فهرست مطالب

مواد و فناوری های پیشرفته - سال ششم شماره 4 (زمستان 1396)

مجله مواد و فناوری های پیشرفته
سال ششم شماره 4 (زمستان 1396)

  • تاریخ انتشار: 1397/01/20
  • تعداد عناوین: 8
|
  • حمیده بصیری، علی ابویی مهریزی، فرهاد بخشی صفحه 1
    در این تحقیق به بررسی و مطالعه توانایی نانوذرات سرامیکی هیدروکسی‏آپاتیت (HA) و منیزیم‏هیدروکسی‏آپاتیت‏ (MgHA) در ترمیم مینای دندان آسیب دیده پرداخته شده است. به این منظور، نانوذرات به روش سنتز شیمیایی تر تهیه شدند. به منظور تشخیص ساختار فازی و گونه های شیمیایی موجود در نمونه های تهیه شده از آنالیز پراش XRD و FTIR استفاده شد. اندازه ی بلور ک ها برای نمونه HA و MgHA به ترتیب 88/43 و 59/25 نانومتر و میزان بلورینگی 15/46 و 67/26 درصد با استفاده از داده های پراش پرتو ایکس محاسبه و با نمونه HA استوکیومتری مقایسه شد. مورفولوژی و اندازه ذره نمونه های تهیه شده توسط SEM مورد بررسی قرار گرفت. بررسی نتایج به دست آمده نشان داد که عنصر منیزیم به ترکیب شیمیایی و ساختار پودر سنتز شده الحاق شده است و ذرات پودری HA با اندازه ذره حدود 79/55 نانومتر و MgHA با اندازه ذره حدود 52/39 نانومتر با موفقیت سنتز شدند. با توجه به نتایج حاصل، حضور یون منیزیم در ساختار HA باعث کاهش اندازه ی بلور ها، ذرات و هم چنین کاهش میزان بلورینگی می گردد. به منظور ارزیابی کارایی ذرات تهیه شده در فرآیند رمینرالیزاسیون و شبیه سازی فرآیند پویای دمینرالیزاسیون-رمینرالیزاسیون، از روش pH-cycling و آزمون میکروسختی استفاده شد. علاوه بر این، سطح نمونه های دندانی، توسط SEM مورد بررسی قرار گرفت. نتایج به دست آمده در این بخش از تحقیق نشان میدهد که نانو ذرات HA و MgHA بر روی سطوح مینا جذب و باعث تغییر در خواص مکانیکی دندان شد و با تشکیل یک لایه‏ی جدید بر سطح مینا و پر کردن تمامی حفرات، رمینرالیزاسیون دندان را بهبود بخشید. به عبارتی دیگر، ترمیم مینای دندان آسیب دیده با نانوذرات MgHA نسبت به HA، به میزان 12 درصد بهبود یافت و به علت پتانسیل بالا در رمینرالیزاسیون دندانی می‏توانند به طور گسترده در محصولات بهداشت دهان و دندان مانند دهان شویه ها و خمیردندان به کار روند.
    کلیدواژگان: هیدروکسی آپاتیت، منیزیم هیدروکسی آپاتیت، نانوساختار، بیومیمتیک، رمینرالیزاسیون
  • سارا شهبازی، علی زمانیان، محمد پازوکی، یاسر جعفری صفحه 11
    این کار مربوط به بهینه سازی ساختارهای متخلخل بر پایه نانوکامپوزیت پلی پروپیلن فومارات/هیدروکسی اتیل متاکریلات/ نانوذرات شیشه زیست فعال است که با واکنش کاهش- اکسایش (پلیمریزاسیون رادیکال آزاد) در دمای اتاق شبکه ای شده اند. این ساختارها با غوطه وری نانوکامپوزیت های تهیه شده به مدت چهار هفته در محلول مشابه مایعات بدن ایجاد می شوند و بر اساس استحکام مکانیکی (استحکام فشاری) و مورفولوژی سطح (تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی) بهینه سازی می-شوند. در این بهینه سازی اثرات نسبت پلی پروپیلن فومارات/ هیما، میزان نانوذرات شیشه زیست فعال و درصد عامل جفت آغازگر بنزوئیل پروکساید و ان و ان دی متیل آنیلین، در ایجاد ساختارهای متخلخل و تغییرات استحکام مکانیکی، مشخص شد. درنهایت، بهترین فرمولاسیون نانوکامپوزیتی براساس عوامل مذکور نمونه ای که حاوی نسبت پلی پروپیلن فومارات/ هیما معادل 30/70، نانوذرات شیشه زیست فعال به میزان 20% وزنی و جفت آغازگر معادل 5/1% وزنی بود (SPHB.732/1.5)، به عنوان ساختار بهینه معرفی شد. این ساختار دارای مدول الاستیکی معادل MPa 7/57، حفراتی به هم پیوسته و به طور کامل باز به ابعاد حدود μm 200-100 و دارای سطحی پوشیده شده با میکروذرات هیدروکسی کربنات آپاتیت بود. ساختار SPHB.732/1.5 تهیه شده به روش غوطه وری در مایع شبیه سازی شده بدن، علاوه بر زیست فعال بودن، زیست تخریب پذیر است و بنابراین می تواند به عنوان داربست سلول های استخوانی مورد ارزیابی های بیشتر مانند مطالعات سلولی قرار گیرد.
    کلیدواژگان: بهینه سازی، داربست استخوان، زیست الهامی، مورفولوژی سطحی، استحکام مکانیکی
  • مهرداد توکلی، معصومه سیف اللهی، سید مهدی عباسی صفحه 26
    هدف از این پژوهش، تحقیق اثر عملیات همگن سازی بر ریزساختار ریختگی و سختی سوپرآلیاژ پلی کریستال GTD111 است. انجام عملیات همگن سازی در شرایط بهینه، پارامتری تاثیرگذار بر انجام صحیح عملیات حرارتی آنیل جزئی و پیرسازی آلیاژ است. این سوپرآلیاژ به روش ذوب القایی تحت خلاء ریخته گری شد و سپس در دمای 1200 و 1220 درجه سانتی گراد و زمان های مختلف تحت عملیات همگن سازی قرار گرفت. بررسی های ریزساختاری شامل بررسی جدایش ها، فازهای کاربیدی، یوتکتیک و رسوبات گاماپرایم اولیه به روش میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد که جدایش عناصر آلومینیوم و تیتانیوم در مناطق بین دندریتی و تنگستن در مرکز دندریت در حالت ریختگی وجود داشته که پس از همگن سازی در دمای 1220 به مدت دو ساعت به طور تقریبی حذف شده است. کسر حجمی کاربیدها، یوتکتیک و گاماپرایم اولیه به ترتیب از 6%، 10% و 28% در حالت ریختگی به 4%، 7% و 41% پس از همگن سازی در دمای 1220 درجه سانتی گراد به مدت دو ساعت کاهش یافته است. سختی سوپرآلیاژ GTD111، در شرایط بهینه همگن سازی به مقدار 440 ویکرز رسیده که مقدار مطلوبی برای این آلیاژ است.
    کلیدواژگان: سوپرآلیاژ GTD، 111، همگن سازی، رسوبات γ\\، کاربید، یوتکتیک
  • لیلا ابراهیمی، علی خانلرخانی، محمدرضا واعظی، مهران ببری صفحه 33
    در این مطالعه، مدل OPLS تمام اتمی برای عامل شیمیایی خردل گوگردی به منظور بررسی جذب این ترکیب بر روی نانوساختار گرافن ارایه شده است. پارامترهای پیوندی درون ملکولی و هم چنین پارامترهای غیرپیوندی لنارد - جونز تک تک اتم های خردل، از منابع OPLS موجود استخراج شد. بارهای جزیی با استفاده از محاسبات کوانتومی آغازین به روش HF/6-31g(d) به دست آمد. نتایج حاصل نشان داد میدان نیروی OPLS خواص فیزیکی خردل مانند چگالی و گرمای تبخیر را به-ترتیب با خطای میانگین کمتر از 1% و 5% در مقایسه با مقادیر گزارش شده تجربی در دو دمای K298 و K293 پیش گویی می کند. مقایسه پارامترهای پیوندی حاصل از شبیه سازی دینامیک مولکولی و بهینه سازی ساختاری به دست آمده از مکانیک کوانتومی نیز نشان داد که هم خوانی مناسبی بین نتایج حاصل از دو روش وجود دارد. هم چنین مطالعه انرژی برهم کنش بین خردل و گرافن توسط محاسبات مکانیک مولکولی و مکانیک کوانتومی بر روی کرونن به عنوان مدلی از گرافن نشان داد که میدان نیروی OPLS می تواند به عنوان یک مدل صحیح و قابل اطمینان در مطالعات شبیه سازی دینامیک مولکولی جذب این ترکیب بر روی جاذب های پایه گرافنی مورد استفاده قرار بگیرد.
    کلیدواژگان: میدان نیرو، خردل گوگردی، چگالی، گرمای تبخیر، شبیه سازی دینامیک مولکولی
  • فاطمه محمدی، امید میرزایی، محمد تجلی صفحه 39
    در این پژوهش، سرامیک چند بلوری ایتریم آلومینیوم گارنت (YAG) با استفاده از ریخته گری دوغابی یک مخلوط آبی از نانو پودرهای Al2O3 و Y2O3 و تف جوشی بدون فشار تهیه گردید. به منظور دست یابی به بهترین زمان آسیاکاری جهت انجام ریخته گری، مخلوط استوکیومتری از این پودرها در محیط آبی طی زمان های مختلف 1 تا 20 ساعت تحت آسیاکاری گلوله ای قرار گرفت. مقدار بهینه پراکنده ساز و خواص رئولوژیکی دوغاب به ترتیب با اندازه گیری گرانروی به عنوان تابعی از میزان پراکنده ساز و نرخ برشی اندازه گیری شد. تترااتیل اورتو سیلیکات (TEOS) به همراه دولاپیکس CE64 به ترتیب به عنوان کمک تف جوش و پراکنده ساز به مخلوط پودر اضافه گردید. سپس دوغابی حاوی 70% وزنی بار جامد در محیط آب دیونیزه تحت آسیاکاری طی زمان های مختلف آگلومره زدایی و ریخته گری شد. تف جوشی نمونه ها در دمای C ̊1710 به مدت 12 ساعت انجام شد. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FE-SEM) و آزمون برانوئر-امیت-تلر (BET) طی زمان های مختلف تهیه گردید. تاثیر زمان آسیاکاری بر چگالی نسبی خام و پخت، ترکیب فازی و ریزساختار نهایی نمونه ها مورد ارزیابی قرار گرفت. با توجه به این نتایج بهترین زمان آسیاکاری جهت آگلومره زدایی از مخلوط پودر 16 ساعت به دست آمد و دوغاب تهیه شده در این زمان به علت آگلومره زدایی بهتر و گرانروی پایین تر از رفتار تقریبی نیوتنی برخوردار بوده است. نتایج نشان داد که نمونه تهیه شده از سوسپانسیون آسیاکاری شده به مدت 16 ساعت، چگالی خام و پخت بالاتری دارد و ریز ساختار آن دارای توزیع اندازه دانه همگن تری است. نتایج الگوی پراش پرتوی ایکس نشان دادند که همه نمونه ها به صورت فاز خالص YAG می باشند.
    کلیدواژگان: ریخته گری دوغابی، ریزساختار، سرامیک چندبلوری YAG، گرانروی، آسیاکاری
  • بهزاد آقابراری، زهرا افضلی صفحه 47
    در این مطالعه، ترکیب سریم اکسید و مخلوط روتنیوم- سریم اکسید با استفاده از روش رسوب گذاری در محیط قلیایی و نانوذرات مخلوط روتنیوم- سریم اکسید با استفاده از روش مایسل معکوس سنتز گردیدند. تمامی نمونه ها با استفاده از روش های XRD و BET شناسایی گردیدند. اندازه نانوذرات به دست آمده با استفاده از تصاویر TEM اندازه گیری گردید. در مرحله بعد فعالیت کاتالیزوری نمونه های سنتزی در واکنش اکسایش بنزیل الکل در حضور اکسیژن مولکولی و تحت شرایط بدون حلال مورد بررسی قرار گرفت. نتایج به دست آمده نشان داد نانوکاتالیزور سنتز شده بهترین گزینه در واکنش اکسایش بنزیل الکل به بنزآلدهید می باشد. هم چنین عوامل موثر بر واکنش مانند دمای واکنش، مقدار کاتالیزور و مدت زمان واکنش جهت رسیدن به بالاترین درصد تبدیل بنزیل الکل بهینه گردیدند. تحت شرایط بهینه بالاترین درصد تبدیل بنزیل الکل 99 درصد با گزینش پذیری 94 درصد برای محصول بنزآلدهید در حضور نانوذرات مخلوط روتنیوم- سریم اکسید در دمای 80 درجه سانتی-گراد و مدت زمان سه ساعت به دست آمد.
    کلیدواژگان: بنزیل الکل، اکسایش بدون حلال، بنزآلدهید، نانوذرات مخلوط روتنیوم- سریم اکسید، مایسل معکوس
  • الهه اسماعیلی، سید امین رونقی صفحه 55
    در این تحقیق، نانوکامپوزیت مگنتیت بر پایه نانولوله های کربنی (Fe3O4-CNTs) با استفاده از روش سولوترمال سنتز شد. ساختار نانوکامپوزیت Fe3O4-CNTs توسط آنالیزهای متنوع از جمله میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)، پراش اشعه ایکس (XRD)، اشعه مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR)، مگنتومتر (VSM) و پتانسیل زتا (Zeta Potential) مورد مشخصه یابی قرار گرفت. بر اساس نتایج TEM و XRD اندازه ذرات و بلورک های مگنتیت، به ترتیب در حدود 250-150 نانومتر و 3/7 نانومتر به دست آمد که موید به هم پیوستن ذرات ریزتر و تشکیل خوشه های بزرگ تر در حین سنتز می باشد. پس از بررسی نتایج آنالیز VSM، مشخص گردید که نانوکامپوزیت حاصل دارای خواص پارامغناطیس است. در انتها، رفتار حرارتی نانوسیال مغناطیسی Fe3O4-CNTs بر پایه آب در حضور میدان مغناطیسی مورد ارزیابی قرار گرفت و نتایج حاکی از افزایش 30 درصدی ضریب انتقال حرارت نانوسیال پس از افزایش شدت میدان مغناطیسی حدود mT 3/2 بود.
    کلیدواژگان: نانوکامپوزیت، سولوترمال، مگنتیت، نانولوله های کربنی، انتقال حرارت جابجایی
  • مسعود سبزی، رقیه کلانتری پور صفحه 63
    در این پژوهش به بررسی نقش تیتانیم بر رفتار و سازوکار خوردگی فولاد هادفیلد با استفاده از آزمایش های الکتروشیمیایی و مطالعات میکروسکوپ الکترونی پرداخته شده است. برای این منظور، ابتدا سه نمونه از فولاد هادفیلد (بدون تیتانیم، Ti5/0% و Ti1%) توسط کوره القایی بدون هسته تهیه شد. سپس هر سه نمونه تحت عملیات حرارتی آستنیته در دمای °C 1100 به مدت دو ساعت قرار گرفته و بلافاصله در آب سریع سرد شدند. میکروسکوپ نوری برای بررسی ریزساختار به کار رفت. برای بررسی مورفولوژی خوردگی از میکروسکوپ الکترونی روبشی و برای آنالیز فازهای تشکیل شده در ریزساختار از پراش پرتو ایکس استفاده شد. برای بررسی رفتار خوردگی نمونه ها از روش های پلاریزاسیون پتانسیودینامیک و طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی در محلول 5/3 درصد وزنی NaCl استفاده گردید. نتایج آزمایش های خوردگی نشان می دهد که با افزایش مقدار تیتانیم در ترکیب شیمیایی، فولاد هادفیلد مقاومت خوردگی کمتری دارد. دلایل این امر عبارتند از: 1- تیتانیم باعث افزایش مقدار کاربیدهای موجود در ریزساختار شده و میکروپیل های گالوانیکی تشکیل داده است. 2- تیتانیم با افزایش مقدار کاربیدها منجر به ریزدانه شدن ساختار و افزایش تعداد مرزدانه ها شده است. هم چنین تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد که افزایش میزان تیتانیم در ترکیب فولاد هادفیلد منجر به فراهم شدن شرایط برای وقوع خوردگی موضعی میکروگالوانیکی شده است.
    کلیدواژگان: فولاد هادفیلد، رفتار و سازوکار خوردگی، پلاریزاسیون پتانسیودینامیک، طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی، تیتانیم
|
  • Hamideh Basiri, Ali Abouei Mehrizi, Farhad Bakhshi Page 1
    Hydroxyapatite (HA) and magnesium hydroxyapatite (MgHA) were successfully prepared and its ability to enhance the remineralization of initial enamel lesions was investigated in this study. For this purpose, the nanoparticles were prepared by the wet chemical synthesis. XRD and FTIR were applied to characterize phase structure and chemical species in the prepared samples. The crystallite size and crystallinity index of HA and MgHA samples were 43.88 and 29.59 nm and 46.15 and 26.67% respectively, which were calculated using XRD data and compared with stoichiometric HA sample. SEM was used to investigate the morphology and mean size of the nanoparticles. According to the results of physicochemical characterization, magnesium was detected in the crystal structure of the nanoparticles and nanoparticles of HA with mean particle size of 55.79 nm, MgHA with mean particle size of 39.52 nm were successfully synthesized. In addition, it is revealed that substitution of magnesium in the crystal structure of HA results in the reduction of crystalline and particle sizes, and also, reduce the crystallinity. A pH-cycling regime was used to simulate the dynamic demineralization-remineralization conditions and performance of the prepared materials in enamel remineralization was characterized by surface microhardness (SMH) measurement. Finally, surface of the enamel samples was further characterized by SEM investigations. According to the results of experiments, HA and MgHA can strongly adsorb on the enamel surface and improve the SMH of the substrate due to improvement of the dental remineralization. The improvement of dental remineralization can be attributed to the development of a new biomimetic apatite mineral deposition which progressively fills the surface scratches. According to the results of the present research work, MgHA shows 12% higher remineralization ability compared to that of HA and can be effectively used as remineralization agents in dental hygiene products such as toothpaste, mouthwashes, and oral health compounds.
    Keywords: Hydroxyapatite, Magnesium Hydroxyapatite, Nano, Structure, Biomimetic, Remineralization
  • Sara Shahbazi, Ali Zamanyan, Mohammad Pazouki, Yaser Jafari Page 11
    This work is related to optimize the porous structure nanocomposites based on polypropylene fumarate/ hydroxyethyl methacrylate/ bioactive glass nanoparticles (PPF/HEMA/NBG) which are cross-linked through the Reduction-Oxidation reaction (free radical polymerization) at the room temperature. The porous structures prepared by immersion of the nanocomposites in simulated body fluid (SBF) for 4 weeks. The samples were optimized based on the PPF/HEMA ratio, the NBG content and percentage of the benzoyl peroxide and dimethyl aniline pairs (BPOೀ) with mechanical strength (compressive strength) and surface morphology (SEM images) analyses. Finally, the best structure based on mentioned factors, SPHB.732/1.5, which contains the PPF/HEMA ratio at 30/70, NBG content at 20 wt% and BPOೀ pairs at 1.5 wt% was introduced as the optimum structure. This structure has an elastic modulus of 57.7 Mpa, interconnected-open porous architecture with the pore size approximately 100-200?m and the surface coated with hydroxycarbonate apatite microparticles (HCA). The SPHB.732/1.5 structure prepared by soaking in SBF not only is a bioactive component but also is a biodegradable material and hence can be used as a bone scaffold when more evaluate for this application.
    Keywords: Optimization, Bone scaffold, Biomimetic, Surface morphology, Mechanical strength
  • Mehrdad Tavakoli, Masumeh Seifollahi, Seyed Mahdi Abbasi Page 26
    In this research, the effect of homogenizing treatment on the microstructure and hardness of polycrystalline GTD 111 Ni-based superalloy was assesed. Homogenizing is one of the key parameters on the efficiency of annealing and ageing of the alloy. The superalloy was melted in a vacuum induction melting furnace and homogenized at 1200 and 1220C for different times. Microstructure evolution by optical and scanning electron microscopy showed that the segregation of Al and Ti at interdendritic region and W at the core of the dendrite eliminates after homogenizing at 1220C for 2 hr. volume fraction of carbides, eutectic and gamma prime of the cast alloy was 6%, 10% and 28% respectively that reach to 4%, 7% and 41% after homogenizing at 1220C for 2 hr. The hardness of the alloy at this condition was 440Hv which is favorable for the homogenized alloy.
    Keywords: GTD, 111 superalloy, Homogenizing, ?-', cardide, eutectic
  • Lelia Ebrahimi, Ali Khanlarkhani, Mohammad Reza Vaezi, Mehran Babri Page 33
    In this study, the OPLS all-atom model was developed for sulfur mustard in order to study the adsorption of this compound on graphene. Intramolecular bonding parameters and Lennard?Jones nonbonding parameters are taken from the OPLS all-atom force field database. Partial charges are determined by ab initio calculations at HF/6-31g(d) level. The results showed that the OPLS all-atom force field predicts the physical properties of sulfur mustard like density and heat of evaporation with the mean error of less than 1% and 5% respectively at temperatures of 298 K and 293 K compared to experimental data. The comparison of intramolecular bonding parameters obtained from molecular dynamics simulation and quantum mechanical calculations showed that these results are well consistent with each other. Also, the study of the interaction energy between sulfur mustard and graphene by molecular mechanics and quantum mechanics on coronene as a model of graphene indicated that OPLS force field can be used as an accurate and reliable model in the molecular dynamics simulation studies of this compound on the adsorbents based on graphene.
    Keywords: force field, sulfur mustard, density, heat of evaporation, molecular dynamics simulation
  • Fatemeh Mohammadi, Omid Mirzaee, Mohammad Tajally Page 39
    In this paper, polycrystalline yttrium aluminum garnet (YAG) ceramic was fabricated by slip casting using an aqueous mixture of Al2O3 and Y2O3 nano-powders and subsequent pressureless sintering. In order to achieve the best optimized milling time for casting, the stoichiometric ratio of raw powders were mixed in water and ball milled in different time periods ranging from 1 to 20 hr. FE-SEM images and BET test in different durations milling times were performed. The results showed that the best optimized time for achieve de-agglomerated powder mixtures is 16 hours. An optimal amount of dispersant for the suspension was found by measuring viscosity as a function of dispersant concentration. Then the powders were co-dispersed using 0.5 wt. % Tetraethyl Orthosilicate (TEOS) and 1.5 wt. % Dolapix CE64 as sintering aid and dispersant additives, respectively. 70 percent solid loading YAG slurry was prepared in deionized water, milled for different time periods, casted on the alumina molding and sintered at 1710 ?C for 12 hr. The effect of ball milling time on the relative raw and final density, phase composition and final microstructure of the samples was investigated. The results showed that the samples were prepared by 16 hrs. ball milling time suspensions exhibited higher relative raw and final density and had more uniform microstructure. X-ray patterns showed that all samples were pure YAG phase
    Keywords: Slip casting, Microstructure, YAG Polycrystalline Ceramic, Viscosity, Ball milling
  • Behzad Aghabarari, Zahra Afzali Page 47
    Abstract In this study, Ce oxide and Ru-Ce mixed oxide were prepared by co-precipitation method in alkaline media. Also, the Ru-Ce mixed oxide nanoparticles were synthesized by a reverse micelle approach. All of the samples were characterized with XRD and BET methods and the size of nanoparticles synthesized in the reverse micelle was measured by the TEM technique. The catalytic activities of synthesized samples were investigated for oxidation of benzyl alcohol in the presence of molecular oxygen and solvent free condition. The obtained results show that the nano-catalyst is suitable candidates for the oxidation of benzyl alcohol to the benzaldehyde. In order to obtain maximum conversion of benzyl alcohol, the reaction parameters, like reaction temperature, amount of catalyst and reaction time, were optimized. Under the optimized conditions, a maximum of 99%benzyl alcohol conversion and 94 % selectivity for benzaldehyde was achieved with Ru-Ce nano mixed oxide as catalyst, at 80 oC and 3h.
    Keywords: Benzyl alcohol, Solvent free oxidation, Benzaldehyde, Nanoparticles Ru, Ce mixed oxide, Reverse micelle
  • Elaheh Esmaeili, Seyyed Amin Rounaghi Page 55
    In the present investigation, the carbon nanotube supported magnetite nanocomposite (Fe3O4-CNTs) was prepared by the use of solvothermal technique. Fe3O4-CNTs nanocomposite was fully characterized by various techniques including TEM, XRD, FTIR, VSM and zeta potential analyses. According to TEM and XRD results, the particle and the crystallite sizes were found to be 150-250 nm and 7.3 nm, respectively which were indicative of the agglomeration and formation of larger clusters. VSM analysis confirmed the paramagnetic characteristic of the resulted nanocomposite. Finally, the effect of magnetic field on the thermal behavior of water-based Fe3O4-CNTs nanofluid was evaluated, showing an enhancement of heat transfer coefficient up to 30% at magnetic field of 2.3 mT.
    Keywords: Nanocomposite, Solvothermal, Magnetite, Carbon nanotubes, Convective heat transfer
  • Masoud Sabzi, Roghayeh Kalantaripour Page 63
    In this study, effect of titanium on the behavior and corrosion mechanism of Hadfield steel by using electrochemical tests and electron microscopy studies was investigated. For this purpose, initially 3 casting samples were prepared from Hadfield steel in coreless induction furnace (without Ti addition, and with 0.5% and 1% Ti additions). Then austenitising heat treatment was applied to samples at 1100C for 2 hours. Evaluation of the microstructures was conducted by optical microscopy. Corrosion morphology of samples were investigated by scanning electron microscopy and X-ray diffraction was used for the analysis of phases formed in the microstructure. Potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy methods in the 3.5 wt. % NaCl were used to evaluate the corrosion behavior of samples. Corrosion test results showed that by increasing the amount of titanium in the chemical composition, Hadfield steel shows less corrosion resistance. This is due to: 1- Ti leads to increasing the amount of carbides in the microstructure and formation of galvanic micro-cells. 2- Ti by increasing the amount of carbides leads to fine-grained structure and increasing number of grain boundaries. Also, scanning electron microscopy images indicated that increasing amount of Ti in the Hadfield steel composition, led to occurrence of micro-galvanic localized corrosion.
    Keywords: Hadfield steel, behavior, corrosion mechanism, potentiodynamic polarization, electrochemical impedance spectroscopy, Ti