فرآیندهای نوین در مهندسی مواد
سال:1389 | دوره:4 | شماره:4 (پیاپی 15) |تعداد مقالات:9

در این بررسی پس از انحلال یون های پررنات از غبار تشویه مولیبدنیت و تماس آن با رزین تعویض یونی آمبرلیت یون های پررنات و مولیبدات جذب رزین گردیدند. در مرحله اول دفع یون های مولیبدات توسط محلول با غلظت های متفاوت هیدروکسید سدیم، اسید کلریدریک و اگزالات پتاسیم و در مرحله دوم دفع یون های پررنات توسط محلول با غلظت های متفاوت اسید پرکلریک، اسید نیتریک، اسید کلریدریک، اسید سولفوریک، تیوسیانات آمونیوم و نیترات آمونیوم انجام گرفت. در استخراج توسط رزین تعویض یونی هدف تعیین شرایطی است که بیشترین میزان دفع یون های مولیبدات و کمترین میزان دفع یون های پررنات در مرحله دفع یون های مولیبدات و بیشترین میزان دفع یون های پررنات در مرحله دفع یون های پررنات را داشته باشیم. با انجام آزمایش های تک باری بیشترین میزان دفع یون های مولیبدات توسط محلول هیدروکسید سدیم 7M و به میزان 91.1% و بیشترین میزان دفع یون های پررنات توسط محلول اسید پرکلریک 1M و به میزان 79.3% تعیین گردید.

نانوذرات کربنی با ساختار بی شکل را می توان به طور موفقیت آمیزی با تابکاری در دماهای 1350-1380 درجه سانتی گراد به کمک حضور عیوب بلورین، با روش مکانوترمال به نانوتیوب های کربنی چند دیواره تبدیل کرد. مهمتر اینکه، مشاهده جزیی مورفولوژی و ساختار نانوتیوب ها نشان می دهد که این تبدیل، تابع این سازکار است که نانوذرات در ابتدا به نانوساختارهای با عیوب بلورین زیاد تبدیل شده و سپس از طریق پیوستگی ذرات به هم و تبلور ساختاری، به نانوتیوب تبدیل می شوند. شناسایی فازهای بلورین، توسط روش پراش پرتو ایکس و مورفولوژی پودر تولید شده، توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی ارزیابی شد. آنالیز شیمیایی و ریزساختار پودرها توسط میکروسکوپ الکترونی عبوری با قدرت تفکیک بالا تعیین شد. برای تایید سنتز نانولوهای کربنی، از روش رامان استفاده گردید. نتایج نشان داد که روش اخیر شرایط سنتز نانولوله های کربنی چند دیواره را برای کاربردهای گوناگون، به ویژه مواد تقویت کننده فراهم می کند.

آلیاژهای پیرسخت شونده مس- زیرکونیوم با استحکام و رسانایی بالا در قطعات رسانای الکتریکی- حرارتی نظیر الکترودهای جوش مقاومتی به کار می روند. از این رو در این تحقیق ابتدا مخلوط پودرهای خالص مس و زیرکونیوم به منظور آلیاژسازی، در سه ترکیب 1، 3 و 6 درصد وزنی از زیرکونیوم و در 4 زمان مختلف آسیاب شدند و بعد از فشرده سازی، در سه دمای 450، 600 و 750 درجه سانتی گراد و در مدت زمان نیم ساعت تف جوشی شدند. ریزسختی سنجی در نمونه های آسیاب شده و سپس تف جوشی شده انجام گردید و ریزساختار نمونه ها با میکروسکوپ نوری مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج حاصل نشان داد، سختی نمونه ها با زمان آسیاب کاری رابطه صعودی دارد و فرآیندهای بازیابی و تبلور مجدد در نمونه های پرزیرکونیوم و در نمونه های آسیاب شده پرساعت کندتر است که ناشی از برهم کنش اتم های محلول زیرکونیوم و احتمالا رسوبات تشکیل شده غنی از زیرکونیوم با فرآیندهای نرم کاری بوده است.

دیرگدازی بالا، مقاومت شیمیایی در مقابل سرباره، امکان تولید فولاد تمیز، سازگاری محیطی و هزینه پایین تولید از جمله مزایای دیرگدازهای دولومیتی در صنایع فولاد است. با توجه به در دسترس بودن دولومیت در ایران، ساخت دیرگدازهای دولومیتی بسیار مثمر ثمر خواهد بود. یکی از انواع دیرگدازهای دولومیتی، دیرگدازهای دولوما- گرافیتی می باشد که به دلیل مقاومت بالا به خوردگی و شوک حرارتی، می توانند در صنایع فولاد و سیمان کاربرد داشته باشند. در این تحقیق، خواص دیرگدازهای دولوما گرافیتی با افزودنی های مختلف و شرایط تمپر متفاوت مورد بررسی قرار گرفته است. نمونه ها با توزیع اندازه دانه متفاوت دولوما و مقادیر مختلف گرافیت و رزین فرآوری شدند. مواد اولیه و رفتار حرارتی آنها با استفاده ازXRF ، XRD و STA مورد مطالعه قرار گرفت. پس از آماده سازی نمونه ها، خواص فیزیکی و مکانیکی، خوردگی در مجاورت سرباره و مقاومت به شوک حرارتی با افزایش تا 11% کربن در سیستم اندازه گیری شد. آزمون خوردگی در مجاورت سرباره بر اساس آزمون بوته در دمای 1600 درجه سانتی گراد به مدت 5 ساعت انجام و عمق نفوذ اندازه گیری شد. نتایج به دست آمده نشان داد که به دلیل تغییرات تدریجی در رفتار حرارتی رزین و کاهش وزن آن، خواص دما پایین سیستم تغییر یافت و استحکام فشاری سرد نمونه ها در ابتدا افزایش و در ادامه با افزایش گرافیت کاهش و مقاومت به شوک حرارتی و مقاومت به خوردگی با افزودن گرافیت بهبود یافت.

بدنه های سخت مغناطیسی هگزافریت استرانسیوم همچنان اهمیت خود را در صنایع مایکروویو، ساخت موتورهای الکتریکی، صنایع کشاورزی (آبیاری بارانی) و غیره دارا می باشند. در تحقیق حاضر، نقش افزودن یون کروم بر آنالیز فازی، ریزساختاری و خواص مغناطیسی بدنه های هگزافریت استرانسیوم تهیه شده به روش حالت جامد مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد انتخاب نسبت مولی مناسب اکسید آهن و اکسید استرانسیوم (n=6)، درجه حرارت پخت اول (1210 درجه سانتی گراد) به منظور تشکیل فاز مغناطیسی هگزافریت استرانسیوم و درجه حرارت پخت دوم (1220 درجه سانتی گراد) جهت ساخت بدنه با خواص مغناطیسی مناسب در حضور افزودنی کروم الزامی می باشد. بررسی الگوی تفرق اشعهX  به همراه اندازه گیری مشخصات ریزساختاری (SEM) نشان داد که میزان بهینه افزودنی کروم 0.3 مول (SrCr0.3Fe11.7O19) بوده و نیروی وادارندگی مغناطیسی 3995 Oe، مغناطش باقی مانده 3719 Gs و میزان مربعی شدن 83.5 درصد گردید.

پژوهش حاضر به بررسی ارتباط مشخصه های ماکرو و میکروساختاری با خواص مکانیکی در جوش مقاومتی نقطه ای فولاد زنگ نزن آستنیتی (SS) به فولاد کم کربن (CS) می پردازد. بررسی های ماکروساختاری و ریزساختاری، ریزسختی سنجی، آزمون کشش- برش بر روی اتصالات ایجاد شده انجام گردید. نشان داده شد ریزساختار محل اتصال بسته به میزان اختلاط دو فلز پایه (درجه رقت) وابسته می باشد که خود تابع جریان جوشکاری می باشد و از ساختاری شامل آستنیت، فریت و مارتنزیت تا ساختار کاملا مارتنزیتی تغییر می کند. اندازه دکمه جوش در طرف CS تعیین کننده کارایی مکانیکی اتصال SS/CS است و یک رابطه تقریبا خطی بین اندازه دکمه جوش و خواص مکانیکی (استحکام و انرژی شکست) وجود دارد. به طور کلی با افزایش جریان جوشکاری، ظرفیت تحمل نیرو و قابلیت جذب انرژی جوش های نقطه ای در آزمایش کشش- برش افزایش می یابد، اما با وقوع بیرون زدگی مذاب (در جریان های جوشکاری بیش از 12 کیلوآمپر) انرژی شکست به طور قابل توجهی کاهش می یابد.

در سال های اخیر تحقیقات فراوانی درباره دی اکسید تیتانیوم و خصوصیات آن انجام شده که اکثر آنها به دلیل توانایی این ماده در حذف آلاینده ها و استفاده آن در سطوح خود تمیزشونده و مبدل های انرژی خورشیدی است. آناتاز و روتایل دو فاز بلوری اصلی دی اکسید تیتانیوم هستند. ساختار بلوری و خواص فیزیکی نانوذره دی اکسید تیتانیوم تحت عملیات حرارتی تغییر می کند. در این پژوهش اثر اندازه ذرات در انتقال فاز از آناتاز به روتایل تحت عملیات حرارتی بررسی و از دو پودر با میانگین اندازه دانه های 30 نانومتر (A) و 70 نانومتر (B) استفاده شده است. پودرها در دماهای 400- 1000 درجه سانتی گراد به مدت دو ساعت در حضور هوا گرمادهی و به آرامی سرد شدند. مشخصه یابی پودرهای حاصل با میکروسکوپ الکترونی عبوری، تکنیک پراش اشعه ایکس و روش بت (BET) انجام شد. تغییر در اندازه و مورفولوژی دانه ها با میکروسکوپ الکترونی عبوری مشاهده شد، همچنین اثر اندازه ذرات روی انتقال فاز آناتاز و روتایل با پراش اشعه ایکس بررسی گردید. انتقال فاز برای پودر A در مقایسه با پودر B در دمای پایین تری صورت گرفت که احتمالا به واسطه تفاوت در ساز و کار رشد دانه ها برای پودر  Aو B است.

خواص ایجاد شده در پوشش بستگی شدیدی با ریزساختار به وجود آمده در حین فرآیند اسپری حرارتی دارد. بنابراین مطالعه و شناخت ریزساختار پوشش ایجاد شده بر روی زیرلایه، امری ضروری و اجتناب ناپذیر است. در این پژوهش با استفاده از فرآیند پاشش شعله ای، پوشش فولاد زنگ نزن 316L بر روی فولاد ST37 تحت پارامترهای مختلف فاصله اسپری و ضخامت ایجاد گردید. سپس فازهای تشکیل شده در فصل مشترک پوشش- زیرلایه و ساختار میکروسکوپی آنها توسط دستگاه پراش پرتو ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) شناسایی گردید. سپس تاثیر فازهای موجود در پوشش بر خواص مکانیکی پوشش پاشش شعله ای، توسط آزمون ریزسختی مورد ارزیابی قرار گرفت. در نهایت روش هایی جهت کاهش فازهای مضر در فصل مشترک پوشش زیرلایه تعیین گردید. نتایج نشان می دهد که فازهای مختلفی از جمله فازهای اکسیدی، فازهای بین فلزی و ناخالصی ها در فصل مشترک پوشش- زیرلایه تشکیل شده است. مطابق نتایج به دست آمده با افزایش فازهای اکسیدی، ذرات ذوب جزیی شده و تخلخل و مقدار ریزسختی پوشش پاشش شعله ای به شدت کاهش می یابد. لذا با افزایش فاصله اسپری در فواصل 9 تا 12 سانتی متر و کاهش در ضخامت پوشش می توان سبب کاهش میزان فازهای اکسیدی و کاهش تخلخل در پوشش گردید.