مواد نوین
سال:1398 | دوره:10 | شماره:2 (پیاپی 38) |تعداد مقالات:8

در این پژوهش، هدف تولید کامپوزیت سطحی درجای Al-Al3Ti با استفاده از پودر پیش فعال آلیاژسازی مکانیکی شده Al-Ti بر سطح آلیاژ آلومینیوم 1050 توسط فرایند اصطکاکی اغتشاشی بوده است. بدین منظور ابتدا پودر اولیه آلومینیوم و تیتانیوم در مدت زمان های مختلف آلیاژسازی مکانیکی شد و زمان مناسب برای دستیابی به ساختار لایه ای ظریف و یکنواخت از دو پودر آلومینیوم و تیتانیوم تعیین شد. لایه کامپوزیت سطحی، توسط فرایند اصطکاکی اغتشاشی در سرعت چرخش و تعداد پاس های مختلف با استفاده از پودر آسیاکاری شده مناسب تولید شد. جهت بررسی های ریزساختاری از میکروسکوپ نوری(OM) و الکترونی روبشی(SEM) مجهز به طیف سنج تفکیک انرژی(EDS) و به منظور شناسایی فازی نمونه ها از پراش پرتو ایکس(XRD) استفاده شد. به منظور بررسی امکان واکنش در پودر پیش فعال شده حین گرمایش، از آنالیز حرارتی افتراقی(DSC) استفاده شد. جهت ارزیابی خواص مکانیکی نمونه های FSP شده و فلز پایه از آزمون ریزسختی سنجی ویکرز و آزمون کشش استفاده شد. نتایج نشان داد استفاده از ذرات پودر آلیاژسازی مکانیکی شده Al-Ti باعث افزایش سختی به میزان 5/2 برابر و استحکام کششی به میزان 4/3 برابر نسبت به فلز پایه شد. همچنین افزایش تعداد پاس های فرایند به میزان 4 پاس، سبب بهبود واکنش تشکیل ذرات فاز Al3Ti در زمینه Al و توزیع بهتر این ذرات در زمینه شد.

تغییر شکل پلاستیک شدید یکی از روشهای موثر در کاهش اندازه دانه های مواد فلزی و دست یابی به مواد فوق ریزدانه و نانوساختار می باشد. در مقاله حاضر تغییر شکل پلاستیک شدید از طریق ترکیبی از اکستروژن و پرس در کانالهای زاویه دار هم مقطع بر روی مواد مختلف مانند مس خالص تجاری، آلیاژ آلومینیم 7075، فولاد میکروآلیاژی و فولاد ساده کربنی فریتی به طور موفقیت آمیزی اعمال شد. با بررسی ریزساختار حاصل از تغییر شکل در دمای محیط از طریق میکروسکوپ نوری و پراش پرتو ایکس قابلیت این روش در فرآوری مواد نانوساختار به اثبات رسید. اندازه متوسط دانه ها در آلیاژ آلومینیم 7075 در حدود 160 نانومتر و فولاد ساده کربنی در حدود 125 نانومتر محاسبه شد. همچنین تغییر شکل از طریق این روش بر روی آلیاژ آلومینیم 7075 و فولاد ساده کربنی در دمای بالا اعمال شد. در مورد آلیاژ آلومینیم 7075 از طریق وقوع تبلور مجدد دینامیکی اندازه متوسط دانه ها تا 6 میکرومتر کاهش پیدا کرد. علاوه بر این تغییر شکل فولاد ساده کرینی با دمای پیشگرم 930 درجه سانتیگراد نشان داد که اندازه دانه ها در این فولاد را می توان از طریق وقوع استحاله تحت کرنش دینامیکی آستنیت به فریت تا 3 میکرومتر کاهش داد. مشخصه های تغییر شکل فرآیند تلفیقی اکستروژن-پرس در کانالهای زاویه دار هم مقطع از طریق شبیه سازی المان محدود مورد بررسی قرار گرفت. با استفاده از نتایج تحلیل المان محدود نحوه توزیع کرنش در نمونه های تغییر شکل یافته مطالعه شد.

در این تحقیق، عوامل مختلف جوشکاری پلاسما بر روی کیفیت جوش ورق 3 میلی متر آلیاژ تیتانیوم Ti-6Al-4V بررسی شده است. این عوامل شامل شدت جریان الکتریکی، سرعت خطی جوشکاری و ترکیب مختلف گاز پلاسما (آرگون هلیوم) است که بر پهنای سطح و ریشه جوش (نشان دهنده مقدار حرارت ورودی) موثر می باشد. نتایج ماکروگرافی نشان می دهد که یک محدوده مشخص از شدت جریان الکتریکی و سرعت خطی وجود دارد که در داخل این محدوده نفوذ جوشکاری مناسب بوده و یک منطقه جوش، بدون هرگونه عیب داخلی و سطحی و با خواص مکانیکی مطلوب بدست می آید. همچنین با محافظت موضعی منطقه جوش، سطح دنباله و ریشه جوش با گاز آرگون با خلوص 5N می توان از اکسید شدن منطقه جوش و تشکیل اکسید تیتانیوم بر سطح جوش جلوگیری کرد (جوش نقره ای رنگ براق). نتایج آزمون مکانیکی نشان می دهد که در صورت جوشکاری در داخل محدوده مناسب بدست آمده از عوامل جوشکاری، استحکام کششی فلز جوش نزدیک به فلز پایه می باشد. به علت اتوماتیک بودن روش جوشکاری، تکرارپذیری روش جوشکاری پلاسما بسیار مناسب بوده و کیفیت جوش به خوبی قابل کنترل می باشد. افزایش مقدار گاز هلیوم باعث گسترش منطقه جوش و عمق نفوذ بالاتر جوش می شود. بررسی ریزساختار منطقه جوش نشان می دهد که سه ساختار آلفای محصور شده دندانه ای، ساختار آلفا بتا (ویدمن اشتاتن) و مارتنزیت در ساختار فلز جوش وجود دارد.

امروزه با پیشرفت تکنولوژی، کنترل حرکت ابزار در فرایند شکل دهی تدریجی، سبب بهبود مکانیزم عملکرد شکل دهی در ساخت و تولید قطعات متقارن و نامتقارن محوری شده است. به طوری که با تعیین الگوی مسیر ایده آل و نحوه شرایط تماسی ابزار با قطعه کار، سبب بهبود رفتار شکل پذیری ورق فلزی، در شکل دهی هندسه اشکال پیچیده مورداستفاده در صنایع هوافضا و خودروسازی گردیده است. در پژوهش حاضر، شکل دهی افزایشی دونقطه ای ورق فلزی با بررسی اولویت حرکت ابزار در محدوده مثبت و منفی پروفیل هندسی قالب حفره دار مرکزی، موردمطالعه تجربی قرارگرفته است. الگوی حرکتی ابزار به صورت چرخان و ثابت محور اسپیندل دستگاه(Z) حول پروفیل هندسی قالب، جهت شکل دهی نوع مثبت و منفی مورد بررسی قرارگرفته است. ورق فلزی مورداستفاده در این پژوهش، آلومینیوم AA-1050 باضخامت 1. 5mm می باشد. نتایج حاصل از الگوی حرکتی ابزار و اولویت شکل دهی نوع مثبت و منفی پروفیل هندسی قالب نشان داد، ناحیه بحرانی ماکزیمم نازک شدگی منجر به پارگی در تمامی نمونه های شکل داده شده ورق فلزی، در محدوده شکل دهی منفی ایجادشده است. به طوری که الگوی حرکتی ابزار چرخان سبب کاهش میزان پارگی و نازک شدگی نسبت به ابزار ثابت در ورق فلزی می شود. ماکزیمم میزان عمق شکل گرفته شده در ناحیه بحرانی منفی در پروفیل هندسی قالب، لحظه وقوع پارگی ورق فلزی به مقدار Z=-25. 2mm، در حالت چرخشی ابزار با الگوی شکل دهی اول منفی – دوم مثبت ایده آل ترین حالت شکل دهی دونقطه ای قطعات حفره دار مرکزی می باشد.

در تحقیق حاضر نانو صفحات g-C3N4 تهیه شد و اثر عملیات حرارتی دو مرحله ای بر روی ساختار و خواص فوتوکاتالیستی آن بررسی شد. سپس این ماده با نانو ذرات طلا به روش رسوب نوری پوشش داده شد و کامپوزیت حاصل مورد بررسی قرار گرفت. همچنین توانایی فوتوکاتالیستی ماده حاصل برای تولید گاز هیدروژن با استفاده از شبیه ساز نور خورشید و آب مورد مطالعه قرار گرفت. مشخصه یابی پودرهای سنتز شده با استفاده از تکنیک های مختلفی مانند پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ الکترونی عبوری، آنالیز سطح ویژه و طیف سنجی فرابنفش-مرئی انجام شد. پراش پرتو ایکس نشان داد که g-C3N4 کریستاله تشکیل شده است و نظم ساختار این ماده پس از دو مرحله عملیات حرارتی کاهش می یابد. علاوه بر این پراش پرتو ایکس رسوب گذاری موفق طلا را بر روی کربن نیترید گرافیته تایید می کند. تصاویر میکروسکوپ الکترونی عبوری نشان داده نانو ذرات طلا دارای اندازه ذرات حدود 8 نانومتر می باشند. بررسی طیف جذبی فرابنفش-مرئی پودرهای سنتز شده نشان داد پس از دو مرحله عملیات حرارتی شکاف نواری نمونه ها افزایش می یابد و حضور نانوذرات طلا، جذب در منطقه نور مرئی را با کمک پدید رزونانس پلاسمونیک سطحی افزایش می دهد. سطح ویژه نمونه ها پس از دو مرحله عملیات حرارتی و پس از اعمال پوشش با نانو ذرات طلا به ترتیب از 4. 2 به 15. 7 و 29. 3 متر مربع بر گرم افزایش یافت. نمونه کربن نیترید گرافیته دو بار عملیات حرارتی شده و پوشش داده شده با نانو ذرات طلا قادر به تولید گاز هیدروژن تحت نور خورشید و در حدود 1128 میکرومول بر ساعت بر گرم می باشد. در پایان مکانیزم فوتوکاتالیستی سیستم ساخته شده برای تولید گاز هیدروژن بحث شد.

انحلال آنتیموان در محلول سولفیدی قلیایی رایج ترین روش استخراج تر این فلز از منابع اولیه و ثانویه آن محسوب می شود. در این تحقیق تاثیر اضافه نمودن مرحله ی بلورینه سازی قبل از مرحله ی رسوب دهی الکتروشیمیایی آنتیموان در بهینه سازی فرایند استخراج آن از سنگ معدن سولفیدی بررسی شده است. اثر دما و زمان بلورینه سازی بر میزان جدایش آنتیموان و دیگر اجزاء از محلول فروشویی و ورود آنها به بلورهای جامد سدیم تیوآنتیمونیت تحقیق شده است. همچنین تاثیر وجود مرحله ی بلورینه سازی بر بازیابی آنتیموان، بازدهی جریان، نحوه ی رسوب کردن آنتیموان بر روی کاتد و نهایتا خلوص آنتیموان تولیدی بررسی شده است. بر اساس نتایج به دست آمده کاهش دما و افزایش زمان بلورینه سازی باعث افزایش ورود آنتیموان به بلورهای جامد شده است. بیشترین میزان جدایش 95. 2 درصد وزنی پس از 2 ساعت بلورینه سازی در دمای  C 5 بوده است. همچنین بیش از 90% آرسنیک، آهن، آلومینیم و ترکیبات گوگرددار مثل سولفات ها و تیوسولفات ها در فاز مایع باقی مانده است. نتایج مرحله-ی رسوب دهی الکتروشیمیایی نشان می دهد غلظت بالای ترکیبات گوگرددار در محلول هایی که مرحله ی بلورینه سازی بر روی آنها انجام نشده است، باعث وقوع واکنش های مضر در الکترودها و متعاقبا مصرف انرژی الکتریکی در سلول واکنش می شود. لذا بلورینه سازی با حذف بخشی از این ترکیبات باعث افزایش نرخ تولید آنتیموان، افزایش بازدهی جریان و بهبود چسبندگی آنیتموان بر روی کاتد شده است. علاوه بر این خلوص آنتیموان نهایی از 98. 5% به 99. 6% افزایش یافته است.

هدف از انجام کار حاضر تهیه بستر مناسب برای لایه نشانی دی اکسید تیتانیوم به عنوان یک فوتوکاتالیست بر روی آلومینیوم است. به دلیل چسبندگی ضعیف فوتوکاتالیست ها بر روی آلومینیوم امکان لایه نشانی بر روی آن وجود ندارد و یا عمر بسیار کمی دارد. به همین دلیل در این مطالعه چسبندگی بین دی اکسید تیتانیوم (TiO2) و بستر آلومینیومی با ایجاد منافذ میکرونی بر روی سطح بستر با استفاده از دو روش آندایزینگ و اکسیداسیون الکترولیتی پلاسمایی (PEO) افزایش داده شده و نتایج دو روش مقایسه شده اند. آزمایش هایی نیز به منظور بررسی میزان حذف رنگینه با گذشت زمان با استفاده از محلول آبی رنگ رودامین 6G و در حضور تابش نور فرابنفش UV انجام شد. همچنین تصاویر SEM از سطح بستر های آلومینیوم لایه نشانی شده با TiO2 تهیه گردید. نتایج مطالعه نشان داد که تراکم منافذ روی سطح آلومینیوم در روش PEO بیشتر از روش آندایزینگ معمول بوده و در نتیجه حذف رنگینه در روش PEO بیشتر بوده است. علاوه بر این با این که حذف رنگینه در روش PEO نسبت به روش آندایزینگ افزایش یافته است، زمان کل فرآیند و انرژی مصرفی در این روش به خصوص در حالت پالسی کمتر از روش آندایزینگ است.

مقدمه و هدف: ورود آلاینده های زیست محیطی به منابع آب اثرات زیان باری بر سلامت انسان و محیط زیست دارد. در سالیان اخیر روش های جذب سطحی با استفاده از جاذب های سنتزی جهت حذف آلاینده ها از منابع آب استفاده فراوان پیدا کرده است. پلیمر پلی آکریل آمید شبکه ای به عنوان جاذب سنتزی می تواند در حذف سم پروپارژیت از محیط های آبی مؤثر باشد. هدف از کار تحقیقاتی حاضرحذف سم پروپارژیت به وسیله پلیمر پلی آکریل آمید اصلاح شده به عنوان جاذب سنتزی از آب های آلوده در شرایط آزمایشگاهی می باشد. روش کار: در این تحقیق، اثر متغیرهای pH، زمان تماس، مقدار جاذب و غلظت اولیه در کارایی حذف سم پروپارژیت از آب های آلوده مورد بررسی قرار گرفت. داده های به دست آمده با ایزوترم های لانگمیر، فرندلیچ و تمکین و سینتیک های واکنش شبه درجه اول، شبه درجه دوم، انتشار درون ذره ای و الوویچ برازش داده شدند. آنالیز داده ها و رسم نمودارها با استفاده از برنامه آفیس انجام شد. یافته ها: برای جاذب پلی آکریل آمیند اصلاح شده مدل لانگمیر تطابق بیشتری با داده های تجربی داشت و با استفاده از این مدل ماکزیمم ظرفیت جذبmg g-1 11/294 برای جاذب به دست آمد. سینتک جذب واکنش سریع و کمتر از 20 دقیقه محاسبه شد. همچنین نتایج نشان دادند که سینتیک جذب از معادله شبه درجه دوم برای آلاینده پروپارژیت مطابقت بیشتری دارد (99/0 R2=). نتیجه گیری: نتایج حاصل نشان می دهد که جاذب اصلاح شده به دلیل داشتن سطح موثر بالا و داشتن گروه های عاملی (پنتاآزا تترا اتیلن (N5))، ماکزیمم ظرفیت جذب، بالا و سینتیک سریع واکنش، جاذبی موثر در حذف آلاینده سم پروپارژیت از محیط های آبی می باشد. لذا استفاده از این جاذب به منظور حذف سم پروپارژیت از محیط های آبی پیشنهاد می گردد.