فهرست مطالب
فصلنامه علوم و مهندسی سطح ایران
پیاپی 16 (زمستان 1391)
- تاریخ انتشار: 1392/01/15
- تعداد عناوین: 9
-
-
صفحه 1اکسیداسیون آندی به منظور بدست آوردن یک ساختار متخلخل در سطح انجام می شود و از آن جا که یکی از روش های افزایش چسبندگی پوشش به زیرلایه، متخلخل کردن سطح است، در این مقاله ابتدا توسط فرآیند آندایزینگ بر روی زیرلایه تیتانیمی، نانوتیوب های اکسید تیتانیم ایجاد گردیده و سپس به بررسی رفتار خوردگی و استحکام چسبندگی پوشش الکتروفورتیک هیدروکسی آپاتیت بر روی نانوتیوب های اکسید تیتانیم در محلول شبیه سازی شده بدن پرداخته شده است. به همین منظور ابتدا نانوتیوب های اکسید تیتانیم توسط فرآیند آندایزینگ بر روی سطح تیتانیم خالص ایجاد و سپس پوشش نانوذرات هیدروکسی آپاتیت بر روی این نانوتیوب ها توسط روش الکتروفورتیک در ولتاژ V30 و مدت زمان 10 دقیقه ایجاد و در دمای С ̊400 به مدت 2 ساعت زینتر شدند. به منظور بررسی نقش زیرلایه در رفتار خوردگی، فرآیند پوشش دهی روی زیر لایه تیتانیم خالص نیز انجام گردید. نتایج حاصل از بررسی های صورت گرفته نشان داد که ایجاد نانوتیوب تیتانیم بر روی سطح و همچنین انجام فرآیند زینتر بر روی پوشش هیدروکسی آپاتیت منجر به مقاومت به خوردگی بیشتر و افزایش استحکام چسبندگی پوشش به زیرلایه می شود.
کلیدواژگان: هیدروکسی آپاتیت، نانوتیوب اکسید تیتانیم، الکتروفورتیک، خوردگی، محلول شبیه سازی شده بدن -
صفحه 9آندایزینگ یک روش الکتروشیمیایی مفید برای بهبود مقاومت خوردگی آلومینیوم و آلیاژهای آن است. در آندایزینگ، همانند سایر فرآیندهای الکتروشیمیایی، مورفولوژی و در نتیجه سایر خصوصیات لایه اکسیدی تحت تاثیر نوع جریان (جریان مستقیم و پالسی) اعمالی است. در این تحقیق، فرآیند آندایزینگ روی آلیاژ آلومینیوم 1070 در الکترولیت اسید سولفوریک (10%) در دمای oC10 انجام گردید. با اعمال جریان پالسی و انتخاب فرکانس و سیکل کاری های متفاوت، به عنوان متغیرهای جریان پالسی، تاثیر این متغیرها بر مورفولوژی و مقاومت خوردگی به ترتیب با میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و آزمون پتانسیو دینامیک در محلول M5/0 کلرید سدیم مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد در حالی که آندایزینگ با جریان پالسی موجب بهبود مورفولوژی سطح می شود، اما مقاومت خوردگی این نمونه ها در مقایسه با نمونه ای آندایز شده با جریان مستقیم کاهش می یابد. نتایج نشان داد که از میان نمونه های پالسی، بهترین مقاومت به خوردگی در فرکانس 200 هرتز و چرخه کاری 70 درصد حاصل می شود.
کلیدواژگان: آندایزینگ آلومینیم، جریان پالسی، مقاومت خوردگی، مورفولوژی سطح، پتانسیو دینامیک -
صفحه 19در این تحقیق دو گروه نمونه از جنس فولاد ابزار گرم کار 11AISI H و فولاد قالب تزریق پلاستیک 20AISI P در دو دمای 500 و 550 درجه سانتی گراد، به مدت زمان 5 و 10 ساعت و ترکیب گاز 2N75%-2H25% با استفاده از دستگاه نیتروژن دهی پلاسمایی پالسی جریان مستقیم نیتروژن دهی شدند. ضخامت منطقه نفوذی و لایه ترکیبی، توسط میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی و فازهای تشکیل شده در سطح به وسیله آنالیز تفرق اشعه ایکس (XRD) بررسی شد. همچنین تغییرات ریزسختی از سطح به عمق نمونه ها اندازه گرفته شد. نتایج نشان می دهد که به دلیل نوع ریزساختار زیرلایه و مسیرهای نفوذی مناسب تر عنصر نیتروژن در فولاد 11AISI H نسبت به 20AISI P، همواره ضخامت لایه نفوذی و ترکیبی تشکیل شده در فولاد 11AISI H بیش تر از فولاد20AISI P است. نتایج آنالیز EDS ازلایه نیتریدی نشان داد که حین نیتروژن دهی پلاسمایی فولاد 20AISI P نفوذ کربن به سمت سطح روی داده است ولی در نتایج EDS از لایه نیتریدی فولاد 11AISI H این پدیده مشاهده نشد. مطابق با نتایج نیم رخ سختی پس از نیتروژن دهی پلاسمایی، در یک عمق یکسان، فولاد 11AISI H میزان سختی بالاتری نسبت به فولاد 20AISI P نشان داده است. بررسی های پراش اشعه ایکس(XRD) حاکی از آن است که لایه نیتریدی در فولاد 11AISI H از دو فاز نیتریدی گاما پرایم(γ) و اپسیلن(ε) تشکیل شده است اما در فولاد 20AISI P فاز نیترید اپسیلن به عنوان فاز نیتریدی غالب در همه شرایط زمانی و دمائی انجام فرآیند تشکیل شده است.
کلیدواژگان: نیتروژن دهی پلاسمایی، فولاد ابزار گرم کار11AISI H، فولاد قالب پلاستیک20AISI P، نیترید -
اعمال و مشخصه یابی پوشش های سد حرارتی زیرکنیای پایدار شده با سریا و ایتریا روی سوپرآلیاژ اینکونل 738صفحه 33پوشش های سد حرارتی (TBCs)در موتورهای توربینی گازی، به طور گسترده ای به منظور فراهم کردن عایق سازی حرارتی برای مقاطع داغ و نیز افزایش راندمان توربین مورد استفاده قرار می گیرند. هدف از این پژوهش، تولید و مشخصه یابی یک پوشش سد حرارتی دولایه شامل پوشش رویی زیرکنیای پایدار شده با سریا و ایتریا (CYSZ) و آستری فلزی NiCoCrAlY روی زیرلایه سوپرآلیاژی است. برای این منظور، زیرلایه هایی از جنس اینکونل 738، ابتدا با آستری NiCoCrAlY و سپس با پودر CYSZ به کمک فرآیند پاشش پلاسمایی اتمسفری (APS) پوشش داده شد. آزمون استحکام چسبندگی مطابق با استاندارد ASTM C633-01انجام شد. برای ارزیابی میزان عایق سازی حرارتی پوشش سد حرارتی، آزمون ظرفیت عایق سازی حرارتی، طراحی و انجام شد. به منظور مشخصه یابی پوشش، بررسی ریزساختاری توسط میکروسکپ الکترونی روبشی گسیل میدانی(FESEM) و آنالیز فازی توسط پراش سنج پرتو ایکس (XRD) انجام گرفت. نتایج نشان داد که به کمک فرآیند پاشش پلاسمایی اتمسفری می توان یک پوشش سد حرارتی با قابلیت عایق سازی حرارتی بالا تولید کرد.
کلیدواژگان: پوشش سد حرارتی، پاشش پلاسمایی اتمسفری، زیرکنیای پایدار شده با سریا و ایتریا، عایق سازی حرارتی -
صفحه 45تنش پسماند که در اثر انرژی جنبشی ذره در حین برخورد و همچنین اختلاف خصوصیات ترموفیزیکی پوشش و زیرلایه ایجاد می شود، خواص مکانیکی پوشش نظیر استحکام چسبندگی و رفتار خستگی را بشدت تحت تاثیر قرار می دهد. اندازه گیری تنش پسماند در امتداد ضخامت پوشش های سخت نظیر کاربید تنگستن- کبالت به علت ویژگی های منحصر به فرد آن همواره با محدودیت هایی روبرو بوده است. در این تحقیق، روش جدید و کارآمدی در اندازه گیری تنش پسماند پوشش کاربید تنگستن- کبالت حاصل از پاشش حرارتی با سرعت بالا و سوخت اکسیژن بر روی زیرلایه فولادی مورد بررسی قرار گرفته است. از روش ایجاد سوراخ با تخلیه الکتریکی بدین منظور استفاده شده و نتایج آن با نتیجه آزمون انحنا مقایسه گردید. آزمایشات میکروسختی سنجی، میکروسکوپی الکترونی روبشی جهت بررسی مورفولوژی پودر و پوشش و تعیین سختی پوشش و همچنین بررسی الگوی پراش پرتو X پودر و پوشش مورد استفاده قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان می دهد که تنش در امتداد ضخامت پوشش یکنواخت نبوده و در نزدیکی فصل مشترک تنش فشاری بیشترین مقدار را دارد. تنش موثر فون میزز میانگین معادل MPa126- با استفاده از روش ایجاد سوراخ بدست آمد که نزدیک به نتایج روش انحناء (MPa 164-) در این مطالعه است. در هر دو روش تنش بصورت فشاری به دست آمد.
کلیدواژگان: تنش پسماند، پاشش حرارتی، پوشش WC، 12Co، سوراخکاری با تخلیه الکتریکی -
صفحه 55زیرکونات تیتانات سرب (PZT) یک محلول جامد فروالکتریک و پیزوالکتریک کاملا شناخته شده با قطبش دایمی، گذردهی دی الکتریک و ضریب پیزوالکتریک بالا است. در پژوهش حاضر قالب نانومتخلخل جدیدی، برای اولین بار، برای رشد نانولوله های PZT معرفی گردیده است. برای تهیه قالب، ابتدا غشاهای آلومینایی از طریق آندایزینگ دومرحله ای فویلهای آلومینیومی درون یک سلول سرد، در دمای C ̊1 و با استفاده از الکترولیت اسید فسفریک تهیه شدند. سل پایدار با ترکیب PZT نیز از تصحیح شیمیایی پیش مواد ارگانومتالیک زیرکونیم و تیتانیم به کمک اسید استیک تهیه گردید. سل تهیه شده سپس با اعمال یک ولتاژ DC به درون حفرات قالبهای آلومینایی رانده شد. قالبهای انباشت شده سپس در دمای С ̊100 خشک و در دمای С ̊700 پخت شدند. بررسی های میکروسکوپ الکترونی روبشی و عبوری (TEM و SEM) نشان دادند که بدین طریق نانولوله هایی با ابعاد نسبتا یکنواخت را می توان بطور موثر درون غشاهای اکسید آلومینیوم رشد داد. بررسی های آنالیز انرژی پخشان اشعه ایکس (EDX) نیز نشان داد که نانولوله های تولید شده دارای ترکیب PZT هستند. بررسی های پراش اشعه ایکس (XRD) نیز تایید کرد که پس از پخت در دمای С ̊700، می توان نانولوله هایی با ساختار فازی پروسکایت به دست آورد. آنالیزهای پراش الکترون در TEM نیز ماهیت چندبلوری نانولوله ها را نمایش داد.
کلیدواژگان: زیرکونات تیتانات سرب، نانولوله، قالب رشد، آلومینای آندیک نانومتخلخل، برق رانی سل، ژل -
صفحه 71در این تحقیق پوشش NiCr توسط روش پاشش حرارتی سرعت بالا (HVOF) و تحت شرایط متفاوت از نظر نرخ تغذیه پودر و نسبت سوخت به اکسیژن بر روی نمونه های فولادی ایجاد شد.رفتار خوردگی الکتروشیمیایی پوشش های ایجاد شده در محلول 5/3 درصد نمک طعام و از طریق آزمایشات پلاریزاسیون پتانسیواستاتیک مورد بررسی قرار گرفت. جهت تعیین ویژگی های ساختاری و فازی پوشش ها قبل و بعد ازآزمون خوردگی از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM/EDX) استفاده شد. نتایج بدست آمده نشان دادکه نرخ تغذیه پودر و نسبت سوخت به اکسیژن اثر قابل ملاحظه ای بر خواص پوشش های NiCr از جمله میزان تخلخل موجود در پوشش، فازهای اکسیدی موجود، پودرهای ذوب نشده و مقاومت به خوردگی این پوشش ها دارند. نمونه پوششی با نرخ تغذیه پودر 18 گرم بر دقیقه و نسبت سوخت به اکسیژن 25/1 بدلیل میزان تخلخل و مناطق اکسیدی کمتر، بهترین مقاومت به خوردگی را از خود نشان داد.
کلیدواژگان: پاشش حرارتی سرعت بالا، خوردگی الکتروشیمیایی، پوشش NiCr و تخلخل -
صفحه 87در این مقاله تاثیر پارامترهای ورودی فرآیند EDM (زمان روش پالس، سیکل وظیفه و قطبیت ابزار) بر روی فاکتورهای ارزیابی سلامتی سطح (زبری سطح، چگالی ترکهای سطحی و ضخامت لایه سفید) در ماشینکاری فولاد ابزار AISI H13 مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج این تحقیق نشان می دهد در قطبیت مثبت ضخامت لایه سفید و چگالی ترکهای سطحی در زمان های روشنی پالس کمتر، بیشتر از حالتی است که قطبیت ابزار منفی انتخاب شده است، درصورتی که در قطبیت منفی در زمان های روشنی پالس بیشتر، چگالی ترکهای سطحی و ضخامت لایه سفید در روی قطعه کار بیشتراست. همچنین بر اساس نتایج بدست آمده مشخص شد که در هر دو حالت قطبیت ابزار همزمان با افزایش سیکل وظیفه، چگالی ترک های سطحی و متوسط ضخامت لایه سفید کاهش یافته و با افزایش زمان روشنی پالس مقدار زبری سطح افزایش می یابد.
کلیدواژگان: زمان روشنی پالس، قطبیت ابزار، سیکل وظیفه، زبری سطح -
صفحه 101جذب سطحی پلیمرها به وسیله نانو ذرات، پایداری سوسپانسیون را در برابر کلوخه شدن بهبود می بخشد. در این مقاله، برای جلوگیری از کلوخه شدن، از نانو ذرات اکسید روی (ZnO) به عنوان اکسید فلزی انتخابی و از پلی اتیلن گلیکول (PEG) به عنوان پلیمر جذب شونده انتخابی استفاده شده است. انجام عمل جذب، توسط طیف سنجی فرو سرخ (IR)، اندازه و ساختار کریستالی نانو ذرات توسط آنالیز پراش اشعه ایکس (XRD)، میزان جرم پلیمر پوششی توسط آنالیز گرما وزن سنجی (TGA) و بالاخره میزان کلوخه ای شدن و انباشتگی نانو ذرات توسط تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، مورد بررسی قرار گرفته است. کاهش جرم مولکولی پلی اتیلن گلیکول سبب افزایش جرم پلیمر جذب شده بر روی نانو ذرات، کوچک شدن اندازه آن ها و کروی تر شدن ذرات شد. نتایج بدست آمده نشان می دهد پس از پوشش دهی، پراکنش نانو ذرات ZnO بیش تر شده و میزان کلوخه ای شدن ذرات کم تر شده است.
کلیدواژگان: پوشش دهی، نانو ذرات اکسید روی، جذب سطحی، پلی اتیلن گلیکول، کلوخه ای شدن
-
Page 1Anodic oxidation can be done in order to obtain a porous structure، and to obtain TiO2 nanotubes. In the current research، first، titanium dioxide nanotubes were fabricated by anodic oxidation and then hydroxyapatite nanoparticles have been deposited onto nanotublar TiO2 by electrophoretic deposition at 30V for 10min and then sintered at 400°С for 2hr. Corrosion behavior in SBF at 37˚С was evaluated. The results show that formation of TiO2 nanotubes and sintering improve corrosion behavior in SBF.Keywords: Hydroxyapatite, TiO2 Nanotubes, Electrophoretic, Corrosion, SBF Solution
-
Page 9Anodizing، as an electrochemical process، has been used for enhancing the corrosion resistance of aluminum and its alloys. The type of current (direct and pulse) strongly affects the properties of anodic films، which are obtained by the anodizing process. In this research، The 1070 aluminum alloy is anodized either by direct current (DC) or by pulse current (PC) (with different frequencies and duty cycles)، in 10%wt acid sulfuric at 10oC temperature. Scanning electron microscopy (SEM) and Potentiodynamic Polarization method (in 0. 5 M NaCl solution)، respectively، are used for characterization of the surface morphology and corrosion resistant of samples، respectively. The results indicate that the pulse current improves the morphology of the anodized samples، but the corrosion resistance of these samples is lower than the sample anodized by direct current. The results also showed that in PC anodizing، Ecorr and icorr of samples are strongly affected by duty cycle. Among the PC samples، the sample is anodized at 200 Hz and duty cycle 70% showed the best corrosion resistance.Keywords: Aluminum Anodizing, Pulse Current, Corrosion Resistant, Surface Morphology, Dynamic Polarization
-
Page 19In this study، pulsed plasma nitriding treatment was performed on hot work tool steel AISI H11 samples and plastic mould steel AISI P20 samples at different process temperatures of 500ºC and 550ºC for 5 and 10 h in gas mixture of 75% N2 - 25% H2. Diffusion zones and compound layers were studied by optical and scanning electron microscopy and the surface phases were determined by X-ray diffraction analysis. Moreover، micro hardness changes from surface to core of the samples were determined. Results have shown that، at any specific plasma nitriding temperature and time، due to the microstructure and appropriate paths for diffusing of nitrogen in AISI H11 in comparison with AISI P20، the diffusion and compound layers of AISI H11 are thicker than that of AISIP20. Regarding the results of EDS، upward diffusion of carbon occurred during the ion nitriding of AISI P20، but EDS analysis of diffusion zone of AISI H11 does not show carbon. XRD results have shown that nitriding layer in AISI H11 is composed of γ-nitride and ε-nitride،while ε-nitride was the most forming phase in AISI P20 at all the process parameters. The results of micro hardness profiles at the same depth، have shown that AISI H11 is harder than AISI P20.Keywords: Plasma Nitriding, Hot Work Tool Steel AISI H11, Plastic Mould Steel AISI P20, Nitride
-
Page 33Thermal barrier coatings (TBCs) in gas turbine engines are extensively used to produce thermal insulation for hot sections and to increase the turbine efficiency. The purpose of this investigation is the production and characterization of a two layer thermal barrier coating consisting of ceria and yttria stabilized zirconia (CYSZ) top coat and NiCoCrAlY bond coat on the superalloy substrate. For this scope، NiCoCrAlY bond coat followed by CYSZ coating were deposited on the substrates of IN 738 coupons by atmospheric plasma spraying (APS). Adhesion strength test was done similar to ASTM C633-01. To evaluate thermal insulation capability، the thermal insulation capacity test was performed. For coating characterization، microstructural investigation using field emission scanning electron microscope (FESEM) and phasic analysis using x-ray diffractometer (XRD) were performed. Results revealed that using atmospheric plasma spray process can fabricate the Thermal barrier coating with high thermal insulation capability.Keywords: Thermal Barrier Coating, Atmospheric Plasma Spraying, Ceria, Yttria Stabilized Zirconia, Thermal Insulation
-
Page 45Thermally sprayed coatings are inherently associated with residual stresses in the coatings. These stresses vary in nature and magnitude، and have a pronounced effect on the mechanical behavior of the system. This study develops the EDM drilling process to measure the residual stress in WC-Co thermally sprayed coatings، the stress state of which is difficult to obtain by a widely used method called high-speed hole-drilling method (ASTM Standard E837). The experimental results reveal that the stress curves are not uniform throughout the coating thickness. It has been found that the mean residual von Mises stress is of approximately 126MPa. Obtained results were confirmed by the value of the residual stress measured by postmortem curvature method in this study (-164MPa). This technique confirms the feasibility of residual stress measurement on HVOF thermally sprayed WC-Co coatings using ED-hole drilling method. Morphological and crystallographical studies were conducted using optical microscopy، scanning electron microscopy (SEM)، and X-ray diffraction، respectively، to evaluate the powder and coating characteristics.Keywords: Residual Stress, Thermal Spray, WC, Co Coating, EDM, Rosette Strain Gage
-
Page 55Lead zirconate titanate (PZT), with the general composition of Pb(ZrxTi1-x)O3, 0
Page 71
In the present study، NiCr coating was created by the High Velocity Oxy-Fuel (HVOF) thermal spray technique under different conditions in respect to powder feed rate and fuel/oxygen ratio on the steel samples. Electro chemical corrosion behaviour of the NiCr coated samples was investigated by the potentiostatic polarization in NaCl 3. 5% solution. In order to determine the structural traits of the coatings، scanning electron microscopy (SEM/EDX) was used before and after the corrosion testing. The analysis of the results indicates that the fuel/oxygen and the powder feed rate have a significant effect on the porosity،existing oxide phases، and corrosion resistance، and un/melted powders of these coatings. corrosion behaviour of the sample، which has coated by fuel/oxygen of 1. 25 and powder feed rate of 18 gr/min، is the best due to lower porosity and oxide zones.
Keywords:
High Velocity Oxy, Fuel Thermal Spray, Electrochemical Corrosion, NiCr Coating, Porosity
Page 87
In this paper the effect of input parameters of the EDM process (pulse on-time، duty cycle and tool polarity)، on the surface integrity (surface roughness، density of surface crack، and white layer thickness) in the machining AISI H13 tool steel has been studied. The result of this research shows that in the positive tool polarity the white layer thickness and density of surface cracks in the low pulse on-time are higher than that of the tool polarity chosen to be negative. However in the negative polarity in the high pulse on-time، density of surface cracks and the thickness of the white layer are higher on the machined surface. Moreover، according to the obtained results، density of surface cracks and the average of the white layer thickness is reduced when the duty cycle increases in the two conditions of tool polarity. By the increase in the pulse on time، the amount of surface roughness is increased.
Keywords:
Pulse on Time, Tool Polarity, Duty Cycle, Surface Roughness
Page 101
Polymer coating is an effective way for modifying he particle surface. Polymer adsorption by nanoparticles improves the stability of the suspension against aggregation. In order to prevent nanoparticles from aggregation، in this work، zinc oxide nanoparticles and polyethylene glycol (PEG) are used as nano-sized metal oxide powder and adsorbed polymer، respectively. The adsorption process is analyzed by the infrared spectroscopy (IR) technique. The size and structure of zinc oxide nanoparticles have been characterized by X-ray diffraction (XRD). The amount of the adsorbed polymer was measured by thermogravimetry analysis (TGA) method. Moreover، the aggregation and accumulation of the nanoparticles was studied using scanning electron microscopy (SEM). We found that، using the polymers with lower average molecular weight made nanoparticles with higher adsorption، lower size، and a more spherical shape. Our results show that the coating process is an effective way of avoiding aggregation، sticking، and clumping of nanoparticles.
Keywords:
Coating, Zinc Oxide Nanoparticles, Surface Adsorption, Polyethylene, Glycol, Agglomeration
©2000-2024 magiran.com All Rights Reserved.