فرآیندهای نوین در مهندسی مواد
سال:1389 | دوره:4 | شماره:2 (پیاپی 13) |تعداد مقالات:8

هدف از این پژوهش تهیه، توسعه و مشخصه یابی پوشش نانوساختار شیشه زیست فعال (58S) تیتانیم دی اکسید به روش سل- ژل برای اصلاح زیست سازگاری فولاد زنگ نزن 316L به منظور به کارگیری در مصارف پزشکی و دندانپزشکی بود. نانوذرات شیشه زیست-فعال 58S به وسیله روش سل- ژل سریع تهیه و بعد از کلسینه در دمای 600 درجه سانتی گراد با غلظت های 30، 50 و 70 گرم در لیتر به سل تیتانیا اضافه شد. سل های کامپوزیتی حاصل بر روی صفحات فولاد زنگ نزن 316L به روش غوطه وری پوشش داده شد و در 600 درجه سانتی گراد عملیات حرارتی شد. خواص فیزیکی- شیمیایی شامل، ریخت شناسی سطح، بلورینگی، ابعاد بلور و چسبندگی به زمینه فولادی فیلم های کامپوزیتی توسط تکنیک های میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، تحلیلگر طیف نگار تفکیک انرژی (EDS)، پراش اشعه(XRD)X ، میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) و آزمون ریزسختی سنج ویکرز مورد بررسی قرار گرفت. فیلم های کامپوزیتی شیشه زیست فعال- تیتانیم دی اکسید بدون ترک های ماکرو و هموژن، با ابعاد کوچکتر از 100 نانومتر و یک چسبندگی عالی بین فیلم ها و زمینه فولاد زنگ نزن (450 ویکرز) به دست آمد. زیست فعالی پوشش های کامپوزیتی به وسیله فروبردن پوشش ها در مایع شبیه سازی شده بدن (SBF) به مدت 30 روز مورد بررسی قرار گرفت. بعد از 30 روز غوطه وری، یک لایه کامل کربناتی حاوی آپاتیت بر روی سطح هر سه فیلم تشکیل شد، به طوری که با افزایش غلظت شیشه زیستی میزان هیدرکسی آپاتیت افزایش یافت.

در این تحقیق، رفتار خوردگی جوش های ترمیمی فولاد 17-4 PH  در محلول 3.5% کلرید سدیم، با اندازه گیری های الکتروشیمیایی مطالعه گردید. همچنین اثر سه عملیات حرارتی بعد از جوشکاری، آنیل انحلالی به همراه پیرسازی در دماهای 480، 550 و 620 درجه سانتی-گراد بر روی مقاومت به خوردگی بررسی گردید. نتایج پلاریزاسیون پتانسیودینامیک نشان داد که عملیات جوشکاری دامنه رویین شدن را در ناحیه جوش با افزایش پتانسیل حفره دار شدن بهبود داد. در مقابل ناحیه متاثر از حرارت بیشترین دانسیته جریان رویین شدن و کمترین مقاومت به خوردگی حفره ای را دارا بود. با اعمال عملیات حرارتی بعد از جوشکاری، ناحیه متاثر از حرارت از بین رفت و ناحیه رویین شدن فلز جوش با افزایش پتانسیل حفره دار شدن بهبود یافت. همچنین نتایج خوردگی گالوانیک نشان داد که عملیات حرارتی بعد از جوشکاری مقاومت به خوردگی گالوانیک را بهبود می بخشد.

در این تحقیق اثر جایگزینی مقادیر مختلف K2O با Li2O بر خواص حرارتی، نوع فازهای بلوری و ریزساختار شیشه- سرامیک میکا بررسی گردید. بررسی رفتار حرارتی دمای تبلور، نقطه نرم شوندگی و دمای ذوب شیشه های حاصله توسط آنالیز حرارتی DTA مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به نتایج DTA محدوده دمای بهینه عملیات حرارتی مشخص و شیشه ها در دماهای مختلف عملیات حرارتی گردیدند. نوع فازهای متبلور شده با کمک پراش پرتو ایکس (XRD)، شکل و یکنواختی ریزساختاری به کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) بررسی گردید. نتایج نشان داد با جایگزینی اکسید لیتیم به جای اکسید پتاسیم دمای انتقال به شیشه و دمای نرم شوندگی و در نهایت دمای تبلور فازهای بلوری کاهش می یابد. در ترکیب شامل پتاسیم فازهای میکای نوع پتاسیم و سیلیکات پتاسیم و در ترکیب شامل لیتیم بتا- اسپودومن و کندرودیت متبلور شدند. ریزساختار ترکیب حاوی پتاسیم، شامل کریستال های ورقه ای است در حالی که ریزساختار نمونه های حاوی لیتیم، حاصل از رشد دندریتی می باشد.

ریخته گری لاست فوم از سال 1950 برای تولید قطعات مورد استفاده قرار گرفته است. در این روش امکان مغزه گذاری در نمونه قبل از ریخته گری وجود دارد. همچنین این روش می تواند به عنوان روشی برای تولید کامپوزیت و بی متال ها مورد توجه قرار گیرد. علاوه بر این امکان بررسی واکنش ها بین دو فلز مغزه گذاری شده و فلز مذاب در فصل مشترک نیز وجود دارد. در این تحقیق سیم آلومینیومی با قطر 3 میلی متر در داخل مدل فومی جاگذاری و سپس چدن خاکستری با گوگرد پایین ریخته گری شد. نحوه ذوب شدن مغزه آلومینیوم، فازها و ترکیبات بین فلزی تشکیل شده از آهن و آلومینیوم و همچنین اثر آلومینیوم بر گرافیت در فصل مشترک توسط میکروسکوپ الکترونی بررسی شد. نتایج تشکیل فازهای FeAl3، FeAl2،FeAl  و Fe3AlCx را نشان داد.

در این تحقیق پوشش های مختلفی بر روی سطح فولاد CK45 به روش الکترواسپارک اعمال شد و میکروساختار و خواص تریبولوژی سطح مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور از دو نوع الکترود شامل الکترود سخت کاری فولاد کروم دار و الکترود کامپوزیتی TiC-Ni استفاده گردید. برای بررسی میکروساختار و تعیین ترکیب رسوب های تشکیل شده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مجهز به آنالیز EDX استفاده گردید. خواص تریبولوژیکی پوشش ها نیز به کمک آزمون سایش مورد مطالعه قرار گرفت. تصاویر SEM نشان داد که در مورد نمونه خام سطح سایش دارای ورقه های در حال جدا شدن است و مکانیزم سایش ورقه ای دارد. تصاویر مربوط به سطح سایش نمونه با پوشش کامپوزیتی خراش های کمتری نسبت به نمونه پوشش داده شده با الکترود کروم دار نشان داد. ریزساختار پوشش کامپوزیتی ذرات ریز TiC در زمینه نیکلی با توزیع یکنواخت را نشان داد. بر اساس نتایج کاهش وزن، نمونه های پوشش دار سایش کمتر از نمونه بدون پوشش داشتند و نمونه پوشش  داده شده با الکترود کامپوزیتی دارای سایش کمتری نسبت به پوشش فولادی کروم دار بود. نتایج تغییرات اصطکاک بر حسب مسافت لغزشی نمونه بدون پوشش مقدار اصطکاک متوسط 0.131 را نشان داد در حالی که مقدار اصطکاک نمونه پوشش  داده شده کامپوزیتی پس از طی حدود 100 متر مسافت به مقدار متوسط کمتر از 0.165 می رسد. مقدار اصطکاک کمتر در نمونه پوشش داده شده کامپوزیتی به دلیل تغییر مکانیزم سایش از ورقه ای به خراشان می باشد.

امروزه شاهد پیشرفت های روزافزون در مطالعات مواد فلزی فوق ریزدانه به دلیل خواص مکانیکی قابل توجه نظیر استحکام با داکتیلیته خوب هستیم. در سال های اخیر، تکنیک های تغییر شکل پلاستیک شدید (SPD) برای تولید مواد با مقیاس فوق ریزدانه با خواص قابل توجه به عنوان روشی مفید اهمیت پیدا کرده است. فورج چند جهتی(MDF)  یکی از روش های تغییر شکل پلاستیک شدید است که مزیت آن بازده بالا و هزینه کم فرآیند است. هدف از این مقاله، بررسی اثر زمان آنیل بر ریزساختار و سختی فولاد کم کربن فوق ریزدانه فرآوری شده با فورج چند جهتی است. نتایج نشان می دهد با افزایش زمان آنیل رشد دانه اتفاق می افتد و ریزسختی کاهش می یابد.

در این تحقیق، اثر مقدار آلومینیوم، اندازه دانه و مواد افزودنی CaO و SiO2 بر خواص مغناطیسی و الکتریکی فریت نیکل آلومینیوم که به روش متالورژی پودر ساخته شده است، مورد بررسی قرار گرفته است. خواص مغناطیسی و الکتریکی نمونه ها توسط دستگاه اندازه گیر RLC و خواص ساختاری نمونه ها به وسیله SEM و XRD مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که نفوذپذیری مغناطیسی، دمای کوری، مقاومت سری هسته، پارامتر شبکه کریستالی و اندازه متوسط دانه ها با افزایش میزان آلومینیوم کاهش می یابد. همچنین با افزودن مواد افزودنی CaO, SiO2 متوسط اندازه دانه و نفوذپذیری مغناطیسی افزایش و مقاومت سری هسته کاهش می یابد.

در این پژوهش برای افزایش قابلیت کنترل خواص و ترکیب شیمیایی در فرآیند تولید آلیاژCu-20Zn ، شرایط بهینه تولید این آلیاژ به روش متالورژی پودر مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور پودر برنج پیش آلیاژی تولید شده به روش اتمیزاسیون آبی با اندازه ذرات 40 الی 100 میکرون تحت فشار 600 مگاپاسکال فشرده سازی و سپس نمونه های فشرده شده در دماهای مختلف در محدوده 800 الی 1000 درجه سانتی گراد تحت اتمسفر آرگون تف جوشی شدند. نتایج حاصل از آزمایشات چگالی سنجی و تعیین سختی و استحکام ضربه نشان داد که دمای بهینه تف جوشی 930 درجه سانتی گراد است. بهبود خواص در دمای بهینه به دلیل ایجاد پیوستگی بیشتر بین ذرات و کاهش تعداد حفرات در نتیجه انجام فرآیند تف جوشی در حضور فاز مایع حاصل گردیده است.