مواد و فناوری های پیشرفته
سال:1394 | دوره:4 | شماره:2 |تعداد مقالات:7

پوشش آلیاژی روی- قلع کاربرد فراوانی دارد، زیرا این پوشش باعث بهبود خواص مختلف مانند لحیم کاری و انعطاف پذیری می شود. در این تحقیق تاثیر دانسیته جریان، دما و pH حمام آبکاری بر روی راندمان جریان کاتدی و ساختار پوشش مورد بررسی قرار گرفت. پوشش روی- قلع بر روی فولاد از الکترولیت اسیدی در شرایط عملی مختلف به دست آمد. ساختار پوشش های به دست آمده، با دستگاه میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مجهز به آنالیز (EDS) مورد ارزیابی قرار گرفت. آزمایش میکروسختی هم بر روی سطح پوشش و هم بر روی سطح مقطع آن انجام شد. نتایج نشان داد با افزایش دانسیته جریان تا4mA/cm2 ، کاهش اندازه ذرات، افزایش راندمان جریان کاتدی و پس از آن با افزایش دانسیته جریان تا10mA/cm2 ، کاهش راندمان جریان کاتدی مشاهده گردید. به اضافه این که با افزایش دما مورفولوژی پوشش به دانه هایی درشت تبدیل شد و محتوای روی پوشش کاهش یافت و همین طور با افزایش pH تغییرات محتوای روی پوشش ها به صورت صعودی- نزولی است. نتایج تست سختی نشان داد که پوشش آلیاژی روی- قلع با افزایش یون روی تا مقدار72wt.% ، موجب افزایش سختی پوشش می شود.

در این تحقیق پودرهای پیزوسرامیکی بدون سرب (K0.44Na0.52Li0.04)(Ta0.1Sb0.06Nb0.84) O3 به دو روش سرامیکی سنتی و پوشش دهی کلوییدی آبی تهیه گردید. پودرهای سرامیکی سنتز شده پس از پرس شدن در دماهای مختلف پخت شدند. بر روی تمامی نمونه ها آزمون های اشعه ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و اندازه گیری خواص دی الکتریکی انجام شد. الگوی پراش اشعه ایکس نمونه های بالک ساخته شده از پودرهایی که با روش کلوییدی آبی سنتز شده بودند، تشکیل فاز خالص پروسکایت پیزوسرامیک بر پایه نایوبات سدیم- پتاسیم را نشان داد. آزمون اشعه ایکس نمونه های پخت شده که پودرهای اولیه آن با کمک روش سرامیکی سنتی تهیه شده بودند علاوه بر ساختار پروسکایت، تشکیل فاز ناخالصی با ساختار تتراگونال تنگستن- برنز را نیز نشان داد. تصاویر SEM نمونه های بالک پیزوسرامیکی تهیه شده از هر دو روش سرامیکی و کلوییدی آبی مورفولوژی مکعبی شکل دانه های نایوبات سدیم پتاسیم را به وضوح نشان داد. ضریب دی الکتریک نمونه های تهیه شده به کمک روش سرامیکی سنتی بالاتر از قرص های ساخته شده به روش کلوییدی آبی بوده در حالی که میزان اتلاف دی الکتریک برای نمونه های تهیه شده به روش کلوییدی آبی پایین تر بود.

رفتار خوردگی فولاد زنگ نزن آستنیتی سیلیسیم دار 1/4361 در محیط اسید نیتریک دودکننده قرمز (RFNA) در مقایسه با فولاد زنگ نزن آستنیتی 316، با استفاده از تکنیک های پلاریزاسیون پتانسیودینامیک خطی و چرخه ای و همچنین آزمون غوطه وری و مشاهدات میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مورد بررسی قرار گرفت. به علاوه، اثر بازدارندگی غلظت های مختلف اسیدهیدروفلوئوریک (HF) بر رفتار خوردگی این دو آلیاژ مطالعه شد. نتایج به دست آمده از آزمون های الکتروشیمیایی، غوطه وری و SEM در تطابق کامل با یکدیگر بوده و همگی بازدارندگی بسیار خوب HF را در جلوگیری از خوردگی های یکنواخت و مرزدانه ای نشان دادند. نرخ خوردگی اولیه برای فولاد 1/4361 از 16.77mpy در غیاب بازدارنده به 16.77mpy با افزودن 0.6درصد وزنی HF کاهش پیدا کرد. این در حالی است که پتانسیل حفره دار شدن در همین شرایط از مقدار اولیه 1.57 به 2.31 ولت (نسبت به (Ag/AgCl افزایش یافت که نشان دهنده بهبود مقاومت به خوردگی های موضعی با افزودن بازدارنده HF است. همچنین مشاهده شد که عنصر آلیا‍ژی سیلیسیم منجر به بهبود مقاومت به خوردگی مرزدانه ای فولاد زنگنزن در محیط RFNA می گردد، اما از طرف دیگر مقاومت به خوردگی یکنواخت آن را کاهش می دهد. نرخ خوردگی اولیه برای فولاد 316 برابر 1.18mpy به دست آمد که کمتر از 16.77mpy برای فولاد سیلیسیم دار 1/4361 می باشد.

انجام عملیات فرآوری، تغلیظ و استخراج بر روی برخی از معادن پلاسری دارای توجیه فنی و اقتصادی بوده به طوری که استحصال همزمان برخی عناصر استراتژیک و با ارزش افزوده بالا، استفاده از این نوع معادن را به عنوان ماده اولیه در صنایع تولید فلزات آهنی و غیرآهنی امکان پذیر می نماید. هدف از انجام طرح پژوهشی حاضر، امکان سنجی پرعیار سازی کانی های پلاسری موجود در منطقه خراسان جنوبی با رویکرد استحصال همزمان آهن، تیتانیم و وانادیم بوده است. در پژوهش حاضر ابتدا نمونه معدن پلاسری مورد نظر که حاوی ترکیبات آهنی بوده مورد مطالعه و ارزیابی اولیه قرار گرفت. در این رابطه با انجام آزمون های اولیه خواص فیزیکی و شیمیایی نمونه معدنی از جمله توزیع دانه بندی، نوع ترکیبات فازی و همچنین ترکیب شیمیایی عناصر تعیین گردید. سپس عملیات آماده سازی جهت تهیه مقطع صیقلی و انجام مطالعات تعیین درجه آزادی و بررسی های میکروسکوپی توسط میکروسکوپ های نوری (OM) و الکترونی پروبی (EPMA) صورت پذیرفت. به منظور دستیابی به عیاری مناسب برای آهن، تیتانیم و وانادیم به کمک روش جداسازی ثقلی، خردایش مواد و روش های مختلف جدایش مغناطیسی یک مدار فرآوری طرح ریزی شده، به طوری که امکان دستیابی به عیار 57 درصد وزنی برای آهن، عیار حدود 8 درصد وزنی برای اکسید تیتانیم و عیار حدود 0.8 درصد وزنی برای پنتا اکسید وانادیم فراهم گردیده است. استحصال وانادیم از کنسانتره توسط فرایند لیچینگ با آب گرم و همچنین جداسازی اکسید تیتانیم در طی فرایند ذوب آهن موجود در کنسانتره و ورود آن به سرباره اساس فرایند استخراج آهن، تیتانیم و وانادیم را از کنسانتره حاصل از معادن پلاسری فراهم می سازد.

خوردگی و بازدارندگی خوردگی فولاد ساده کربنی CK10 در محلول %3 کلرید سدیم اشباع از گاز CO2 توسط عصاره انیسون (AE) محلول در اتیلن گلایکل (EG) بوسیله نمودارهای پلاریزاسیون، طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی (EIS) و روش آنالیز سطحی AFM مورد بررسی قرار گرفت. بازده بازدارندگی با افزایش غلظت عصاره انیسون و دما افزایش یافت. نتایج نشان می دهد که عصاره ی انیسون به عنوان یک بازدارنده از طریق مکانیزم مختلط عمل می نماید و فرآیند بازدارندگی به تشکیل یک فیلم جذب شونده شیمیایی از AE و EG بر روی سطح فلز از طریق موقعیت های جذب چند مرکزی نسبت داده می شود. پارامترهای ترمودینامیکی جذب بازدارنده با استفاده از ایزوترم جذب لانگمیر محاسبه شد. مطالعات مورفولوژیکی از سطح الکترود فولاد ساده کربنی توسط میکروسکوپ نیروی اتمی(AFM)  انجام شد.

پوشش نانوکامپوزیتی نیترید تانتالم - طلا/ نقره به وسیله دستگاه لایه نشانی استوانه ای کندوپاش D.C بر روی زیرلایه هایی از جنس استیل ضدزنگ 316 انباشت شده است. نمونه ها در دمای 400 درجه سیلسیوس و زمان های مختلف 3، 5 و 7 دقیقه تحت عملیات حرارتی قرار داده شده اند. ساختار کریستالی، توپوگرافی، مورفولوژی و عناصر موجود در لایه ها به ترتیب توسط پراش اشعه ایکس، میکروسکوپ نیروی اتمی و تفرق انرژی اشعه ایکس مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته اند. به علاوه ویژگی خود تمیز شوندگی این لایه ها با استفاده از آزمایشهای زاویه تماسی مطالعه شده است. به منظور بررسی خواص ضدباکتری لایه ها با آزمون تماس باکتری Staphylococcus aurous در زمان های تماس 1، 3 و 6 ساعت انجام گرفت. نتایج به دست آمده نشان می دهد که اندازه میانگین نانوذرات لایه ها کمتر از 40 نانومتر است که سایز نانوذرات و خواص زاویه تماسی می تواند به وسیله دما و زمان عملیات حرارتی کنترل شود. همچنین لایه های انباشت شده دارای خواص آب گریزی و خود تمیز شوندگی مناسبی هستند به طوری که زاویه تماس قطره آب با سطح لایه بیشتر از 90o است، که منجر به ممانعت بهتری در برابر چسبندگی باکتری ها به سطح این لایه ها می شود.

فولاد ST37 از سختی و مقاومت به سایش کمی برخوردار است. هدف از این پژوهش بهبود خواص تریبولوژی این فولاد با ایجاد یک لایه کامپوزیتی حاوی ذرات آلومینا به روش جوشکاری GTAW می باشد. برای این کار سطح فولاد با 10 درصد حجمی از ذرات آلومینا در سه جریان متفاوت 90، 110 و 130 آمپر با این روش پوشش داده شد. آزمون سایش رفت و برگشتی، به منظور بررسی مقاومت به سایش نمونه ها انجام گرفت و سطوح سایش آن ها توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی بررسی گردید. یافته ها نشان می دهد که پوشش حاصل از این فرآیند دارای ساختار انجمادی دندریتی حاوی ذرات آلومینا است. حضور این ذرات به همراه کاهش حرارت ورودی، باعث افزایش سختی و بهبود رفتار سایشی پوشش مذکور می شود. دامنه افزایش سختی پوشش های ایجاد شده بین 225 تا 332 ویکرز اندازه گیری شد که این مقدار در نمونه بدون پوشش حدود 180 ویکرز می باشد. نتایج بررسی رفتار سایشی پوشش ها بیانگر بهبود چشمگیر رفتار سایشی آن ها در حضور تقویت کننده آلومینا به همراه کاهش حرارت ورودی می یاشد. مکانیزم عمده سایش در نمونه بدون پوشش و در نمونه های پوشش داده شده، سایش چسبان می باشد.