مواد نوین
سال:1391 | دوره:2 | شماره:4 (پیاپی 8) |تعداد مقالات:8

عملیات فسفاته کاری دما پایین، برای کامل شدن عملیات پوشش دهی به زمان های طولانی نیاز دارد و بنابراین، جهت کاهش زمان عملیات می توان از تسریع کننده های مکانیکی، شیمیایی و الکتروشیمیایی استفاده کرد. در این مقاله تاثیر روش های گوناگون فعال سازی مکانیکی سطح فولاد ساده کربنی، نظیر ساچمه پاشی، سنباده زنی با ورق سنباده شماره 180 و ماسه پاشی، بر ویژگی های نظیر زبری و ساختار لایه فسفاته اعمالی فلز پایه مورد بررسی قرار گرفت. مطالعه پوشش های حاصله به وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، نشان داد که عملیات ساچمه پاشی به دلیل افزایش بیش از حد زبری سطح، تاثیری منفی بر ساختار لایه فسفاته حاصله داشته، سبب درشت تر شدن و توزیع نایکنواخت بلورهای فسفاته می شود. از سوی دیگر، مشاهده شد که آماده سازی سطح به وسیله عملیات ماسه پاشی، به دلیل تشکیل پروفیل زبری مناسب روی سطح، سبب افزایش مراکز جوانه زنی بلورهای فسفاته در مقایسه با حالتی شد که آماده سازی سطح به وسیله عملیات سنباده زنی انجام گرفت. در نتیجه، با پرداخت سطح به وسیله عملیات ماسه پاشی، پوشش هایی ریزدانه و متراکم تری بدست آمد. در ادامه نیز با توجه به اندازه گیری زمان بهینه فسفاته کاری، ضخامت، وزن و چگالی پوشش های اعمالی روی سطوح با بافت سطحی گوناگون، مشاهده شد که فعال سازی سطح به وسیله روش ماسه پاشی، سبب تشکیل پوششی چگال تر با وزن کمتر در زمان های فسفاته کاری کوتاه تر شد.

این پژوهش به بررسی ارتباط ویژگی های ریزساختاری و مکانیکی جوش های مقاومتی نقطه ای فولاد کم کربن (LCS) AISI1008 و فولاد دوفازی DP600 در آزمایش کشش-برش می پردازد. ارتباط بین اندازه دکمه جوش بحرانی مورد نیاز برای رسیدن به حالت شکست محیطی، ریزساختار و ویژگی های سختی بررسی شد. بررسی ها نشان دادند که اندازه دکمه بحرانی تابع ویژگی های نیمرخ سختی (نسبت سختی دکمه جوش به میانگین سختی فلزهای پایه) است. نتایج نشان دادند که اتصال DP600/DP600 بیش ترین تمایل به شکست فصل مشترکی و اتصال DP600/LCS کمترین تمایل به شکست فصل مشترکی را از خود نشان دادند. اندازه دکمه جوش بحرانی پایین اتصال نامشابه DP600/LCS ناشی از سختیFZ  بالاتر آن (نسبت به اتصال LCS/LCS) و هم چنین، سفتی کمتر آن (نسبت به DP600/DP600) است. در نهایت، استحکام و انرژی شکست اتصالات مشابه و نامشابه مقایسه شد.

بمنظور افزایش مقاومت به خوردگی آلیاژ آلومینیوم 2024-T3، عملیات آندایزینگ در دمای محیط در الکترولیت ترکیبی با درصدهای وزنی گوناگون از اسید سولفوریک، بوریک و فسفریک انجام شد. آندایزینگ در مدت زمان های 10 و 20 دقیقه و چگالی جریان های 1 mA/cm2 و 2 mA/cm2 انجام شد. از روش امپدانس الکتروشیمیایی جهت مطالعه رفتار خوردگی آلیاژ آندایز شده در محیط آبی حاوی 3.5 درصد وزنی نمک طعام استفاده شد و با استفاده از مدار الکتریکی معادل مناسب، پارامترهای خوردگی مربوط به لایه اکسیدی مشخص و با ارایه یک راه کار ساده با استفاده از روش امپدانس الکتروشیمیایی، ضخامت لایه اکسیدی تعیین گردید. در نهایت، برای مقایسه نرخ خوردگی نمونه های آندایز شده از روش برون یابی تافل استفاده شد. نتایج بیانگر مقاومت به خوردگی مناسب آلیاژ آندایز شده در الکترولیت ترکیبی می باشد. این الکترولیت به دلیل عدم استفاده از یون کرومات و ایجاد مقاومت به خوردگی مناسب آلیاژ آندایز شده می تواند جایگزینی مناسب برای حمام های کروماته که مشکلات زیست محیطی دارند و بیش تر جهت آندایزینگ آلیاژ آلومینیوم 2024-T3 بکار می روند، باشد.

تولید حرارت در طول فرایند ماشین کاری نانومتری یکی از پیامدهایی است که سعی می شود به کمترین حد رسانده شود. این پژوهش به بررسی تاثیر شعاع انحنای نوک ابزار و سرعت برش بر تولید حرارت و بالانس انرژی در قطعه کار می پردازد. در این راستا، فرایند برش نانومتریک بر قطعه کار تک بلور مس، با روش دینامیک مولکولی و تابع پتانسیل فلزی EAM شبیه سازی شده و با ارایه مدل توزیع انرژی، تاثیر عوامل یاد شده مورد بررسی قرار می گیرد. بر اساس نتایج، با نفوذ ابزار به داخل قطعه کار، سرعت اتم هایی که در همسایگی ابزار قرار دارند، به شدت افزایش می یابد. این افزایش موضعی سرعت و تغییر شکل زیاد باعث می شود که دما در قطعه کار به صورت موضعی در اطراف ابزار و براده زیاد شود. افزایش چهار برابری سرعت برش، تنها باعث افزایش حدود %27-21 نیروهای برشی می شود. سرعت برش، اما تاثیر قابل توجهی در تغییرات انرژی پتانسیل، جنبشی و انتقال حرارت در قطعه کار دارد. به گونه ای که در سرعت های برش بالا با کاهش مقدار انتقال حرارت، انرژی جنبشی و پتانسیل زیادی در قطعه کار باقی می ماند که باعث افزایش شدید دما و گرادیان درجه حرارت در قطعه کار می شود. افزایش چهار برابری سرعت برش، از 50m/s به200m/s ، باعث افزایش دما در نواحی ماشین کاری از 300 oC به 700 oC می شود که می تواند در کیفیت سطح ماشین کاری تاثیرگذار باشد. افزون بر این، با افزایش شعاع انحنا ابزار، میزان فشردگی اتم ها در جلوی ابزار افزایش می یابد و باعث افزایش نیروهای ابزار بویژه در جهت عمودی می شود که در نهایت، باعث افزایش گرادیان درجه حرارت در قطعه کار بویژه در ناحیه براده می شود.

لایه نازک اکسید روی به روش سل-ژل روی بستر شیشه ای سنتز شد. ساختار بلوری و ریخت شناسی سطح با استفاده از تفرق سنجی اشعه ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM)  مورد مطالعه قرار گرفت. اندازه ذرات بلوری تشکیل شده روی سطح بر اساس معادله شرر (Scherrer) و نرم افزار X'pert Highscor محاسبه شد که در حدود 30nm برآورد گردید. با استفاده از پوشش سنتز شده، حسگر گازی اکسید فلزی تهیه شد و حساسیت حسگر ساخته شده نسبت به دو گازها پرکاربرد O2 و CO2 مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان دادند که پوشش متخلخل اکسید روی حساسیت بالایی نسبت به این دو گاز دارد. هم چنین، زمان پاسخ (Response time) برای گاز اکسیژن دو برابر گاز دی اکسید کربن و در حدود 12 ثانیه بود.

کپسول های CNG کامپوزیتی، مزایای قابل توجهی نسبت به انواع فلزی خود دارند که از آن جمله می توان به قابلیت ذخیره سازی گاز با فشار بالاتر، مکانیزم های واماندگی ایمن تر، ویژگی های مکانیکی بهتر، مقاومت بالاتر در برابر خوردگی و 2 تا 4 برابر وزن کمتر اشاره کرد. هدف اصلی این پژوهش، آنالیز ترمومکانیکی و ارزیابی کپسول های CNG کامپوزیتی است. برای ساخت این کپسول ها، یک رزین اپوکسی با کارایی بالا به عنوان فاز زمینه کامپوزیت زمینه پلیمری و الیاف کربن با استحکام بالا از نوع T-700S به عنوان فاز تقویت کننده انتخاب شد. پس از تعیین ویژگی های گوناگون این دو بخش اصلی، ویژگی های لمینای ناشی از آن ها به کمک روابط میکرو مکانیک تعیین و برای ساخت آن نیز یک دستگاه رشته پیچ 5 محوری ساخته شد. سپس با توجه به شرایط کاری بهینه دستگاه که در کسر حجمی 50 تا 60 درصد از الیاف تقویت کننده بدست می آمد، آنالیز ترمومکانیکی سه بعدی در کسر حجمی 50، 55 و 60 درصد با استفاده از نرم افزار ANSYS-12 انجام شد. با توجه به نتایج این پژوهش، افزایش تعداد لایه های لمینت کامپوزیتی و کسر حجمی الیاف تقویت کننده، تاثیری متفاوت بر رفتار واماندگی آستر فلزی و لایه های کامپوزیتی دارند. از نتایج دیگر، تاثیر بسزای تنش های حرارتی بر واماندگی لمینت است؛ در حالی که تاثیر آن ها بر واماندگی آستر فلزی قابل چشم پوشی است.

در این پژوهش، اثر متغیرهای جوشکاری (شدت جریان، جوشکاری پالسی و غیر پالسی) بر ریزساختار، ویژگی های مکانیکی (کشش و سختی) و مقاومت الکتریکی آلیاژ80Ni-20Cr  بررسی شده است. برای این منظور، مفتول هایی به قطر 2 میلی متر تهیه و در شرایط گوناگون مورد جوشکاری قرار گرفتند. سپس نمونه هایی جهت بررسی متالوگرافی نوری، SEM، آزمون کشش، سختی و مقاومت الکتریکی تهیه شدند. نتایج آزمون های متالوگرافی نوری و SEM نشان دادند که ریزساختار انجمادی تمامی نمونه ها از دانه های کروی هم محور تشکیل شده بودند که با افزایش شدت جریان جوشکاری میانگین قطر دانه ها و اندازه میانگین کاربیدهای Cr23C6 و TiC در هر دو شرایط جوشکاری غیر پالسی و پالسی افزایش یافتند. افزون بر این، بررسی های متالوگرافی نشان دادند که مرز ذوب تمامی نمونه ها از سه ناحیه انجمادی صفحه ای، سلولی و دندریتی تشکیل شده است که عرض این ناحیه ها با افزایش شدت جریان جوشکاری افزایش یافتند. منطقه HAZ نیز در تمام نمونه ها از دو ناحیه دانه درشت و دانه ریز تشکیل شده بود که با افزایش شدت جریان جوشکاری میانگین اندازه قطر دانه ها در هر دو شرایط جوشکاری غیر پالسی و پالسی افزایش یافتند. نتایج آزمون کشش و سختی نشان دادند که با افزایش شدت جریان جوشکاری در هر دو شرایط جوشکاری غیر پالسی و پالسی، استحکام کششی و سختی اتصال کاهش می یابند. در مقابل، در یک شدت جریان جوشکاری ثابت، جوشکاری پالسی باعث افزایش استحکام کششی و سختی اتصال نسبت به جوشکاری غیر پالسی گردید. نتایج آزمون مقاومت الکتریکی نیز نشان داد که مقاومت الکتریکی تمامی نمونه ها تابعی از میانگین قطر دانه ها و وضعیت رسوب کاربیدها در ریزساختار می باشد و مناسب ترین (کمترین) مقاومت الکتریکی در شرایط جوشکاری با شدت جریان 10 آمپر به صورت پالسی بدست آمد.

با توجه به جوان بودن شبکه فاضلاب شهرستان مرودشت و نیز وارد نشدن فاضلاب های صنعتی به آن، انتظار می رود گاز سولفید هیدروژن در این شبکه به ندرت تشکیل شود، اما شیب نامناسب، عرض سطح جریان، شرایط پمپاژ، سرعت جریان و درجه حرارت باعث افزایش تولید گاز سولفید هیدروژن می شود. بر اساس مطالعات صورت گرفته به دلیل موقعیت جغرافیایی ویژه این شهرستان، شرایط ایجاد خوردگی میکروبی در این شبکه فراهم است. طولانی بودن مسیر انتقال فاضلاب (14 کیلومتر لوله بتنی) و نبود شیب مناسب، انتقال فاضلاب از راه ثقلی را در این شبکه با مشکلاتی روبه رو ساخته، لذا، می بایست از پمپ های بالا آورنده برای انتقال فاضلاب در خط لوله استفاده شود، در غیر این صورت، زمان ماند فاضلاب در شبکه بالا رفته و امکان توقف طولانی آن و در نتیجه، رشد لایه بیوفیلم و انتشار گاز سولفید هیدروژن افزایش می یابد. در این مقاله، خوردگی میکروبی لوله های بتنی فاضلاب شهرستان مرودشت از راه اندازه گیری غلظت گاز سولفید هیدروژن تولید شده در طول خط انتقال مورد بررسی قرار گرفته است. نمونه گیری ها جهت تعیین غلظت سولفید هیدروژن انجام شد و نتایج نشان دادند که میانگین غلظت هیدروژن سولفید در حالت کلی 0.96 قسمت در میلیون بود که بیش تر از حد گزارش شده برای احتمال وجود خوردگی میکروبی می باشد.