سیدمحمدمهدی هادوی
-
برای کاهش دمای پره در زمان کارکرد توربین، مجاری هواگذر با قطرهای کوچک تعبیه می گردد. پوشش دهی این مجاری از حساسیت خاصی برخوردار است. روش دوغابی که در عین سادگی، بسیار کاربردی و عملیاتی است برای اعمال پوشش انتخاب شد. مواد اصلی تشکیل دهنده این دوغاب ها پودر فلزی، بایندر و حلال است. درصورت انتخاب درست این مواد و تولید دوغابی با ویکسوزیته مناسب می توان سطوح داخلی مجاری با قطر کم پره توربین را بدون بسته شدن مجاری با میکروساختار مورد نظر پوشش داد. در این پژوهش، از قطعه ریخته گری شده اینکونل 738LC به عنوان زیرلایه استفاده شد. سوراخ-هایی با قطر 1 تا 5/1 میلیمتر تعبیه گردید. از طرف دیگر با استفاده از مقادیر مشخصی از پودر آلومینیوم، سلولزاستات و استون، دوغابی با ویسکوزیته و ترشوندگی مناسب تهیه شد. سپس دوغاب به درون مجاری تزریق گردید. فرایند پوشش دهی در دو مرحله در دمای 850 و سپس 1100 درجه سانتیگراد در کوره تیوبی تحت اتمسفر محافظ آرگون صورت گرفت. بررسی های ریزساختاری پوشش با استفاده از میکروسکوپی الکترونی روبشی و پراش سنج پرتوی ایکس انجام شد. نتایج حاکی از آن است که پوشش آلومینایدی یکنواختی به ضخامت حدود 100 تا 120 میکرون تمام سطح سوراخ را پوشاند و فاز مطلوب β-NiAl تشکیل شد. این یکنواختی پوشش نشان می دهد که دوغاب از ترشوندگی مناسبی برخوردار بوده و همچنین گرانروی 20 ± 210 سانتی پوز (cp) می تواند بدون مسدودکردن، در مجاری حرکت کند.
کلید واژگان: پوشش دهی, دوغاب, آلومینیم دهی, پره توربین, مجاری هواگذر -
در پژوهش حاضر، اثر افزودنی های نانو آلومینا و نانوگرافن در بهینه سازی عملکرد و بهبود ویژگی های سیال ضد یخ/یخ زدا بررسی شد. غلظت نانوذرات در این تحقیق 05/0، 1/0، 5/0، 1، 5/1، 2 و 5/2 درصد حجمی لحاظ گردید و دماهای مورد آزمایش در بازه دمایی 293-253 کلوین انتخاب شد. بررسی ریخت و ریزساختار نانوذرات توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM) و میکروسکوپ الکترونی عبوری(TEM) انجام شد. تشخیص فازهای موجود در نانوذرات به وسیله آنالیز تفرق اشعه ایکس(XRD) انجام شد. هدایت حرارتی، کشش سطحی و ویسکوزیته دینامیک نانوسیالات هیبریدی اندازه گیری و با سیال پایه مقایسه شد. نتایج نشان دهنده آن است که خواص هدایت حرارتی و در نتیجه کارایی سیال ضد یخ/یخ زدا با افزودن ذرات نانو در کسر حجمی مشخص بهبود می یابد. با در نظر گرفتن نحوه عملکرد سیال ضد یخ /یخ زدای بدنه هواپیما ، افزایش کشش سطحی سیال، به بهبود عملکرد آن در پوشانندگی سطوح هواپیما در مقابل نشست قطرات باران و شبنم سرد و برف کمک می کند در نتیجه عملکرد ضد یخ /یخ زدایی سیال را تقویت می کند. بر مبنای نتایج حاصل از اندازه گیری ویسکوزیته دینامیک نانوسیال هیبریدی آب - ضد یخ:یخ زدا / نانو گرافن - نانو آلومینا، افزودن نانوذرات در محدوده کسر حجمی 0 تا 5/0 درصد، علاوه بر افزایش ویسکوزیته، رفتار غیرنیوتنی رقیق گردانی برش سیال پایه، که لازمه اصلی عملکرد سیال ضد یخ /یخ زدای بدنه هواپیما می باشد را حفظ می کند ولی در غلظت های بالاتر نانوسیال هیبریدی رفتار متمایل به رفتار غیرنیوتنی ضخیم شونده برش را نشان می دهد. بنابراین افزودن این دو نوع نانوذرات در کسرهای حجمی زیر 5/0 درصد به تقویت عملکرد سیال ضد یخ/یخ زدا کمک می کند.
کلید واژگان: سیال ضد یخ, یخ زدای بدنه هواپیما, نانوسیال هیبریدی, نانو ذرات آلومینا, نانوصفحات گرافنIn the present study, the effect of nano Al2O3 and nano graphene ceramic additives in optimizing performance and improving thermophysical properties of aircraft anti-icing/de-icing fluids was investigated. Nanoparticles were characterized by TEM, SEM and XRD methods. The thermal conductivity, surface tension and dynamic viscosity of the hybrid nanofluids were experimentally assessed for temperatures between 253 and 303K and results were compared with some existing theoretical models. Results revealed that the thermal conductivity properties and thus the efficiency of aircraft anti-icing/de-icing fluids are improved by the addition of nanoparticles. Considering the performance of the aircraft anti-icing/de-icing fluids, increasing the surface tension of the fluid helps to improve its performance in covering the aircraft surfaces against the precipitation of super cooled raindrops and snow, resulting in better performance of aircraft anti-ice/de-ice fluid. Based on the results of measuring the dynamic viscosity of graphene-Al2O3/ aircraft anti-icing/de-icing -water hybrid nanofluid, the addition of nanoparticles in the volume fraction ranges from 0 to 0.5%, in addition to increasing the viscosity, show non-newtonian behavior Shear-thinning nanofluid the base, which is the main requirement for the performance of the aircraft anti-icing/de-icing fluid. However, at higher concentrations, the hybrid nanofluid shows a tendency to non-Newtonian shear-thickening behavior. Therefore, the addition of these two types of nanoparticles in volume fractions below 0.5% helps to enhance the performance of aircraft anti-icing/de-icing fluid.
Keywords: Aircraft anti-icing, de-icing fluid, Hybrid nanofluid, Al2O3 nanoparticle, Graphene nanoplate -
نانوسیال ترکیبی است که با افزودن ذرات در مقیاس نانو (100نانومتر) به یک سیال پایه با هدف بهبود انتقال حرارت حاصل می شود. در این پژوهش، تاثیر دما و غلظت نانوذرات متشکل از نانوذرات آلومینا و نانوصفحات گرافن بر هدایت حرارتی سیال پایه متشکل از آب و اتیلن گلیکول مورد مطالعه قرار گرفت. همچنین به میزان 2/0 درصد حجمی اولییک اسید (OA) و 2/0 درصد وزنی سدیم دودسیل سولفونات (SDS) به عنوان عامل فعال سطحی برای تثبیت و پراکندگی نانوذرات به سیال پایه اضافه شدند. کسرحجمی نانوذرات 05/0، 1/0، 5/0، 1، 5/1، 2 و 5/2 درصد حجمی و دماهای مورد آزمایش در بازه دمایی 305-260 کلوین انتخاب شد. ریخت شناسی و ریزساختار نانوذرات توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) انجام شد. هدایت حرارتی نانوسیالات هیبریدی اندازه گیری و با سیال پایه مقایسه شد. نتایج نشان داد که هدایت حرارتی نانوسیال هیبریدی آب - اتیلن گلیکول / نانو گرافن - نانو آلومینا به غلظت نانوذرات و دما وابسته است. نتایج اندازه گیری هدایت حرارتی نانوسیال هیبریدی آب - اتیلن گلیکول / نانو گرافن - نانو آلومینا با مدل های پیش بینی هدایت حرارتی نانوسیالات مقایسه شد ولی تطابق قابل قبولی وجود نداشت. نتایج نشان داد که افزایش دما و غلظت حجمی نانوذرات موجب افزایش هدایت حرارتی نانوسیالات هیبریدی می شود. حداکثر افزایش هدایت حرارتی نانوسیال هیبریدی برابر با 02/44 درصد بود که در کسر حجمی جامد 5/2 درصد و در دمای 303 کلوین حاصل شد.
کلید واژگان: نانوسیال هیبریدی, اتیلن گلیکول, هدایت حرارتی, نانو ذرات آلومینا, نانوصفحات گرافنNanofluid is a suspension obtained by adding nanoscale particles (100 nm) to a base fluid to improve heat transfer. In this study, the effect of temperature and concentration of nanoparticles consisting of Alumina nanoparticles and Graphene nanosheets on the thermal conductivity of a base fluid consisting of water and ethylene glycol was studied. Also, 0.2% by volume of oleic acid (OA) and 0.2% by weight of sodium dodecyl sulfonate (SDS) were added to the base fluid as a surfactant to stabilize and disperse the nanoparticles. The volume fraction of nanoparticles of 0.05, 0.1, 0.5, 1, 1.5, 2 and 2.5% by volume and the tested temperatures were selected in the temperature range of 260-305 K. The morphology and microstructure of the nanoparticles were investigated by scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM). Thermal conductivity of hybrid nanofluids was measured and compared with the base fluid. Results showed that thermal conductivity of water-ethylene glycol / nano Graphene-nano Alumina hybrid nanofluid depends on nanoparticle concentration and temperature. The thermal conductivity measurements of water-ethylene glycol / nano Graphene-nano Alumina hybrid nanofluid were compared with the thermal conductivity prediction models of nanofluids but there was no acceptable agreement. The results showed that increasing the temperature and volumetric concentration of nanoparticles increases the thermal conductivity of hybrid nanofluids. The maximum increase in thermal conductivity of hybrid nanofluid was 44.02% which was obtained in solid volume fraction of 2.5% and at temperature of 303 K.
Keywords: Hybrid nanofluid, ethylene glycol, thermal conductivity, alumina nanoparticles, graphene nanosheets -
نانوسیالات که از توزیع ذرات با ابعاد نانو در سیال پایه حاصل می شوند، نسل جدیدی از سیالات با پتانسیل بسیار بالا در کاردبرد های صنعتی هستند. در این پژوهش، تاثیر دما و غلظت نانوذرات متشکل از نانوذرات آلومینا و نانوصفحات گرافن بر رفتار رئولوژیکی سیال پایه متشکل از آب و اتیلن گلیکول مورد مطالعه قرار گرفت. همچنین به میزان 0/2 درصد حجمی اولئیک اسید و 0/2درصد وزنی سدیم دودسیل سولفونات به عنوان ماده فعال سطحی برای پراکندگی نانوذرات به سیال پایه اضافه شدند. کسرحجمی نانوذرات 0/05، 0/1، 0/5، 1، 1/5، 2 و 2/5 درصد حجمی و دماهای مورد آزمایش در بازه دمائی 293-263 کلوین انتخاب شد. بررسی مورفولوژی و ریزساختار نانوذرات توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی و میکروسکوپ الکترونی عبوری انجام شد. تشخیص فازهای نانوذرات به وسیله آنالیز تفرق اشعه ایکس انجام شد. همچنین مساحت ویژه و تخلخل نانوذرات تعیین شد. ویسکوزیته دینامیک نانوسیالات هیبریدی اندازه گیری و با سیال پایه مقایسه شد. نتایج نشان داد که خصوصیات رئولوژیکی نانوسیال خصوصا در دماهای زیر صفر به دما و غلظت نانوذرات وابسته است. نمونه های نانوسیال هیبریدی با کسرهای حجمی جامد کمتر از0/5% رفتار نیوتنی داشتند، در حالی که نمونه های با کسرهای حجمی جامد بالاتر رفتار غیر نیوتنی رقیق گردانی برش را نشان می دهند.کلید واژگان: نانوسیال هیبریدی, اتیلن گلیکول, ویسکوزیته, نانو ذرات آلومینا, نانوصفحات گرافنNanofluids are a new generation of fluids with very high potential in industrial applications. In this study, the effect of temperature and concentration of nanoparticles consisting of Al2O3 nanoparticles and graphene nanoplates on the rheological behavior of the base fluid consisting of water and ethylene glycol was studied. Also, 0.2%vol. of oleic acid and 0.2%wt. of sodium dodecyl sulfonate were added to the base fluid as a surfactant to disperse the nanoparticles. The volume fraction of nanoparticles in this study was considered 0.05, 0.1, 0.5, 1, 1.5, 2, and 2.5% by volume, and also to investigate the effect of temperature, the tested temperatures were selected in the temperature range of 263-293K. The morphology and microstructure of the nanoparticles were investigated by scanning and transmission electron microscopy. Detection of phases in nanoparticles was performed by X-Ray Diffraction analysis. Also, the specific area and porosity of nanoparticles were determined. The dynamic viscosity of hybrid nanofluids was measured and compared with the base fluid. The results showed that the rheological properties of nanofluid were dependent on temperature and nanoparticle concentration, especially at sub-zero temperatures. Hybrid nanofluid samples with solid volume fraction less than 0.5% showed Newtonian behavior, while samples with higher solid volume fractions showed non-Newtonian shear thinning behavior.Keywords: Hybrid Nanofluid, Ethylene Glycol, Viscosity, Alumina Nanoparticles, Graphene Nanoplates
-
سوپرآلیاژ Inconel 738 با استفاده از تکنیک پوشش لیزری آلومینیومی شد. هدف از این تحقیق بررسی تاثیر پارامترهای فرآیند اصلی روکش لیزری بود. مانند قدرت لیزر، سرعت اسکن لیزری و نرخ تغذیه پودر در هندسه مسیر تک روکش شده و پنجره پردازش یافتن. ارتفاع، عرض و عمق نفوذ با استفاده از نرم افزار imageJ اندازه گیری شد. مشخص شد که ارتفاع مسیر پوشیده شده با پارامتر ترکیبی به صورت (P/S) 2/3 (F/S) 1/5 مرتبط است. عرض مسیر پوشیده شده مستقل از نرخ تغذیه بود. عمق نفوذ توسط هر سه پارامتر اصلی فرآیند با PS2/3F-2/3 تحت تاثیر قرار می گیرد. رقت و زاویه خیس شدن محاسبه شد و پنجره پردازش برای داشتن محدودیت های مناسب برای رقت سازی و زاویه خیس سازی برای دستیابی به یک پوشش واجد شرایط به دست آمد و می توان از آن به عنوان دستورالعملی برای آلومینیوم سازی In738 از طریق فناوری روکش لیزری استفاده کرد.
کلید واژگان: روکش دهی لیزری, سوپرآلیاژ پایه نیکل, پارامتر ترکیبی, نقشه فرایند, رقیق شدگیInconel 738 superalloy was aluminized using laser cladding technique. The objective of the recent research was to investigate the effect of main process parameters of laser cladding of Al on a gas turbin blade; such as laser power, laser scanning speed and powder feeding rate on geometry of single clad track and find processing window. Height, width and depth of penetration were measured using imageJ software. It was found that the height of the clad track was related to combined parameter as (P/S) 2/3(F/S) 1/5. The width of the clad track was independent of the feed rate. Depth of penetration is impressed by all three main process parameters with PS2/3F-2/3. Dilution and wetting angle were calculated and the processing window was obtained for having proper limitations for dilution and wetting angle to achieve a qualified coating and can be used as a guideline for aluminizing of In738 via laser cladding technology.
Keywords: Laser cladding, superalloy, combined parameter, processing window, Dilution -
سختی و رفتار سایشی پوشش های آلومینایدی محافظ با تقویت کردن آنها توسط مواد سختی مانند الماس می تواند بهبود یابد. در این تحقیق، پیش از عملیات آلومینیوم دهی به روش سمانتاسیون جعبه ای، لایه میانی نیکل-نانو الماس به روش آبکاری الکتریکی روی سطح سوپرآلیاژ پایه نیکل هستلوی ایکس ایجاد شد. آبکاری الکتریکی لایه نیکل نانو الماس با استفاده از جریان مستقیم پیوسته و حمام آبکاری الکتریکی نیکل واتس حاوی مقادیر 1 و 4 گرم در لیتر نانو ذرات الماس انجام گرفت. نمونه های آبکاری شده و غیرآبکاری شده در مخلوط پودری متشکل از پودرهای آلومینیوم، کلرید آمونیوم و آلومینا با عملیات دو مرحله ای در دمای oC 760 آلومینیوم دهی شده و سپس در دمای oC 1080 عملیات حرارتی شدند. مقاطع عرضی نمونه ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی، طیف سنجی پراش انرژی اشعه ایکس و آنالیز پراش اشعه ایکس بررسی شدند. نتایج نشان داد که در فرایند آلومینیوم دهی، حضور ذرات نانوالماس در پوشش نیکل- نانوالماس در مسیر نفوذ، باعث طولانی شدن مسیر نفوذ آلومینیم و نیکل شده و در نتیجه مقدار آلومینیوم لایه بالایی پوشش تشکیل شده افزایش یافته و باعث شد که لایه کامپوزیت تشکیل شده به لایه NiAl غنی از آلومینیوم تبدیل شود. سختی پوشش اصلاح شده با نانوالماس به طور قابل-توجهی بیشتر از پوشش بدون نانو الماس بدست آمد، به طوریکه ریزسختی پوشش بدون نانوالماس حدود 663 ویکرز و پوشش حاوی ذرات نانوالماس حدود 968 ویکرز گزارش شد.
کلید واژگان: پوشش آلومینیاید نفوذی, آبکاری نانو کامپوزیتی, نانوالماس, سمانتاسیون جعبه ای, هستلوی ایکسThe wear and hardness properties of the protective aluminide coatings can be enhanced by reinforcing the surface, using hard materials such as diamonds. In this research, prior to the aluminizing process by pack cementation, an intermediate NickelNano diamond (Ni-ND) layer was fabricated on the surface of the Ni-based superalloy Hastelloy X with electroplating process. The electroplating of Ni-ND layer was accomplished by continuous direct current in nickel Watts electroplating bath containing 1 and 4 g/l ND particles. The coated and uncoated samples were aluminized by pack cementation method using aluminum, ammonium chloride and alumina powders. The aluminizing process was designed as a two-step procedure at 760 °C following the annealing process at 1080 °C. The cross-sections of the coated specimens were studied by Scanning Electron Microscopy (SEM) equipped with Energy Dispersive Spectroscopy (EDS) and X-ray Diffraction (XRD) analysis. The results showed that during aluminizing process, the nano-diamond particles prolonged the nickel and aluminum diffusion path and as a consequence, the aluminum content of the coating layer was increased. This gave rise to the conversion of the Ni-based intermediate composite layer into an aluminum-rich NiAl layer. The hardness of the treated coating with ND particles was significantly higher than the untreated coating in a way that microhardness of the coating with no ND particles was 663 Vickers while the coating containing ND particles showed a value of about 968 Vickers.
Keywords: Diffusion aluminide coating, nanocomposite electroplating, Nanodiamond, pack cementation, Microhardnes -
بیومواد فلزی مانند فولاد زنگ نزن، تانتالیوم، تیتانیوم، کبالت و آلیاژهای آنها به طور گسترده در کاشتنی های پزشکی جهت کمک به ترمیم دندان و استخوان استفاده می شوند. تحقیقات نشان میدهد فلزاتی نظیر کبالت، کروم، نیکل، آلومینیوم و وانادیوم در بدن یون آزاد میکنند که این آزادشدن یون، بدن را مستعد آلرژی و پس زدن کاشتنی میکند. زیست سازگاری تیتانیوم و عدم آزادسازی یون سمی، آن را به گزینه ای مناسی برای کاشت در بدن تبدیل می کند، در حالی که بهتر است که استحکام و زیست فعالی آن افزایش یابد. تیتانیوم خالص نانوساختار، راه و ایده ی جدید برای افزایش استحکام محسوب می شود. در این تحقیق پارامترهای موثر در تغییرشکل شدید تیتانیوم مانند تعداد پاسهای فشردن در کانال های هم مقطع زاویه-دار (ECAP) و دمای شکلدهی، مورد بررسی قرار گرفت. پس از انجام فرآیند پرس بر روی تیتانیوم خالص، خواص مکانیکی، ریزساختاری و زیستی نمونه ها به کمک آزمونهای استاندارد بررسی شد. نتایج نشان می دهد با اعمال فرآیند پرس و کاهش اندازه دانه از 14 میکرون به 440 نانومتر، خواص مکانیکی و زیستی تیتانیوم بهبود یافت. نتایج زیست سازگاری نشان داد که دمای فرایند 240 درجه سانتیگراد، زیست سازگاری بسیار خوبی با سلول های بنیادی ASCs ایجاد می کند، و افزایش تعداد پاس های فرایند پرس به بهبود زیست سازگاری کمک می کند. تیتانیوم فرآوری شده در دمای 240 درجه سانتیگراد طی 4 مرحله پرس به عنوان بهترین گزینه در بین تمامی گروه های دیگر برای ساخت انواع محصولات زیست پزشکی مانند کاشتنی های استخوانی و دندانی پیشنهاد می گردد.کلید واژگان: تیتانیوم, تغییر شکل پلاستیک شدید, زیست سازگاری, کاشتنی دندانیBiometals such as stainless steels, tantalum, titanium, cobalt and their alloys are widely used for medical implants for bone and dental healing. Researches indicates that metals such as cobalt, chromium, nickel, aluminum and vanadium, release ion in vivo, which make the human body sensitive to the allergy and so implant lessening. The biocompatibility and non-toxic ion release of titanium is suitable for human body implantation, but it is needed to improve its strength. Nano-structured pure titanium is a newly developed method to increase the strength of implants, and increase their efficiency. In this research some parameters of Equal Chanel Angular Pressing (ECAP) like number of passes and temperature were investigated. After ECAP processing on pure titanium, the mechanical, metallurgical and biological properties of the products were investigated using standard tests. Results indicated that using ECAP process and reducing the titanium grain size from 14 micron to 440 nanometer, its mechanical and biological properties improved. Results of biocompatibility measurement indicated that the processing temperature of 240 ◦C make a very good biocompatibility with Adipose-derived stem cells (ASCs). Also the biocompatibility of titanium increased by increasing the number of the ECAP passes. The processed titanium at 240 ◦C for 4 passes, could be introduced as the choice during the other candidates.Keywords: Titanium, Sever plastic deformation, Biocompatibility, Dental implant
-
در این مطالعه مجموعه ای از حالات محتمل افزودن آلومینا به سیستم پوشش سد حرارتی با در نظر گرفتن نتایج تجربی گزارش شده توسط سایر محققین از نقطه نظر حالات بهینه افزودن آلومینا به سیستم پوشش سد حرارتی از جنبه افزایش مقاومت به اکسیداسیون و خوردگی داغ در نظر گرفته شده و انتقال حرارت و توزیع تنش در آن ها بصورت مقایسه ای و مطلق مورد بحث و مطالعه قرار گرفته است. نتایج نشان داد که در نمونه های حاوی آلومینا منطقه بحرانی تمرکز تنش در فصل مشترک لایه حاوی آلومینا با لایه های مجاور رخ می دهد. همچنین همواره مقادیر تنش ماکزیمم در نمونه های حاوی آلومینا نسبت به نمونه های فاقد آلومینا بالاتر است. با توجه به ضریب هدایت حرارتی بالاتر آلومینا نسبت به YSZ، افزودن آلومینا به سیستم پوشش سد حرارتی خاصیت عایق سازی حرارتی را تضعیف می کند.کلید واژگان: پوشش سد حرارتی, آلومینا, المان محدود, تنش پسماند, توزیع حرارتIn this study, a set of possible conditions for the addition of alumina to the thermal barrier coating system was considered,
taking into account the experimental results reported by other researchers, from the point of view of the optimal state of adding the alumina to the thermal barrier coating system, in terms of increasing oxidation resistance and hot corrosion. The heat transfer and distribution of stress have been discussed and studied in a comparative and absolute manner. The results showed that in alumina-containing samples, the critical area of concentration of stress is in the interface of the layers containing alumina. Also, the maximum stress values in alumina-containing samples are higher than those with no alumina. Due to the higher thermal conductivity of alumina than YSZ, the addition of alumina to the thermal barrier coating system weakens the thermal insulation property.Keywords: Thermalbarrier Coating, Alumina, Finite Element, Residual Stress, Heat Distribution -
در این پژوهش از گرمایش دی الکتریک بوسیله تابش دهی امواج ماکروویو جهت سنتز درجای نانوکامپوزیت پلی یورتان/ نقره است، که بوسیله توزیع و انحلال نمک نیترات نقره در زمینه پلی یورتان و احیای کاتیون نقره حبس شده در مایسل های اتیلن گلیکول در بین زنجیره های پیش پلیمر محلول انجام پذیرفت. کاهش زمان و تعداد فرآیندهای سنتز و درنتیجه کاهش هزینه های تولید نسبت به سایر روش های سنتز نانو نانوکامپوزیت پلیمری، از مزایای این تکنیک است. در حین انجام واکنش های شیمیایی امواج ماکروویو با شدت و فرکانس ثابت در مدت زمان های 30، 60، 90، 120 ثانیه توسط آون ماکروویو به پیش پلیمر محلول اعمال گردید. با تکمیل واکنش های شیمیایی نانوذرات نقره در بستر پلی یورتان سنتز شد. به منظور بررسی اثر امواج ماکروویو و سنتز نانو ذرات نقره بر پیوند های شیمیایی پلی یورتان از نظر ساختاری، مورفولوژی، پراکندگی نانوذرات نقره در زمینه پلی یورتان و توزیع اندازه ذرات از آزمون های طیف سنجی نورمرئی - فرابنفش (Uv-Vis)، آزمون تفرق سنجی اشعه ایکس ( XRD)، میکروسکوپ الکترونی عبوری ( TEM) ، طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس (EDX) و طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه ( FTIR) استفاده شد. نانوذرات فرآوری شده دارای مورفولوژی کروی و شبه کروی و توزیع اندازه ذراتی در محدوده 10 تا 60 نانومتر و ساختار کریستالی fcc و پراکندگی یکنواختی در بستر پلی یورتان می باشند. ضمنا طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه از نانوکامپوزیت های تهیه شده نشانگر عدم تاثیر منفی سنتز نانو ذرات نقره بر روی پیوندهای شیمیایی پلی یورتان در این پژوهش بود.کلید واژگان: امواج ماکروویو, نانوکامپوزیت, پلی یورتان, نانوذرات نقرهIn this study, the dielectric heating was performed by microwave irradition to synthesize polyurethane/silver nanocomposite, which was carried out by distributing and dissolving silver nitrate salt in the polyurethane and the reduction of silver cation retained in ethylene glycol micelles in the prepolymer solutions. Decreasing the time and number of synthesis processes and, consequently, reducing production costs is one of the advantages of this technique. During the chemical reactions, microwave waves with constant intensity and frequency at 30, 60, 90, 120 seconds were applied to solvent prepolymer by a microwave oven. By completion of the chemical reactions, silver nanoparticles were synthesized in a polyurethane matrix. The effect of microwave and insitu synthesis of and silver nanoparticles on chemical bonding of polyurethane in terms of structure, morphology, composition and particle size distribution were studied by using UV-Vis spectroscopy, X-ray diffraction (XRD), transmitted electron microscopy (TEM), X-ray diffraction spectroscopy (EDX) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) analysis. Produced nanoparticles have spherical and semi spherical morphology with particle size distribution in the range of 10 to 80 nm, and the fcc crystalline structure and uniform dispersion in the polyurethane matrix. Meanwhile, Fourier transform infrared spectroscopy of nanocomposites showed synthesis of silver nanoparticles no negative effect on polyurethane chemical bonds by this method.Keywords: Microwaves, Nanocomposite, polyurethane, Silver nanoparticles
-
هگزاآلومینات لانتانیم (LaMgAl11O19) به عنوان یک پوشش سد حرارتی جدید به دلیل خواص و ویژگی های برتر، جایگزین مناسبی برای زیرکونیای پایدارشده با ایتریا (YSZ) می باشد. در این پژوهش ابتدا به سنتز پودر به روش حالت جامد و سپس به بررسی و فرآوری آن جهت انجام پوشش دهی پلاسما اسپری پرداخته شد. جهت ارزیابی خواص پودر سنتز شده از میکروسکوپ الکترونی، الگوی پراش اشعه ایکس و آنالیز حرارتی استفاده شد. برای سنتز هگزا آلومینات لانتانیم، ابتدا از α-Al2O3 به عنوان مواد اولیه استفاده شد که نتایج نشان دهنده عدم تشکیل فاز مورد نظر بود. سپس از پودر -Al2O3γ استفاده شد که در نتیجه آن ترکیبی به صورت تکفاز با مورفولوژی صفحه ای تشکیل شد و همچنین دمای سنتز این ترکیب Co1330 تعیین گردید. در محدوده دمای Co1100-850 ترکیبات LaAlO3، MgAl2O3 و α-Al2O3 تشکیل گردیدند که استحاله فاز نهایی ناشی از واکنش این سه ترکیب می باشد. از نتایج آنالیز فازی می توان نتیجه گرفت که نقش اصلی فاز-Al2O3γ، کاهش دمای سنتز فاز اسپینل MgAl2O4 در دمایی کمتر از Co 1100 می باشد. آنالیز شیمیایی پودرهای گرانول شده و پوشش اعمالی به روش پلاسما اسپری تحت پارامترهای بهینه سازی شده، حاکی از وجود یک سیستم تکفاز و عدم تجزیه ترکیب می باشد.کلید واژگان: هگزا آلومینات لانتانیم, پوشش سد حرارتی, سنتز حالت جامد, پلاسما اسپریLanthanum hexaaluminate (LaMgAl11O19) as a new thermal barrier coating due to the properties and superior features is selected as a preferred composition instead of yttria -stabilized zirconia (YSZ) Composition. In this paper, synthesis of this composition by solid state reaction method was investigated then it was prepared to coat by atmospheric plasma spraying (APS) method. Scanning electron microscope with X-ray microanalysis (SEM-EDS), differential thermal analysis (TGA/DTA), X-ray diffraction (XRD) were used to characterize of the synthesized powder, granules and free standing as-sprayed LaMgAl11O19 coating. In this research first, α-Al2O3 powder was used as a raw material. The results showed that this material was not suitable for the synthesis of this compound. Therefore γ-Al2O3 powder was used. As a result of that, a single phase compound with plate-like morphology was formed and the synthesis temperature was 1330 Cº. Also α-Al2O3, LaAlO3 and MgAl2O3 compounds were formed at 850-1100 ºC that the final phase transformation was occurred due to reaction between these three compounds.
From the phase analysis results, it can be concluded that the main role of γ -Al2O3 phase in structure is to reduce the synthesis temprature of MgAl2O4 spinel phase to a temperature of less than 1100 ºC.
Also chemical analysis results of granules and APS coating with optimal parameters indicated the existence of single phase structure and the second phase was not found.Keywords: Lanthanum hexaaluminate, LaMgAl11O19, thermal barrier coating, solid state reaction, plasma sparay -
هدف از تحقیق حاضر بهبود رفتار سایش دمای بالای آلیاژ آلومیناید تیتانیم گاما Nb at.%) 2Cr-2Al-48-(Ti با استفاده از فرآیند دوتایی نیتروژن دهی پلاسمایی و رسوب فیزیکی بخار است. فرآیند نیتروژن دهی پلاسمایی با استفاده از کاتد تقویت شده در دمای 800 درجه سانتی گراد، مدت 9 ساعت با نسبت گازی 1=2H/2N انجام شد. فرآیند رسوب دهی فاز بخار پوشش چهارلایه از جنسTiN وN 67Al33Ti در دمای 300 درجه سانتی گراد به مدت 5/2ساعت روی زیرلایه نیتروژن دهی شده اعمال شد. مشخصه یابی به کمک ریزنگار الکترونی روبشی و پراش سنج پرتو ایکس صورت پذیرفت. بررسی رفتار تریبولوژیکی ماده با استفاده از آزمون ساچمه روی صفحه در دماهای 25، 300 و 600 درجه سانتی گراد، ریزسختی سنج و آزمون خراش انجام شد. نتایج آزمون پراش سنجی پرتو ایکس، تشکیل مجموعه فازهای AlN 2Ti، TiN و (TiAl)N بعد از فرآیند دوتایی را تایید کرد. همچنین بعد از انجام فرآیند دوتایی، سختی HV0.025 2400 و نیروهای بحرانی چسبندگی برای ایجاد اولین ترک(1LC)، اولین کندگی (2LC)و اولین شکست کامل پوشش(3LC) معادل 1/24، 1/60 و 6/77 نیوتن، حاصل شدند. نرخ سایش در دماهای 25، 300 و 600 درجه سانتی گراد بعد از فرآیند دوتایی به ترتیب 20، 55 و 100 برابر کاهش را نسبت به زیرلایه نشان داد. سازوکارهای ورقه ای شدن، خراشان و اکسایشی به عنوان سازوکارهای فعال این سامانه تریبولوژیکی شناسایی شدند.کلید واژگان: آلومیناید تیتانیم, فرآیند دوتایی, نیتروژن دهی پلاسمایی, رسوب فیزیکی بخار, سایشThe aim of this study is the improvement of high temperature wear behavior of gamma-based titanium aluminide (Ti-48Al-2Cr-2Nb at.%) by duplex process of plasma nitriding and physical vapor deposition. Plasma nitriding processes were carried out at temperature of 800°C, duration of 9 hours and gas ratio of N2/H2:1 by amplified cathode method. Four alternative layers of TiN and Ti33Al67N were applied by PVD at temperature of 300 ˚C and duration of 2.5 hours. Characterization tests were conducted with the aid of scanning electron microscopes and X-ray diffractometer. The evaluations of surface properties were carried out by micro-hardness and scratch testers. Wear behavior was evaluated using pin on disk method at 25, 300 and 600°C. Combination of Ti2AlN, TiN and (TiAl)N after duplex treatment were confirmed by XRD results. The surface hardness of 2400 HV0.025 and critical adhesion loads of 24.1 ,60.1 and 77.6 N were reached for the first cohesive failure level (LC1), the first adhesive failure level (LC2) and the first interfacial spalling (LC3) by duplex treatment. The wear rate at temperatures of 25, 300 and 600 ˚C decreased in order of 20, 55 and 100 in comparison with substrate. The abrasion, delamination and oxidation were detected as the main active wear mechanism in this tribological system.Keywords: titanium aluminide, duplex process, plasma nitriding, physical vapor deposition, wear
-
پوشش های سد حرارتی با هدف عایق کردن اجزای موجود در بخش های داغ توربین های گازی در جهت افزایش دمای کاری و بازدهی این قطعات مورد استفاده قرار می گیرند. در این پژوهش، پوشش های سد حرارتی معمولی و درجه بندی شده از جنس NiCrAlY/YSZ به روش پاشش پلاسمائی بر روی زیرلایه از جنس سوپر آلیاژ x-Hastelloy اعمال شد. نمونه ها تحت شوک حرارتی با سیکل معین قرار گرفتند. بررسی متالوگرافی نمونه ها توسط میکروسکوپ نوری و الکترونی روبشی و تشخیص فازهای تشکیل شده در سطح به وسیله آنالیز تفرق اشعه ایکس انجام شد. پس از مشخصه یابی ترکیبی و ساختاری، تنش ناشی از شوک حرارتی در آنها به کمک روشی نوین اندازه گیری شد. در این تحقیق از روش نانوفرورونده برای اندازه گیری تنش پسماند در پوشش های سد حرارتی بهره برده شده. نتایج آنالیز میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد که در پوشش درجه بندی شده ریزساختار، تخلخل و ترکیب شیمیائی بطور تدریجی تغییر می کند. بررسی سطح ظاهری نمونه ها پس از اعمال شوک حرارتی نشان داد که جدایش و لایه لایه شدگی در پوشش سد حرارتی دولایه در مناطق وسیع تری نسبت به پوشش های درجه بندی شده اتفاق افتاده است. نتایج اندازه گیری تنش به روش نانوفرورونده حاکی از آن بود که روش طراحی شده برای اندازه گیری تنش بر خلاف سایر روش های متداول بدون تخریب نمونه قادر به اندازه گیری تنش در امتداد عمق نمونه با دقت قابل قبول می باشد.کلید واژگان: سیستم پوشش سد حرارتی درجه بندی شده, شوک حرارتی, تنش پسماند, نانوفروروندهThermal barrier coatings are used to insulate the components in the hot turbine parts to increase the working temperature and efficiency of these components. In this study, conventional and functionally graded thermal barrier coatings of NiCrAlY / YSZ were applied by plasma spraying on Hastelloy-x. The specimens were subjected to thermal shock with a defined cycle. The coatings were characterized using optical microscope, Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy Dispersive x-ray Spectrometry (EDS), map analysis and X-Ray Diffraction (XRD). Moreover, thermal shock resistance of the coatings was determined. The thermal shock stress was measured by a new method. In this research, nano-indentation stress measurement method was used to measure the residual stress in thermal barrier coatings. The results of scanning electron microscopy analysis showed that microstructure, porosity and chemical composition changed gradually through the functionally graded coating. Surveying the surface of the samples after applying thermal shock showed that the separation of layers in the two-layer thermal barrier coatings occurred more than the graded coatings. The results of stress measurement by nano-indentation method indicated that the designed method for measuring stress, in contrast to other conventional methods, can measure stresses along the coating depth with acceptable accuracy, without damaging the sample.Keywords: Functionally Graded Thermal Barrier Coating, Thermal shock, Residual stress, Nano, indentation method
-
در این تحقیق، رشد لایه های کربن شبه الماسی (DLC) با استفاده از روش رسوب دهی شیمیایی از فاز بخار به کمک پلاسما (PECVD) بر روی زیرلایه ی AISI 316L انجام شد. به منظور بهبود چسبندگی این پوشش برروی فولاد قبل از فرآیند پوشش دهی، از عملیات نیتروکربوراسیون پلاسمایی استفاده شد. رفتار سلول استئوبلاست G292 بر فولاد فاقد پوشش، فولاد نیتروکربوره شده و فولاد پوشش داده شده با DLC مقایسه شد. نتایج حاصل از طیف سنجی رامان نشان داد که این پوشش از 39% پیوندهای الماسی یا sp3 برخوردار می باشد. نتایج حاصل از آزمون سمی بودن سلولی نمونه ها نشان داد که در فولاد L316 حدود 29 درصد از سلول-های استئوبلاست زنده مانده اند که دارای زیست سازگاری مناسبی نمی باشد. فرآیند نیتروکربوراسیون و پوشش دهی DLC به دلیل زیست سازگاری و پایداری شیمیایی آن به عنوان مانعی برای رهایش عناصر سمی در آلیاژ عمل کرده و زیست سازگاری این فولاد را تاحد زیادی بهبود می بخشد. بدین صورت که پس از فرآیند نیتروکربوراسیون و پوشش دهی DLC درصد زنده ماندن سلول های استئوبلاست به حدود 40 درصد و 71 درصد افزایش یافت.کلید واژگان: کربن شبه الماسی, پوشش, زیست سازگاری, نیتروکربوراسیون پلاسمایی, رسوب دهی شیمیایی بخار به کمک پلاسماIn this research diamond-like carbon (DLC) films were deposited on AISI316L stainless steel by plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) method. In order to improve adhesion of the coating, plasma nitrocarbuizing method was performed on substrates before DLC deposition. Raman spectra of the coating showed that sp3 fraction of the film was 39%. Biological properties of the uncoated, plasma nitrocarburized and DLC coated samples were analyzed. MTT results showed that 316L stainless steel didn?t have appropriate biocompatibility and nitrocarburizing process and DLC deposition improved the biocompatibility of the samples due to preventing the release of toxic elements such as nickel. Cell viability of the uncoated, plasma nitrocarburized and DLC coated samples was about 29%, 40% and 71% respectively.Keywords: Diamond-like carbon, Coating, Biocompatibility, Plasma nitrocarburizing, Plasma enhanced chemical vapor deposition
-
در این پژوهش، پودر کاتدی LiNi0.5Mn0.3Co0.2O2 به روش سنتز احتراقی محلول اسیدسیتریک/ نیترات تولید گردید. اثر نسبت سوخت به اکسید کننده (5/0، 75/0، 1 و 5/1)= F/O و هم چنین اثر تغییرات دمای کلسیناسیون (700 ، 800 ، 850 و900 درجه سانتی گراد) بر روی تغییرات ساختاری و عملکرد الکتروشیمیایی نمونه ها بررسی شد. تحولات ساختاری پودرهای سنتز شده توسط آنالیز حرارتی افتراقی (DTA )، آنالیز پراش اشعه ایکس (XRD )، طیف سنج نشری پلاسمای جفت شده القایی (OES-ICP) و میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM ) مطالعه شد. علاوه براین، تاثیر دمای کلسیناسیون بر عملکرد الکتروشیمیایی نمونه ها توسط آزمون شارژ/ تخلیه و سیکل پذیری ارزیابی شد. نتایج نشان داد که بهترین عملکرد الکتروشیمیایی با ظرفیت تخلیه mAh/g 159 در جریان ثابت mA/cm2 1/0 و سیکل پذیری 95% بعد از 20 سیکل مربوط به نمونه کلسینه شده در دمای °C 850 و نسبت 1=F/O است. بهبود عملکرد الکتروشیمیایی در این نمونه با افزایش نظم کاتیونی لایه ها و هم چنین کاهش مسیر نفوذ یونی ذرات یکنواخت نانومتری قابل توجیه است.در این پژوهش، ابتدا پوشش اکسید تیتانیم متخلخل حاوی کلسیم فسفات (CaP) بر روی زیر لایه تیتانیم خالص تجاری (CP-Ti) به وسیله فرآیند اکسیداسیون میکروقوس (MAO) در ولتاژهای مختلف 300، 330 و V 360 به مدت پنج دقیقه ایجاد شد. سپس، پوشش شیشه زیست فعال 45S5 (BG) به وسیله فرآیند لایه نشانی الکتروفورتیک (EPD) بر روی زیرلایه اصلاح شده، تشکیل شد. ترکیب فازی، عوامل ساختاری، ریز ساختار و ترکیب شیمیایی میان لایه MAO ایجاد شده در ولتاژهای مختلف و پوشش BG، به ترتیب به وسیله پراش اشعه ایکس (XRD)، طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز (FT-IR)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و طیف سنجی تفرق انرژی (EDS) بررسی شد. رفتار حرارتی پوشش BG به وسیله آنالیز هم زمان گرماسنجی افتراقی (DSC) و توزین حرارتی (TG) مطالعه شد. میکروساختار به دست آمده بعد از اصلاح CP-Ti به روشMAO در ولتاژ V 360، نشان داد که لایه سطحی میکرومتخلخل TiO2 به طور گسترده ای با خوشه های به هم پیوسته هیدروکسی آپاتیت (HA) با نسبت کلسیم به فسفر نزدیک به استخوان تشکیل می شود. اندازه گیری های پلاریزاسیون پتانسیودینامیک در محلول شبیه سازی شده بدن (SBF) و آزمون ریزخراش نشان دادند که استفاده از پوشش BG بر روی CP-Ti اصلاح شده با استفاده از ترکیب روش های MAO و EPD باعث افزایش مقاومت به خوردگی و چسبندگی پوشش به زیرلایه می شود. ورق آلومینیوم 1050 تغییر شکل شدید یافته تحت فرایند اصطکاکی اغتشاشی در شرایط مختلف فرآوری بدون نانوذرات در دمای اتاق و فرآوری به همراه نانوذرات در محیط نیتروژن مایع قرار گرفت. بررسی های ریزساختاری نشان داد که پس از سه پاس فرآوری، توزیع مناسبی از نانوذرات در منطقه اغتشاش یافته حاصل می شود. هم چنین مطالعات پراش الکترون های بازگشتی (EBSD) از منطقه مذکور مبین این مساله است که در مقایسه با نمونه تغییرشکل شدید یافته و فرآوری شده بدون نانوذرات و در دمای اتاق، فرآوری به همراه نانوذرات و در محیط نیتروژن مایع از وقوع رشد دانه شدید در منطقه اغتشاش یافته جلوگیری به عمل می آورد و ساختار بسیار ریزدانه حاصل می کند. به علاوه، استفاده از نانوذرات و محیط خنک کننده تغییری در جهت گیری ترجیحی دانه ها و سازوکار تبلور مجدد در منطقه اغتشاش یافته ایجاد نمی نماید. بررسی ها حاکی از آن است که سازوکار تبلور مجدد در منطقه اغتشاش یافته، بازیابی دینامیکی و تبلور مجدد دینامیکی پیوسته می باشد و در شرایط فرآوری در محیط نیتروژن مایع، تبلور مجدد دینامیکی ناپیوسته نیز به طور محدودی اتفاق می افتد. نتایج سختی سنجی نشان داد که استفاده هم زمان محیط خنک-کننده و نانوذرات تاثیر چشمگیری بر بهبود خواص مکانیکی ناحیه اغتشاش یافته دارد.فرآیند «فعال سازی مذاب توسط کرنش (SIMA) » یک فرآیند نیمه جامد است که به منظور تشکیل ساختار گلبولی در آلیاژ ها به کار گرفته می شود. در این فرآیند، آلیاژ مورد نظر ابتدا تحت کرنش قرار می گیرد و سپس در دمای نیمه جامد به مدت مشخصی نگه داری می شود. در این پژوهش، از فرآیند SIMA برای تشکیل ساختار گلبولی در آلیاژ آلومینیوم 7075 استفاده شده و تاثیر چهار عامل مقدار کرنش، دمای اعمال کرنش، دمای نگه داری نیمه جامد (کسرحجمی مذاب) و زمان نگه داری نیمه جامد بر روی اندازه متوسط دانه ها و هم چنین ضریب شکل آن ها مورد ارزیابی قرار گرفت. به این منظور از میکروسکوپ های نوری و الکترونی روبشی (SEM) استفاده شد. نتایج نشان داد که نمی توان یک سازوکار خاص را برای گلبولی شدن دانه ها در فرآیند SIMA در نظر گرفت. بلکه با توجه به مقدار کسر حجمی مذاب و مقدار کرنش، سازوکار غالب متفاوت خواهد بود و بیشترین رقابت بین تبلور مجدد و ذوب داخلی دانه ها اتفاق می افتد. هم چنین نتایج نشان داد که در فرآیند SIMA ، درصد ازدیاد طول به طور قابل ملاحظه ای نسبت به حالت T6 افزایش می یابد در حالی که استحکام کاهش زیادی ندارد.کلید واژگان: سنتز احتراقی محلول, دمای کلسیناسیون, نسبت سوخت به اکسید کننده (F, O), پودر کاتدی LiNi0, 5Mn0, 3Co0, 2O2Abstract Single phase LiNi0.5Mn0.3Co0.2O2 compound were prepared via acid citric-nitrate combustion method. The effect of F/O= (0.5, 0.75,1 and 1.5) and calcination temperature (700, 800, 850 and 900? ) on the structural and electrochemical properties were investigated. The structural evolution was assessed by thermo gravimetric analysis/simultaneous differential thermal analysis (DTA), X-ray diffraction (XRD), inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES) and field emission scanning electron microscopy (FESEM) experiments. The electrochemical performance was evaluated by analyzing the charge/discharge profiles and cycling stability. The results show that the best electrochemical performance with 159 mAh/g discharge capacity in 0.1 mA/cm2 current density and 95% cycling stability after 20 cycles for sample of calcination temperature of 850? and F/O=1. The improved electrochemical behavior is closely connected to the reduction of the cation mixing after metal substitution and reduction of ion diffusion path for Nano particles size.In the present study, micro-arc oxidation (MAO) was first applied under the voltages of 300, 330 and 360V for 5 min to form a porous calcium-phosphate containing titanium oxide layer on CP-Ti. Subsequently, 45S5 Bioglass (BG) film was deposited on the MAO layer by electrophoretic deposition (EPD) technique. The phase, structural agents, microstructure and composition of MAO interlayer and BG film were characterized by X-ray diffraction, Fourier transform infrared spectroscopy, scanning electron microscopy and energy-dispersive X-ray spectroscopy, respectively. Thermal behavior of the as-deposited BG coating was analyzed by simultaneous differential scanning calorimetry and thermal gravimetery. The microstructure of oxidized samples showed that the micro-porous TiO2 surface layer was widely covered with interconnected HA clusters with Ca/P ratio similar to human bone after MAO treatment under 360 V. The results of potentiodynamic polarization measurements in simulated body fluid solution and micro-scratch tests depicted that the combination of MAO treatment at 360 V and EPD of BG on CP-Ti could effectively increase the corrosion resistance as well as the bonding strength between coating and substrate.The severely deformed 1050-aluminum sheet was processed by friction stir processing (FSP) at different conditions of processing without nanoparticles in the ambient temperature and with SiC nanoparticles in the liquid Nitrogen medium. Microstructural assessments indicated that the appropriate distribution of SiC nanoparticles was obtained after 3-passes of FSP. In addition, electron backscattered diffraction (EBSD) analysis manifested that using nanoparticles along with the liquid Nitrogen medium during FSP was able to prevent the intense grain growth in the stir zone which occurred in the case of FSP without nanoparticles in the ambient temperature. Neither the orientation of grains nor the mechanism of grain formation in the stir zone was different comparing two mentioned FSP conditions. The mechanism of grain formation in the stir zone was determined to be dynamic recovery (DRV) and continuous dynamic recrystallization (CDRX) phenomena. However, discontinuous dynamic recrystallization (DDRX) mechanism was also evident in the limited extent in the case of FSP with SiC nanoparticles in the liquid Nitrogen medium. The microhardness results showed that the simultaneous use of SiC nanoparticles and liquid Nitrogen medium during FSP caused to the significant improvement in the mechanical properties of the stir zone.Strain Induced Melt Activation (SIMA) process, is a semi-solid process to create globular grains in alloys. In this process, after applying a desired strain, the sample is heated up to semi-solid region and is hold for a desired time. In the present study, SIMA process was applied to form globular microstructure in 7075-Al alloy. The effects of strain value, strain temperature, semi-solid holding time and semi-solid holding temperature on the average grain size and shape factor were investigated. Optical and scanning electron microscopes were used to investigate the microstructure. The results revealed that, it is not possible to introduce a distinguished mechanism for generating the globular grains; while depending on the liquid fraction and strain value, there is a competition between recrystallization and internal melting of grains. Also, the results depicted that, in the SIMA process, the elongation would be increased with respect to T6 condition; while there is no considerable reducing in the strength.In this research, We reported a novel and facile approach to fabricate rGO nanosheet arrays on 3D porous nickel foam. A graphene layer with the sharp edges and wrinkles was obtained on nickel foam by an electrophoretic deposition (EPD).The fabricated electrodes were characterized using scanning electron microscope(FE-SEM).The GO sheets on the nickel foam was annealed at 300 ?C, 600 ?C and 900 ?C for 4 h under flow of Ar. The electrochemical activities of supercapacitors were assessed using cyclic voltammetry (CV) and charge-discharge measurements. A maximum specific capacitance of the Go annealed at 900 ?C can reach up to 148Fg-1 at a scan rate of 5mVs-1, which is higher than Go annealed at 600 ?C (115Fg-1), Go annealed at 300 ?C (72Fg-1) and Go (52Fg-1). The supercapacitor based on a GO with 900 ?C of annealing temperature showed long cycling stability with 96.1% of capacitance retention after 200 cycles.Keywords: Solution Combustion method, calcination temperature, F, O ratio, Li Ni0.5Mn0.3Co0.2 cathode powder
-
توزیع دما و تنش های پسماند در پوشش سد حرارتی سه لایه (La2Zr2O7/8YSZ/NiCrAlY) تحت یک چرخه حرارتی ترکیبی و واقعی به کمک نرم افزار تجاری اباکوس شبیه سازی شد. از تکنیک کاهش زمان حل به روش مقیاس دهی جرمی برای جلوگیری از اعوجاج بیش از حد مش-بندی، کاهش خطای عددی و واگرایی استفاده گردید. نتایج نشان داد که استفاده از روش افزایش جرم المان ها و جابجایی گره ها بصورت تطبیق پذیر باعث افزایش سرعت حل می شود که دلیل آن بزرگتر شدن نموهای حلی در فرایند است. نتایج شبیه سازی نشان داد که تنش های پسماند در منطقه پوشش محافظ و نه زیرلایه تمرکز یافته است و این به نوبه خود باعث بهبود و افزایش عمر این محصول محافظ می باشد. تحلیل عددی نشان داد که بیشترین میزان اعوجاج بصورت عمده در ناحیه پوششهای سرامیکی متمرکز شده است.کلید واژگان: پوشش سد حرارتی, تنش پسماند, شبیه سازی المان محدود, شوک حرارتیAn attempt was made to investigate the thermal and residual stress distribution in a novel three layer (La2Zr2O7/ 8YSZ/ NiCrAlY) during a real-like heating regime. The technique of reduction of solving time like mass scaling leads to a considerable reduction in running time while satisfying and not violating accuracy and converging criteria and constrains. Simulation results indicated that, most of damaging and harmful distortion and residual stress concentrate on ceramic top coats and this lead less harm and life time reduction in substrate.Keywords: Thermal barrier coating, Residual stresses, Finite element simulation, Thermal shock
-
در طی چندسال گذشته، جوامع علمی و صنعت پوشش دهی دنیا، با سطوح و پوشش های ابرآبگریز مبتنی بر پلیمر/اکسید همراه با خواص استثنایی و منحصربفرد دفع آب آشنا گشته است. فیلم های ویدئویی آنلاین، تخیلات عمومی را با استفاده از به تصویرکشیدن راه رفتن مردم از میان گودال های گل و لای بدون مرطوب یا گلی شدن کفش های تنیس آن ها و به پرواز درآمدن واقعی آب از روی سطوح پوشش داده شده نشان داده است. در این تحقیق، به مبانی پایه ای رفتار ابرآبگریز همچنین بحث و توضیح در خصوص آخرین پیشرفت ها و تحولات مربوط به فناوری های ابرآبگریزی پرداخته شده است. از آنجاییکه سطوح و پوشش های ابرآبگریز، توانایی ایجاد تغییرات پایه ای و اساسی در چگونگی واکنش آب با این سطوح را دارد و این حقیقت که زمین یک دنیای آبی است، به طور قانونی و مشروع می توان گفت که این فناوری این قابلیت را دارد تا به معنای واقعی، دنیا را تغییر دهد. در این تحقیق محدودیت ها و سوابق تاریخی مربوط به سطوح و پوشش های ابرآب گریز، مورد توجه قرار گرفته است. از سوی دیگر، تحولات و پیشرفت های موجود در فناوری های سطوح و پوشش های ابرآبگریز در قالب چهار وجه مختلف از تحقیقات پایه ای هدایت شده مربوط به ساختارهای ابر آب گریز در دانشگاه ها، آزمایشگاه های ملی و مراکز تحقیقاتی مختلف آغاز و به وجه چهارم آن یعنی توسعه قابلیت تجاری (پایداری) لایه های نازک نوری ابر آب گریز ارائه می گردد. در پایان نیز کاربردهای مختلف سطوح و پوشش های ابرآبگریز مورد اشاره قرار گرفته است.کلید واژگان: پوشش های ابرآبگریز, آبدوست, ضد خوردگی, ضد رسوب دهی زیستی
-
در این پژوهش اتصال آلیاژ V4-Al6-Ti به فولاد زنگ نزن 410 با استفاده از سه فلز پرکننده مختلف پایه نقره، پایه نیکل و پایه تیتانیوم با استفاده از عملیات لحیم کاری سخت در شرایط خلا مورد بررسی قرار گرفته است. برای دست یابی به فاصله توقف بهینه، عملیات لحیم کاری در سه فاصله توقف 02/0، 04/0 و 06/0 میلی متر انجام شد. بعد از انجام عملیات لحیم کاری اتصال ها از لحاظ استحکام و سختی مورد بررسی قرار گرفت. اندازه گیری استحکام اتصالات لحیم شده نشان می دهد که اتصالات ایجاد شده با فلز پرکننده پایه تیتانیوم در فاصله توقف 02/0 میلی متر، دارای استحکام 5/149 مگاپاسکال است که حداکثر استحکام را نسبت به سایر نمونه های لحیم شده دارد.
کلید واژگان: لحیم کاری سخت, آلیاژ تیتانیوم, V4, Al6, Ti, فولاد زنگ نزن 410, فاصله توقفIn this research، Ti-6Al-4V alloy was brazed with 410 stainless steel by three different filler metals as silver-base، nickel-base، and titanium-base alloys. In order to obtain optimum clearance، brazing was done in three different clearances of 0. 02، 0. 04 and 0. 06 mm. Also، the strength and hardness of the brazing zone were investigated. The results of shear strength showed that the brazed samples with titanium-base alloy at the clearance of 0. 02 mm had the maximum strength among the different samples which was 149. 5 MPa.Keywords: Brazing, Titanium alloy, Ti, 6Al, 4V, 410 stainless steel, Clearance -
This paper describe a study on atmospheric corrosion of special Pd-Ag alloy (Ag- 5%Pd- 2.5%Cu) in four gaseous environments contain air and CO2,SO2,H2S and NO2 in two temperature 25˚Cand 50˚C and four relative humidity (40%,60%,80% and 100%). Design of experiment was performed with Minitab15 software using taguchi method L16. The product composition was investigated with XRD low angle (grazing) and factsage software also used for simulating the reaction condition. Gloss meter tests were performed to samples to find the tarnish effect of the gasses. It was found that SO2 had the most and CO2 had the least corrosive effect on samples. With increasing in time and temperature corrosion was increased. And finally the most tarnishing gas was H2S and the least effect was from CO2.Keywords: Atmospheric corrosion, Tarnishing, Ag, Pd alloys, Taguchi design of experiment
-
بررسی رفتار خوردگی آلیاژ حافظه دار نیکل- تیتانیم در محیط های فیزیولوژیکی شبیه سازی شده با بدن برای کاربردهای پزشکیامروزه آلیاژهای حافظه دار نیکل- تیتانیم به دلیل برخورداری از ویژگی هایی نظیر زیست سازگاری بسیار خوب، مقاومت به خوردگی بالا، رفتار ابرکشسان و حافظه داری، در صنعت پزشکی بسیار مورد توجه اند. در آلیاژهای نیکل- تیتانیم لایه سطحی غیرفعال اکسید تیتانیم از آزاد شدن نیکل به محیط جلوگیری می کند، با این حال وجود درصد بالای نیکل در این آلیاژها و حالت پایداری لایه سطحی غیرفعال موضوعی است که نظر محققان را به خود جلب کرده است. در این تحقیق رفتار خوردگی آلیاژ حافظه دار دوتائی نیکل- تیتانیم تولید شده با ترکیب اسمی %50.7 اتمی نیکل پس از انجام عملیات همگن کردن در 1050oC به مدت 24 ساعت مورد بررسی قرار گرفت. آزمون های الکتروشیمیایی پتانسیو دینامیک و پتانسیو استاتیک در دو محیط فیزیولوژیکی شبیه سازی شده با محیط بدن (محلول نمک طعام 0.9% وزنی و محلول رینگر) روی این آلیاژ انجام شد. پس از آزمون های خوردگی بررسی های ریزساختاری به وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی انجام گرفت. نتایج حاصل از جذب اتمی محلول باقیمانده از آزمایش پتانسیواستاتیک نشان داد که نیکل رها شده از این آلیاژ بسیار کمتر از میزان مجاز است. نتایج آزمایش های پتانسیو دینامیک میزان خوردگی حفره ای بیشتری در محلول رینگر نسبت به محلول نمک طعام 0.9% وزنی نشان دادند، ولی مشاهدات آزمون های پتانسیو استاتیک حاکی از آن است که میزان خوردگی حفره ای در محلول نمک طعام 0.9% وزنی نسبت به محلول رینگر بیشتر است.کلید واژگان: آلیاژ حافظه دار نیکل, تیتانیم, پتانسیواستاتیک, پتانسیودینامیک, آزاد شدن نیکل, محلول نمک طعام, محلول رینگرCorrosion Behavior Of Shape Memory Ni-Ti Alloys In The Physiological Environment Simulated By Body Fluids For Medical ApplicationNi-Ti shape memory alloys display unique properties such as high corrosion resistance, biocompatibility, super elasticity and shape memory behavior. They also are suitable materials for medical applications. In spite of high Ni content (above 50%) of Ni-Ti shape memory alloys, these materials represent good biocompatibility due to formation of Titanium oxide (TiO2) passive layer. Although TiO2 passive layer in these alloys can prevent releasing nickel to the environment, high nickel content and stability of passive layer in these alloys are very debatable subjects. In this study a Ni-Ti shape memory alloy with nominal composition of 50.7 atom% Ni was produced by vacuum induction melting (VIM) process. Homogenization treatments of samples were performed at 1050C for 24 hours. Microstructure and chemical composition of specimens were analyzed. Electrochemical tests were performed in two physiological environments of Ringer solution and NaCl 0.9% solution. In order to determine the amount of released Ni, the solution after potentiostatic tests was analyzed by atomic absorption spectroscopy. The samples after corrosion tests were investigated using Scanning Electron Microscopy (SEM). Furthermore corrosion products were analyzed by X-Ray Diffraction (XRD). Results indicate that the breakdown potential of the Ni-Ti alloy in NaCl 0.9% solution is higher than that in ringer solution. Topographical evaluations show that corrosion products are nearly the same in all samples.Keywords: Ni-Ti Shape Memory Alloy, Potentiostatic, Potentiodynamic, Nickel Release, Nacl, Ringer Solution
-
در راستای افزایش طول عمر لوله ی توپ، دقت شلیک و سهولت تولید، دانش کافی در مورد مکانیسم های فرسایش لوله ی توپ وجود دارد. مکانیسم های فرسایش لوله ی توپ به انواع شیمیایی، حرارتی و مکانیکی طبقه بندی می شوند. این سه مکانیسم، موجبات فرسایش لوله ی توپ و تخریب زودرس آن را فراهم می نمایند. واکنش های کربوریزاسیون و اکسیداسیون در سطح لوله و نفوذ گونه های گازی ناشی از احتراق پیشرانه ها به درون بدنه ی لوله ی توپ و ایجاد واکنش های زیرسطحی، از جمله واکنش هایی هستند که در حین مکانیسم شیمیایی اتفاق می افتند. فرسایش حرارتی به دلیل تغییرات فازی سطح لوله شامل نرم شدن و ذوب شدن، اتفاق می افتد که ضمن آن، در اثر انبساط و انقباض ناشی از چرخه ی حرارتی، سطح لوله ترک می خورد. فرسایش مکانیکی، ممکن است در اثر برخورد مستقیم جریان ذرات گاز و جامد به سطح لوله اتفاق بیافتد. عمل مشترک جریان، کنده و جدا شدن مواد3 به وسیله کمربند گلوله و افزایش ترک، به واسطه ی چرخه ی بالستیکی فشار نیز می تواند در این مکانیسم، دخیل باشد.
کلید واژگان: فرسایش, لوله توپ, پیشرانه, فرسایش شیمیایی, فرسایش حرارتی, فرسایش مکانیکی, مکانیسم های فرسایش -
در تحقیق حاضر، تاثیر عملیات حرارتی پیرسازی در زمان ها و دماهای مختلف بر سختی و ریزساختار نایتینول 60 (آلیاژ نیکل- تیتانیم با 60 درصد وزنی نیکل) مورد بررسی قرار گرفته است. نمونه ها پس از کارگرم، در دمای 1100 درجه سانتی گراد به مدت 6 ساعت تحت عملیات آنیل انحلالی قرار گرفته اند. سپس در دماهای بین 400 تا 900 درجه سانتی گراد و بین 30 تا 480 دقیقه پیرسازی شده اند. نتایج این بررسی نشان می دهد که با افزایش زمان پیرسازی در دمای ثابت تغییر محسوسی در سختی نمونه ها مشاهده نمی شود. ولی در زمان ثابت، با افزایش دمای پیرسازی ابتدا سختی افت کرده و سپس رو به افزایش می گذارد. این نتیجه در مورد تمامی زمان های پیرسازی صادق می باشد. در دمای ثابت با افزایش زمان پیرسازی رسوب های ایجاد شده در ساختار درشت می شوند. با افزایش دمای پیرسازی اندازه رسوبات ابتدا زیاد شده و سپس کاهش می یابد.
کلید واژگان: نایتینول 60, دمای پیرسازی, زمان پیرسازی, سختی -
پوشش های طلا به خاطر کاربرد حساس و همچنین ملاحظات اقتصادی، بایستی از سختی و مقاومت سایشی بالایی برخوردار باشند. در این پژوهش با به کارگیری حمام اسیدی طلا، ذرات الماس 5 نانومتری به همراه کبالت و طلا روی زیر لایه مس رسوب همزمان کرده و یک پوشش کامپوزیتی با مقاومت سایشی و سختی بالا ایجاد شده است که می تواند در پوشش دهی تجهیزات مورد استفاده در صنایع الکترونیک و مصارف تزئینی به کار آید. نتایج آزمون میکروسختی و آزمون سایش روی نمونه های تولیدی نشان می دهند که با افزایش میزان نانو ذرات الماس در حمام، میکروسختی و مقاومت سایشی این پوشش ها نسبت به پوشش آلیاژی طلا- کبالت به طور محسوسی افزایش یافته است؛ به طوری که حضور 12 گرم بر لیتر نانو الماس در حمام موجب افزایش 25 درصدی میکروسختی نسبت به پوشش آلیاژی طلا- کبالت شده است. افزون بر این، مقاومت سایشی پوشش به دست آمده 4 برابر پوشش آلیاژی طلا- کبالت می باشد.
کلید واژگان: آبکاری الکتریکی, پوشش آلیاژی طلا کبالت, مقاومت سایشی, میکروسختی, نانو ذرات الماسDue to economic reasons as well as specifications required for different applications, high hardness together with good erosion resistance is required for gold coatings. In this research nano sized diamond particles together with cobalt and gold were code posited on copper substrate. This composite coating could be used for electrical and decorative applications. The results show that micro hardness and wear resistance of gold - cobalt coating increases with the content of nano diamond particles in coating electrolyte. Addition of 12 g/l nano diamond to the electrolyte increases the coating hardness and wears resistance to about 25% and 400% compared with the nano- diamond content. -
در این پژوهش تاثیر پیرسازی در محدوده دمایی °C850–550 به مدت 1 تا 100 ساعت بر ریزساختار، خواص کششی و رفتار شکست ضربه فلز جوش فولاد زنگ نزن آستنیتی 316L مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور از روش هایی شامل بررسی های متالوگرافی، اندازه گیری فریت دلتا توسط فریتوسکوپ، و بررسی های شکست نگاری استفاده شده است. بر اساس نتایج به دست آمده با افزایش دما و زمان پیرسازی، انحلال فریت دلتا، تشکیل شبکه بهم پیوسته فاز سیگما، و پیشروی کروی شدن در ریزساختار مشاهده می شود. تغییرات ساختاری فوق موجب القای نوعی انتقال در رفتار شکست از نرم به ترد می شوند که کاهش شدید کرنش شکست و انرژی ضربه شارپی را تا 90% به دنبال داشته و در مورفولوژی های خاصی مانند موزاییکی و دیمپلی ترد بر روی سطوح شکست نمود می یابند. پیامدهای رفتار فوق در ارتباط با انتخاب دمای مناسب عملیات تنش زدایی از طریق تقسیم پنجره عملیات پیرسازی به سه ناحیه مورد بحث قرار گرفته است.
کلید واژگان: پیرسازی, خواص مکانیکی, فلز جوش, فولاد زنگ نزن آستنیتی 316 کم کربن
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو می‌شود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشته‌های مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته می‌توانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که می‌خواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.
©2000-2024 magiran.com All Rights Reserved.