مواد و فناوری های پیشرفته
سال:1398 | دوره:8 | شماره:2 |تعداد مقالات:8

ترکیبات هگزافریت باریم جانشانی شده با کاتیون های مختلف یکی از انواع مواد مورد توجه برای تولید کامپوزیت های جاذب امواج مایکروویو است. در پژوهش حاضر هگزافریت باریم جانشانی شده با منیزیم و تیتانیم با فرمول شیمیاییBaFe9(Mg1. 5Ti1. 5)O19 جهت مطالعه مورد توجه قرار گرفته است. به منظور بررسی تاثیر اندازه ذرات بر خواص جذب مایکروویو ذرات فریت با ابعاد میکرونی (حدود سه میکرون) و نانو (کمتر از 100 نانومتر) به روش سل ژل و از طریق کنترل نسبت اجزای واکنش و دمای کلسینه تولید شدند. سپس کیفیت تشکیل فاز و مشخصات ریزساختاری پودرها به ترتیب با استفاده از XRD و SEM مورد مطالعه قرار گرفت. به منظور بررسی کیفیت جذب امواج مایکروویو در نمونه ها، کامپوزیت های هگزافریت/ رزین اکریلیک با درصدهای مختلف وزنی پودر به رزین تولید شد. با استفاده از دستگاه تحلیلگر برداری شبکه (VNA)و با به کارگیری شیوه اندازه گیری پشت بند فلزی، منحنی های تلفات انعکاسی (RL) کامپوزیت ها به عنوان معیاری از قابلیت جذب مایکروویو در باندهای فرکانسی X و Ku اندازه گیری شد. با بررسی نتایج پژوهش حاضر مشخص شد بر اساس منحنی های RL کامپوزیت های هگزافریت/ رزین اکریلیک حاوی ذرات نانومتری نسبت به نوع حاوی ذرات میکرونی در محدودة فرکانسی باندهای X و Ku خواص جذب مایکروویو بهتری دارند. نتایج این بررسی می تواند در ارتقای عملکرد و طراحی بهینة کامپوزیت های جاذب امواج مایکروویو مفید واقع شود.

در این پژوهش به بررسی جوش پذیری سوپرآلیاژ پایه نیکل رسوب سخت شونده Zhs6u از طریق مطالعه میزان ترک ها و تغییرات ریزساختاری در فلز جوش و منطقه HAZ پرداخته شد. هدف این پروژه دست یابی به پارامترهای بهینه جوشکاری تعمیری پرتو الکترونی و بررسی تأثیر مقادیر مختلف حرارت ورودی بر ریزساختار و خواص فلز جوش است. لذا تمامی نمونه ها پس از عملیات حرارتی پیش از جوشکاری با سیکل بهینه با مقادیر متفاوت جریان و سرعت های مختلف، تحت ولتاژ ثابت جوشکاری شدند. نتایج مشاهدات ریزساختاری نشان داد که افزایش حرارت ورودی در جوشکاری تعمیری سوپرآلیاژ Zhs6u منجر به افزایش حساسیت به ترک های انجمادی در منطقه جوش خواهد شد. هم چنین مشاهدات ریزساختاری در نمونه های جوشکاری شده با حرارت های ورودی متفاوت نشان داد که منطقه جوش مشابه بخش پایه از فاز زمینه شامل فاز و رسوبات، فاز یوتکتیک و فاز کاربید با مورفولوژی حروف چینی تشکیل شده است که مورفولوژی این فازها در جوش با زمینه متفاوت است اما از نظر ترکیب شیمیایی و نوع فاز، مشابه فلز پایه می باشد.

در این پژوهش، مقاومت به خوردگی لایه های نانوبلوری نیکل ایجاد شده به روش عملیات مکانیکی تدریجی سطحی(SMAT) در محلول 10% هیدروکسید سدیم مورد بررسی قرار گرفت. برای مشخصه یابی لایه های نانوبلوری نیکل ایجاد شده از آزمون های پراش پرتو X (XRD)، میکروسکوپی الکترونی روبشی گسیل میدانی(FE-SEM)، میکروسکوپی نوری و آزمون زبری سنجی استفاده شد. . الگوهای XRD نشان دادند با گذشت زمان از شدت قله ها کاسته و قله ها پهن تر شدند اما بعد از 60 دقیقه شدت افزایش یافت. لایه های نانوبلوری نیکل ایجاد شده به روش SMAT، در همه زمان ها مقاومت به خوردگی بیشتری نسبت به نمونه بالک داشتند.

پژوهش حاضر به بررسی تأثیر کرنش بر خواص مکانیکی و مقاومت به خوردگی الکتروشیمیایی آلیاژ آلومینیوم 2024 و مقایسه ی آن با پیرسازی معمولی T6 در فرایند عملیات حرارتی پیرسازی ترمومکانیکی دو مرحله ای پرداخته شده است. برای انجام این پژوهش نمونه هایی از این آلیاژ در حین پیرسازی معمولی تحت درصد های مختلف کرنش در دمای محیط قرار گرفت و پس از آن عملیات پیرسازی کامل گردید. چهار کرنش 10%، 30%، 50% و 65% توسط دستگاه نورد بر نمونه ها اعمال گردید. نتایج حاصل از آزمایش کشش با نرخ کرنش پایین، منحنی های پلاریزاسیون پتانسیودینامیک و میکروسکوپی نوری نشان می دهد، نمونه ی با 50% کرنش در حالت بهینه ی ریزساختار، استحکام و مقاومت به خوردگی قرار دارد. این امر به دلیل توزیع ریز و یکنواخت رسوب ها است که باعث افزایش 27% در استحکام تسلیم، 10% در استحکام کششی و 83% در مقاومت به خوردگی، نسبت به عملیات حرارتی T6 شده است. بنابراین اعمال کرنش 50%، در عملیات حرارتی پیرسازی ترمومکانیکی دو مرحله ای فوق، می تواند منجر به افزایش مقاومت به خوردگی با حفظ استحکام بالا شود.

در این پژوهش پودر پیش آلیاژی نانوبلورین Cu-20Zn-10Al با استفاده از روش آلیاژسازی مکانیکی از پودرهای عنصری تولید و با استفاده از فرآیند تف جوشی فاز مایع، قطعات نانوساختار تولید شد. پارامترهایی نظیر زمان آسیاکاری و عامل کنترل کننده فرآیند جهت تعیین شرایط بهینه آلیاژسازی مورد مطالعه قرار گرفت. پودرهای آسیاکاری شده با استفاده از آنالیز تفرق اشعه ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی، آنالیز اندازه ذرات با روش لیزر و آنالیز حرارتی هم زمان مورد بررسی قرار گرفتند. سپس پودرهای آسیاکاری شده در زمان-های مختلف در فشار 600 مگاپاسگال فشرده شده و براساس پنجره دمایی تف جوشی حاصل از آنالیز حرارتی، در دماهای مختلف در بازه 760 تا 790 درجه سانتی گراد تف جوشی شدند. بعد از تف جوشی مشخصه های ریزساختاری، قابلیت فشردن، چگالش، ریزسختی سنجی و تفرق اشعه ایکس نمونه ها بررسی شد. نتایج نشان می دهد که محلول جامد فوق اشباع همگن Cu-Zn-Al از پودر آسیاکاری شده با اندازه بلورک 4/2 نانومتر و بیشینه چگالش بعد از تف جوشی نمونه آسیاکاری شده به مدت 56 ساعت و در دمای C775° به دست می آید.

در این پژوهش زینتر تف جوشی سرامیک Li2TiO3 به دو روش معمولی و مایکروویو انجام شد. بیشینه چگالی g/cm3 08/3 (58/90 درصد چگالی تئوری) به روش زینتر تف جوشی معمولی در دمای ˚ C1200 و با زمان نگه داری 3سه ساعت به دست آمد در حالی که بیشینه چگالی g/cm3 12/3 (76/91 درصد چگالی تئوری) به روش زینتر تف جوشی مایکروویو در دمای ˚ C1300 و بدون زمان نگه داری به-دست آمد. بررسی رفتار حرارتی به روش DTA-TG، بررسی فازی نمونه ها به روش XRD، و بررسی ریزساختاری نمونه ها به روش FE-SEM انجام گرفت. هم چنین خواص مایکروویو دی الکتریک نمونه های زینتر تف جوشی شده اندازه گیری شدند. نتایج XRD نشان می-دهد که پیک (002) که در 2θ =18. 46˚ ظاهر می شود، و مربوط به منظم شدن لایه های کاتیونی در ساختار و تشکیل ابر شبکه است، در زینتر تف جوشی مایکروویو از شدت بیشتری برخوردار است. مشاهدات ریزساختاری با SEM نشان می دهد که قطعات زینتر تف جوشی شده در کوره مایکروویو نسبت به نمونه مشابه در کوره معمولی ریزدانه تر هستند. بیشینه خواص مایکروویو دی الکتریک پس از زینتر تف جوشی در کوره معمولی در دمای ˚ C1200 حاصل شده و برابر با ε r= 20. 29 و Q×f = 26191 GHz به دست آمد و این در حالی است که بیشینه خواص مایکروویو دی الکتریک پس از زینتر تف جوشی در کوره مایکروویو در دمای ˚ C1300 و برابر با ε r= 20. 86 و Q×f = 25610 GHz به دست آمد.

آلیاژ نایتینول (NiTi) به دلیل در بر بر داشتن خواصی همانند انعطاف انعطاف پذیری فوق فوق العاده با کرنش زیاد قابل بازگشت، اثر حافظه حافظه داری، ویژگی های میرایی بالا، مقاومت خوردگی و زیست زیست سازگاری خوب، دارای کاربرد وسیعی در ساخت قطعات پزشکی و بایو مواد، همانند استنت ها، ایمپلنت های ارتوپدی و ابزارهای جراحی است. اما یکی از مهم ترین مشکلات آلیاژ نایتینول، آزاد شدن یون های نیکل ناشی از تخریب سطح نمونه است، که این یون می تواند به عنوان بازدارنده در فرایندهای آنزیمی موثر در سنتز پروتیین و تکثیر سلول دخالت نماید. اعمال پوشش و کاشت یونی از مهم ترین روش ها جهت بهبود سطحی و رفتار زیستی آلیاژ NiTi است. در این تحقیق بهبود سطحی از طریق کربن دهی به وسیله فرایند کاشت یونی پلاسمایی (CPIII) بر روی سطح آلیاژ NiTi صورت گرفته و سپس رفتار نانومکانیکی پوشش بوسیلهتوسط میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) و روشهای نانودندانه گذاری و نانو نانو خراش و رفتار خوردگی به وسیله آزمون پلاریزاسیون در محلول 5/0 مولار نمک طعام مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بیانگر سطح کاملا همگن، یکنواخت و عاری از نواقص سطحی با عمق کاشت یونی کربن در حدود 50 نانومتر همراه با کاهش میانگین زبری سطحی از 34 به 25 نانومتر است. فرایند کاشت یونی منجر به افزایش سختی و مدول الاستیک به ترتیب 7/80 و 8/21 درصد، کاهش ضریب اصطکاک متوسط از 21/0 به 16/0 و باعث غالب بودن مکانیزم سازوکار سایش برشی همراه با افزایش 85 درصدی بازده مقاومت به خوردگی گردیده است.

در پژوهش حاضر لایه های نازک نانوساختار زیرکونات تیتانات سرب (PZT)به روش سل-ژل با استفاده از پیش مواد کلریدی و یک الکل چندعاملی سنتز گردیدند. پروپیلن گلایکل هم به عنوان عامل چنگاله کننده[1] و هم به عنوان حلال در تهیه سل PZT و به منظور تولید لایه های نازک با کیفیت PZT به کار گرفته شد. پس از تهیه زیرلایه، لایه های PZT به روش چرخشی بر زیرلایه Au/SiO2 انباشت شدند و هر لایه پس از خشک شدن در دمای C° 450 پیرولیز گردید. پخت لایه نازک نهایی نیز در دمای º C575 انجام شد. مشاهده شد که روش حاضر دارای مزیت های متعددی است: مواد اولیه در این روش ارزان قیمت است، برخلاف روش متداول آلکوکساید، سل PZT به-دست آمده از این روش پایداری بسیار زیادی داشته و علی رغم گذشت چندین سال از زمان تولید همچنان پایدار است و مطالعه رفتار حرارتی ژل PZTتولید شده با DTA/TGA نشان می دهد که دمای تشکیل فاز پروسکایت PZT در محدوه 450 تا º C575 است، در حالی که در روش متداول آلکوکساید º C650 و بالاتر است. بررسی های پراش اشعه ایکس (XRD) تشکیل ساختار پروسکایت PZT در دمایº C 575 را تایید کرد. از تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و میکروسکوپ نوری نیز برای بررسی کیفیت سطح لایه ها استفاده شد که حصول لایه های نانوساختار یکنواخت را نشان دادند. برای تایید مجدد ترکیب، آنالیز EDS به همراه SEM صورت گرفت که تایید-کننده حضور عناصر تشکیل دهنده ترکیب PZT می باشد.