرس تک محور فشرده شدند. سنتز نمونه ها در کوره تیوبی تحت اتمسفر آرگون با شرایط دمایی 700 الی 1100 درجه سانتیگراد انجام پذیرفت. از آنالیز XRD جهت شناسایی فازها و از تصاویر SEM و TEM جهت ارزیابی مورفولوژی استفاده شد. بررسی الگوهای XRD نمونه های سنتز شده به روش MASHS نشان داد، کامپوزیت دی سیلیساید مولیبدن- کاربید تیتانیوم با موفقیت سنتز شده است. نتایج سنتز نانو کامپوزیت MoSi 2 -TiC به روش MASHS نشان داد، زمان آسیاب حدود 4 ساعت، نسبت وزنی گلوله به پودر 15 به 1، سرعت چرخش آسیاب 300 دور در دقیقه، فشار ثابت پرس300MPa و دمای 850oC شرایط بهینه می باشند. محاسبه اندازه دانه ها توسط روش ریتولد نشان داد، اندازه بلورک کاربید تیتانیوم در شرایط بهینه در حدود 28 نانو متر و اندازه بلورک دی سیلیساید مولیبدن بالای 100 نانو متر می باشد. هم چنین بررسی تصاویر SEM و TEM نانو ساختار بودن کامپوزیت را به اثبات رساند.

در این پژوهش پلیمر UPVC (پی وی سی سخت) با پلیمر SAN (استایرن آکریلو نیتریل) در حضور و عدم حضور نانو ذرات نقره و دی اکسیدتیتانیوم به روش قالب ریزی محلول آمیخته شد. نتایج FT-IR تایید کرد که این دو پلیمر با یکدیگر به صورت آمیخته در آمده و سازگار می باشند. خواص مکانیکی آمیخته های پلیمری تهیه شده با درصدهای وزنی متفاوت مورد بررسی قرار گرفت. نتایج آزمون خواص مکانیکی، افزایش مقادیر استحکام کششی (حداکثر 25.9 درصد نسبت به UPVC)، مدول یانگ (حداکثر 21.5 درصد نسبت به SAN) و ازدیاد طول پارگی (حداکثر 75 درصد نسبت به UPVC) را در آمیخته ها نسبت به پلیمرهای خالص نشان می دهد. همچنین، افزودن 0.2 درصدوزنی مخلوط نانوذرات نقره و دی اکسیدتیتانیوم به آمیخته های UPVC/SAN سبب کاهش مدول (حداکثر 53 درصد)، استحکام کششی (حداکثر 70 درصد) و نیز افزایش ازدیاد طول پارگی (حداکثر 300 درصد) نسبت به آمیخته ها شد. افزون بر این، آزمون گرما وزن سنجی (TGA) نشان داد، افزودن این نانوذرات سبب افزایش پایداری حرارتی آمیخته می شود. از تکنیک میکروسکوپ الکترونی نوری برای بررسی مورفولوژی فیلم نانوکامپوزیتی تهیه شده استفاده گردید.