مواد نوین
سال:1398 | دوره:10 | شماره:1 (پیاپی 37) |تعداد مقالات:12

در این پژوهش ریزساختار اتصال سوپر آلیاژ پایه نیکل-مولیبدن Hastelloy B-2 با هدف بررسی اثر مقدار جریان و فرکانس بر تحولات ریزساختاری نواحی جوش داده شده مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور، از فرآیندPC-GTAW و فلز پرکنندهERNiCrMo-2 استفاده گردید. با ثابت نگه داشتن دیگر پارامترهای این فرآیند، مقدار فرکانس در سه مقدار10، 30و50 هرتز و تغییرات جریان پالسی به صورت80: 20 و 60: 40 تغییر داده شد. پس از جوشکاری تاثیر جریان و فرکانس بر روی ریزساختار فلز جوش توسط میکروسکوپ نوری(OM) و میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM)، همچنین به منظور آنالیز رسوبات تشکیل شده ازآنالیز(EDS) استفاده شد. نتایج نشان داد، کاهش جریان بیشینه، منجر به کاهش حرارت ورودی به قطعه کار، در نتیجه منجر به کاهش شدید اندازه دندریت ها در فلز جوش، کاهش اندازه دانه های منطقه متاثر از حرارت (HAZ) و کاهش قابل توجه مقدارکاربیدهای مولیبدن در مناطق بین دندریتی در فلز جوش شده است. همچنین افزایش فرکانس، منجر به افزایش عرض و عمق جوش می شود. زمانی که فرکانس افزایش می یابد، هم پوشانی پالس ها افزایش یافته و حرارت در فاصله زمانی کمتری به حوضچه مذاب وارد می شود و ابعاد جوش افزایش می یابد. مطالعات ریزساختاری نشان داد که افزایش فرکانس، منجر به افزایش دندریت ها در فلز جوش و افزایش وسعت منطقه متاثر از حرارت می شود.

موادی که به عنوان جاذب نوترون مورد استفاده قرار میگیرند، باید خاصیت کند کنندگی نوترونهای سریع و همچنین جذب نوترونهای حرارتی را داشته باشند. ژئوپلیمرها از جمله موادی هستند که در سالهای اخیر جایگزین سیمانها شدهاند و از آنها جهت نگهداری زبالههای هستهای استفاده شده است. در این تحقیق خاصیت جذب نوترون کامپوزیت ژئوپلیمری ساخته شده از خاکستر آتشفشانی کوه تفتان مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور با افزودن ترکیبات هیدروکسید سدیم و سیلیکات سدیم به خاکستر اتشفشانی و قرار دادن آن در دمای 65 درجه سانتی گراد به مدت 24 ساعت و سپس نگه داشتن در دمای محیط به مدت هفت روز واکنش ژئوپلیمریزاسیون انجام شد. به منظور بهبود خواص جذبی ژئوپلیمر، اکسید بور و کاربید بور به میزان 10-5 درصد وزنی به ژئوپلیمر اضافه شد. بر روی نمونههای تولید شده آنالیز تفرق اشعه ایکس )XRD )و طیفسنجی تبدیل فوریه مادون قرمز )FTIR )به ترتیب به منظور بررسی فازها و پیوندهای شیمیایی بهوجود آمده صورت گرفت. همچنین آزمون استحکام فشاری برای بررسی استحکام نمونهها و آزمون جذب نوترون جهت بررسی خاصیت جذب نوترون آنها انجام گردید. نتایج به دست آمده از آنالیز XRD وجود فازهای مربوط به تشکیل ژئوپلیمر و نتایج آنالیز FTIR وجود شبکه ژئوپلیمری را تایید کرد. استحکام فشاری بیشینه 54. 37 مگاپاسکال برای نمونه فاقد اکسید و کاربید بور بهدست آمد؛ اما نمونههای دارای افزودنی استحکام فشاری کمتری داشتند. آزمون جذب نوترون نیز نشان داد که نمونههای حاوی کاربید بور نسبت به نمونههای حاوی اکسید بور به دلیل داشتن عنصر کربن جذب نوترون باالتری دارند.

هدف از این تحقیق، ساخت داربست مهندسی بافت استخوان از طریق برقراری اتصال عرضی رادیکالی بین زنجیرههای پلی اتیلن گالیکول در حضور پلی کاپروالکتون و ذرات هیدروکسی آپاتیت و خروج ذرات کلرید سدیم به عنوان تخلخل زا است. نمونههای ساخته شده با استفاده از روشهای میکروسکوپ الکترونی روبشی )SEM، )طیف نگاری مادون قرمز )FTIR )و پراش پرتو ایکس )XRD )مورد ارزیابی قرار گرفت. همچنین درصد تخلخل و اندازه آنها، در صد تورم، درصد کسر ژل و خصوصیات مکانیکی ارزیابی گردید. درآزمون FTIR مشخص شد که اتصاالت عرضی در بین زنجیرههای پلی اتیلن گالیکول برقرار شده است. داربستهای تهیه شده ساختاری متخلخل با اندازه تخلخل بین 100 تا 130 میکرومتر و درصد تخلخل در حدود 70 را نشان دادند. نتایج نشان داد که با افزایش نسبت پلی اتیلن گالیکول )PEG )به پلی کاپروالکتون )PCL )درساختار، در صد تورم به میزان 11 درصد افزایش یافت و مدول فشاری نیز کاهش یافت. با افزودن ذرات هیدروکسی آپاتیت (HA (به این شبکه پلیمری در صد تورم به میزان 4 درصد کاهش یافت و مدول فشاری از 96/0 به 122/1 مگاپاسکال افزایش یافت. همچنین مشاهده شد که همه شبکههای هیدروژلی دارای درصد کسر ژل مشابه به طور میانگین 94 درصد هستند. نتایج نشان داد، داربست شبکهای پلی کاپروالکتون دی ال/پلی اتیلن گالیکول دی آکریالت/هیدروکسی آپاتیت پتانسیل استفاده در مهندسی بافت را دارند.

کامپوزیت های هیبریدی پایه منیزیم به دلیل سبکی، استحکام ویژه بالا و داشتن خواص سایشی مطلوب در صنایع هوافضا و خودرو کاربرد گسترده ای دارند. در این پژوهش، با استفاده از روش اصطکاکی اغتشاشی، کامپوزیت هیبریدی حاوی مخلوط نانوذرات سیلیکا و گرافیت بر سطح آلیاژ منیزیم (AZ31B) تولید شد و اثر تعداد پاس بر ریزساختار، سختی و مقاومت به سایش نمونه ها بررسی شد. بر طبق بررسی های ریزساختاری، پس از 4 پاس، ذرات توزیع مناسبی در ریزساختار داشته و به خوبی مانع رشد دانه شدند به طوری که متوسط اندازه دانه ساختار کامپوزیتی نسبت به آلیاژ منیزیم اولیه 80 درصد و نسبت به نمونه ای که بدون حضور ذرات تحت فرآیند اصطکاکی اغتشاشی قرار گرفته است، بیش از 50 درصد کاهش یافت. با کاهش اندازه دانه، سختی ساختار کامپوزیتی پس از 4 پاس نسبت به آلیاژ منیزیم اولیه بیش از 17 درصد و مقاومت به سایش آن بیش از 33 درصد افزایش یافت. نتایج نشان داد اثر کاهش اندازه دانه در افزایش سختی کامپوزیت بیش تر از اثر پراکنده سختی و سایر مکانیزم های استحکام دهی است. همچنین با افزایش تعداد پاس، پراکندگی اعداد سختی و اندازه دانه در ناحیه هم زده کاهش یافت. بنابراین با افزایش تعداد پاس فرآیند اصطکاکی اغتشاشی، ذرات توزیع شده و ریز ساختار همگن می شود.

کنترل فرآیند تولید کاشی های کف برای دست یابی به خواص مناسب اهمیت زیادی دارد. در این تحقیق، تأثیر دمای تف-جوشی بر رفتار چگالش و خواص مکانیکی بدنه کاشی کف بررسی گردید. به این منظور نمونه های تهیه شده با روش پرس تک محوره در محدوده دمایی 900 تا º C 1200 به مدت 2 ساعت تف جوشی شدند. طبق نتایج حاصل از آنالیز اشعه ایکس، فازهای کوارتز و مولایت به عنوان فازهای اصلی در بدنه های کاشی کف شناسایی گردید. بیش ترین مقدار چگالی، انقباض خطی و استحکام فشاری برای نمونه ی تف جوشی شده در دمای º C 1150 حاصل شد و این نمونه کم ترین درصد تخلخل (5/0 درصد) و جذب آب (3/0 درصد) را داشت. طبق نتایج به دست آمده چگالی و استحکام فشاری نمونه تف جوشی شده در دمای º C 1200 با کاهش قابل توجهی همراه بود. وجود حفره و ترک در ریزساختار این نمونه را می توان به پدیده تف جوشی بیش از حد نسبت داد. طبق نتایج حاصل از این تحقیق، می توان یک ارتباط خطی با شیب زیاد بین استحکام فشاری و چگالی نمونه ها برقرار نمود که بیان گر وابستگی شدید استحکام فشاری به چگالی آن ها می باشد. مقاومت سایشی بالا در نمونه تف جوشی شده در دمای º C 1200 می تواند به دلیل سطح شیشه ای و زجاجی آن باشد.

فلز کروم یکی از آلاینده های مهممحیط های آبی است که در غلظت های زیاد، موجب ایجاد تهدیدات و خطرات اکولوژیکی بسیاری برای سلامت جامعه انسانی می شود. از این رو، حذف آن از محیط های آبی بسیار ضروری است. بنابرابن هدف مطالعه حاضر، بررسی حذف کروم شش ظرفیتی توسط جاذب های زیستی(پوست میوه درخت بلوط، انار و تخم مرغ) و مطالعه سینتیک و ایزوترم جذب آن ها می باشد. به منظور دستیابی به شرایط بهینه حذف کروممتغیرهای موثر بر فرآیند جذب مانند pH، سرعت هم زدن، زمان واکنش و غلظت اولیه ماده جاذب مورد بررسی قرار گرفت. همچنین جهت انجام مطالعه سینتیکی و ایزوترمی جذب کروم از مدل های خطی سینتیک شبه مرتبه اول و دوم و ایزوترمی لانگمیر و فروندلیچ استفاده شد. نتایج نشان داد با افزایش دوز جاذب، زمان تماس و سرعت هم زدن راندمان حذف افزایش می یابد و با تغییر pH بسته به نوع جاذب راندمان جذب تغییر می کند و بیش ترین راندمان جذب برای پوست تخم مرغ، بلوط و انار به ترتیب در pH برابر 10، 4 و 2 بدست آمد. سینتیک جذب از سینتیک شبه مرتبه دوم برای هر سه جاذب و ایزوترم جذب از مدل فروندلیچ برای پوست تخم مرغ و انار و برای پوست بلوط از مدل لانگمیر تطابق بیشتری را نشان داد. براساس نتایج بدست آمده می توان نتیجه گرفت به ترتیب پوست تخم مرغ، پوست میوه بلوط و انار کارایی بالاتری در حذف کروم شش ظرفیتی از محلول های آبی دارند.

پدیده مخرب خوردگی به عنوان یکی از معضلات مهم در واحدهای شیرین سازی پالایشگاه های گاز کشور شناخته شده است که اغلب، در برج احیاء آمین و نواحی تشکیل میعان فازهای بخار غنی از دی اکسیدکربن رخ می دهد. یکی از مهم-ترین علل فرایندی این معضل، کاهش دمای آمین ورودی به پایین تر از دمای بازه ایمن عملیاتیاست. مطابق با شبیه سازی فرایندی انجام شده با استفاده از نرم افزار پرومکس، در صورت افت دمای آمین ورودی به برج احیاء، انجام عمل دفع گازهای اسیدی، عمدتا در پایین برج و همچنین جوش آورنده مربوطه صورت می گیرد که با توجه به جنس بدنه (فولاد کربنی 516)، بروز مکانیزم های تخریب ناشی از دی اکسیدکربن محتمل خواهد بود. بررسی کوپن های نصب شده در واحد شیرین سازی گاز، نشانگر افزایش نرخ خوردگی است که در صورت عدم کنترل شرایط فرآیندی در چرخه آمین، می تواند تا 1. 27 میلیمتر در سال افزایش یابد. تصاویر میکروسکوپ استریو و شناسایی ترکیبات محصولات خوردگی به وسیله پراش اشعه ایکس، موارد فوق را تایید می کند. در پایان، متناسب با دیدگاه و استراتژی هر پالایشگاه و همچنین در نظر گرفتن هزینه چرخه زمان عمر، راهکارهای متفاوتی جهت کنترل دمای آمین به برج در محدوده امن عملیاتی بیان شده است. راه کارهای فوق شامل طراحی و افزودن یک مبدل حرارتی جدید و یا تمیز کاری ادواری به منظورحذف رسوبات تشکیل شده در مبدل صفحه ای آمین-آمین ارائه شده است.

دراین پژوهش ازکنسانتره سلستیت (سولفات استرانسیم) برای تهیه فاز پروسکایت استرانسیم تیتانات استفاده شد. در مرحله اول، با استفاده از روش مکانوشیمیایی، پیش ماده کربنات استرانسیم از مخلوط کنسانتره سلستیت-کربنات سدیم تهیه شد. در مرحله دوم با استفاده از مخلوط کربنات استرانسیم-دی اکسید تیتانیم، محصول نهایی استرانسیم تیتانات بدست آمد. آزمایش ها نشان داد فرآیندآسیاکاری پر انرژی نقش موثری در انجام واکنش های شیمیایی و کاهش دمای فرآیند حرارتی برای تولید استرانسیم تیتانات دارد. آسیاکاری مخلوط کربنات استرانسیم-دی اکسید تیتانیم تا ده ساعت منجر به انجام واکنش شیمیایی نشد اگرچه برخی از نشانه های فاز روتیل باکربنات استرانسیم همپوشانی داشتند. نتایج آزمون های TGA بیانگرکاهش چشمگیری در دمای تشکیل فاز پروسکایت استرانسیم تیتانات درمخلوط های آسیاکاری بود. نشانه های فاز پروسکایت استرانسیم تیتانات پس از گرمایش در دمای 600 درجه سانتیگراد به مدت یک ساعت برای مخلوط پنج ساعت آسیاکاری دیده شد درحالی که در مخلوط های بدون آسیاکاری، نشانه های مواد اولیه (دی اکسیدتیتانیم و کربنات استرانسیم) نیز در این دما وجود داشت. نشانه های فاز استرانسیم تیتانات در دمای گرمایش900 درجه سانتیگراد در نمونه های بدون آسیاکاری و نمونه های آسیاکاری مشاهده شد. نتایج آنالیزهای XRD وFT-IR نشان داد، امکان تهیه فاز پروسکایت استرانسیم تیتانات از کنسانتره سلستیت (سولفات استرانسیم) به روش مکانوشیمیایی در دماهای به مراتب کم تر وجود دارد. تصاویرSEM نشان دهنده ذرات بسیار ریز محصول استرانسیم تیتانات (SrTiO3) درنمونه های آسیاکاری بود.

در این مقاله هدف بررسی اثر پارامترها و خواص ارتوتروپیک بر پایداری و استحکام یک بستر ارتوتروپیک در یک مساله تماس غلتشی می باشد. در این مساله غلتش یک استوانه صلب را بر روی یک نیم فضای ارتوتروپیک در نظر می گیریم. مساله به صورت دو بعدی بررسی گشته و برای یک آرایش خاص ناحیه تماس یعنی یک ناحیه چسبندگی مرکزی همراه با دو ناحیه لغزشی، در حالت کرنش-صفحه ای و همچنین با فرض برقراری قانون اصطکاک کلمب در نظر گرفته می شود. اگرچه مساله به صورت تحلیلی و با استفاده از روش های مستخرج در تحقیقات قبلی خود نویسندگان مورد بررسی قرار خواهد گرفت؛ ولی تاکید اصلی بر روی نتایج و روند وابستگی تنش های درون صفحه و داخل بستر به پارامترهای ارتوتروپی و ضریب اصطکاک می باشد. نتایج جالب حاصل از این تحقیق بیان می دارد با تغییر مناسب پارامترهای ارتوتروپی بستر می توان تنش-های ایجاد شده در بستر را کاهش داده و در نتیجه عمر بستر تا حد امکان افزایش یابد. در نهایت می توان نتیجه گرفت که جایگزینی مواد ارتوتروپیک و غیر همگن به جای مواد ایزوتروپیک و همگن در بسیاری از موارد کاربردی جهت افزایش عمر قطعات و کاهش هزینه های مصرفی امیدوارکننده خواهد بود.

هدف از این پژوهش، بررسی جزئیات ریزساختارها و خواص مکانیکی فولاد کم آلیاژ MO40 در حالت دوفازی فریتی-بینیتی در مقایسه با شرایط تمام بینیتی می باشد. برای این منظور سیکل های عملیات حرارتی متنوعی برای ایجاد میکروساختارهای دوفازی فریتی-بینیتی، شامل آستنیته کردن نمونه ها در دمای ℃ 860 به مدت 50 دقیقه و سپس کوئنچ سریع نمونه ها به داخل حمام نمک مذاب اولیه با دمای ℃ 620 برای مدت زمان های متفاوت 1 الی 10 دقیقه به منظور ایجاد کسرهای حجمی مختلفی از فازهای فریت و آستنیت تحول نیافته استفاده شد و بلافاصله پس از آن برای ایجاد بینیت از آستنیت تحول نیافته، این نمونه ها به داخل حمام نمک مذاب ثانویه با دمای ℃ 350 به مدت زمان 30 دقیقه انتقال داده شده و در نهایت در آب کوئنچ گردیدند. همچنین برای ایجاد ریزساختار تمام بینیتی، نمونه ها پس از آستنیته شدن در دمای ℃ 860 به مدت 50 دقیقه، بلافاصله به داخل حمام نمک مذاب ℃ 350 منتقل و به مدت زمان 30 دقیقه نگه داری و در پایان در آب کوئنچ گردیدند. از آزمون های کشش، سختی سنجی در مقیاس ماکرو و میکرو، متالوگرافی نوری و الکترونی روبشی گسیل میدانی FE-SEM مجهز به آنالیزور EDS برای بررسی تغییرات خواص مکانیکی و ریزساختاری استفاده شد. نتایج تجربی استخراج شده نشان می دهد که یک رابطه غیرخطی و نامتعارف بین خواص مکانیکی نمونه های دوفازی فریتی-بینیتی با تغییرات کسر حجمی فازهای فریت و بینیت وجود دارد. خواص مکانیکی نمونه های دوفازی فریتی-بینیتی شامل 8 تا 12 درصد حجمی فاز فریت مرزدانه ای در مجاورت بینیت، به طور قابل توجهی بیش از سایر نمونه های دوفازی فریتی-بینیتی و حتی نمونه های تمام بینیتی می باشد. این اصلاح در خواص مکانیکی نمونه های دو فازی فریتی-بینیتی با کسرهای حجمی 8 تا 12 درصد فریت ناشی از برهمکنش فازهای بینیت و فریت مرزدانه ای می باشد.

در این پژوهش به ارزیابی ریزساختار و رفتار تریبولوژیکی فولاد کربنی CK45 پوشش داده شده با آلیاژهای Fe-Al و Fe-Al-Si با استفاده از فرآیند GTAW پرداخته شد. جهت بررسی ریزساختارهای تشکیل شده از میکروسکوپ نوری و همچنین جهت تعیین فازهای موجود روی سطح روکش ها از آزمون پراش اشعه ایکس (XRD) استفاده شد. جهت ارزیابی رفتار سایشی روکش های ایجاد شده از آزمون سایش پین روی دیسک در دو دمای محیط و 500 درجه سانتیگراد استفاده شد و در ادامه سطوح سایش جهت تعیین مکانیزم غالب سایش با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که ریزساختار فلز جوش نمونه ی Fe-Al-Si به صورت دندریتی و در برخی نقاط به صورت شبکه ای رشد کرده است، در صورتی که در نمونه ی Fe-Al به صورت تیغه ای رشد کرده است. در فلز جوش نمونه سه تایی Fe-Al-Si به واسطه حضور Si به عنوان یک عنصر آلیاژی، وسعت منطقه انجماد سلولی و صفحه ای کم تر بود و جای خود را به منطقه انجماد دندریتی هم محور داده بود. الگوی پراش پرتو ایکس روکش ها نشان داد که در روکش دوتایی فاز غالب Fe3Al و در روکش سه تایی فاز غالب (Fe, Si)3Al می باشد. همچنین نمونه ی Fe-Al-Si نسبت به نمونه ی Fe-Al دارای سختی و مقاومت به سایش بهتری بود و با افزودن سیلیسیوم به سطح رفتار سایشی روکش به دلیل اصلاح ریزساختار و تشکیل ترکیب بین فلزی کمپلکس (Fe, Si)3Al بهبود یافت. تصاویر سطح سایش نشان داد، مکانیزم غالب سایش در پین های هر دو روکش در دمای محیط سایش چسبان می باشد. در دمای ° C500 سطح سایش پین سیستم دوتایی Fe-Al بیانگر سایش خراشان خیش ریز و سیستم سه تایی Fe-Al-Si بیانگر هر دو مکانیزم چسبان و خراشان بود.

ساخت، مشخصه یابی و مطالعه ویژگی های ساختار بلوری، الکتریکی و مغناطیسی ترکیب ابررسانایی Y2Ba5Cu7Ox