فرآیندهای نوین در مهندسی مواد
سال:1389 | دوره:4 | شماره:3 ( پیاپی 14) |تعداد مقالات:8

آلومینا یکی از سرامیک های مهم مهندسی می باشد که در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرد. در تحقیق حاضر نانوپودر آلومینا به روش شیمی تر و با استفاده از AlCl3.6H2O و پودر Al ساخته شد. نانوپودر حاصل با استفاده از آنالیزهای XRD، DTA-TG، BET و SEM مورد مطالعه قرار گرفت. اثرpH  بر فازهای تشکیل شده، سطح ویژه، رفتار حرارتی نانوپودر و مورفولوژی ذرات مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد در pH بازی فاز کریستالی AlOOH تشکیل می شود در حالی که در محیط اسیدی پودر به دست آمده آمورف می باشد. با افزایش درجه حرارت در نهایت فاز آلفا آلومینا در نمونه ها تشکیل شد. سطح ویژه پودر به دست آمده در محیط بازی و کلسینه شده در 800 درجه سانتی گراد حدود  170 m2/gبود در حالی که در محیط اسیدی حدود55 m2/g  بود. اندازه ذرات نانوپودر تولیدی در حالت بازی کوچکتر از حالت اسیدی بود.

کامپوزیت های زمینه فلزی تقویت شده با ذرات کاربید تیتانیم به دلیل خواص سایشی عالی در سال های اخیر مورد توجه قرار گرفته اند. در این تحقیق کامپوزیت FeCo-TiC به روش سنتز احتراقی و با استفاده از ماده ارزان قیمت فروتیتانیم (به جای تیتانیم خالص) تولید گردیده است. قرص هایی از مخلوط پودری شامل فروتیتانیم، کبالت و گرافیت تهیه شد و سپس در کوره لوله ای با اتمسفر آرگون محترق گردید. محصول سنتز احتراقی به وسیله پراش اشعه ایکس و میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد سنتز احتراقی منجر به تشکیل ذرات ریز و کروی کاربید تیتانیم می شود که به طور مجزا و یکنواخت در زمینه آلیاژی آهن- کبالت پخش گردیده اند. نکته جالب در این تحقیق این است که کبالت دمای شروع سنتز احتراقی سیستم FeTi2 -Co-C را به مقدار قابل توجهی کاهش می دهد. آسیاب کاری مخلوط پودری فوق به مدت 5 دقیقه باعث کاهش اندازه ذرات فروتیتانیم و در نتیجه کاهش دما و زمان شروع سنتز می گردد و حتی دمای شروع سنتز احتراقی به 1080 درجه سانتی گراد می رسد. ماکزیمم مقدار سختی به دست آمده از نمونه های سنتز احتراقی شده با 23% تخلخل 760 HV0.1 بوده است.

در تحقیق حاضر، نورد تجمعی بر روی مس خالص ( 99.9درصد) انجام شده که تعداد شش مرحله نورد وتحت شرایط بدون استفاده از روانکار، بر نمونه ها اعمال شده است. تکامل بافت و ریزساختار حین مراحل مختلف نورد، بررسی شده و در نهایت، دانه هایی با اندازه متوسط 310 نانومتر، پس از مرحله ششم نورد، به دست آمده است. نتایج مطالعه بافت نمونه ها بیانگرآن است که با افزایش تعداد مراحل نورد، شدت بافت کلی زیادتر شده و پس از مرحله ششم، بافت پرشدتی به وجود می آید. مولفه های اصلی بافت در نمونه ها، برس، TC و دیلامور هستند که شدت آنها با افزایش تعداد مراحل نورد زیاد شده است. میزان و سرعت ریز شدن دانه ها پس از مرحله چهارم نورد، کاهش پیدا کرده که علت آن را می توان تشکیل بافت قوی با مولفه های پرشدت حین نورد تجمعی دانست که منجر به تشکیل ساختار باندی شکل و جلوگیری از ریز شدن کامل دانه ها عنوان نمود.

فولادهای 9Cr-1Mo به لحاظ خواص مهندسی برجسته ای مثل ضریب انبساط حرارتی پایین، مقاومت عالی در برابر تورم ناشی از تشعشع، استحکام کششی بالا و مقاومت به خزش و ... کاربردهای وسیعی در صنایع گوناگون از قبیل: صنایع شیمیایی، پتروشیمی، نیروگاه ها، راکتورهای تاسیسات استراتژیک دارند. در این پژوهش، هدف ریخته گری آزمایشگاهی نوعی از این فولادها و اصلاح ریزساختار حاصل از ریخته گری بود. پس از عملیات ذوب و آلیاژسازی، برای اصلاح ریزساختار غیرهمگن و درشت دانه، نمونه ها در دمای 1150 درجه سانتی گراد پیشگرم شده و تحت تغییر شکل گرم در دمای 650 درجه سانتی گراد تا کرنش 1.5 قرار گرفتند. نمونه های تغییر شکل پلاستیک داده شده در سه منطقه فازی آستنیت، آستنیت + فریت و فریت به مدت زمان های مختلف تحت عملیات حرارتی قرار گرفتند. با استفاده از بررسی های ریزساختاری و آزمایش های مکانیکی، شرایط بهینه از نظر دست یابی به ریزساختار ریز و همگن متشکل از دانه های ظریف فریت در کنار فاز پراکنده مارتنزیت مربوط به عملیات حرارتی در دمای 900 درجه سانتی گراد و نگهداری به مدت زمان 120 دقیقه تشخیص داده شد.

در این پژوهش پوشش NiCrAlY توسط روش پاشش شعله ای سرعت بالا (HVOF) و تحت شرایط متفاوت از لحاظ فاصله پاشش و نرخ تغذیه پودر بر روی نمونه های فولادی اعمال گردید. رفتار خوردگی داغ پوشش های اعمالی به روش کوره ای در مخلوط نمک Na2SO4-60%V2O5 و در دمای 900 درجه سانتی گراد مورد بررسی قرار گرفت. برای تعیین مشخصه های ساختاری و فازی پوشش ها بعد از آزمون خوردگی از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM/EDS) استفاده شد. نتایج به دست آمده نشان داد که فاصله پاشش و نرخ تغذیه پودر اثر قابل ملاحظه ای بر خواص پوشش های NiCrAlY از جمله مجموع فازهای اکسیدی و تخلخل موجود در پوشش دارند. نمونه پوششی با فاصله پاشش 20 سانتی متر و نمونه پوششی با نرخ تغذیه پودر 32 گرم بر دقیقه به دلیل مقدار اکسید کمتر بهترین مقاومت به خوردگی را از خود نشان دادند.

در تحقیق حاضر Y بلوک های استاندارد از جنس چدن نشکن با درصدهای متفاوتی از سیلیسیم درون قالب هایی از جنس CO2 سیلیکات سدیم ریخته گری گردیدند، سپس نمونه های استاندارد ضربه از آن ماشین کاری و تحت عملیات حرارتی آستمپر قرار گرفتند و آزمون ها طی 2 مرحله انجام شدند، در مرحله اول نمونه های ضربه تحت عملیات آستمپر قرار گرفتند. برای این منظور دما و زمان آستنیته به ترتیب 875 درجه سانتی گراد و 60 دقیقه و دمای آستمپر نیز 375 درجه سانتی گراد در 6 زمان مختلف انتخاب و اجرا گردید. نتایج آزمون ضربه مرحله اول در دمای محیط نشان دادند که با افزایش عنصر سیلیسیم انرژی ضربه در یک زمان مشخص آستمپر کاهش می یابد و بالاترین مقدار انرژی ضربه در محدوده سیلیسیم 2.42 تا 2.81 درصد و در محدوده زمانی 90 دقیقه حاصل می گردد. در مرحله دوم اثر سیلیسیم بر دمای شکست نرم به ترد (DBTT) مورد بررسی قرار گرفته شد، در این مرحله نمونه های ضربه به ترتیب در دمای آستنیته 875 درجه سانتی گراد به مدت زمان 60 دقیقه و دمای آستمپر 375 درجه سانتی گراد به مدت 90 دقیقه تحت عملیات حرارتی قرار گرفتند و سپس تحت آزمون ضربه در دماهای بالای صفر و زیر صفر قرار گرفتند، نتایج آزمون های مرحله دوم مشخص نمودند که با افزایش مقدار سیلیسیم دمای شکست نرم به ترد افزایش می یابد.

آلیاژهای مس- کروم به دلیل داشتن هدایت الکتریکی و حرارتی بالا، استحکام و مقاومت به خستگی و خوردگی خوب و شکل پذیری نسبتا آسان، کاربرد گسترده ای دارند. این آلیاژها جزء خانواده آلیاژهای رسوب سختی پذیر محسوب می شوند. از این رو هر چه در هنگام تولید، کروم بیشتری در زمینه مس به صورت محلول درآید، می توان رسوبات بیشتر و پراکنده تری حین مرحله عملیات حرارتی ایجاد نمود و استحکام آلیاژ را بالا برد. به همین دلیل در پژوهش حاضر برای تولید این دسته از آلیاژها از روش ریخته گری در قالب مسی آبگرد استفاده شده است تا علاوه بر رسیدن به میزان حلالیت قابل قبول عنصر آلیاژی کروم در مس، هزینه های تولید نیز افزایش چندانی نداشته باشند. نتایج نشان دادند که به کمک این روش می توان به حداکثر حلالیت 1.12 درصد اتمی کروم در زمینه مسی آلیاژ دست یافت.

در این پژوهش نانوذرات فریتCu1-xCoxFe2O4(x=0.1)  با استفاده از فرآیند مایسل معکوس تهیه شد. الگوی تفرق اشعه X نشان داد که محصول تولیدی تک فاز فریت اسپینلی می باشد. نتایج به دست آمده از آزمون مغناطیس سنج ارتعاشی ثابت کرد که با افزایش مقدار کبالت، مغناطش اشباع افزایش می یابد. ارتباط ترکیب شیمیایی با دمای بلوکه با استفاده از تجهیزات ابررسانایی اسکوئید اندازه گیری شد. دینامیک مغناطیس نمونه ها با اندازه گیری پذیرفتاری مغناطیسی AC بر حسب دما در فرکانس های مختلف مورد بررسی قرار گرفت. مدل های نیل- برون و وگل - فولچر برای تشخیص برهمکنش و یا عدم برهمکنش ذرات به کار گرفته شد. نتایج نشان داد که برهمکنش قوی بین ذرات بسیار ریز وجود دارد.