فهرست مطالب

فرآیندهای نوین در مهندسی مواد - پیاپی 40 (بهار 1396)

نشریه فرآیندهای نوین در مهندسی مواد
پیاپی 40 (بهار 1396)

  • تاریخ انتشار: 1396/04/10
  • تعداد عناوین: 12
|
  • محمدرضا نادری *، محمد علی صفرخانیان، امیر حسین کوکبی، امین عبدالله زاده صفحات 1-10
    در این پژوهش، اثر هندسه ابزار برخواص مکانیکی و ریز ساختار جوش هم زن اصطکاکی آلیاژ آلومینیوم 5456 که به دو صورت آنیل شده و کار سرد شده مورد استفاده قرار گرفته اند، بررسی شد. نمونه ها با سه پین مخروطی ناقص، مخروطی ناقص با سه شیار عمودی (تری فلوت) و مخروطی ناقص پله دار ( با سرعت های دورانی 650 و 500 دور بر دقیقه و سرعت جوشکاری 25 و 50 میلی متر بر دقیقه) جوشکاری شدند. سپس، این نمونه ها تحت آزمون های کشش برشی و ریز سختی سنجی قرار گرفتند. نتایج نشان می دهد که ابزاری مناسب است که سیلان بهتری ایجاد کند، به نحوی که بتواند عیوب رایج در اتصال لبه روی هم را بهینه کند. بر این اساس، پین تری فلوت را می توان به عنوان ابزار بهینه در نظر گرفت، زیرا نمونه های جوشکاری شده با این پین دارای بالاترین نیروی شکست بوده و نیرویی بیش از 20000 نیوتن را تحمل کرده اند که این میزان نیرو از استحکام کششی ورق آلومینیوم 5456 آنیل شده بیشتر است و به همین دلیل نمونه ها از سمت این فلز پایه دچار شکست شده اند.
    کلیدواژگان: فرآیند جوشکاری هم زن اصطکاکی، آلیاژ آلومینیوم 5456، اتصال لبه روی هم، هندسه ابزار
  • مهدی مهرآذین، امیرعباس نوربخش*، سیدعلی حسن زاده تبریزی صفحات 11-19
    دیرگدازهای منیزیا- گرافیت، بدلیل خواص مناسب که عمدتا به حضور گرافیت و اتصال کربنی و تطابق بهینه منیزیا با شرایط فولادسازی ارتباط می یابد؛ کاربرد وسیعی در صنعت فولاد یافته است. از عمده معایب این دسته دیرگدازها، عدم اتصال مناسب در درجه حرارت بالا می باشد. در کار تحقیقاتی حاضر سعی گردیده با استفاده از منیزیای فیوزد، گرافیت و نیتریده کردن سیلیسیم در اتمسفر ازت، فاز نیتریدی تشکیل و تاثیر آن بر خواص فیزیکی، مکانیکی، آنالیز فازی و ریز ساختاری بررسی گردد. نتایج نشان داد که حضور همزمان فازهای فورستریت و نیترید سیلیسیم باعث ایجاد خواص بهینه ترمومکانیکی در دیرگدازهای منیزیا-گرافیت می گردد و استحکام فشاری24Kn/mm2 را در نمونه بهینه میتوان مشاهده نمود.
    کلیدواژگان: منیزیا-گرافیت، نیترید سیلیسیم، نیتریداسیون، خواص مکانیکی
  • عباس بشارتی سیدانی*، فرید اخوان صدر صفحات 21-29
    در این تحقیق با افزایش خاصیت انعکاس فرابنفش پارچه پنبه– نایلون 66 پوشش مناسبی جهت استتار اهداف نظامی در مناطق برفی تهیه شد. برای این منظور ابتدا چند ترکیب با انعکاس فرابنفش بالا مانند سولفات باریم، دی اکسید سیلیسیم و پلی تترافلوئورواتیلن (PTFE) توسط اسید سیتریک و هیپوفسفیت سدیم (SHP) روی پارچه لایه نشانی شد و سپس توسط عملیات حرارتی تثبیت گشت. تاثیر پارامترهای موثر شامل نوع و مقدار ترکیبات، مقدار اسید سیتریک و SHP و دمای عملیات حرارتی مورد بررسی قرار گرفت. رفتار انعکاسی و مورفولوژی سطحی پارچه به ترتیب توسط طیف سنج انعکاسی فرابنفش- مرئی و میکروسکوپ الکترون روبشی (SEM) بررسی شد. نتایج نشان داد که با لایه نشانی ذرات سولفات باریم روی پارچه، میزان بازتاب فرابنفش و مرئی تا 85% افزایش می یابد. بنابراین پوشش منسوجی مناسبی جهت استتار در مناطق برفی حاصل شده است. ثبات مالشی و شستشویی بسیار مناسب ذرات سولفات باریم تثبیت شده روی پارچه نشان می دهد که این ذرات توسط پیوندهای شیمیایی روی الیاف پارچه به ویژه الیاف پنبه متصل شده اند. بهرحال روش بکار گرفته شده در این تحقیق تاثیر قابل ملاحظه ای روی ساختار الیاف پنبه و نایلون 66 ندارد. پارامترهایی همچون مقدار اسید سیتریک، SHP و دمای عملیات حرارتی دارای یک مقدار بهینه بوده و بنابراین بکارگیری آنها بیش از این مقدار سبب کاهش میزان بازتاب فرابنفش و مرئی پارچه لایه نشانی شده می گردد.
    کلیدواژگان: استتار، برف، پارچه پنبه - نایلون 66، انعکاس فرابنفش، پلی تترافلوئورواتیلن
  • الهه خلیلی فرد، سیدعلی حسن زاده تبریزی، مجتبی نصراصفهانی صفحات 31-42
    نانو کامپوزیت ZnO-CdO با استفاده از روش میکروامولسیون آب در روغن سنتز شد. نسبت وزنی اکسید روی و کادمیم و دمای کلسیناسیون بر روی مورفولوژی، تشکیل فاز، تبدیلات فازی، اندازه کریستال هاوذرات و همچنین سطح ویژه نانو کامپوزیت ZnO-CdO تحقیق شد. محصولات سنتز شده توسط آنالیزهای XRD، BET، SEM، TEM و مورد بررسی قرار گرفت. نتایج پراش اشعه ایکس نشان داد که نانو کامپوزیت ZnO-CdO با کریستال های نانومتری شکل گرفته است، ذرات نانو کامپوزیت روی-کادمیم سنتز شده در دمای ̊C400 به دلیل سطح ویژه بالاتر بهترین خواص جذب و تجزیه متیل بلو و متیل اورانژ اسیدی را از خود نشان دادند.
    کلیدواژگان: ZnO-CdO، میکروامولسیون آب در روغن، نانو ساختار، میکروسکپ الکترونی عبوری، جاذب
  • مهدی قراباغی* صفحات 43-49
    ژرمانیوم یکی از مهم ترین عناصر در صنایع پیشرفته و صنایع الکترونیکی است که در سال های اخیر کاربردهای زیادی داشته است. در این مقاله مطالعات انجام شده با استفاده از تاثیر سینرژیسم دو حلال آلی لیکس 63 و D2EHPA برای جداسازی ژرمانیوم از محلول آبی ارایه می شود. با در نظر داشتن این نکته که روش هیدرومتالورژی از مهم ترین روش های استحصال این عنصر است، استخراج حلالی این عنصر بررسی شد و تاثیر نوع استخراج کننده، زمان استخراج، غلظت یون سولفات، تاثیر pH و سرعت هم زنی بررسی شد. نتایج نشان داد که pH بهینه برای استخراج حلالی ژرمانیوم، pHهای کمتر از 2/0 بوده و در این محدوده استخراج ژرمانیوم حداکثر است. بررسی نتایج نشان داد که غلظت 15 درصد حجمی لیکس 63 به همراه 10 درصد حجمی D2EHPA بهترین نتایج را تولید نمود و در این شرایط بیش از 87 درصد ژرمانیوم استخراج شد. زمان بهینه استخراج حدود 3 دقیقه بود، اما برای اطمینان در مطالعات زمان 15 دقیقه در نظر گرفته شد. برای آزمایش های بازیابی از حلال آلی نیز، غلظت 300 گرم بر لیتر هیدروکسید سدیم بهینه بود.
    کلیدواژگان: ژرمانیوم، استخراج حلالی، سینرژیسم، استخراج کننده D2EHPA، لیکس 63
  • موسی توکلی*، عباس سعادت، محمدرضا خانزاده قره شیران صفحات 51-64
    در این پژوهش، ریز ساختار و خواص مکانیکی جوش های غیر مشابه فولاد زنگ نزن آستنیتی AISI 304L به فولاد ASTM A514 مورد بررسی گرفته است. بدین منظور، روش جوشکاری قوس تنگستن-گاز با استفاده از دو نوع فلز پرکننده ER309L و ERNiCr-3 استفاده شده است. پس از جوشکاری، ریز ساختار مناطق مختلف هر اتصال شامل فلزات جوش، مناطق متاثر از حرارت، فصل مشترک ها و مناطق مخلوط نشده مورد ارزیابی قرار گرفته شده است. فلز جوش ERNiCr-3 ریز ساختار کاملا آستنیتی ایجاد نموده و ریز ساختار فلز جوش ER309L به صورت فریت اولیه همراه با مقداری آستنیت در پایان انجماد بوده است. همچنین، خواص مکانیکی شامل استحکام خمشی، کششی، مقاومت در برابر ضربه، سختی نمونه ها بررسی شده است. در آزمایش کشش تمامی نمونه ها از منطقه متاثر از حرارت فلز پایه فولاد زنگ نزن آستنیتی 304L و به صورت نرم دچار شکست شده است. میزان استحکام کششی اتصال ایجاد شده با فلز پرکننده ERNiCr-3، MPa593 و با فلز پرکننده ER309L، MPa556 شده است. میزان انرژی جذب شده در اتصال ایجاد شده، فلز پرکننده ERNiCr-3 به طور میانگین 117 ژول و با فلز پرکننده ER309L، 95 ژول شده است. فلز جوش ERNiCr-3 بیشترین سختی، 156 ویکرز را دارا بوده، در حالی که فلز جوش فولاد زنگ نزن آستنیتی ER309L، 127 ویکرز کمترین مقدار را دارا بود. می توان نتیجه گرفت برای اتصال بین فلز پایه فولاد زنگ نزن آستنیتی AISI304L به فولاد کوئنچ و تمپر شده ASTMA514، ماده پرکننده ی ERNiCr-3 ویژگی های بهتری از لحاظ خواص مکانیکی ارائه داده است.
    کلیدواژگان: جوشکاری غیرمشابه، فولاد زنگ نزن آستنیتی، فولاد کوئنچ تمپر شده و ریز ساختار
  • رضا تقی آبادی*، محمد تلافی نوغانی، یلدا کریمی، مهسا ایرانشاهی، مریم نظری صفحات 65-75
    در این تحقیق تاثیر افزودن مس (5/0، 1 و 5/1 درصد) و عملیات حرارتی (6T) بر خواص کششی و اندیس کیفیت آلیاژ 356A حاوی آهن (5/0 تا 5/1 درصد وزنی) بررسی شده است. بر اساس نتایج حاصله، در شرایط ریختگی، افزودن مس به آلیاژهای حاوی آهن موجب افزایش نسبی استحکام کششی (تا حدود 25 درصد) و افت قابل توجه درصد ازدیاد طول (تا حدود 80 درصد) می شود اما در صورت انجام عملیات حرارتی، استحکام کششی و اندیس کیفیت آلیاژ حاوی 1 درصد مس و 5/1 درصد آهن نسبت به آلیاژ پایه، به ترتیب رشد 100 و 35 درصدی را تجربه می نماید. بر اساس بررسی های انجام شده، بهبود اندیس کیفیت آلیاژ را می توان ناشی از تاثیر مشترک استحکام دهی رسوبی زمینه توسط ذرات Al2Cu و Mg2Si و بهسازی حرارتی ذرات سیلیسیم یوتکتیک و ترکیبات بین فلزی صفحه ای شکل غنی از آهن دانست که ضمن افزایش قابل توجه استحکام کششی، موجب بهبود انعطاف پذیری آلیاژ می شوند.
    کلیدواژگان: آلیاژ A356، عملیات حرارتی، مس، خواص کششی، اندیس کیفیت
  • رسول صراف ماموری*، آرزو عبدالرحمانی، خیرالله محمدی، محسن روشن صفحات 77-89

    در این پژوهش، نانوذرات تنگستات روی (ZnWO4) از طریق روش هم رسوبی و با استفاده از Na2WO4.2H2O و Zn(NO3)2.6H2O به عنوان مواد اولیه سنتز شد. برای بهینه سازی شرایط جهت دستیابی به نانوذراتی با کوچک ترین اندازه نانومتری، روش طراحی آزمایش ترکیب مرکزی (CCD) با استفاده از سه متغیر دما، نسبت واکنش دهنده ها وpH در پنج سطح مورد مطالعه قرار گرفت. نانوذرات سنتز شده به کمک روش های میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدان (FE-SEM)، آنالیز پراش پرتو ایکس (XRD)، آنالیز حرارتی افتراقی (TGA-DSC) و آنالیز فوتولومینسانس (Pl) مورد بررسی قرار گرفت و نتایج نشان داد که شرایط بهینه جهت سنتز نانوذرات تنگستات روی با اندازه تقریبی nm 9/6±3/37 به شکل تقریبا کروی به ترتیب دمای °C 83، نسبت Na2WO4.2H2O به Zn(NO3)2.6H2O برابر 1/1 و 6 = pH است. نانوذرات تنگستات روی به دست آمده، با استفاده از دستگاه پرس هیدرولیک تحت فشار پرس MPa 500 به شکل قرص هایی با قطر mm 11 و ضخامت nm 5/1 پرس شدند؛ سپس عملیات تف جوشی قرص های خام پرس شده به مدت دو ساعت در دمای °C 950 تحت اتمسفر هوا انجام شد. جهت بررسی خواص سوسوزنی قرص ها از طیف سنجی پرتو گاما استفاده شد. نتایج نشان داد که قرص های ساخته شده تنها به پرتوهای گامای ساطع شده از منبع Cs137 و منبع Am241 حساسیت شمارشی نشان داده و قادر به آشکارسازی انرژی پرتوهای گامای ساطع شده از این دو منبع نشدند.

    کلیدواژگان: روش هم رسوبی، طراحی آزمایش ترکیب مرکزی (CCD)، طیف سنجی پرتو گاما، Am241، Cs137
  • بهنام مسعودی، سعید دانشمند* صفحات 91-110
    مواد مرکب زمینه فلزی با توجه به نوع تقویت کننده قابلیت ماشینکاری متفاوتی دارند. ماده مرکب الومینیوم 2024 تقویت شده با اکسید آلومینیوم از جمله موادی می باشد که ماشینکاری آن به روش های سنتی فرسایش سریع ابزار را در پی دارد. این روش ماشینکاری دارای پارامترهای مختلفی می باشد. تنظیم بهینه پارامتر های ماشینکاری بر زمان، کیفیت محصول و سایش ابزار اثر مهمی دارد. در این تحقیق با استفاده از تحلیل مقدار کل نرمال شده پارامترها (TNQL) و نسبت سیگنال به نویز (S/N) همزمان خروجی ها به بررسی تاثیر پارانترهای ورودی ماشینکاری تخلیه الکتریکی شامل شدت جریان، ولتاژ، زمان روشنی و خاموشی پالس بر نرخ براده برداری، سایش ابزار و زبری سطح در حالت بدون پودر و پودر و دوران ابزار پرداخته شده است. نتایج نشان داد که شدت جریان بیشترین و بعد از آن زمان روشنی، زمان خاموشی پالس و در آخر ولتاژ مهمترین اثر را بر پارامتر های خروجی ماشینکاری دارند. استفاده از پودر اکسید آلومینیوم و دوران ابزار باعث افزایش گپ و ایجاد نیروی گریز از مرکز شده و ذرات را به سرعت از منطقه ماشینکاری دور می کند و نرخ براده برداری افزایش می یابد. استفاده از پودر آلومینیوم در برخورد با جرقه ها باعث ریز تر شدن جرقه ها شده و عمق نفوذ آنها را کم نموده و در نتیجه زبری سطح کاهش می یابد. نتایج حاصل از بهینه سازی در حالت بدون پودر و دوران ابزار ترکیب پارامترها به صورت A3B1C2D3 ودر حالت با پودر و دوران ترکیب پارامترها به صورت A1B1C2D3 را پیشنهاد می کند.
    کلیدواژگان: ماشین کاری تخلیه الکتریکی، نسبت سیگنال به نویز، آنالیز واریانس، بهینه سازی، ماده مرکب پایه آلومینیوم 2024
  • غلامرضا ابراهیمی*، مهدی کاویانی صفحات 111-121
    به منظور بررسی تاثیر پارامتر های ترمومکانیکی بر رفتار بافت آلیاژ منیزیم AZ63، آزمون فشار گرم بر روی نمونه های اکسترود شده آلیاژ منیزیم AZ63 انجام شد. ابتدا نمونه ها در دو جهت اکسترود و جهت نرمال ماشین کاری شدند. سپس آزمون فشار گرم در دمای °C 250 و نرخ کرنش های s-1 01/0 و s-1 1 و کرنش های مختلف انجام شد. بررسی های ریزساختاری و تغییرات بافت نشان می دهد که در کرنش های اولیه تغییر شکل فشار گرم، در نمونه های جهت اکسترود دوقلویی های کششی منجر به تقویت بافت قاعده در جهت نورد و دوقلویی های فشاری در نمونه های جهت نرمال باعث تغییر بافت به سمت جهت عرضی می شوند. همچنین با توجه به تغییرات بافت توسط تصاویر قطبی مشخص شده است که در کرنش های بالا در نمونه های جهت نرمال، تبلور مجدد دینامیکی منجر به کاهش شدت بافت قاعده شده است.
    کلیدواژگان: آلیاژ منیزیم AZ63، بافت، دوقلویی، تبلور مجدد دینامیکی
  • کامران امینی* صفحات 123-138
    ترکیبات بین فلزی نیکل- آلومینیم- کروم (Ni-Al-Cr)بدلیل خواص منحصر بفرد مانند افزایش مقاومت سایشی، خوردگی و اکسیداسیون بالا در سال های اخیرمورد توجه مهندسین مواد و طراحان صنعتی به عنوان پوشش قطعات قرارگرفته اند. در این تحقیق به بررسی مورفولوژی و همچنین رفتار سایشی پوشش های کامپوزیتی NiAlCr اعمال شده بر روی زیرلایه فولادی به روش پاشش حرارتی سوخت اکسیژن سرعت بالا (HVOF)پرداخته شده است. بدین منظور از پودرهای آلومینیوم، کروم و نیکل با نسبت استکیومتری Al50Cr25Ni25 استفاده شده و پس از فرایند آلیاژ سازی مکانیکی به مدت 50 ساعت پودر حاصله را با استفاده از فرایند HVOF بر روی زیر لایه فولادی اعمال شد.. جهت بررسی فازهای ایجاد شده از آزمایش پراش پرتوایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که پس از انجام 50 ساعت فرایند آلیاژ سازی مکانیکی ترکیب بین فلزی (NiAl)Cr بصورت کامل با اندازه دانه های کریستالی 10 نانومتر تشکیل می گردد که پس از انجام فرایند HVOF اندازه دانه های کریستالی پوشش تولیدی به کمتر از30 نانومتر می رسد. همچنین نتایج نشان می دهد با اعمال پوشش کامپوزیتی سختی و سایش به ترتیب در حدود 3 برابر و 4برابر مقدار اولیه خود رسیده اند. مکانیزم سایش حاکم بر روی پوشش از نوع سایش چسبان با ضریب اصطکاکی در حدود 0.2 می باشد.
    کلیدواژگان: HVOF، ترکیب بین فلزی (NiAl)Cr، سایش
  • محمد جزیره پور هرمزی *، محمدحسین شمس صفحات 139-148
    در این مقاله نانومیله های Fe2O3/BaFe12O19 با استفاده از یک فرآیند هیدروترمال ساده و ارزان با قابلیت تولید انبوه سنتز شده است. ویژگی های مورفولوژیک نانومیله ها نظیر طول، قطر و نسبت ابعادی در این فرآیند قابل کنترل است. EDTA در این فرآیند به عنوان عامل کنترل کننده رشد استفاده شده است. در این پژوهش تاثیر عوامل مختلفی نظیر دمای فرآوری هیدروترمال (115، 150 و 180 درجه سانتیگراد)، زمان فرآوری هیدروترمال (5، 10 و 40 ساعت)، نوع عامل کنترل کننده رشد (EDTA، PEG400، PEG6000، CA) و نوع عامل قلیایی (NaOH و NH3) بررسی گردید. در شرایط مختلف اشکال گوناگون نظیر کره هایی با ابعاد 50 تا 100 نانومتر، نانومیله هایی با قطرهای 50 تا 400 نانومتر و طول های 1 تا 10 میکرون سنتز شد. مشخصات مورفولوژی نمونه ها توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)و خواص مغناطیسی نمونه ها با استفاده از مغناطش سنج با گرادیان نیروی متناوب (AGFM) مورد مطالعه قرار گرفت. نانومیله های مورد بررسی در این تحقیق در موضوعاتی نظیر حذف یون های فلزات سنگین از پساب ها، کاتالیست ها، سلول های خورشیدی و مواد جاذب امواج مایکروویو قابل کاربرد هستند.
    کلیدواژگان: نانومیله، هیدروترمال، اکسید آهن، هماتیت، خواص مغناطیسی
|
  • Mohammadreza Naderi * Pages 1-10
    Friction stir welding is suitable for joining series 5000 alloys because no fusion welding problems arise for the alloys in this process. In this project, the effect of tool geometry on mechanical properties and formation of common defects in FSW such Kissing Bond defect and Hooking was investigated. Specimens were welded with three pin, that is, Cone with stair (stair at intersection of two sheets), frustum, and Tri-flute (rotating speeds: 650 , 500 rpm / welding speeds: 50, 25 mm/min). First, the macrostructure and microstructure of weld sections was investigated, and afterwards tensile shear test from retreating side as well as micro hardness test were examined. The results show that from among three pins which were used in this project, Tri-flute is the best pin simply because the specimens which were welded with this pin not only had an appropriate Hooking height, but also Kissing Bond was not destructive in these specimens.
    Keywords: Friction Stir Welding, 5456 Aluminum alloy, Tool geometry
  • Amirabbas Noorbakhsh * Pages 11-19
    Mgo-C refractories due to suitable properties which mainly related to presence of graphite and Carbon bonding are widely used in steel industry. The most disadvantages of these type of refractories is lack of bonding at high temperature. In the present work tried to investigate nitride bonding formation and effect on physical, mechanical properties, phase analysis and microstructure of samples. Result showed that because of presence of forsterite and silicon nitride together thermomechanical properties could be improved.
    Keywords: MgO-C, Silicon Nitride, Mechanical properties, Nitridation
  • Abbas Besharati * Pages 21-29
    In this study, an appropriate coating was prepared by increasing ultraviolet reflectance of cotton-nylon 66 fabric for camouflage of military targets in the snowy areas. For this purpose, first several highly UV reflective compounds such as BaSO4, SiO2 and Polytetrafluoroethylene (PTFE) were applied on the fabric by using citric acid and sodium hypophosphite (SHP) and then grafted by heat treatment. The effects of the effective parameters including type and amount of compounds, amount of citric acid and SHP and temperature of heat treatment were investigated. Reflectance behavior and surface morphology of the fabric were studied by UV-Vis reflectance spectroscope and SEM, respectively. Results indicated that UV and visible reflectance increases up to 85% with applying of BaSO4 particles on the fabric. Thus a suitable fabric coating has been achieved for camouflage in the snowy areas. Excellent rubbing and washing durability of grafted BaSO4 particles on the fabric demonstrated that these particles have been attached on the fibers of the fabric with chemical bands, especially on the cotton fibers. Moreover, the used method in this study does not have any significant effect on the cotton and nylon 66 fibers structure. Parameters such as citric acid and SHP concentration and heat treatment temperature have an optimum amount and thus, using them more than this amount leads to decreasing UV and visible reflectance of applied fabric.
    Keywords: Camouflage, Snow, Cotton- Nylon 66 Fabric, Ultraviolet Reflectance, Polytetrafluoroethylene, BaSO4, SiO2
  • Elahe Khalili Fard * Pages 31-42
    ZnO-CdO nanocomposite was synthesized by a W/O microemulsion method. Effect of calcination temperature on phase transformations, crystal size and specific surface area of ZnO-CdO nanocomposite were investigated. The synthesized Products were studied by the X-ray diffraction results (XRD), thermogravimetric and differential thermal analysis (DTA-TG), Brunauer–Emmett–Teller surface area measurement (BET), scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM). Effect of pH on the removal of methyl blue and acid methyl orange was studied. XRD results showed that ZnO-CdO nanocomposites with crystallite size in nanometer scale were formed. Zinc oxide-cadmium oxide particles synthesized at 400 ˚C had the highest adsorption properties. The results showed that the adsorption of methyl blue and methyl orange on the surface of ZnO-CdO nanoparticles was higher at acidic conditions.
    Keywords: ZnO-CdO, Water in Oil Microemulsion, Nano Structure, Transmission Electron Microscopy, absorbent
  • Mehdi Gharebaghi * Pages 43-49
    In this study, germanium synergic solvent extraction was investigated from synthetic acidic solution. Coal waste and zinc resources are the main resources for germanium extraction. Usually hydrometallurgical methods are used in procedure for germanium recovery. Di(2-ethylhexyl) phosphoric acid (D2EHPA) and LIX 63 were used to separate germanium form solution. The effects of pH, extraction time and stirring speed were investigated and results showed that the optimum pH was lower than 0.2. The optimum time was 3 minutes and in this time equilibrium was reached. By optimization of the parameters, more than 87% of germanium was extracted.
    Keywords: Germanium, Synergic Extraction, D2EHPA, LIX 63
  • Mosa Tavakoli * Pages 51-64
    In the present study, Dissimilar welding of austenitic stainless steel AISI 304L to Quenched and Tempered Steel ASTM A514 was investigated by gas tungsten arc welding process. Two filler metals including (ERNiCr-3) and austenitic stainless steel 309l (ER309L) were used. Microstructure of nugget, heat affected zone, inter face and unmixed zone (UMZ) was studied by optic microscopy and scanning electron microscopy equipped with energy disperse spectrometry (EDS). The investigations showed completely austenitic structure as dendrite for ERNiCr-3 weld metal and primary ferrite with austenitic matrix for 309l weld metal. Mechanical properties including tensile and bending strength, impact resistance, hardness and fractography of the specimen was studied. The entire specimen underwent ductile fracture in HAZ in the tension test. Tensile strength in ER309L and ERNiCr-3 had increment of 556 Mpa and 593 Mpa respectively. Impact thoughtless in join induced by ERNiCr-3 filler was 117 J while it was 95 J for ER309L. The maximum and minimum hardness was related to the ERNiCr-3 (156 Vickers) and ER309L (127 Vickers), respectively. Finally, according to mechanical properties, it can be concluded that in dissimilar welding of austenitic stainless steel AISI 304 L to Quenched- Tempered Steel ASTM A514, The ERNiCr-3 filler is better than ER309L.
    Keywords: Dissimilar Weld, Quenched- Tempered Steel, Stainless Steel, Microstructure
  • Reza Taghiabad * Pages 65-75
    In this study, the effect of Cu addition (0.5, 1.0 and 1.5 wt%) and T6 heat treatment on the tensile properties and quality index of A356 alloy containing different amount of iron (0.5-1.5 wt%) was investigated. According to the results in as-cast condition, the addition of copper to the iron bearing alloys increased the tensile strength by about 25% while substantially decreased the percent elongation (by almost 80%). After heat treatment, however, the tensile strength and the quality index of the alloy containing 1 wt% copper and 1.5 wt% iron were found to be increased by about 100 and 35% as compared to the base alloy, respectively. The improvement in the quality index was attributed to the precipitation hardening effect of Al2Cu and Mg2Si precipitates as well as thermal modification of eutectic silicon and iron-rich platelets, which increase the tensile strength, and ductility of the alloy.
    Keywords: A356 Alloy, Heat Treatment, Copper, Tensile Properties, Quality Index
  • Rasuol Saraf Mamori * Pages 77-89

    In this study, ZnWO4 nanoparticles were synthesized through co-precipitation method with sodium tungstate dehydrate (Na2WO4.2H2O) and zinc nitrate hexahydrate (Zn (NO3)2.6H2O) as starting materials. In order to optimize the conditions for obtaining smallest mean particle size, Central Composite Design (CCD) was used and three parameters of temperature, weight ratio of precursors, and pH value were studied in five levels. The obtained ZnWO4 nanoparticles were characterized by Field Emission Scanning Electron Microscopy (FE-SEM), powder x-ray diffraction (XRD), thermal gravimetric- differential scanning calorimetry (TG-DSC) and photoluminescence (PL). The results showed that optimal conditions for smallest mean nanoparticles with particle size of 37.3 6.9 nm were temperature =83 , weight ratio of precursor equal to 1.1, and pH=6. The resulting ZnWO4 nanoparticles were dry- pressed to green compact pellets with a diameter of 11mm and thickness of 1.5 nm at the compaction pressure of 500 MPa. The densification of nanoparticles compacts was carried out by a pressure less sintering at 950 for 2 hours in air atmosphere. Scintillation properties of pellets were determined by means of Gama-rays spectroscopy. The results showed that manufactured ZnWO4 pellets illustrated counting sensitivity to Cs137 and Am241 irradiation sources and couldn’t detect energy of Gama-rays emitted from this two source.

    Keywords: Co-Precipitation, Centeral Composite Design (CCD), Gama-Rays Spectroscopy, Cs137, Am241
  • Behnam Masoudi, Saeed Daneshmand* Pages 91-110
    Metal matrix composites, according to the type of reinforcement used, have a different machinability. 2024 Aluminum matrix composites reinforced with aluminum oxide is among the materials the machining of which through traditional methods leads to the rapid wear of the tool; hence, EDM is a suitable method for machining this class of materials. Given that this machining method has different parameters, optimal set of machining parameters has a major effect on machining time, surface quality and tool wear rate. Using calculation and analysis of the total normalized quality loss (TNQL) and simultaneous signal to noise ratio of the outputs, this research is an attempt to investigate the effect of EDM parameters including current intensity, voltage, pulse on-time, and pulse off-time on material removal rate, tool wear rate and surface roughness in a the states of with and without powder and rotary tool. The results showed that current intensity and then pulse on-time, pulse off-time, and voltage have respectively the most important effect on output parameters of machining. The use of aluminum oxide powder and rotary tool increases gap and creates a centrifugal force and hence moves particles away from the area of machining and finally increases MRR. The use of aluminum powder in collision with sparks makes the sparks smaller and reduces their penetration depth and, thus, reduces the surface roughness. The results of optimization without powder and rotary tool proposes the combination of parameters as A3B1C2D3 while with powder and rotary tool proposes the combination of parameters as A1B1C2D3.
    Keywords: Electrical Discharge Machining, Signal to Noise Ratio (S, N), ANOVA, Optimization, 2024 Aluminum-Based Composite Material
  • Gholamreza Ebrahimi * Pages 111-121
    Hot compression test was carried out on extruded AZ63 magnesium alloy samples to investigation of the effect of thermomechanical parameters on AZ63 magnesium alloy texture behavior. At first, samples have been machined on two extruded direction (ED) and normal direction (ND). Then, hot compression test performed at 250 °C and strain rates of 0.01 s-1 and 1 s-1 and various strain. Microstructural investigation and texture evolution reveal that tensile twinning leading to basal texture improvement in roll direction (RD=ED) and compressive twinning causes changing texture align transverse direction (TD) at primarily strain during hot compression test. Also, observation of Texture evolution by pole figures indicate that dynamic recrystallization reduces basal texture intensity in ND samples at high strains.
    Keywords: AZ63 magnesium alloy, Texture, Twinning, Dynamic recrystallization
  • Kamran Amini * Pages 123-138
    Al-Cr intermetallic compounds of Nickel-Aluminum and chromium (Ni-Al-Cr) being a well-known coating for the engineers and industrial designers due their unique properties such as increasing the wear resistance and increasing the corrosion and oxidation resistivity in this study, the morphology and wear behavior of Ni-Al-Cr composite coatings, applied on steel substrate by high velocity oxygen fuel (HVOF) thermal spraying are investigated. For this purpose, aluminum, chromium and nickel powder were used with the stoichiometric ratio of Al50Cr25Ni25. used and after the mechanical alloying process for 50 hours, the powder was applied using the HVOF process on the steel substrate. The microstructural analysis of the samples were investigate via the X-ray diffraction analysis (XRD) and scanning electron microscope (SEM). Results showed that after 50 hours of mechanical alloying process, intermetallic compound of (NiAl) Cr were formed with the crystal size of 10 nm. It was also clarified that after the HVOF process, the grain size of coating is less than 30 nm. The results show that by applying composite coatings, hardness and wear resistance of the samples were increased for 3 and 4 times respectively as compared with conventional coatings. The predominant wear mechanisms were a combination of adhesive, abrasion and scratching with the friction coefficient of about 0.2.
    Keywords: HVOF, Compound of (NiAl) Cr, wear
  • Mohammad Jazirepuor* Pages 139-148
    In this paper Fe2O3/BaFe12O19 nanorods were synthesized by a simple low-cost hydrothermal process with large scale production capability. Morphologic characteristics of nanorods such as length, diameter and aspect ratio were controllable. EDTA was used in the synthesis process as the growth control agent. In this investigation the effects of different parameters such as temperature (115, 150 and 180 °C), time (5, 10, 40 h), growth controlling agent (EDTA, PEG400, PEG6000, CA) and basic agent (NaOH and NH3) were also studied. In different conditions different morphologies like spheres with a diameter of 50-100 nm and nanorods with diameters of 50-400 nm and lengths of 1-10 μm were synthesized. Morphological characteristics of the samples were studied by scanning electron microscope (SEM) and magnetic properties were measured by alternative gradient force magnetometer (AGFM). The nanorods of this research could be used for heavy metal ions removal from waste water, catalysts, solar cells and microwave absorbing materials.
    Keywords: Nanorods, Hydrothermal, Iron Oxide, Hematite, Magnetic properties