مواد نوین
سال:1393 | دوره:4 | شماره:4 |تعداد مقالات:8

در این پژوهش، با استفاده از امواج مافوق صوت نانوکامپوزیت زمینه آلومینیومی تقویت شده با نانوذرات اکسید سیلیسیم (SiO2) تولید شد و سپس با استفاده از روش فوم سازی مستقیم مذاب و با به کارگیری عامل فوم ساز هیدرید تیتانیم (TiH2)، فوم نانوکامپوزیتی Al-SiO2 تولید گردید. در ادامه، بررسی های ریزساختاری جهت اطمینان از تولید فوم نانوکامپوزیتی و ارزیابی نقش نانوذرات بر مورفولوژی و ضخامت دیواره سلول ها به وسیله میکروسکوپ های نوری و الکترونی انجام پذیرفت. با استفاده از نرم افزارهای کامپیوتری، پدیده ریزش مذاب در حین فوم سازی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج پژوهش، ساختارهای چندوجهی سلول ها و توزیع مناسب نانوذرات در دیواره سلول ها را با استفاده از ارزیابی های میکروسکوپی نشان داد. هم چنین مشاهده شد که ضخامت دیواره سلول ها و مساحت ناحیه پلاتو با فاصله گرفتن از سطح نمونه ریخته گری شده، تغییر می کنند.

کامپوزیت ها یک شاخه جدید از مواد را تشکیل می دهند که برای کاربردهای مکانیکی و تریبولوژیکی استفاده می شوند. از جمله این مواد می توان به رسوب فلز مس بر روی ذرات سرامیکی سخت نظیر کاربید بورن (B4C) اشاره کرد. اتصال این دو جزء ترکیبی از خواص برتر مکانیکی (ناشی از حضورB4C ) به همراه هدایت الکتریکی و هدایت حرارتی بالا (ناشی از حضور Cu) را به دنبال خواهد داشت. هدف از انجام این پژوهش، ایجاد پوششی از فلز مس بر سطح ذرات سرامیکی B4C به روش پوشش دهی الکترولس و بررسی تاثیر زمان فرآیندهای حساس و فعال سازی و اثر دمای حمام الکترولس بر مقدار مس رسوب کرده بر سطح ذرات B4C بوده است. زمان های 30، 60 و 80 دقیقه جهت بررسی اثر زمان فرآیندهای حساس سازی و فعال سازی در نظر گرفته شده است. هم چنین جهت بررسی اثر دمای حمام الکترولس روی مقدار پوشش ایجاد شده بر سطح ذرات B4C دماهای 25، 50 و 75 درجه سانتی گراد انتخاب شدند. اثر زمان فرآیندهای حساس سازی و فعال سازی به وسیله تصاویر SEM مورد مطالعه قرار گرفته است و چگونگی تاثیر دمای حمام الکترولس بر پوشش ایجاد شده با انجام آنالیزهای جذب اتمی (بمنظور تعیین درصد مس رسوب کرده)،XRD  وSEM  بررسی شده است. نتایج نشان داد که زمان بهینه جهت فرآیندهای حساس سازی و فعال سازی 80 دقیقه و دمای بهینه حمام رسوب دهی در 12 pH و زمان 60 دقیقه، 75 درجه سانتی گراد بوده است.

در این پژوهش، پوشش کامپوزیتی نیکل- بور- آلومینا با استفاده از روش الکترولس ایجاد و تاثیر عملیات حرارتی بر ساختار، سختی و رفتار سایشی آن بررسی شده است. به این منظور، پوشش الکترولس نیکل- بور- آلومینا با ضخامت 30 میکرون روی سطح نمونه هایی از جنس فولاد Ck45 اعمال شد. جهت ارزیابی خواص پوشش ایجاد شده، پوشش الکترولس نیکل- بور با ضخامت یکسان ایجاد و با این پوشش مقایسه شد. سپس برخی از نمونه های پوشش داده شده تحت عملیات حرارتی به مدت یک ساعت در دمای 400 درجه سانتیگراد قرار گرفتند. مشخصه یابی پوشش به کمک آنالیز پراش پرتو ایکس و میکروسکوپ الکترونی روبشی صورت پذیرفت. رفتار سایشی پوشش های حاصل به وسیله آزمون پین بر روی دیسک در دمای محیط و سختی آن ها به وسیله دستگاه ریزسختی سنج ویکرز اندازه گیری شد. نتایج آزمون ها نشان دادکه ذرات آلومینا توانسته اند به خوبی در زمینه Ni-B جای بگیرند و به صورت همگن در پوشش توزیع شوند. اضافه کردن ذرات آلومینا به پوشش الکترولس نیکل- بور، باعث افزایش سختی و مقاومت به سایش پوشش گردید. هم چنین عملیات حرارتی در دمای 400 درجه سانتیگراد به مدت 1 ساعت باعث ایجاد ساختار نانو کریستالی شده و بنابراین، سختی و مقاومت به سایش پوشش به دلیل تغییر ساختار از آمورف به کریستالی و ایجاد فاز سخت Ni3B افزایش می یابد. پوشش الکترولس کامپوزیتی Ni-B-Al2O3 عملیات حرارتی شده در دمای 400 درجه سانتیگراد به مدت 1 ساعت بالاترین سختی و مقاومت به سایش را داشت.

از عمده ترین مشکلات فولادهای ضدزنگ، حساس شدگی در حین فرایند تولید یا شرایط کاری می باشد و از اهمیت خاصی برخوردار است. بمنظور ایجاد درجات گوناگونی از حساس شدگی، عملیات حرارتی حساس شدن به مدت 24 ساعت در محدوده دمایی °C 500-800 صورت گرفت. در این پژوهش، ابتدا با انجام آزمون راکتیواسیون پتانسیودینامیک الکتروشیمیایی دو حلقه ای (DLEPR) و پلاریزاسیون آندی بر روی نمونه های حساس شده فولاد ضد زنگ 316 در محیط 0.5 مولار اسید سولفوریک (خلوص %97) حاوی 0.01 درصد وزنی KSCN و در دمای °C 25، محدوده پتانسیل مربوط به ناحیه ترانس پسیو در مورد هر نمونه، مشخص گردید. سپس آزمون امپدانس الکتروشیمیایی در پتانسیل های مربوط به هر ناحیه و در محدوده فرکانس 0.01 -100000 Hz انجام شد. نتایج حاکی از وجود سه ناحیه انحلال آندی لایه پسیو، انحلال مرزدانه و بروز خوردگی حفره ای با تغییر مقدار پتانسیل آندی می باشد. اثر بهبود بخشی در دمای بالاتر از °C 600 برای این آلیاژ مشاهده شد. با انجام آزمون امپدانس الکتروشیمیایی در پتانسیل مربوط به انحلال آندی لایه پسیو در محل مرزدانه ها، مقدار حساس شدگی آلیاژ تعیین گردید.

سازه های دریایی باید علاوه بر تحمل فشار هیدرواستاتیک آب، تا حد امکان در برابر بارهای ناشی از انفجار زیر آب مقاوم باشند. می بایست نسبت استحکام به وزن این سازه ها تا حد امکان بالا بوده، تا سازه طراحی شده به لحاظ مواد مصرفی، انرژی و هزینه بهینه باشد. در این مقاله ابتدا روشی جهت شبیه سازی پدیده انفجار زیر آب در محیط نرم افزار ABAQUS ارائه شده و با استفاده از نتایج تجربی موجود، این روش صحت سنجی شده است. سپس با استفاده از این روش رفتار دینامیکی سازه کامپوزیتی تحت بار انفجار زیر آب بررسی شده است. در ادامه الگوریتمی ارائه شده است که به وسیله آن می توان با تغییر زاویه و ضخامت صفحه کامپوزیتی، وزن صفحه را در شرایطی که سازه در مقابل بار انفجار زیر آب دچار شکست نشود، با استفاده از الگوریتم ژنتیک بهینه نمود. نتایج نشان می دهد که الگوریتم ارائه شده توانایی بهینه سازی وزن سازه کامپوزیتی را دارد. بر اساس بهینه سازی انجام شده، با کاهش %38 وزن، سازه هم چنان در برابر نیروی انفجار مقاوم است. با توجه به پایین بودن نسبت وزن به استحکام در سازه های کامپوزیتی، این سازه ها کاربردهای فراوانی در صنایع نظامی و دریایی دارند. از نتایج این مساله می توان برای بهینه سازی وزن و استحکام سازه های دریایی که در مقابل بار انفجار زیر آب قرار می گیرند استفاده نمود.

در این پژوهش، کامپوزیت های متخلخل بر پایه کاربید سیلیسیم دارای اتصال کوردیریتی به وسیله روش اتصال واکنشی ساخته شد. به همین دلیل از کاربید سیلیسیم، تالک و کائولن بعنوان مواد اولیه و از گرافیت و اسفنج پلی اورتان بعنوان عوامل ایجاد تخلخل برای ساخت این نوع کامپوزیت ها استفاده شد. در این ارتباط تاثیر پارامترهایی همانند نوع و مقدار مواد اولیه، مقدار کاربید سیلیسیم، نوع و مقدار عامل ایجاد تخلخل بر خواص این نوع کامپوزیت ها شامل مقدار تخلخل، استحکام مکانیکی، مقاومت در برابر شوک حرارتی، دیرگدازی تحت بار، ترکیب فازی و ریزساختار پس از پخت در دمای 1250 °C مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که نوع و ترکیب مواد اولیه تاثیر زیادی بر مقدار فاز کوردیریت تشکیل شده دارد. هم چنین فازهای کریستوبالیت، کوراندوم، مولایت اولیه و ثانویه علاوه بر کوردیریت در بدنه می توانند تشکیل شوند که مقدار آن ها به نوع و ترکیب مواد اولیه و مقدار کاربید سیلیسیم وابسته است. از طرف دیگر نوع و مقدار عامل ایجاد تخلخل نیز بر استحکام مکانیکی تاثیر زیادی دارد. نتایج نشان داد که ترکیب کامپوزیت حاوی 30 درصد وزنی گرافیت و 60 درصد وزنی کاربید سیلیسیم از خواص مناسب تری برخوردارند. بررسی های ریزساختاری نیز تشکیل فاز اتصالی کوردیریت بهمراه مولایت را به گونه مناسب بین ذرات کاربید سیلیسیم تایید کرد.

با توجه به کاربرد وسیع تیتانیم و آلیاژهای آن در صنایع گوناگون از جمله صنایع خوردوسازی، هوافضا و پتروشیمی جوشکاری آن از راه روش های جوشکاری گوناگون اجتناب ناپذیر است. هدف از این پژوهش، مقایسه ساختار و خواص مکانیکی تیتانیم خالص تجاری با استفاده از دو روش GTAW و لیزر می باشد. بدین منظور در این پژوهش صفحات تیتانیم خالص تجاری با استفاده از روش های فوق جوشکاری گردید. ریزساختار نمونه های تولیدی با استفاده از میکروسکوپ نوری و الکترونی روبشی مورد بررسی قرار گرفت. سختی فلزات پایه و نقاط نزدیک به فصل مشترک جوش از راه میکرو سختی محاسبه شد. هم چنین آزمون کشش و خمش بر روی نمونه ها اعمال گردید. نتایج نشان دهنده استحکام کششی و خمشی بیش تر، مقدار سختی کمتر و پهنای جوش کمتر نمونه های جوشکاری شده به روش لیزر نسبت به روش GTAW می باشد.

این مقاله مطالعه ای بر حذف رنگ متیلن بلو از آب های آلوده می باشد. این جداسازی بوسیله فرایند جذب به روش دسته ای انجام گردید. در این روش از جاذب ارزان قیمت کاکل ذرت، که یکی از ضایعات کشاورزی می باشد، استفاده شد. اثر پارامترهای دما، زمان،pH  و حجم محلول بررسی گردید. در تصحیح جاذب، بهترین فرایند انتخابی شستشو با اتیلن دی آمین 1 مولار برای 30 دقیقه بود. ایزوترم جذب نیز بررسی شد و نتایج حاصل از آزمایش تجربی با مدل لانگمویر بهترین هم خوانی را داشت. ماکزیمم جذب 166.67 میلی گرم رنگ متیلن بلو در هر گرم جاذب بود. هم چنین بررسی های سینتیکی نشان داد که سینتیک جذب با مدل سینتیکی شبه درجه دو هماهنگی دارد.