فهرست مطالب نویسنده:
امیر حسین جباری مستحسن
-
منیزیم و آلیاژهای آن به دلیل دارا بودن مدول الاستیسیته مشابه با استخوان و همچنین ویژگی های زیست سازگاری و زیست تخریب پذیری، کاربردهای گسترده ای در صنایع پزشکی و ساخت ایمپلنت های جذبی پیدا کرده اند. از طرفی بکارگیری ایمپلنت های منیزیمی با ساختار متخلخل می تواند سبب رشد نرخ جایگزینی استخوان به جای ایمپلنت جذبی گردد. با اضافه نمودن ذرات تقویت کننده هیدروکسی آپاتیت به منیزیم و آلیاژهای آن، می توان خواص مکانیکی و خوردگی آن را نیز بهبود بخشید. در این مقاله اثر اندازه پودر منیزیم در استحکام فشاری بایوکامپوزیت متخلخل منیزیم-هیدروکسی آپاتیت مورد مطالعه قرار گرفته است. نمونه های منیزمی و کامپوزیتی غیر متخلخل و متخلخل با درصد تخلخل حجمی 24% و 58% با استفاده از روش متالورژی پودر ساخته شده اند. برای این منظور دو نوع پودر منیزیم با اندازه های متفاوت µm 63 و µm 250، ذرات تقویت کننده هیدروکسی آپاتیت و ذرات آمونیوم بی کربنات بعنوان فاصله دهنده بکار گرفته شد. نتایج آزمون فشار تک محوره نشان داد استحکام تمامی نمونه های خالص و کامپوزیتی که با پودرهای منیزیمی به اندازه µm 63 ساخته شده اند نسبت به نمونه های ساخته شده با پودر µm 250 تا میزان 103% بیشتر است. همچنین در تمامی تخلخل های بررسی شده کامپوزیت ها در مقایسه با نمونه های خالص استحکام فشاری بالاتری از خود نشان می دهند.کلید واژگان: پودر منیزیم, بایوکامپوزیت منیزیم, هیدروکسی آپاتیت, اندازه پودر, ساختار متخلخل, استحکام فشاریMagnesium and its alloys have found a wide range of applications in medical industry and manufacturing of absorbable bio-implants because of having a modulus of elasticity similar to bone as well as having biocompatibility and biodegradability characteristics. Moreover, employing magnesium implants with a porous structure can lead to an increase in the rate of bone replacement instead of the initial absorbable implant. On the other hand, by adding hydroxyapatite reinforcing particles to magnesium and its alloy, their mechanical properties and corrosion resistance may be improved. In this paper, the effect of magnesium particle size on compressive strength of Mg/hydroxyapatite porous bio-composites has been studied. The magnesium and composite specimens with non-porous and porous (with a volume porosity of 24% and 58%) structures were produced using powder metallurgy method. For this purpose, two types of magnesium powder with particle sizes of 63 µm and 250 µm, hydroxyapatite particles as reinforcement, and ammonium bicarbonate particles as space holder, were used. The results of the uniaxial compressive tests revealed that the strength of all the pure and composite specimens fabricated by 63 µm powder has improved up to 103%, compared to those of the specimen fabricated by 250 µm powder. In addition, for both amounts of volume porosity, the composites offer a higher compressive strength than that of the pure specimens.Keywords: magnesium powder, Bio-composite, Mg, Hydroxyapatite, particle size, Porous Structure, Compressive strength
-
امروزه استفاده از مواد با ساختار هدفمند به دلیل ویژگی های منحصربه فرد این گونه مواد در ارائه خواص چندگانه و گاهی متضاد در یک حجم ماده، کاربردهای متنوعی در صنایع مختلف به خصوص صنایع هوافضا، توربوماشین ها، صنایع پوشش دهی و... پیدا کرده است. هدف این مقاله تولید ورق هدفمند کامپوزیت پایه آلومینیومی با تقویت کننده SiC و با استفاده از روش متالورژی پودر و نورد گرم میباشد. بدین منظور مقدار تقویت کننده در راستای ضخامت به صورت پله ای از مقدار صفرتا چهار درصد حجمی تغییر نموده است. نمونه ها در 4 مرحله شامل آسیابکاری مکانیکی، گاز زدایی، فشرده سازی سرد و تف جوشی تهیه شده وسپس تا سه مرحله نورد گرم بر روی آنها انجام پذیرفته است. نحوه توزیع ذرات تقویت کننده در فاز ماتریس با استفاده از میکروسکوپ نوری مورد بررسی قرار گرفته است . بعلاوه خواص مکانیکی نمونه ها شامل سختی، استحکام کششی و خمشی آنها اندازه گیری و گزارش شده است. در نهایت نیز سطح شکست نمونه های آزمون کشش و خمش با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد توجه قرار گرفته است. مطابق تصاویر به دست آمده از ریزساختار نمونه ها، ذرات تقویت کننده توزیع قابل قبولی در فاز ماتریس دارند. همچنین نتایج نشان دهنده افزایش سختی و استحکام، با افزایش ذرات تقویت کننده و افزایش تعداد مراحل نورد است. بعلاوه مکانیزیم اصلی شکست در لایه آلومینیوم خالص ایجاد و رشد ترک بین ذرات پودر اولیه آلومینیوم است، در حالی که مکانیزم غالب در نمونه کامپوزیتی جدایش در سطح مشترک دو فاز و ایجاد ترک بعلت تجمع محدود ذرات تقویت کننده می باشد.کلید واژگان: ورق با ساختار هدفمند, کامپوزیت پایه فلزی, خواص مکانیکی, متالورژی پودر, نورد گرمNowadays, functionally graded materials have different applications in various industries, such as Aerospace industry, turbomachinery, coating industry, etc., due to their unique ability in providing multiple and sometimes opposite properties in a material volume. The purpose of this paper is to fabricate functionally graded material sheet of aluminum based composite with SiC reinforcing particles, using powder metallurgy and hot rolling methods. In this regard, the amount of reinforcement in the direction of thickness has been changed from the value of 0 to 4 weight percent. The samples were prepared in four steps including ball-milling, degassing, cold pressing and sintering, and then were hot-rolled up to three passes. The distribution of the reinforcing particles in the matrix phase was evaluated using optical microscope. Furthermore, the mechanical properties of the FGM samples including their hardness, tensile strength and flexural strength were measured and reported. Finally, the fracture surfaces in the tensile and flexural tests were observed using scanning electron microscope (SEM). According to the images obtained from the microstructure of the samples, the reinforcing particles have an acceptable distribution in the matrix phase. Also, the results indicate that the hardness and strength are enhanced by increasing reinforcing particles and the number of rolling passes. In addition, the main fracture mechanism in pure aluminum layer is the initiation and propagation of cracks between initial aluminum powder particles, while separation of two phases in the matrix-reinforcement interface and small SiC particle agglomerations are responsible for crack initiation in the composite layers.Keywords: FGM Sheet, Metal Matrix Composite, Mechanical properties, Powder Metallurgy, Hot Rolling
-
منیزیم و آلیاژهای آن به عنوان سبک ترین فلز تجاری با نسبت استحکام به چگالی بسیار بالا، مورد توجه روزافزون قرار گرفته است. بااینحال، خواص نامطلوبی از قبیل سختی و مقاومت سایشی پایین، سبب محدودیت در کاربرد های این فلز منحصربه فرد شده است. تبدیل منیزیم به کامپوزیت پایه منیزیمی علاوه بر افزایش استحکام، سبب بهبود میزان سختی و مقاومت به سایش می گردد. از آنجا که تبدیل کامل یک قطعه فلزی به کامپوزیت ممکن است سبب تردی و همچنین افزایش هزینه های تولید شود، ایجاد کامپوزیت سطحی می تواند به عنوان راهکاری مناسب مورد توجه قرارگیرد. در این مقاله با استفاده از فرآیند نورد گرم و لایه واسطی از فلز روی، یک لایه کامپوزیت سطحی پایه منیزیمی (تهیه شده به روش ریخته گری هم زنی) به زیرلایه منیزیمی اتصال داده شده و ورق منیزیمی با پوشش کامپوزیتی تهیه گردیده است. استفاده از این روش می تواند سبب تولید ورق های منیزیمی با لایه کامپوزیت سطحی با سرعت تولید بالاتر و هزینه کمتر شود. لایه روی استفاده شده علاوه بر اتصال دو لایه به یکدیگر، سبب حفاظت سطح آن ها از اکسیداسیون در طول فرآیند نورد گرم شده و نیاز به استفاده از اتمسفر کنترل شده را برطرف می نماید. نتایج نشان دهنده ایجاد اتصالی مناسب بین کامپوزیت سطحی و زیرلایه منیزیمی می باشد. طبق آزمون میکروسختی، مقدار سختی در کامپوزیت سطحی نسبت به لایه منیزیمی در سطح مقطع نمونه 23% و بر روی سطح آن حدود 52% افزایش یافته است. همچنین مقاومت به سایش در لایه کامپوزیتی نسبت به زیرلایه منیزیمی بهبود قابل توجهی به میزان 43% داشته است. نرخ سایش نیز در لایه کامپوزیتی با کاهش مواجه شده است.کلید واژگان: منیزیم, کامپوزیت پایه منیزیمی, کامپوزیت سطحی, نورد گرم, سختی, آزمون سایشNowadays, there is an increasing demand for magnesium and its alloys as the lightest commercial metal with a high strength to density ratio. Nevertheles, afew undesirable properties, such as low hardness and poor wear resistance, have limited the applications of this exclusive metal. Fabrication of magnesium matrix composite could improve hardness and wear resistance in addition to strength increasing. Since converting all of a metal piece to composite could make it more brittle and increase the costs, fabrication of surface composite could be a solution. In this paper, a magnesium sheet with a surface composite has been fabricated by applying warm rolling process. Indeed, a layer of magnesium matrix composite (which has been fabricated by stir-casting) has been conjoined to a magnesium substrate layer using a zinc interlayer. This method could increase the production speed and decrease the costs. In addition to the connection of two layers together, the zinc interlayer would preserve the surfaces of the layers from oxidation without using any controlled atmosphere. The results show a proper connection between the surface composite and the substrate. According to the microhardness results, the hardness of surface composite increased about 23% and 52% in the cross-section and the surface, respectively. Moreover, wear resistance of surface composite improved about 43% in comparison to magnesium substrate. Also, wear rate decreased in the surface composite.Keywords: Magnesium. Magnesium matrix composite, Surface composite, Hot Rolling, Hardness, Wear test
-
عایق های حرارتی چندلایه از قرارگیری لایه های متوالی مواد عایق متخلخل و سپرهای تشعشعی در کنار یکدیگر ایجاد شده و در دماهای بالا و نیز شرایط برودتی مورد استفاده قرار می گیرند. در این نوع عایق ها، انتقال حرارت می تواند به سه حالت هدایتی، جابجایی و تشعشعی وجود داشته باشد. اما زمانی که چگالی مواد عایق متخلخل بیش تر از kg/m^3 20 باشد، انتقال حرارت جابجایی قابل چشم پوشی است. در این مقاله خواص مربوط به سپرهای تشعشعی از جمله ضخامت، ضریب صدور، تعداد و فاصله ی سپرهای تشعشعی مورد بررسی و بهینه سازی قرار گرفته است. جهت بررسی تاثیر خواص مذکور بر ضریب هدایت حرارتی موثر عایق چندلایه، از کد نرم افزاری نوشته شده استفاده گشته و نتایج با دیگر پژوهش های انجام گرفته در این زمینه مقایسه شده است. همچنین بهینه سازی پارامترها با استفاده از روش پاول انجام پذیرفته است. نتایج نشان دهنده آن است که مقدار ضریب صدور سپرهای تشعشی و نیز نحوه چیدمان آنها تاثیر بسزایی در مقدار ضریب هدایت حرارتی موثر عایق چندلایه دارد. همچنین در رابطه با فواصل بهینه سازی شده بین سپرهای تشعشعی، مشاهده گردید که با فاصله گرفتن از ناحیه گرم عایق (در جهت انتقال حرارت)، فاصله ی بهینه بین سپرها نیز بیش تر می شود.کلید واژگان: عایق حرارتی چندلایه, سپر تشعشعی, عایق متخلخل, بهینه سازیMulti-layer thermal insulations are fabricated by locating consequtive porous insulation and radition shields, which could be used at high temperature and cryogenic applications. In this type of insulations, different heat transfer methods such as conduction, convection and radiation would be occurred, although by using high density insulation (more than 20 kg/m^3 ), convection could be neglected. In this paper, radiation shiels parameters such as thickness, emissivity, distance and number of screens are studied and optimized. For investigating the effect of these parameters on effective thermal conductivity of multi-layer thermal insulation, a mathematical code has been improved in EES software. Then, the obtained results have been validated by another study. Moreover, Powell method has been applied in order to optimize the parameters. The results show that the amount of shield emssivity and shields arrangement have the most impact on the effective thermal conductivity of multi-layer thermal insulations. Also, the optimized distances between radiation shields indicate that this distance increased in the direction of heat transfer.Keywords: Multi-Layer Thermal Insulation, Radiation Shield, Porous Insulation, Optimization
-
در تقویت مخازن تحت فشار همواره سعی بر افزایش مقاومت مخزن در مقابل کاهش وزن آن بوده است. بدین منظور، روش سیم پیچی از روش های موثر جهت افزایش نسبت استحکام به وزن مخازن با ایجاد تنش پسماند منفی در جداره می باشد که سبب افزایش ایمنی نیز می گردد. هدف این مقاله، بررسی تحلیلی و عددی تاثیر مقاوم سازی مخازن جدار نازک CNG نوع 2 با استفاده از عملیات سیم پیچی می باشد. در این مقاله، ابتدا اهمیت و اصول روش سیم پیچی ذکر می گردد. سپس با استفاده از حل تحلیلی، بیشترین فشار داخلی ممکن برای تسلیم همزمان یک نمونه مخزن CNG و سیم پیچ آن برای 1 تا 5 لایه سیم پیچی بر اساس معیار ترسکا به دست آورده می شود. بعد از آن، مسئله به کمک نرم افزار المان محدود شبیه سازی و تحلیل شده و در انتها نتایج با حل تحلیلی مقایسه می گردد. نتایج نشان دهنده آن است که در تقویت مخازن آلومینیومی به کمک 5 لایه سیم پیچی، می توان نسبت حداکثر فشار به وزن را در مقایسه با مخازن تمام فلزی تا میزان 3/55% افزایش داد. همچنین، حداکثر خطای موجود در این حالت بین نتایج تحلیلی و عددی در حدود 3% می باشد.
کلید واژگان: سیم پیچی, مخزن CNG, تقویت مخازن, تحلیل تنشIncrease of strength to weight ratio is one of the main aims in pressure vessel reinforcement. Wire-winding is a safe technique which can be used to reinforce pressure vessels by introducing compression prestress. The purpose of this paper is analytical and numerical investigation of reinforcement effect on CNG vessels by using wire-winding technique. This process increases working pressure to weight ratio in aluminum vessels wound by steel wire in comparison to full-steel vessels. In this work, first, the wire-winding method was explained. Next, by considering synchronic yield in the CNG vessel and number of wire layers, maximum internal pressure is calculated. For this purpose, an analytical solution based on Tresca yield criteria is used. Then, the problem is simulated by finite element software. Finally, the obtained results are compared with the analytical results. It is shown that in reinforcement of aluminum vessel by winding five layers, the maximum ratio of working pressure to weight can increase 55% in comparison with full-steel vessels. Also, maximum error between analytical and numerical results was about 3%.Keywords: Wire, winding, CNG vessel, Vessel reinforcement, Stress analysis
بدانید!
- 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.