مواد نوین
سال:1399 | دوره:10 | شماره:3 (پیاپی 39) |تعداد مقالات:8

بررسی متغیرهای جوشکاری مقاومتی فرکانس بالا(HFRW )بر ریزساختار و خواص مکانیکی اتصال غیر همجنس فولاد کم آلیاژ کروم-مولیبدن به فولاد پرآلیاژ کروم دار در این تحقیق، اثر پارامترهای جوشکاری مقاومتی فرکانس بالا بر ریز ساختار و خواص مکانیکی اتصال فولاد کم آلیاژ Mo 1-Cr25/2 به فولاد پر آلیاژ کروم دار می باشد مورد بررسی قرار گرفته شده است. برای این منظور عملیات جوشکاری مقاومتی فرکانس بالا با تغیر پارامتر های شدت جریان، اختلاف پتانسیل، سرعت جوشکاری (چرخش فین تیوب) و تراکم پره ها بر روی نمونه های واقعی( صنعتی) انجام گرفت، سپس آزمون های متالوگرافی، کشش و سختی سنجی مطابق استاندارد ASTM برروی مقاطع مختلف بعد از نمونه برداری انجام شد. نتایج متالوگرافی و خواص مکانیکی نشان دادند که اتصال جوش نفوذ و امتزاج جوش بالای 90 % تابع پارامترهای بهینه جوشکاری و محلهای قرار گیری قطب های جوشکاری مقاوتی، تنظیمات جک هیدرولیکی فشار جهت ایجاد فواصل بهینه ی غلتک های دستگاه و تراکم فین ها در اتصال غیرهمجنس لوله های فولاد کم آلیاژکروم-مولیبدنی به فین پره های آلیاژی فولاد پر آلیاژ کروم دار می باشد. همچنین هرچه تراکم فین ها و ضخامت فین کمتر انتخاب گردد کیفیت نفوذ فین به تیوب بیشتر می گردد.

طراحی داربست هایی با ساختار فیزیکی مناسب با امکان چسبندگی و تکثیر سلول ها به سطح در بازسازی و ترمیم بافت استخوان نقش مؤثری ایفا می کنند. در این تحقیق، داربست پلی کاپرولاکتون/ کراتین/ نانولوله کربن به روش الکتروریسی جهت کاربرد در مهندسی بافت استخوان ساخته شد و تأثیر نانولوله های کربن (CNT) بر رشد سلول های استخوانی مورد ارزیابی قرار گرفت. برای دستیابی به این هدف، مورفولوژی سطح، درصد تخلخل، سطح ویژه، خواص مکانیکی و گروه های عاملی موجود در داربست ها به ترتیب با میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، روش جابجایی مایع، تست BET، آزمون استحکام کششی و طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR) موردبررسی قرار گرفت. به دلیل حضور نانولوله های کربن در نانوالیاف، میانگین قطر الیاف در داربست بدون CNT نسبت به داربست حاوی CNT از مقدار nm 138 به nm 75 کاهش و مقدار سطح ویژه نانوالیاف حاوی CNT افزایش یافت. اندازه تخلخل داربست حاوی CNT، mμ 680 محاسبه گردید که میزان مناسبی برای رشد و تکثیر سلول های استخوانی می باشد. رفتار تخریب پذیری داربست ها با قرار دادن نمونه ها برای 6 هفته در محلول PBS ارزیابی گردید که 50% تخریب در داربست حاوی نانولوله کربن مشاهده شد. همچنین، درصد زنده مانی سلول ها با آزمون MTT و چسبندگی سلول های استخوانی بر روی سطح داربست ها با میکروسکوپ SEM ارزیابی شد. حضور نانولوله های کربن و کراتین در داربست سبب افزایش رشد و تکثیر سلول های استئوبلاست شد. بنابراین نتایج حاصل از این مطالعه، داربست پلی کاپرولاکتون/ کراتین/ نانولوله کربن را داربستی مناسب جهت کاربرد در مهندسی بافت استخوان معرفی می کند.

در این پژوهش به بررسی اثر افزودن عنصر وانادیوم به جای نیوبیوم بر ریزساختار و مقاومت خوردگی فلز جوش الکترود E347-16 پرداخته شده است. بدین منظور الکترودهایی حاوی فرونیوبیوم و فرو وانادیوم در پوشش الکترود ساخته و مطابق استاندارد AWS A5. 4 نمونه هایی از هر دو الکترود بر روی ورق فولادی جوشکاری گردیدند، سپس آزمونهای آنالیزشیمیایی، متالوگرافی و اواع خوردگی بر روی آنها انجام شد. بررسی نتایج آزمون آنالیز شیمیایی و تطابق آن با دیاگرام شفلر مشخص نمود که ریزساختار فلز جوش نمونه ها از فریت و آستنیت تشکیل شده است، نتایج بررسی های متالوگرافی مشخص نمودند که فلز جوش نمونه حاصل از الکترود حاوی وانادیم از درصد حجمی فریت بیشتری نسبت به الکترود حاوی نیوبیوم برخوردار است. نتایج آزمون های خوردگی مشخص نمودند که با جایگزینی عنصر وانادیم به جای نیوبیوم در الکترود E347-16، حساسیت به خوردگی بین دانه ای فلزجوش نمونه های مختلف در محدوده قابل قبول بوده و مقاومت به خوردگی آنها تغییر چندانی نمی یابد، همچنین در رفتار خوردگی الکترو شیمیایی فلز جوش نمونه های مختلف تفاوت چندانی مشاهده نشد، نتایج بدست آمده از آزمونهای فوق مشخص نمودند که جایگزینی عنصر وانادیم به جای نیوبیوم در الکترود E347-16 از نظر متالورژیکی امکانپذیر می باشد.

در این پژوهش برای اولین بار، ورق های کامپوزیت Cu/Go حاوی %2 اکسید گرافن در چهار مرحله با استفاده از فرایند اتصال نورد تجمعی، در دمای محیط در شرایط بدون روانکار و از طریق اعمال کرنش پلاستیک شدید به منظور دستیابی به ساختار های با دانه های فوق ریز و نانومتری ساخته شد. به این منظور از مس خالص تجاری و اکسید گرافن استفاده گردید. تغییرات خواص مکانیکی و ریز ساختاری، قبل و بعد از انجام فرایند اتصال نورد تجمعی در چرخه های مختلف تولید، مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت. هم چنین، رفتار خوردگی و هدایت الکتریکی کامپوزیت در مراحل مختلف فرایند با یکدیگر، مقایسه شدند. به منظور بررسی خواص مکانیکی کامپوزیت تولید شده، آزمون های کشش و میکرو سختی و شکست نگاری قبل از انجام فرایند و در چرخه های مختلف فرایند انجام شد. برای مشاهده تغییرات ساختار با افزایش تعداد مراحل فرایند، از میکروسکوپ الکترونی گسیل میدانی (FESEM) مجهز به طیف سنج EDX استفاده شد. مشاهده ریز ساختار نشان داد که در مرحله های پایین تر پودر اکسید گرافن به صورت توده ای و در مراحل نهایی به صورت یکنواخت تر توزیع شده است. مشاهده تصاویر میکروسکوپی الکترونی گسیل میدانی از سطوح شکست در نمونه های آزمون کشش نیز، بیانگر آن بود که شکست به صورت نرم می باشد و عمق دیمپل ها با افزایش چرخه های فرایند کاهش می یابد. مقاومت به خوردگی و هدایت الکتریکی کامپوزیت تولید شده نسبت به مس خالص افزایش یافت.

افزودن عناصر نادر خاکی به آلیاژهای منیزیم، موجب توسعه آلیاژهای Mg-RE شده که دارای نسبت استحکام به وزن بالایی بوده و در صنایع هوا-فضا و اتومبیل سازی کاربرد دارند. از طرفی یکی از محدودیت های توسعه و بکارگیری انواع آلیاژهای منیزیم، تغییر شکل مومسان آن ها به واسطه ساختار هگزاگونال فشرده (HCP) آن هاست. هدف از این تحقیق، بررسی رفتار کار گرم و توسعه مدل بنیادی آلیاژ منیزیم Mg-7. 1Gd-2. 8Y-1. 3Nd-0. 4Zn(wt%) است. بدین منظور آزمایش های فشارگرم بر روی آلیاژ اکسترود شده در دماهای º C475-º C400 و نرخ کرنش های s-11-s-1001/0 با کرنش حداکثری 6/0 طراحی و انجام شد. تحلیل منحنی های فشارگرم بر اساس روابط بنیادی نشان داد که مقدار پارامترهای توان تنش (n) و انرژی محرکه (Q) آلیاژ به ترتیب برابر با 92/4 و kJ. mol-142/307 است. با استفاده از رابطه سینوس هایپربولیک تنش سیلان آلیاژ پیش بینی شد و نشان داده شد که مدل سازی کارگرم آلیاژ به صورت مناسبی قابل انجام است. با استفاده از مدل دینامیکی مواد نقشه های فرآیندی آلیاژ رسم شد و با ریزساختارهای بدست آمده تطبیق داده شد. نقشه های فرآیندی، دو منطقه امن برای شکل دهی شامل (1) دمای º C475 و نرخ کرنش s-1 001/0 و (2) دماهای º C460-º C425 و نرخ کرنش های s-105/0-s-1005/0 را پیشنهاد داد که با وقوع و توسعه تبلور مجدد دینامیکی (DRX) همراه بوده است. همچنین یک منطقه ناامن نسبتاً وسیع در دماهای زیر º C425 برای آلیاژ مورد تحقیق شناسایی گردید.

Nano Fast Cement (NFC) یک سیمان با زمان گیرش بسیار پایین برای ترمیم کانال ریشه دندان به عنوان جایگزینی برای Mineral Trioxide Agregate(MTA) است. ضعف این ماده ترمیم کننده جدید دندان، کارپذیری یا چسبندگی ضعیف و مقاومت فشاری و خمشی پایین است. برای رفع این مشکلات، در این پژوهش سعی شده با اضافه کردن افزودنی هایی از جمله پلی وینیل الکل (PVA)، نانو سل سلیکا و نانو ذرات هیدروکسی آپاتیت خواص فیزیکی، مکانیکی، زیست فعالی و زیست سازگاری NFC را بهبود دهیم. بنابراین هدف از این تحقیق، تولید نوع جدیدی از نانوکامپوزیت کلسیم سیلیکاتی، با زمان گیرش پایین، کارپذیری مناسب و استحکام فشاری و خمشی بالا است این نانو کامپوزیت با مخلوط کردن پودر NFC، نانو ذرات هیدروکسی آپاتیت، نانو سل سیلیکا و پلی وینیل الکل ساخته شد و اثر سه افزودنی بر خواص فیزیکی و مکانیکی NFC بررسی شد، با استفاده از روش طراحی تاگوچی، تاثیر سطوح مختلف مواد افزودنی و مقدار بهینه درصد هر افزودنی برای داشتن نانو کامپوزیتی با استحکام فشاری و خشمی بالا، زمان گیرش پایین و کارپذیری یا چسبندگی مناسب تعیین شد و با توجه به نتایج طراحی تاگوچی موثرترین فاکتور بر خواص مکانیکی نانو کامپوزیت تولید شده پلی وینیل الکل است که سطح سه(6درصد) آن بیش ترین مقدار سیگنال به نویز را دارد و نشان دهنده این است که سطح بهینه برای این فاکتور، سطح سه است. همچنین برای فاکتور نانوذرات هیدروکسی آپاتیت مقدار سیگنال به نویز تمامی سطوح تقریبا نزدیک به یکدیگر است که نشان دهنده این است که این فاکتور تاثیر زیادی بر خواص مکانیکی ندارد و با توجه به نتایج آزمون زمان گیرش موثرترین فاکتور بر زمان گیرش NFC، نانو سلیکا کلوییدی است که سطح بهینه برای این فاکتور، سطح 2(5/0درصد وزنی نانو سیلیکا) است. به این ترتیب درصد بهینه برای تولید نانو کامپوزیتی با بالاترین استحکام و کم ترین زمان گیرش و کارپذیری مناسب، 6 درصد پلی وینیل الکل است و نانو ذرات هیدروکسی آپاتیت تاثیر قابل توجهی بر خواص فیزیکی و مکانیکی NFC ندارد.

در این مقاله تاثیر دما و زمان اتصال دهی بر ریزساختار اتصال فاز مایع گذرای سوپرآلیاژ پایه نیکل GTD-111 مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است. فرایند اتصال دهی در دماهای1080، 1120 و ° C1160 در زمان های مختلف انجام گردید و ریزساختار نواحی مختلف اتصال توسط میکروسکوپ نوری و الکترونی روبشی مورد بررسی و تحلیل قرار گرفت. نتایج نشان داد که با افزایش دمای اتصال دهی از 1080 تا ° C1160، زمان انجماد کامل همدما از 195 تا 90 دقیقه کاهش و مقدار انحلال فلز پایه و پهنای درز اتصال افزایش یافته است. همچنین در همه زمان های نگه داری، ناحیه ی اتصال حاوی فازهای ثانویه شامل بوریدهای غنی از نیکل و کروم و سیلیسید نیکل در یک زمینه ی g بود. این فازها در قسمت های مرکزی و مجاور فصل مشترک فلز پایه-اتصال مشاهده شد. مشخص شد که با افزایش زمان اتصال دهی تا انجماد کامل همدما، کسر حجمی ذرات رسوبی ناحیه ی اتصال کاهش یافته و اجزای بوریدی ترد به طور کامل حذف شده اند. لازم به ذکر است، این فرایند ناشی از وابستگی شدید رفتار سینتیک نفوذی این نوع اتصالات به دما و زمان می باشد. علاوه بر این، مشاهده شد، با افزایش دمای اتصال دهی وسعت ناحیه ی اتصال و میزان انحلال فلز پایه افزایش می یابد. همچنین نتایج نشان داد که با افزایش زمان نگه داری در هر سه دمای اتصال دهی تا زمان تکمیل انجماد همدمای کامل، ضخامت منطقه ی ASZ و کسر حجمی رسوبات در ناحیه ی اتصال کاهش و طول ناحیه ی DAZ افزایش می یابد. با توجه به اینکه دمای بحرانی در آلیاژ مورد مطالعه ° C1180 می باشد، جهت یکنواختی و همگن سازی ریزساختار اتصالات در شرایط مختلف، عملیات حرارتی بعد از اتصال دهی در دمای ° C 1200 و زمان 300 دقیقه انجام گردید که در نتیجه ی آن، منطقه متاثر از نفوذ حذف و ریزساختار کاملاً همگن و عاری از رسوبات بوریدی سوزنی و بلوکی تشکیل شد.

در این پژوهش، پوشش نانو کامپوزیت هیبریدی Ni-P/Al2O3-SiC و پوشش ساده Ni-P، با استفاده از فرآیند آبکاری الکتریکی، روی زمینه ای از جنس مس تهیه گردید. آبکاری الکتریکی در هر دو مورد، بوسیله جریان مستقیم (DC) انجام شد. اندازه نانو ذرات SiC و نانو ذرات Al2O3 مورد استفاده برای تهیه حمام نانو کامپوزیت، به ترتیب nm55 و nm50 بود. مشخصه یابی و بررسی مورفولوژی سطح پوشش ها، به کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی (Scanning Electron Microscopy) و طیف نگار تفکیک انرژی (Energy Dispersive Spectroscopy) انجام گردید. رفتار تریبولوژیکی پوشش ها با آزمون پین روی دیسک و ریز سختی آن ها به روش ریز سختی سنجی ویکرز (Vickers Microhardness Test)، مورد ارزیابی قرار گرفتند. مورفولوژی سطح پوشش بعد از فرآیند سایش، بوسیله میکروسکوپ نوری بررسی گردید. نتایج نشان دادند که پوشش نانو کامپوزیت هیبریدی Ni-P/Al2O3-SiC، چسبندگی بسیار خوبی به زیر لایه مسی دارد. از سوی دیگر، مشارکت نانو ذرات آلومینا و نانو ذرات کاربید سیلسیم در پوشش نانو کامپوزیت هیبریدی سبب بهبود خواص تریبولوژیکی و افزایش ریز سختی لایه پوشش می گردد که این امر را می توان به استحکام زیاد نانو ذرات آلومینا و کاربید سیلسیم نسبت داد. همچنین با افزایش دانسیته جریان آبکاری، ریز سختی لایه پوشش Ni-P و Ni-P/Al2O3-SiC افزایش می یابد.