مهندسی متالورژی
سال:1399 | دوره:23 | شماره:2 (پیاپی 78) |تعداد مقالات:7

تغییر تکنولوژی ذوب از کوره های ریورب به کوره های فلش در مجتمع مس سرچشمه تغییر آنالیز آندهای تولیدی را به همراه داشته است. این تغییر عمدتا ناشی از تغییر شرایط عملیاتی در روش تولید مات مس به روش فلش می باشد. غبار کوره فلش که غلظت آرسنیک، آنتیموان، بیسموت، سلنیوم و تلوریم در آن بالاست، در فرایند تولید مس پس از خروج از کوره فلش در فیلترهای الکترواستاتیک جمع آوری و مجددا به همراه کنستانتره ورودی به کوره ی فلش برگشت داده می شود. مطابق مشاهدات صورت گرفته در واحد پالایشگاه مجتمع مس سرچشمه، تغییر تکنولوژی ذوب، افزایش تعداد آندهای پسیو شده در پالایشگاه را به همراه داشته است. مطالعات انجام شده در این تحقیق روی 285 آند تولیدی افزایش 37 درصدی سلنیوم، 216 درصدی تلوریم، 18 درصدی آرسنیک، 62 درصدی آنتیموان، 104 درصدی بیسموت، 185 درصدی سرب و 45 درصدی آهن را پس از تغییر تکنولوژی ذوب نشان می دهد. افزایش ناخالصی ها در آند، امکان پسیو شدن آندها را افزایش می دهد. در این تحقیق خارج کردن 20 درصد وزنی از غبار کوره فلش و فراوری آن به کمک روش هیدرومتالورژی به عنوان راه حل غلبه بر مشکل پسیو شدن آندی در پالایشگاه مجتمع مس سرچشمه پیشنهاد شده است. آزمایش های اولیه نشانگر امکان بازیابی 90 درصدی مس موجود در غبار به روش لیچینگ اتمسفری با اسید سولفوریک است. اجرای این پیشنهاد، افزایش ظرفیت تولید واحد استخراج با حلال مجتمع مس سرچشمه که در حال حاضر به واسطه کمبود خاکهای اکسیدی، با نصف ظرفیت اسمی فعالیت می کند را به همراه خواهد داشت.

برای ارزیابی پدیده پیری در فولاد زنگ نزن دوفازی 2304 از بررسی های میکروسکپی و الکترومغناطیسی استفاده شد. عملیات پیرسازی مصنوعی در دماهای 700، 800 و 900 درجه سانتی گراد و در زمان های 15، 60 و 120 دقیقه انجام شد. برای بررسی های ریزساختاری و سختی، از میکروسکوپ نوری مجهز به نرم افزار آنالیز تصویر، میکروسکپ الکترونی روبشی مجهز به آنالیزگر شیمیایی، دستگاه پراش پرتو ایکس و روش ویکرز استفاده شد. سپس برای ارزیابی الکترومغناطیسی از آزمون جریان گردابی در فرکانس kHz100 استفاده شد که داده ها به صورت نقشه امپدانسی ارایه و ارزیابی شد. بررسی های میکروسکپی نشان داد که با افزایش شدت پیری از طریق افزایش دما و زمان پیرسازی، مقدار فاز فریت کاسته می شود و در مقابل فازهای ثانویه از نوع کاربیدM23C6، نیترید Cr2N و آستنیت ثانویه (2Ƴ ) در ریزساختار تشکیل و رشد می کنند. این فازهای ثانویه در داخل فاز فریت تشکیل شده و منجر به کاهش کسر حجمی فاز فریت، نسبت به نمونه پیرنشده شده است. بیشترین این تغییرات در دمای 900 و زمان 120 دقیقه مشاهده شده است. نتایج ارزیابی الکترومغناطیسی نشان داده است که با افزایش دما و زمان پیرسازی، تشکیل بیشتر رسوبات مخرب و کاهش شدید میزان فریت در ریزساختار، پاسخ های الکترومغناطیسی به طور مناسبی با کاهش بیشتر دو شاخص مقاومت خود القایی و امپدانس و افزایش بیشتر شاخص مقاومت الکتریکی تغییر می کند. بنابراین می توان شدت وقوع پدیده پیری در این فولاد را از روی نقشه امپدانسی آن مشاهده نمود.

در این پژوهش، بازیافت عنصر گالیم از دیودهای نورافشان (LED) باطله به روش هیدرومتالورژی انجام شده است. مراحل مختلف این فرایند شامل جداسازی تراشه از لامپ LED، اکسیداسیون تراشه ها و حل سازی در محیط هیدروکلریک اسید است. از آنجا که گالیم در تراشه لامپ LED به شکل فاز نیتریدی تقریبا نامحلول حضور دارد، تراشه باید ابتدا از لامپ LED جدا شده و اکسیداسیون در راستای تغییر فاز حاوی گالیم (نیتریدی به اکسیدی) انجام شود. پس از این مراحل تراشه ها تحت عملیات حل سازی قرارگرفتند. در آزمایش های حل سازی، متغیرهای مختلفی از جمله دمای حل سازی، زمان حل سازی و غلظت حلال هیدروکلریک اسید مورد بررسی قرار گرفته و شرایط بهینه تعیین شده اند. طراحی آزمایش به روش سطح پاسخ انجام شد. پس از انجام آزمایش و آنالیز محلول های نهایی، بهترین نتیجه متعلق به آزمایش انجام شده در غلظت 4 مولار هیدروکلریک اسید، دمای º C 93 و در زمان 2 ساعت و برابر با 4/91 % بازیابی گالیم بدست آمد. با توجه به تحلیل آماری نتایج بدست آمده از آزمایش ها، دمای حل سازی به عنوان موثرترین متغیر معرفی شد. در ادامه آزمایش های تکمیلی به منظور تعیین مکانیزم و تحلیل سینتیکی فرایند انجام شد. این بررسی ها نشان داد که در دمای º C 50، واکنش شیمیایی، کنترل کننده این فرایند انحلال است. این در حالی است که با افزایش دما به 65 و º C 80، مکانیزم فرآیند به کنترل شده از طریق نفوذ از فیلم سیال تغییر می کند.

در این پژوهش، اثر فرآیند ذوب مجدد VAR و VIM آلیاژ جاذب هیدروژن MmNi4. 8Al0. 2 بر ریزساختار و مشخصه های جذب و واجذب هیدروژن بررسی شد. آلیاژ اولیه به روش ذوب القایی تحت خلا تهیه و توسط فرآیندهای VIM و VAR ذوب مجدد شدند. آنالیز ریزساختاری و فازی توسط SEM و XRD انجام و مشخصه های جذب و واجذب با آزمون سیورت ارزیابی شد. ریزساختار شامل فاز زمینه، فاز دوم در اثر جدایش Al، تخلخل و ترک است. فاز دوم در آلیاژ اولیه و آلیاژ ذوب مجدد شده در VAR، مقادیر ناچیزی از عناصر La و Ceرا داراست و فاز دوم در آلیاژ ذوب مجدد شده در VIM در فاز زمینه حل شده و یا به مقدار بسیار ناچیزی کاهش پیدا کرده است. همچنین ذوب مجدد، فشار جذب را در آلیاژ ذوب مجدد شده به روش VAR و VIM به ترتیب از مقدار 28/7 به 13/7 و bar 49/5؛ فشار واجذب را به ترتیب از مقدار 86/22 به 55/21 و bar 17/18 کاهش و میزان ذخیره سازی هیدروژن را از41/1 به 42/1 و wt% 46/1 افزایش داده است. نتایج نشان داد که هر چه میزان همگنی ترکیب بیشتر می شود، یا به عبارت دیگر هرچه میزان فاز دوم کاهش پیدا می کند، فشار جذب و واجذب کمتر شده و ظرفیت ذخیره سازی بیشتر می شود.

در پژوهش حاضر، فوم های فولادی به روش متالورژی پودر و با استفاده از دانه های اوره به عنوان فضاساز به صورت موفقیت آمیز تولید شدند و اثر افزودن کاربید تنگستن (0، 5/0، 1، 2 و 4 درصد وزنی) به فولاد سازنده دیواره سلول ها بر روی میزان تخلخل، ریزساختار دیواره سلول ها و ویژگی های مکانیکی فوم های تولیدی مطالعه شد. ریزساختار دیواره سلول ها توسط میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی مجهز به نرم افزار پردازش تصویر ارزیابی گردید. افزایش درصد وزنی کاربید تنگستن تاثیر اندکی بر روی کسر سطحی و میزان کرویت سلول ها دارد و این در حالی است که کسر سطحی و میزان کرویت حفرات تشکیل شده در دیواره سلول ها شدیدا تحت تاثیر افزودن کاربید تنگستن است. رفتار مکانیکی فوم های فولادی تولید شده توسط انجام آزمون فشار تعیین شدند. درصد تخلخل فوم های تولیدی بین 73 تا 80 درصد است و با افزایش میزان کاربید تنگستن، درصد تخلخل کاهش می یابد. نتایج ارزیابی های میکروسکوپی حاکی از آن است که ریزساختار دیواره سلول ها شامل فریت و پرلیت است که ذرات کاربید تنگستن به صورت یکنواخت درون آن توزیع یافته اند. منحنی تنش-کرنش فوم های فولادی دارای ناحیه الاستیک، ناحیه پلاتو طولانی دندانه اره ای و نقطه شکست است و با افزایش درصد وزنی کاربید تنگستن، منحنی ها به سمت بالا شیفت می یابند.

تغییر در موقعیت اتم ها در شبکه بلوری ماده در اثر تابش ایجاد می شود. تغییر ساختار سبب تغییر در مشخصات ماکروسکوپی ماده خواهد شد. دانستن مقدار تغییرات انواع خصوصیات ماده در محیط های با تابش بالا ضروری است. در این مقاله به مطالعه تاثیر تابش پروتون با انرژی MeV 5/2 بر ساختار گرافیت با درجه TSX پرداخته شده است. این نوع گرافیت در راکتور تحقیقاتی تهران به عنوان بازتابنده استفاده می شود. تابش دهی برای مدت زمان 276 دقیقه با پروتون انجام شده است. در بررسی انجام گرفته از تست میکرو سختی، تست رامان و تصاویر SEM استفاده شده است. نتایج، افزایش میکروسختی ماده در اثر تابش را نشان می دهد. همچنین افزایش حلقه های تهی جا و بین نشین ها در بررسی طیف رامان بدست آمده است. ایجاد حفره های در سطح گرافیت تابش دیده، در تصاویر SEM مشاهده شده است. نتایج بدست آمده با استفاده از مدل عیوب نقطه ای قابل بررسی می باشد.

در تحقیق حاضر یک حسگر زیستی-مغناطیسی چند لایه (SiO2/CoFeSiB/Al2O3/Cr/Au) مبتنی بر اثر امپدانس مغناطیسی با استفاده از سیستم میکروالکترومکانیکی طراحی وساخته شده است. بدین منظور ابتدا شمش آلیاژ پایه کبالت با ترکیبCo15Fe4. 3Si12. 5B15 در کوره القایی تحت خلاء تهیه و سپس با استفاده از دستگاه مذاب-ریسی، نوارهای انجماد سریع شده با ریزساختار آمورف تهیه شدند. جهت تهیه حسگر، یک طرح مارپیچی با ده عدد بازو با استفاده از فرآیند لیتوگرافی بر روی سطح نوار آمورف تهیه و سپس پوشش چند لایه آلومنیا/کروم/طلا با استفاده از فرآیند کندوپاش مغناطیسی امواج رادیویی، بر روی آن پوشش دهی شد. مشخصات مغناطیسی نوار به کمک دستگاه منحنی نگار هیسترزیس و مغناطش سنج نمونه مرتعش اندازه گیری شدند. مقاومت الکتریکی ویژه آلیاژ به روش پویشگر چهار نقطه اندازه گیری شد. آزمون پراش پرتو ایکس بر روی نوار نشان دهنده ی یک ساختار آمورف نوار می باشد. اندازه و ترکیب ذرات اکسید آهن مورد استفاده در این پژوهش به وسیله ی میکروسکوپ الکترونی روبشی و آزمون پراش پرتو ایکس مشخص شدند. نسبت امپدانس مغناطیسی بزرگ (GMI) نوار و حسگرها در محدوده فرکانسی 1 تا MHz 12 و حداکثر میدان مغناطیسی Oe 170 مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که حداکثر نسبت امپدانس مغناطیسی حسگر برابر با 67% و در فرکانس MHz 9 حاصل شده است که در حضور mg 1/0 از ذرات سوپر-پارامغناطیس اکسید آهن بروی سطح حسگر، به میزان 13% کاهش یافته است. بنابراین، با توجه به حساسیت قابل توجه حسگر تهیه شده به نانوذرات اکسید آهن، این حسگر می تواند در کاربردهای زیستی-مغناطیسی مورد استفاده قرار گیرد.