فرآیندهای نوین در مهندسی مواد
سال:1391 | دوره:6 | شماره:3 (پیاپی 22) |تعداد مقالات:12

در این تحقیق، نانوذرات کاربید تنتالوم (TaC) از طریق واکنش گاز-جامد به روش رسوب شیمیایی از فاز بخار (CVD) و با استفاده از نانولوله های کربنی به عنوان منبع کربن، سنتز گردید. ساختار مواد به کمک میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)، میکروسکوب الکترونی روبشی از نوع تفنگ انتشار میدانی (FE-SEM)، پراش سنجی اشعه ایکس (XRD) و طیف سنجی رامان (Raman Spectroscopy) مطالعه شد. رفتار حرارتی نانوذرات حاصل نیز به کمک آنالیز حرارتی (TG-DTA) مورد بررسی قرار گرفت. مشاهده شد که در طی واکنش، نانوذرات TaC با مورفولوژی شبه کروی و محدوده اندازه دانه 30 تا 40 نانومتر بدست آمد. همچنین با استفاده از آنالیز فازی و حرارتی، مکانیزم تشکیل نانوذرات کاربید تنتالوم به کمک نانولوله های کربنی مورد بحث و بررسی قرار گرفت.

سرامیک های سیالونی به دلیل مقاومت به خوردگی و پایداری در دمای بالا دارای کاربردهای صنعتی فراوانی هستند، اما به دلیل هزینه بالای فرآوری و مواد اولیه مورد نیاز، صرفا در مصارف خاص بکار می روند. سیالون ها در مقایسه با Si3N4 مقاومت به اکسیداسیون بالاتری دارند، اما در نمودار سیستم سیالون، فاز x حاوی بالاترین میزان اکسیژن می باشد و به همین دلیل دارای بالاترین مقاومت به اکسیداسیون در بین سیالون ها است. همچنین این فاز مقاومت شیمیایی خوبی در برابر آلیاژهای آهن دار تا دمای 1200 oC دارد. در این تحقیق از مواد اولیه طبیعی آندالوزیت و کائولن به همراه پودر Si و آلومینا و روش احیای سیلیکوترمال و نیتریداسیون استفاده شد و اثر استفاده از منابع آلومینوسیلیکاتی مختلف و افزودنی ایتریا، بر فرآیند تشکیل سیالون مورد مطالعه قرار گرفت. در این راستا با استفاده از الگوهای پراش اشعه ایکس در دماهای مختلف و همچنین منحنی های DSC توالی واکنش ها در خصوص پیش ماده آندالوزیت بررسی شد. نتایج نشان داد علی رغم اینکه فرآیند نیتریداسیون Si در مجاورت کائولن بهتر صورت می پذیرد و از طرف دیگر ایتریا تاثیر منفی بر فرآیند نیتریداسیون Si دارد، اما آندالوزیت در مقایسه با کائولن پیش ماده مناسب تری بوده و ایتریا منجر به تسریع فرآیند تشکیل سیالون شده و نهایتا مقادیر بیشتری از این فاز تولید می شود. از سوی دیگر -a آلومینا ماده مناسبی برای تامین کمبود Al ترکیب نمی باشد و بصورت چشم گیری به ویژه در نمونه های بر پایه کائولن باقی می ماند.

در این تحقیق به بررس تاث ر عمل ات حرارت بر سخت و مقاومت به سا ش پوشش الکترولس دولایه کامپوزیتی Ni-P/Ni-B-BN پرداخته شده است. به این منظور، ابتدا پوشش الکترولس نیکل-فسفر با ضخامت 15 میکرون و سپس پوشش الکترولس Ni-B-BN با ضخامت 10 میکرون بر روی سطح نمونه هایی از جنس فولاد Ck45 اعمال شد. نقش لایه الکترولس نیکل-فسفر ایجاد شده در پوشش دولایه توسط آزمون پلاریزاسیون تافل بررسی شد. نمونه های پوشش داده شده تحت عملیات حرارتی به مدت یک ساعت در دماهای 300، 400 و 500 درجه سانتی گراد قرار گرفتند. تاثیر عملیات حرارتی بر مرفولوژی، تغییرات ساختاری و رفتار سایشی پوشش ها با انجام آزمون های میکروسکوپ الکترونی روبشی، تفرق اشعه ایکس و نیز آزمایش سایش پین بر روی دیسک در دمای محیط مورد بررسی قرار گرفت. همچنین سختی پوشش های حاصل در دو حالت پیش و پس از عملیات حرارتی توسط دستگاه ریزسختی سنج ویکرز اندازه گیری و اثر دمای عملیات حرارتی بر سختی پوشش ها مورد ارزیابی قرار گرفت. آزمون پلاریزاسیون تافل نشان داد که حضور لایه الکترولس نیکل-فسفر باعث بهبود مقاومت به خوردگی پوشش دولایه شده است. نتایج حاصل از SEM نشان داد که مورفولوژی پوشش ایجاد شده به صورت گل کلمی شکل است.آزمون پراش پرتو ایکس نشان دهنده کریستالیزاسیون پوشش و رسوب فاز سخت بور ید نیکل (Ni3B) در زمینه نیکلی بود. نتایج آزمون سایش پین روی دیسک نشان داد که عملیات حرارتی در دمای 400 درجه سانتی-گراد سبب کاهش ضریب اصطکاک شده است. هم چنین عملیات حرارتی در دمای مذکور 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.

در این تحقیق، نانوذرات هیدروکسی آپاتیت با روش هیدروترمال و با استفاده از سورفاکتانت های SDS و CTAB به طور موفقیت آمیز سنتز شدند. pH سیستم به وسیله هیدروکسید سدیم تنظیم شد. محلول ها در اتوکلاو در دماها و زمان های مختلف قرار گرفتند تا بهترین شرایط برای سنتز هیدروکسی آپاتیت کریستالی تعیین شود. پس از خشک شدن نمونه ها به کمک آنالیزهای XRD و SEM بررسی های فازی و مورفولوژیکی بر روی هرکدام از نمونه ها انجام شد تا بهترین دما، زمان و pH برای سنتز هیدروکسی آپاتیت مشخص شود. همچنین، توزیع اندازه ذرات پودر بوسیله زتاسایزر تعیین شد. با استفاده از نتایج XRD درجه کریستالی و پارامترهای شبکه و ثابت شبکه و نیز اندازه کریستالیت های پودر هیدروکسی آپاتیت تعیین شد.

در این تحقیق نانو ذرات سیلیسی با اندازه 50 تا 80 نانومتر با روش سل-ژل سنتز شدند و مقادیر متفاوتی از نمک نیترات لانتان 6 آبه در حین واکنش تشکیل نانو ذرات به مواد اولیه افزوده شد. سپس جهت بررسی توانایی این نانو ساختارها در رهایش کنترل شده داروهایی مانند لانتانیدها، بافر شبیه سازی شده بدن (SBF)1 تهیه شد و رهایش لانتانیدها در فواصل زمانی 10 دقیقه ای به مدت 48 ساعت بررسی شد و غلظت لانتانید آزاد شده توسط (ICP)2 بررسی گردید. طبق نتایج به دست آمده از روش پلاسمای جفت شده القایی (ICP)، لانتانید بارگذاری شده از درون شبکه سیلیسی رها نشد. لانتانیدهای بارگذاری شده در این مزوپورها را می توان برای رادیوتراپی، به خصوص در مورد سرطان کبد مورد استفاده قرار داد.

این تحقیق تاثیر میزان نقره بر روی فعال یت ضدمیکروبی سطح لعاب، به وسیله اعمال پوششی حاوی مقادیر مختلفی از نیترات نقره از 10 wt% تا 50 wt% بر روی سطح لعاب بررسی شده است. نتایج بررسی ها نشان دهنده این مطلب است که با افزایش میزان نیترات نقره در پوشش، سطح لعاب حاوی مقادیر بیشتری یون نقره می باشد. با بررسی فعالیت ضد میکروبی سطح لعاب، مشخص شد که سطح لعاب، با افزایش میزان نقره در مدت زمانی کوتاه (بعد از 2 ساعت) خاصیت ضد میکروبی قوی را در برابر باکتری های اشرشیاکلی و استافیلوکوک اورئوس نشان می دهد. با استفاده ازSEM, XRF  حضور نقره و میزان نقره در سطح لعاب بعد از نفوذ مورد تائید قرار گرفته است.

تعمیر و تقویت خطوط لوله انتقال گاز با روش های سنتی مانند برش، جوشکاری و استفاده از غلاف های فلزی، مستلزم مشکلات بسیار و توقف خط لوله انتقال گاز است، لذا استفاده از روش های نوین تعمیر و تقویت خطوط لوله انتقال گاز با استفاده از لایه های کامپوزیتی، امری ضروری است. در این تحقیق، زبری بهینه برای آماده سازی سطوح لوله های فولادی پیش از اعمال لایه های کامپوزیتی با استفاده از آزمایش های Lap-shear و Pull-off تعیین شد و به منظور حصول اطمینان از عدم جدایش این لایه های محافظ در زمان حفاظت کاتدی، مقاومت آن ها در برابر جدایش کاتدی نیز مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به نتایج آزمایشات مربوطه، زبری بهینه 60 میکرومتر بدست آمد و هیچ گونه جدایش کاتدی نیز برای لایه های محافظ مشاهده نشد.

تحقیقات نشان می دهد امروزه استفاده از تکنیک رسوب دهی همزمان ذرات سرامیکی در حین پروسه الکترولس Ni-P مورد توجه بسیاری قرار گرفته است. این ذرات مانند (PTFE، MoS2، SiC، B4C و Al2O3) می توانند خواصی مانند مقاومت شیمیایی بالا، عدم قابلیت انحلال، پایداری حرارتی در دمای بالا، سختی بالا و قابلیت خودروانکاری در پوشش ایجاد نمایند. هدف از این تحقیق تولید، بررسی و مقایسه خواص مقاومت به خوردگی و تریبولورژیکی نظیر سختی و ضریب اصطکاک پوشش های الکترولس کامپوزیتی Ni-P-WC-BN بر روی فولاد ساده کربنی است. در این بررسی سختی توسط دستگاه میکروسختی سنج و مقاومت به سایش توسط دستگاه پین روی دیسک اندازه گیری شد. ساختار و مورفولوژی سطح این پوشش ها نیز توسط پراش اشعه ایکس و میکروسکوپ الکترونی مورد مطالعه قرار گرفت. خواص خوردگی پوشش ها در محلول نمکی%3NaCl  توسط آزمون های پلاریزاسیون بررسی شد. نتایج نشان داد که پوشش کامپوزیتی الکترولس Ni-P-WC-BN از سختی، ضریب اصطکاک و حتی مقاومت به خوردگی بهتری نسبت به پوشش های Ni-P-WC و Ni-P-BN برخوردار می باشد.

در این تحقیق، نانوذرات اکسید آهن نوع مگنتیت (Fe3O4) با استفاده از روش همرسوبی تهیه و تاثیر دمای سنتز، بر اندازه ذرات و خواص مغناطیسی آن ها بررسی شد. جهت بررسی اثر دما، سنتز در محدوده دمایی C° 25 تا C° 80 در اتمسفر هوای معمولی انجام گردید. از میکروسکوپ الکترون عبوری (TEM)، و پراش اشعه ایکس (XRD) برای بررسی ریزساختاری و فازی استفاده شد. خواص مغناطیسی از روش VSM بررسی و اندازه بلورک ها با استفاده از روش اصلاح شده شرر، محاسبه گردید. نتایج حاصل نشان داد که اندازه بلورک ها و اندازه ذرات پودر سنتز شده با افزایش دمای سنتز افزایش می یابد. ویژگی های مغناطیسی مشخص کرد که مقادیر اشباع مغناطیسی با دما از محدوده emu/g 31 تا emu/g 66 افزایش یافته و در عین حال خاصیت ابرپارامغناطیسی دچار افت می شود.

هدف از این تحقیق، کاهش آلودگی محیط زیست در فرآیند استخراج مس از کانه سولفیدی آن از طریق تثبیت گوگرد می باشد. در تحقیق حاضر، اثر فعال سازی مکانیکی توسط آسیاب های سیاره ای و گلوله ای بر فرآیند تشویه آهک بررسی شد و نهایتا اثر توام فعال سازی و تشویه بر فروشویی در اسید سولفوریک مورد بررسی قرار گرفت. نمونه هایی از کانه سولفیدی همراه با آهک در زمان های مختلف فعال سازی شدند و به کمک آنالیز حرارتی (TG) حد بهینه کار مکانیکی این نمونه ها حاصل شد. از آنالیز حرارتی (TG-DSC) جهت بررسی سینتیک تشویه استفاده شد و آزمایش های تشویه بر روی نمونه های بهینه کار مکانیکی، در محدوده زمانی 60-10 دقیقه، محدوده حرارتی 500-700 oC و با نسبت های S:CaO=1:0.8-1:1.2 صورت گرفت. نمونه های حاصل از تشویه و یک نمونه کانه فعال سازی نشده (بعنوان شاهد) در زمان های مختلف فروشویی شدند. نتایج آنالیز XRD نشان داد در اثر تشویه نمونه های فعال شده، مقدار قابل توجهی از گوگرد موجود در کانه با تشکیل CaSO4 تثبیت می گردد و تنها مقدار کمی از طریق گاز SO2 حذف می شود. نتایج آنالیز جذب اتمی نشان داد نرخ انحلال مس پس از 24 ساعت فروشویی نمونه کانه فعال سازی نشده، 36 درصد می باشد در حالیکه برای نمونه های حاصل از تشویه، تنها درمدت زمان 30 دقیقه نخست فروشویی نزدیک به 70 درصد می باشد.

در این تحقیق به تعیین کلاس خورندگی اتمسفری شهر تهران بر پایه اطلاعات محیطی و سرعت خوردگی نمونه های استاندارد در طی یک سال نمونه گذاری پرداخته شد. بر این اساس نمونه هایی به فرم های مسطح و فنری از جنس آلومینیوم، مس و روی تهیه شد و در بازه های زمانی مشخص، میزان کاهش وزن آن ها ثبت گردید. همچنین بر اساس استاندارد ایزو 9223 نرخ رسوب آلاینده های کلریدی و سولفوری و مدت زمان خیس بودن طی مدت نمونه گذاری برای پنج نقطه از شهر تهران تعیین شد.

در این پژوهش، تاثیر عملیات حرارتی در دماهای مختلف برروی ریزساختار و خواص مکانیکی پوشش فولاد زنگ نزن 316L، مورد مطالعه قرار گرفت. نمونه های پوشش داده شده، در سه دمای800 ، 950 و1150  درجه سانتی گراد تحت عملیات حرارتی، قرار گرفتند. بررسی های ساختاری توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و آنالیز پراش پرتو ایکس (XRD) بر روی نمونه های پوشش داده شده، قبل و بعد از انجام عملیات حرارتی، انجام گرفت. تاثیر فازهای تشکیل شده در پوشش پاشش شعله ای بر خواص مکانیکی پوشش، قبل و بعد از انجام عملیات حرارتی، توسط آزمون چسبندگی و آزمون ریزسختی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد، انجام عملیات حرارتی بر روی پوشش های ایجاد شده در دماهای800  و 950 درجه سانتی گراد باعث افزایش مقدار استحکام چسبندگی و ریزسختی پوشش می گردد. این مطلب نشان دهنده بهبود ریزساختار پوشش بعد از عملیات حرارتی در دماهای800  و 950 درجه سانتی گراد، افزایش درصد فازهای بین فلزی و تشکیل پیوندهای متالورژیکی در پوشش می باشد. اما با افزایش دمای عملیات حرارتی به بیش تر از 950 درجه سانتی گراد، منجر به افت شدید خواص مکانیکی در پوشش می گردد. افت شدید خواص مکانیکی در1150  درجه سانتی گراد ناشی از رشد دانه ها می باشد.