علی شکوه فر
-
هدف از این پژوهش، مقایسه اثر درصد گرافیت (5-0 درصد وزنی) بر خواص مکانیکی و سایشی نانوکامپوزیت زمینه آلومینیوم است. ساخت نمونه های بالک به روش آسیاکاری/ پرس گرم (دمای °C 420، فشار MPa 400، زمان h 1 ( انجام شد. با توجه به نتایج به دست آمده در این پژوهش، افزودن گرافیت به زمینه آلومینیوم تاثیر چشمگیری در بهبود خواص سایشی زمینه آلومینیوم ایجاد کرده است. بهترین عملکرد سایشی مربوط به نمونه کامپوزیت حاوی 5 درصد وزنی گرافیت بود که به میزان 62 درصد کاهش در نرخ سایش و 5/2 مرتبه کاهش در ضریب اصطکاک را نسبت به نمونه آلومینیوم تقویت نشده نشان داد. با وجود اینکه افزایش درصد گرافیت در محدوده 5-0 درصد وزنی بصورت پیوسته باعث بهبود در رفتار سایشی کامپوزیت می شود، ولی افت همزمان خواص مکانیکی (سختی و استحکام فشاری) و چگالی کامپوزیت در نمونه های حاوی گرافیت مشاهده شد.
کلید واژگان: کامپوزیت زمینه آلومینیوم, گرافیت, سایش, خواص مکانیکیThis study aims to compare the effect of graphite content (0–5 wt.%) on the mechanical and tribological properties of aluminum matrix nanocomposites. The bulk samples were prepared by the mechanical milling/hot pressing (temperature 420 °C/ pressure 400 MPa/ time 1h) process. According to the obtained results in this work, the addition of graphite to an aluminum matrix significantly improves the wear properties of aluminum (wear rate and coefficient of friction). The best wear performance was obtained with the sample containing 5wt.% graphite, which showed a 62% reduction in the wear rate and a 2.5-fold reduction in coefficient of friction compared to the unreinforced aluminum sample. Although increasing the amount of graphite in the range of 0-5 wt.% leads to a continuous improvement in the wear behavior of the composite material, it results in a simultaneous deterioration of the mechanical properties (hardness and compressive strength) and the density of the Aluminum- Graphite composites.
Keywords: Aluminum Matrix &Lrm, Composite, Graphite, Wear, Mechanical Properties -
کامپوزیت های زمینه پلیمری به دلیل سبکی، و استحکام و سفتی ویژه بالا از پرکاربردترین انواع کامپوزیت ها هستند. کامپوزیت های تقویت شده با الیاف از مهمترین کامپوزیت ها هستند و الیاف بازالت یکی از انواع الیاف معدنی مهمی است که در زمینه پلیمری استفاده می شود. در این پژوهش، اثر افزودن ذرات سیلیکا فیوم (که تاکنون در کامپوزیت های پایه پلیمری تقویت شده با الیاف استفاده نشده است) بر خواص مکانیکی کامپوزیت های اپوکسی- الیاف بازالت تحت بارگذاری های خمش و کشش مورد مطالعه قرار گرفت. ذرات سیلیکا فیوم با سیلان اصلاح سطحی شده و سپس با درصدهای مختلف (2، 4 و 6 درصد وزنی) با استفاده از همزن مکانیکی و امواج التراسونیک داخل زمینه اپوکسی توزیع شدند. برای ساخت نمونه های کامپوزیتی از روش لایه گذاری دستی استفاده شد. نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که با افزودن ذرات سیلیکا فیوم، بیشترین میزان بهبود در خواص استحکام و مدول کششی، و همچنین استحکام و مدول خمشی مربوط به نمونه حاوی 4 wt.% سیلیکا فیوم به ترتیب برابر با 22، 34، 27 و 40 درصد بهبود نسبت به نمونه فاقد سیلیکا فیوم بوده است. از طرفی نتایج آزمون های مکانیکی و بررسی ریزساختاری پس از شکست نشان داد که بهبود فصل مشترک بین الیاف و زمینه در نتیجه توزیع مناسب این ذرات داخل زمینه تاثیر بسزایی در بهبود خواص مکانیکی دارد. همچنین توزیع نامطلوب این ذرات منجر به افت خواص مکانیکی در بارگذاری های مختلف می شود.
کلید واژگان: کامپوزیت زمینه پلیمری, الیاف بازالت, سیلیکا فیوم, اصلاح سطحی, خواص مکانیکیPolymer matrix composites are one of the most widely used types of composites due to their lightness, and special strength and stiffness. Fibers-reinforced composites are the most important composites, and basalt fibers are one of the important types of mineral fibers that are used in the matrix of polymers. In this research, the effect of addition of silica fume particles (which has not been used in fibers reinforced polymer composites) on the mechanical properties of basalt fibers-epoxy composites under bending and tensile loadings was studied. The silica fume particles are surface modified with silane and then with different percentages (2, 4 and 6 wt.%) were distributed inside the epoxy matrix using a mechanical stirrer and ultrasonic waves. Hand lay-up method was used to make composite samples. The results of this research showed that with the addition of silica fume particles, the greatest improvement in the properties of the tensile strength and modulus, as well as the bending strength and modulus of the sample containing 4 wt.% silica fume is 22, 34, 27 and 40% respectively in compared to the sample without silica fume. On the other hand, the results of mechanical tests and microstructural examination after failure showed that the improvement of the interface between the fibers and the matrix as a result of the proper distribution of these particles inside the matrix has a significant effect on improving the mechanical properties. Also, the unfavorable distribution of these particles leads to the loss of mechanical properties under different loadings.
Keywords: Polymer matrix Composites, Basalt fibers, Silica fume, Surface modification, Mechanical properties -
در این تحقیق هدف سنتز نانوکامپوزیتی با خاصیت فتوکاتالیستی بالا و قابلیت جدایش مغناطیسی به ترتیب به منظور تخریب آلاینده آلی و استفاده مجدد است. بدین ترتیب نانوکامپوزیت سولفیدروی-اکسیدآهن دوپ شده با یوروپیوم با روش سونوشیمی سنتز شد که روشی آسان و کم هزینه است. فتوکاتالیست بعد از آماده سازی با روشهای آنالیز پراش سنجی پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی (FE-SEM)، طیف سنجی پراکندگی انرژی پرتو ایکس (EDS)، طیف سنجی فوتولومینسانس (PL)، طیف نورسنج UV ارزیابی شد. قابلیت جدایش مغناطیسی فتوکاتالیست در حضور آهنربا بررسی شد و درصد بالایی از فتوکاتالیست جذب آهنربا شد، بنابراین قابلیت استفاده مجدد امکانپذیر میباشد. عملکرد فتوکاتالیستی در حضور نانوکامپوزیت سنتز شده برای تخریب رنگ ردامین-بی تحت نور UV-C و مریی بررسی شد، نتایج بازده تخریب 81% و 78% به ترتیب در حضور لامپ UV-C بعد از 3 ساعت تابش و لامپ مریی بعد از 1 ساعت تابش را نشان داد. به علاوه آزمایش پایداری و استفاده مجدد نشان داد که نانوکامپوزیت همچنان بعد از 3 سیکل ظرفیت فتوکاتالیستی خود را حفظ میکند.کلید واژگان: نانوکامپوزیت, فتوکاتالیست, دوپنت یوروپیوم, اکسیدآهن, سولفیدرویThe purpose of this research is synthesis of nanocomposite with high photocatalyst property and magnetic separation ability in order to degradation of organic pollutants and reusability, respectively. Therefore, Eu doped ZnS - Fe3O4 nanocomposite is synthesized via sonochemical method which this method is easy and low cost. The synthesized photocatalyst is investigated with X-ray Diffraction Pattern (XRD), Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS), Photoluminescence Spectroscopy (PL), UV-Vis Spectrophotometry. As a consequence of testing the capability of magnetic separation, the high amount of photocatalyst attracted by the magnet guarantees the property of recyclability. Photocatalytic application in presence of synthesized nanocomposite for degradation of Rhodamine-B dye under UV-C and visible lamp is studied and results showed 81% and 78% degradation efficiency under UV-C lamp for 3 hours and visible lamp for 1 hour, respectively. In addition, stability and reuse investigation showed that the nanocomposite still remains its photocatalytic capacity after 3 cycles test.Keywords: nanocomposite, Photocatalyst, Eu dopant, Iron Oxide, Zinc sulfide
-
در این تحقیق نانوکامپوزیت هیبریدی زمینه آلومینیوم با استفاده از نانوذرات دی سولفید تنگستن و نانولوله کربنی ساخته شد. مخلوط سازی پودرها در حلال استن و با استفاده از آلتراسونیک انجام شد سپس ذرات هیبریدی و پودر آلومینیوم تحت آسیاکاری مکانیکی قرارگرفتند و با استفاده از پرس گرم پودر نهایی فشرده سازی و نانوکامپوریت هیبریدی ساخته شد. بررسی میکروساختاری نمونه ها با استفاده از میکروسکوب نوری (OM) و میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) انجام شد. نتایج نشان داد فازهای تقویت کننده به نحو مطلوبی بر روی ذرات فلیکی آلومینیوم جذب شده اند، توزیع مناسبی از ذرات تقویت کننده در زمینه وجود دارد و تقویت کننده ها ساختار خود را در فاز زمینه حفظ کرده اند. دانسیته نمونه ها از روش ارشمیدوس اندازه گیری و مشخص شد دانسیته نسبی نمونه های هیبریدی در محدوده 96 تا 98 درصد قراردارد. آزمون میکرو سختی نشان داد هیبریدسازی اثر مثبتی بر افزایش سختی دارد به طوری که سختی نمونه های هیبریدی با افزایش میزان نانولوله کربنی افزایش می-یابد و 20 درصد بهبود در میکروسختی نسبت به نانوکامپوزیت آلومینیوم با تقویت کننده دی-سولفید تنگستن بوجود می آید. اندازه گیری استحکام فشاری نشان می دهد نانوکامپوزیت هیبریدی استحکام فشاری نهایی را تا 17 درصد افزایش می دهد. آزمون سایش کاهش 50 درصدی ضریب اصطکاک نانوکامپوزیت هیبریدی را نسبت به آلومینیوم خالص نشان داد.
کلید واژگان: آلومینیوم, نانوکامپوزیت, هیبرید, دی سولفید تنگستن, نانولوله کربنیIn this research, a hybrid aluminum matrix nanocomposite was made using tungsten disulfide nanoparticles and carbon nanotube. Ultrasonic was used for mixing powders in acetone. Then hybrid particles and aluminum powder were mixed by mmechanical stirrer for 2 h and ball mill for 5h. The final mixed powder were compressed by hot pressing. Microstructural analysis of the specimens was performed by Optical Microscopy (OM) and Field Emission Scanning Electron Microscopy (FESEM). The results showed that the reinforcement phases were properly adsorbed on aluminum particles, there was a good distribution of the reinforcement particles in the aluminum matrix, and nanoparticles maintained their structure. The density of samples was measured by Archimedes method and the relative density of hybrid samples was found to be 96 to 98%. Micro hardness test showed that hybridization had a positive effect on the hardness and the hybrid nanocomposite micro hardness increased with increasing carbon nanotube content up to 20% that of Al/ WS2 nanocomposite. Compressive strength measurements showed that hybridization increased the final compressive strength up to 17%. Wear test showed the friction coefficient of the hybrid nanocomposite decreased up to 50% compared to the pure aluminum.
Keywords: Aluminum, Nanocomposite, Hybrid, Tungsten Disulfide, Carbon Nanotube -
در این تحقیق، سنتز نانوکامپوزیت مزوپروس سیلیکا/ اکسیدآهن (MCM-41/γ-Fe2O3) با روش هیدروترمال انجام شده و سپس کاربرد این نانوکامپوزیت به عنوان جاذب در حذف یونهای نیکل، کادمیوم، کروم، سرب و روی از محلول آبی بررسی شده است. همچنین، تاثیر pH محلول، زمان تماس و دوز جاذب بر درصد حذف مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج نشان میدهد که جذب این یونها بر سطح جاذب، با افزایش pH محلول، زمان تماس و دوز جاذب افزایش مییابد. بیشترین درصد حذف یونهای فلزی سنگین در شرایط pH=5، t=50 دقیقه و 0.16 گرم جاذب (شرایط آزمایش کنونی) بوده است که مقادیر 53، 79، 61، 89 و 99.5% به ترتیب برای یونهای نیکل، روی، کادمیوم، کروم و سرب از محلول آبی به دست آمد. نانوکامپوزیت مزوپروس سیلیکا/اکسیدآهن سنتز شده توسط آنالیزهای پراش اشعه ایکس(XRD)، طیفسنجی تبدیل فوریه مادون قرمز (FTIR)، مغناطیس سنج نمونه ارتعاشی (VSM)، جذب- واجذب گاز نیتروژن (BET) و میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی (FE-SEM) مورد شناسایی قرار گرفت. اندازه گیری غلظت یونهای فلزی محلول، توسط دستگاه طیفسنج جذب اتمی (AAS) انجام گرفت. طبق نتایج بدست آمده، نانوکامپوزیت MCM-41/γ-Fe2O3 دارای مساحت سطحی بالا (461.19m2/g)، حجم کل حفرات 0.4128cm3/g، میانگین قطر حفره 3.58nm، توزیع باریک اندازه حفرات و رفتار سوپرپارامغناطیسی می باشد.
کلید واژگان: نانوکامپوزیت, مزوپروس سیلیکا, اکسیدآهن, خواص مغناطیسیIn the present study, mesoporous silica/iron oxide nanocomposite (MCM-41/γ-Fe2O3) was prepared with hydrothermal method and then the application of the nanocomposite as an adsorbent for the removal of Ni(II), Cd(II), Cr(III), Pb(II) and Zn(II) ions from aqueous solution was investigated. Furthermore, the effects of the solution pH, contact time and adsorbent dosages on removal percentage were studied. The results indicated that the adsorption of these ions on the surface of the adsorbent increase with increasing of solution pH, contact time and adsorbent dosage. The maximum percent removal (in the condition of: pH=5, t=50min, w=0.16g) of Ni(II), Zn(II), Cd(II), Cr(III) and Pb(II) ions was reached 53, 79, 61, 89 and 99.5%, respectively. The synthesized mesoporous silica/iron oxide nanocomposite was characterized by X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), vibrating sample magnetometer (VSM), nitrogen adsorption-desorption (BET) and Field Emission Scanning electron microscopy (FE-SEM). The concentrations of metal ions of the solutions were measured by atomic absorption spectroscopy (AAS). According to the results, MCM-41/γ-Fe2O3 nanocomposite exhibited a large surface area 461.19m2/g, a total pore volume 0.4128cm3/g, a mean pore diameter 3.58nm, a narrow pore size distribution and the superparamagnetic behavior.
Keywords: Nanocomposite, Mesoporous silica, Iron oxide, Magnetic Properties -
بررسی خواص میکروساختاری و مکانیکی نانوکامپوزیت پایه آلومینیوم تقویت شده با نانوذارت دی سولفید تنگستن
در این تحقیق ابتدا نانو ذارت دی سولفید تنگستن با اندازه کمتر از 100 نانومتر با استفاده از روش هیدرو ترمال سنتز شد. سپس این نانوذارت به عنوان تقویت کننده طی مراحل آلتراسونیک، آسیاکاری و همزدن مکانیکی به پودر آلومینیوم اضافه گردید و نهایتا ساخت نانوکامپوزیت از روش اسپارک پلاسما زینترینگ (SPS) انجام شد. جهت بررسی ریز ساختار نانوکامپوزیت از میکروسکوپ نوری و الکترونی روبشی (FESEM) استفاده شد. این بررسی ها نشان داد که نانوذرات به نحو مطلوبی در زمینه آلومینیوم پخش گردیده اند و دارای توزیع مناسبی می باشند. حضور نانوذارت در زمینه باعث کاهش اندازه دانه می گردد به طوری که با افزایش میزان نانوذرات اندازه دانه ها به کمتر از 20 میکرومتر می رسد. اندازه گیری دانسیته نمونه ها نشان داد که نانوکامپوزیت دارای تراکم پذیری بسیار خوبی است و دانسیته نسبی در نمونه با 4 درصد وزنی دی سولفید تنگستن تا 99 درصد رسید. جهت بررسی خواص مکانیکی نانوکامپوزیت از آزمون سختی و تست فشار استفاده گردید و تاثیر افزودن نانوذرات بر این خواص در آلومینیوم بررسی گردید. افزودن نانوذرات دی سولفید تنگستن اثر مستقیمی بر افزایش خواص مکانیکی نانو کامپوزیت دارد بطوریکه باعث افزایش استحکام تسلیم فشاری تا 120 مگاپاسکال، حدود دو برابر فلز پایه، می گردد و سختی تا 30 درصد افزایش می یابد.
کلید واژگان: آلومینیوم, نانوکامپوزیت, تنگستن دی سولفاید, نانوذرات, خواص مکانیکیIn this research, WS2 nanoparticles were synthesized using hydrothermal method and then added to aluminum matrix as reinforcement. Nanocomposites were fabricated by powder metallurgy processing followed by Spark Plasma Sintering (SPS) consolidation. Transmission electron microscopy (TEM) and XRD of synthesized powder showed WS2 nanoparticles were synthesized successfully. Microstructural properties of nanocomposites were investigated using optical microscopy (OM), field emission scanning electron microscopy (FESEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS). Nanoparticles were well distributed in the aluminum matrix and have a good dispersion. The presence of nanoparticles in the matrix reduces the size of the grain less than 20 µm so that the size of the grain becomes smaller by increasing the amount of nanoparticles .The density of the sample showed that the nanocomposite had a very good compressibility and relative density reach to near 99% in 4wt. %WS2. Hardness and compressive strength of nanocomposites were evaluated. Mechanical evaluations indicated that, the increase in weight fraction of WS2 nanoparticles, resulted in improvement of hardness and compressive strength of aluminum. Concentration of tungsten disulfide nanoparticles has a direct effect on increasing the mechanical properties of nanocomposite. The compressive strength increased up to 120 MPa, about twice the base metal, and the hardness raised up to 30%.
Keywords: Aluminum, nanocomposites, WS2 nanoparticles, Mechanical Properties -
در این پژوهش، به منظور تغییر ترکیب شیمیایی ناحیه اغتشاش یافته، جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی آلیاژ آلومینیوم 6061 و منیزیم AZ31 همراه با افزودن لایه واسط فلز روی انجام شد. با هدف تعیین شرایط بهینه جوشکاری ترکیبی از سه سرعت دورانی و دو سرعت پیشروی مورد استفاده قرار گرفت. بهترین خواص مکانیکی برای نمونه جوشکاری شده در سرعت دورانی 600 دور بر دقیقه و سرعت پیشروی 35 میلیمتر بر دقیقه به دست آمد، به نحوی که میزان استحکام کششی این نمونه در مقایسه با نمونه بدون لایه واسط در شرایط مشابه حدود 24 درصد بهبود یافت و درصد ازدیاد طول حدود 5/2 برابر ارتقاء پیدا کرد. ترکیبات بین فلزی Mg-Zn و Mg-Al-Zn، محلول جامد آلومینیوم و نواحی غنی از روی باقیمانده ازجمله اصلی ترین فازهای شناسایی شده در ناحیه اغتشاش یافته بودند که با ایجاد آن ها از شکل گیری ترکیبات بین فلزی مضر Al-Mg جلوگیری به عمل آمد. تصاویر شکست نگاری سازگاری مناسبی با درصد ازدیاد طول بدست آمده برای نمونه های مختلف نشان داد به نحوی که برای نمونه جوشکاری شده با لایه واسط روی، سطح شکست دارای بافتی ریز بوده و حفره های کم عمقی در سطح شکست مشاهده شد درحالی که در مورد نمونه ساده جوشکاری شده در شرایط مشابه، سطح شکست ماهیت کاملا ترد داشت.
کلید واژگان: جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی, آلیاژ آلومینیوم, آلیاژ منیزیم, لایه واسط روی, خواص ریزساختاری, خواص مکانیکیIn this study, friction stir butt welding of Mg and Al alloys with applying Zn interlayer was performed. To obtain optimum condition, a combination of two travel and three rotation speeds were selected. Mg-Zn and Mg-Al-Zn IMCs, Al solid solution and residual Zn, were the most common phases in the stirred zone, which eliminated the formation of Al-Mg intermetallics. The maximum mechanical properties were achieved for the joint fabricated at 35 mm/min and 600 rpm, caused to 24% improvement in tensile strength and around 3 times enhancement of elongation compared with Zn free sample FSWed at the same conditions. The fracture micrographs were consistent with corresponding ductility results. Fracture surfaces of Zn-added samples presented a fine texture with a mixture of brittle and ductile fracture feature, which was different from the coarse cleavage plane and fully brittle fracture of the joint without Zn interlayer.
Keywords: Friction stir welding, aluminum alloy, Magnesium alloy, Zn Interlayer, Microstructural characteristics, Mechanical properties -
در این مقاله، خواص حسگری نانوهیبرید SnO2-PdPt نسبت به گاز متان و تاثیر افزوده شدن اکسید گرافن کاهش یافته بر بهبود خواص حسگری این نانوحسگر، مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور، ابتدا به روش هیدروترمال SnO2 سنتز شد و سپس با کاتالیستهای Pd، Pt و PdPt هیبرید شد. برای بررسی اثر اکسید گرافن کاهش یافته بر بهبود خواص حسگری، به جای SnO2 از SnO2-rGO سنتز شده به روش هیدروترمال درجا، استفاده شد. نتایج نشان دادند که نانوحسگر هیبریدی با آلیاژ دوفلزی نسبت به ساختارهای هیبریدی تک فلزی، پاسخ بالاتری در دمای پایین تر دارد و از طرف دیگر، اضافه شدن اکسید گرافن کاهش یافته، سبب کاهش دمای بهینه حسگری SnO2-PdPt و افزایش میزان پاسخ آن نسبت به متان شد. نانوحسگر SnO2-PdPt در دمای oC 200 ، به ppm1000 متان به میزان 52.22% پاسخ داد. زمان پاسخ و بازیابی آن به ترتیب 94 ثانیه و 3.5 دقیقه است، در حالیکه نانوحسگر SnO2-rGO-PdPt ، به این مقدار از متان در دمای oC 150 ، 69.5% پاسخ با زمان پاسخ و بازیابی 50 ثانیه و 4.5 دقیقه نشان داد.کلید واژگان: نانوحسگر, SnO2, آلیاژساختار دوفلزی PdPt, اکسید گرافن کاهش یافته, گاز متانIn this paper, the sensing properties of SnO2-PdPt nanohybrid to methane gas and effect of reduced graphene oxide (rGO) on improving its sensing performance was investigated. For this reason, first SnO2 was synthesized by hydrothermal method and then hybridized by Pd, Pt and PdPt catalysts. For investigating the effect of rGO, by the in-situ hydrothermal method, SnO2-rGO was synthesized instead of SnO2. Results showed that the nanohybrid sensor with bimetallic alloy catalyst, had higher response t lower temperature compared with monometallic catalysts and on the other hand, adding rGO, reduced the optimum sensing temperature of SnO2-PdPt and enhanced its response to methane. The SnO2-PdPt nanosensor showed 52.22% response to 1000ppm CH4 at 200oC. The sensing response and recovery times for this hybrid were 94s and 3.5min respectively, whilst the SnO2-rGO-PdPt showed 69.5% response at 150oC to the same concentration of methane. The response and recovery times for this hybrid were 50s and 4.5min respectively.Keywords: Nanosensor, SnO2, PdPt bimetallic alloy, Reduced graphene oxide, Methane gas
-
در این کار پژوهشی، سه لایه جوش کامپوزیتی حاوی ذرات دی بوراید تیتانیوم (TiB2) بر روی فولاد ساده کربنی ST37 به وسیله فرآیند جوشکاری توپودری توسط سیم جوش های حاوی 100% پودر TiB2 و دیگری حاوی 50% پودر TiB2 به همراه 50% پودر آهن اعمال شد. سپس از آزمون های سایش و سختی سنجی برای بررسی رفتار سختی و سایش نمونه ها استفاده شد. نتایج نشان داد که با افزایش درصد حجمی TiB2 در ریزساختار، سختی لایه ها افزایش یافت. همچنین بالاترین مقاومت به سایش مربوط به لایه سوم نمونه جوشکاری شده با سیم جوش حاوی 50% پودر TiB2 و پس از آن مربوط به لایه اول نمونه جوشکاری شده با سیم جوش حاوی 100% پودر TiB2 بود. بررسی میکروسکوپ الکترونی روبشی سطوح سایش نمونه ها نیز نشان داد که با افزایش درصد حجمی TiB2 در لایه ها، عمق خطوط سایش به ترتیب در لایه های سوم و دوم، کاهش و مقدار کندگی ذرات از سطح نیز به ترتیب در لایه های سوم و دوم نسبت به لایه اول افزایش یافت. همچنین مشخص شد که مکانیزم سایش با افزایش لایه ها، از شخم زنی به کندگی تغییر کرد.کلید واژگان: لایه کامپوزیتی, فولاد ساده کربنی, دی بوراید تیتانیوم, سختی, مقاومت سایشیIn this research, 3 layer composite weld containing Titanium diboride (TiB2) on low carbon steel (ST37) was carried out through flux cored arc welding via flux cored electrodes containing 100% TiB2 and 50-50 TiB2-Fe. Then, wear and microhardness tests were used for surviving hardness and wear behavior of samples. The obtained results showed that by increasing volume percent of TiB2 in microstructure, the hardness of layers increased. Also, the highest wear resistance belonged to third layer of sample with 50% TiB2 and thereafter, belonged to first layer of sample with 100% TiB2. The scanning electron microscopic investigation of samples wear surfaces indicated that by increasing volume fraction of TiB2 into layers, the depth wear scratches in the third and second layers decreased and segregation of wear debris in these layers increased, compared with first layer. Also, it was found that by increasing the layers, wear mechanism changed from ploughing to cutting.Keywords: Composite Layer, Low carbon Steel, Titanium Diboride, Hardness, Wear Resistance
-
در این پژوهش از فرایند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی برای انجام اتصال لب به لب آلیاژ منیزیم AZ31 و تولید همزمان نانوکامپوزیت Mg/Sic در محل اتصال استفاده شد. نمونه ها با سه سرعت دورانی 600، 800 و 1000 دور بر دقیقه و چهار سرعت پیشروی 25، 75، 125 و 175 میلیمتر بر دقیقه جوشکاری شدند و خواص مکانیکی آن ها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که توزیع مناسب نانوذرات در محل اتصال، موجب کاهش قابل ملاحظه متوسط اندازه دانه و بهبود خواص مکانیکی اتصال می شود. علت اصلی این تغییرات به حضور نانوذرات کاربید سیلیسیم مربوط می شود که با ایجاد اثر قفل کنندگی مرزدانه ها، کمک به جوانه زنی دانه های تبلور مجدد یافته و تاثیر بر روی شکسته شدن دانه های اولیه، به ریز شدن ساختار کمک می کند.کلید واژگان: جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی, آلیاژ منیزیم AZ31, نانو ذرات کاربید سیلیسیم, استحکام کششی, سختیIn this study, the friction stir welding process was used for simultaneously joining of AZ31 magnesium alloy and production of Mg/Sic nanocomposite in the stir zone. All combinations of three rotational speeds i.e, 600, 800, and 1000 rpm and four traveling speeds i.e, 25, 75, 125 and 175 mm/min were tested and then the mechanical properties were examined. The joint fabricated with rotational speed of 800 rpm and traveling speeds of 75 mm/min, exhibited the highest mechanical properties, So that the yield strength, tensile strength and percent elongation improved by 11%, 39% and 88%, respectively. The results show that the proper distribution of nanoparticles in the stir zone can reduce the average grain size and improve mechanical properties. The main reason for this change is related to pinning effect and increased nucleation sites associated with SiC nano-particles. Moreover, reinforcement particles resulted in breaking of primary grains in stir zone of friction stir welding.Keywords: Friction Stir Welding, AZ31 magnesium alloy, SiC nano particle, tensile strength, Hardness
-
پوشش نانوکامپوزیتی Ni-Co/SiO2 با روش اکتروشیمیایی جریان مستقیم تولید شد. آنالیز پراش اشعه ی ایکس (XRD) و تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FE-SEM) از یک پوشش آلیاژی نیکل-کبالت و پوشش نانوکامپوزیتی Ni-Co/SiO2 که همگی شرایط الکتروشیمیایی تولیدشان یکسان بود، تهیه شد و اندازه ی دانه و مورفولوژی سطح آن ها مورد مقایسه قرار گرفت و تحلیل شد. اندازه ی دانه ی پوشش نانوکامپوزیتی کمتر از پوشش آلیاژی بود و مورفولوژی سطح مربوط به پوشش نانوکامپوزیتی نسبت به پوشش آلیاژی، کروی ریزتر و صاف تر بود. سختی پوشش نانوکامپوزیتی بیشتر از پوشش آلیاژی بود. اگر دمای الکترولیت 50 درجه ی سیلیسیوس باشد، انگاه پوشش نانو کامپوزیتی Ni-Co/SiO2 ماکزیمم مقدار سختی را دارد. افزودن سورفکتانت به الکترولیت مانع از اگلومره شدن نانوذرات و در نتیجه افزایش مقدار نانوذرات در پوشش و درنتیجه افزایش میکروسختی پوشش نانو کامپوزیتی Ni-Co/SiO2 شد. در مورد پوشش تولید شده در اینجا، تاثیر SDS بیشتر از CTAB بود و مقدار بهینه ی غلظت برای SDS در الکترولیت0.3 گرم بر لیتر بود.کلید واژگان: پوشش نانوکامپوزیتی, رسوب الکتروشیمیایی, دما, سورفکتانت, میکروسختیNano-composite coating of Ni-Co/SiO2 is produced by the direct current electrochemical deposition method on the steel substrate. The analyze of X-ray diffraction (XRD) and field emission scanning electron microscope (FE-SEM) are prepared by a nickel-cobalt alloy coatings and Nano-composite coating of Ni-Co / SiO2 that the electrochemical condition were the same in all of them and their grain size and their surface morphology were compared and analyzed. The grain size of Nano-composite coating was less than the alloy coating and surface morphology of the Nano-composite coating was finer and smoother than the alloy coating. The hardness of Nano-composite coating was more than alloy coating. If the electrolyte temperature be 50 degrees Celsius, then the Nano-composite coating of Ni-Co/SiO2 will have the maximum hardness. Adding surfactant to the electrolyte prevents agglomeration of nanoparticles and thus, increases the amount of particles in the coating and the micro-hardness of the Nano-composite coating of Ni-Co/SiO2.The effect of SDS was more than CTAB for the produced coating and the most optimal value for the SDS concentration in the electrolyte was 0.3 grams per liter.Keywords: Nano, Composite Coating, Electrochemical Deposition, Temperature, Surfactant, Micro, Hardness
-
یکی از مناسب ترین روش های بالا به پایین برای ساخت ساختارهای نانومتری، اعمال تغییر شکل پلاستیک شدید (SPD) است. از پارامترهای اصلی در فرایندهای SPD رسیدن به میزان کرنش پلاستیکی بالا در یک سیکل است. در این تحقیق آزمایشات عددی بر روی روش ترکیبی فرایندهای پرس در کانالهای زاویه دار با مقاطع یکسان (ECAP) و اکستروژن برشی ساده (SSE) تحت عنوان فرایند «فرایند اکستروژن در کانالهای زاویه دار پیچشی صفحه ای (PTCAE)» بر اساس روش رویه پاسخ (RSM)، به عنوان شیوه طراحی آزمایشات آماری، به منظور بررسی تاثیر پارامترها بر چگونگی تغییر پاسخ ها ، بدست آوردن معادلات ریاضی، پیش بینی نتایج و بهینه سازی روش ترکیبی این فرایندها انجام گرفته اند، تا از این طریق کرنش پلاستیک بیشتری را اعمال نمود. چهار پارامتر زاویه α، زاویه Φ ، شعاع و ضریب اصطکاک به عنوان متغیرهای ورودی فرآیند در نظر گرفته شدند. درحالی که کرنش میانگین، کرنش مینیمم، کرنش ماکسیمم و نیروی ماکسیمم وارد شده به سنبه به عنوان پاسخ های خروجی مساله لحاظ گردیدند. پس از تحلیل داده های شبیه-سازی به کمک نرم افزار Minitab معادلات رگرسیون حاکم بر داده ها استخراج گردید. با انجام بهینه سازی شرایط بهینه بدست آمد که پارامترهای بهینه فرآیند عبارتند از زاویه 40=α درجه، زاویه 45= Φ درجه، شعاع 2mm و ضریب اصطکاک 0.1. صحه سنجی نتایج بهینه سازی در شرایط پارامترهای بدست آمده با انجام آزمایش شبیه سازی صورت پذیرفت. نتایج حاکی از تطابق خوب بهینه سازی با شبیه-سازی و همچنین نتایج آزمایشگاهی دارد.کلید واژگان: تغییر شکل پلاستیکی شدید, تحلیل اجزاء محدود, پرس در کانالهای زاویه دار با مقاطع یکسان, طراحی آزمایشات, مواد نانوساختارThe most successful topdown approach to produce bulk ultra-fine grained or nanostructured materials involves the use of severe plastic deformation (SPD) processing. The amount of higher effective plastic strain per pass plays a key role on the final microstructure of SPD processed samples. In the present study the numerical experiments of the combination of the equal channel angular pressing (ECAP) and simple shear extrusion (SSE) as a new process entitled planar twist channel angular extrusion (PTCAE) was performed based on the Response Surface Methodology (RSM), as a statistical design of experiment approach, in order to investigate the effect of parameters on the response variations, achieving the mathematical equations, predicting the results to impose higher effective plastic strain values. Α and ϕ angles, radius and friction coefficient was imposed as the input parameters while average, minimum and maximum effective strain and maximum load was imposed as the output parameters. Governing regression equations obtained after analysis of the simulation data by Minitab software. Optimum process parameters are: α=450, Φ =450, r=2 mm and µ=0.1. Verification of the optimum results using simulation experiment was done. Good agreement between simulation, experimental and optimization was occurred.Keywords: Severe plastic deformation (SPD), Finite element analysis (FEA), Equal channel angular extrusion (ECAP), Design of experiments, Nanostructured materials
-
فرآیند اکستروژن برشی ترکیبی (CSE) یک فرآیند جدید تغییر شکل پلاستیک شدید (SPD) می باشد، که از ترکیب همزمان دو فرآیند اکستروژن برشی ساده (SSE) و اکستروژن برشی خالص (PSE) تشکیل شده است. این فرآیند اساسا بر پایه تعریف های برش خالص و برش ساده پایه گذاری شده است. به طوری که یک مربع در اثر برش خالص و برش ساده به یک متوازی الاضلاع تغییر شکل پیدا می کند. در این مقاله با استفاده از نظریه ی تحلیل سینماتیک تغییر شکل(تغییر شکل بزرگ)، مقدار کرنش برشی اعمالی به نمونه تحت فرآیند اکستروژن برشی ترکیبی برای زوایای اعوجاج مختلف بدست آمده است. همچنین آنالیز المان محدود (FEM) با استفاده از نرم افزار تجاری المان محدود دیفرم برای فرآیند اکستروژن برشی ترکیبی انجام گرفته و کرنش برشی و موثر اعمالی به نمونه، مقدار نیروی مورد نیاز برای انجام فرآیند و شکل نهایی سطح مقطع در زوایای اعوجاج مختلف بررسی شده است. نتایج تحلیلی و حل المان محدود نشان می دهد با افزایش زاویه های اعوجاج، میزان کرنش برشی و همچنین نرخ افزایش کرنش برشی اعمالی به نمونه افزایش می یابد که در پی آن کرنش موثر و مقدار نیروی لازم برای انجام فرآیند نیز افزایش می یابد. حل المان محدود و هندسه فرآیند نشان می دهد توزیع کرنش برشی و موثر در سطح مقطع نمونه به صورت متقارن می باشد و با افزایش زاویه های اعوجاج توزیع کرنش به صورت ناهمگن تر می شود، همچنین سطح مقطع نهایی نمونه تغییر شکل بیشتری پیدا می کند.کلید واژگان: تغییر شکل پلاستیک شدید, اکستروژن برشی خالص, اکستروژن برشی ساده, کرنش برشی, آنالیز المان محدودCombined shear extrusion (CSE) is a new severe plastic deformation (SPD) technique to produce bulk ultra-fine grained materials. CSE is obtained by the combination of simple and pure shear extrusion. This technique is based on definitions of pure and simple shear. In the present work, the nonlinear (large) deformation elasticity theory is used for obtaining the shear strain applied to the sample under pure shear extrusion with various angles of distortion. Also plastic deformation characteristics of CSE method were analyzed with finite element analysis using commercial Deform 3D software. Shear strain and effective strain applied to the sample, the load required to carry out the process and the final shape of the cross-sectional area were studied for different angles of distortion. Analytical results and finite element analysis shows by increasing the angles of distortion, shear strain and increased rate of shear strain applied to the sample increased so the effective strain and load required to carry out the process increases. Analysis of finite element and geometry of the die shows that distribution of shear strain and effective strain is inhomogeneously and symmetrical in specimens cross section which increases from the center to the corners and by increasing the angles of distortion, distribution of strain becomes more inhomogeneously, also the final shape of the cross-sectional area deforms more.Keywords: Severe plastic deformation, Pure shear extrusion, simple shear extrusion, Shear strain, Finite Element Method
-
نانوذرات آلیاژی آهن- نیکل با درصدهای متفاوت نیکل، به دلیل خواص مغناطیسی برجسته بسیار مورد توجه هستند. اما برای استفاده ی بهینه از این نانوذرات در کاربردهای موجود، کنترل شکل و اندازه این نانوذرات بسیار مهم است. در این پژوهش، نانوذرات آهن- نیکل در سیستم میکروامولسیون آب/ هگزانول/ CTAB و در نسبت های مولی متفاوت آب به سورفکتانت، سنتز شد. نتایج XRD نشان داد که فاز تشکیل شده مربوط به شبکه ی (γ-fcc) آهن- نیکل است. با توجه به تصاویر TEM، تمامی نانوذرات کروی بودند و تقریبا در محدوده ی کوچکی از اندازه قرار داشتند. بررسی تصاویر میکروسکوپ الکترونی عبوری نمونه های سنتزی، افزایش قطر ذرات را با افزایش نسبت مولی آب به سورفکتانت نشان داد.
کلید واژگان: نانوذرات آلیاژی, آهن, نیکل, میکروامولسیون, نسبت مولی آب به سورفکتانت -
جوشکاری چند مرحله ای یکی از پرکابردترین انواع جوشکاری در صنایع مختلف است. در این مقاله توزیع دما و تنش پسماند ناشی از فرایند جوشکاری سه مرحله ای دو ورق فولادی زنگ -نزن از نوع AISI 321 با ضخامت غیریکسان بررسی شده است. فرآیند جوشکاری شامل دو مرحله جوشکاری الکترود دستی و یک مرحله جوشکاری با گاز محافظ و الکترود تنگستنی می باشد. این فرایند ابتدا در محیط آزمایشگاهی انجام گردید و توزیع دمای ناشی از فرآیند توسط ترموکوپل هایی ثبت گردید. همچنین تنش پسماند ایجاد شده به صورت تجربی و با استفاده از روش سوراخکاری مرحله ای مرکزی به دست آمد. سپس فرآیند مذکور در نرم افزار اجزاء محدود آباکوس مدل سازی شده و نتایج با اندازه گیری های تجربی دما و تنش پسماند مقایسه شده است. مدل اجزاء محدود شامل خواص حرارتی و مکانیکی فلز پایه و فلز جوش به صورت تابعی از دما است. همچنین ابزارهای پیشرفته مدل سازی فرآیند جوشکاری مانند حرکت منبع حرارتی و تولد المان استفاده شده است. مقایسه ی نتایج نشان می دهد که نتایج عددی و اندازه گیری های تجربی تطابق خوبی با یکدیگر داشته و مدل به وجود آمده می تواند پیش بینی خوبی از توزیع دما و تنش پسماند در این فرآیند جوشکاری داشته باشد، لذا این مدل قابل استفاده در طراحی و ارزیابی سازه جوشکاری شده است.
کلید واژگان: جوشکاری, توزیع دما, تنش پسماند, روش اجزاء محدودMulti-pass welding process is one of the most applicative methods of welding in various industries. In this paper، temperature and residual stress distribution due to three pass welding of two plates made of AISI 321 stainless steel having different thicknesses is studied. Welding process consists of three welding passes of two Shielded Metal Arc Welding (SMAW) process and one Gas Tungsten Arc Welding (GTAW) process. First، the benchmark plates are manufactured and welding process is performed. The transient temperature distribution during the welding process is recorded using thermocouples attached to the welding plates. First this process simulated experimentally and temperature distribution during to welding process was measured using thermocouples. Furthermore، the final residual stress distribution after welding process is measured using incremental center hole drilling technique (ICHD). The three pass welding process was then simulated using ABAQUS finite element (FE) code. The finite element model consists of temperature-dependent properties of base metal and weld metal. Furthermore، moving heat source and the element-birth technique is implemented in FE model. Experimentally measured temperature and residual stresses provide an in-depth knowledge insight the complicated welding process.. Comparing between the results shows that the numerical predictions and experimental measurements have good agreement and therefore the FE developed model can be employed in designing and evaluating of welded structures.Keywords: Welding, Temperature distribution, Residual Stress, Finite Element Method -
پلیمرهای اپوکسی به دلیل برخورداری از خواص مکانیکی مطلوب و پایداری قابل ملاحظه در شرایط محیطی مختلف، جایگاه ویژه ای را در فعالیت های صنعتی و تحقیقاتی به خود اختصاص داده اند. در این تحقیق، از روش دینامیک مولکولی برای مطالعه ساختار پلیمرهای اپوکسی دارای اتصالات عرضی و پیش بینی رفتار تبدیل شیشه ای آن ها استفاده شده است. ابتدا، با استفاده از یک روش ارائه شده برای ایجاد اتصالات عرضی بین زنجیره های رزین اپوکسی، سیستم پلیمری با درجه پلیمریزاسیون مورد نظر مدل سازی شد. سپس، یک سیکل حرارتی در بازه دمایی 300 الی 600 درجه کلوین با نرخ ثابت بر روی سیستم مورد مطالعه اعمال شده و منحنی های میانگین مربعات جابجایی به ازای دماهای مختلف و برای تخمین محدوده دمای تبدیل شیشه ای محاسبه و ترسیم شدند. در ادامه، با استفاده از روند تغییرات چگالی سیستم بر حسب دما، تخمین دقیق تری از دمای تبدیل شیشه ای بدست آمد. نتایج بدست آمده از شبیه سازی های دینامیک مولکولی با نتایج تجربی مقایسه، و صحت و دقت روش شبیه سازی و نتایج بدست آمده مورد ارزیابی قرار گرفت. در نهایت، توابع توزیع شعاعی برای مطالعه ساختار موضعی پلیمر شبیه سازی شده و بررسی اثر دما و پلیمریزاسیون بر روی رفتار این دسته از پلیمرها بکار گرفته شدند.
کلید واژگان: اپوکسی, اتصالات عرضی, دینامیک مولکولی, دمای تبدیل شیشه ای, تابع توزیع شعاعیRecently، great attention has been focused on epoxy polymers in different industrial and scientific activities، owing to superior mechanical properties and their stability in different environmental conditions. In this study، the molecular dynamics method was used to study the structure of cross-linked epoxy polymers and predict glass their transition temperature (Tg). The epoxy polymer with a certain degree of cross linking was constructed through the previously proposed cross linking procedure. A temperature cycle (300-600 K) with a constant rate was then applied to the cross-linked epoxy، and a rough estimate of the glass transition region was obtained through mean squared displacement curves. Thereafter، variation of density in terms of temperature was utilized to precisely calculate Tg. The estimated Tg was found to be in good agreement with experimental observations. Radial distribution function was finally used to investigate the effects of temperature and cross linking on the local structure of simulated polymer.Keywords: Epoxy, Cross Linking, Molecular Dynamics, Glass Transition Temperature, Radial Distribution Function -
در این پژوهش یک شبکه عصبی پیشرو با الگوریتم پس انتشار خطا، برای پیش بینی سختی نانوکامپوزیت های پایه آلومینیوم با تقویت کننده آلومینا، که به روش آلیاژسازی مکانیکی و پرس گرم تولید شده بودند، با استفاده از داده های موجود طراحی شد. درصد حجمی تقویت کننده، اندازه ذرات تقویت کننده نانومتری، نیروی وارد شده در آزمون سختی ویکرز؛ همچنین عوامل موثر بر فرآیند آلیاژسازی مکانیکی مانند زمان آسیاب کاری، نسبت وزنی گلوله به پودر و سرعت آسیاب به عنوان متغیرهای ورودی شبکه و عدد سختی ویکرز به عنوان متغیر خروجی شبکه درنظر گرفته شدند. عوامل موثر در آموزش شبکه مانند نرخ آموزش، تعداد لایه های پنهان و تعداد نرون های لایه های پنهان؛ با سعی و خطا تعیین شدند. برای بررسی عملکرد شبکه، از نمودارهای رگرسیون در مراحل آموزش، صحت سنجی و تست؛ و همچنین از میانگین مربعات خطا استفاده شد. شبکه عصبی طراحی شده قادر است سختی ویکرز داده های تست را با میانگین خطای 2.67 درصد یا 2.25 ویکرز پیش بینی نماید. همچنین میانگین مربعات خطا در مرحله صحت سنجی 7.76 بود. با استفاده از شبکه عصبی طراحی شده، سختی ویکرز نانو کامپوزیت آلومینیوم-آلومینا، بدون نیاز به کارهای آزمایشگاهی پرهزینه، قابل پیش بینی می باشد.
کلید واژگان: نانوکامپوزیت زمینه آلومینیومی, میکرو سختی ویکرز, آلیاژسازی مکانیکی, شبکه عصبی مصنوعیIn this study a feed forward back propagation artificial neural network (ANN) model was established to predict Vickers microhardness in aluminum-alumina nanocomposites which have been synthesized by mechanical alloying and hot pressing. Volume percent of reinforcement، size of nanoparticles، force in microhardness test; and mechanical alloying parameters، such as time، ball to powder ratio (BPR) and speed of ball mill were used as the inputs and Vickers microhardness as the output of the model. Effective parameters in training such as learning rate، hidden layers and number of neurons، were determined by trail and error due to amount and percentage of errors. Regression analysis in train، validation and test stages; and mean squared error were used to verify the performance of neural network. Average error of predicted results was 2. 67% or 2. 25 Vickers. Also mean squared error for validation data was 7. 76. As can be expected، ANN methods reduce the expenses of experimental investigations، by predicting the optimum parameters.Keywords: Aluminum Based Nanocomposite, Vickers Microhardness, Mechanical Alloying, Artificial Neural Network -
مطالعه دگرگونی فازی و رفتار گرما کشسانی ترکیب NiTiCu نانو بلوری سنتز شده با فرآیند آلیاژسازی مکانیکیدر این پژوهش ترکیب حافظه دار Ni40Ti50Cu10 نانوبلوری به گونه ای موفقیت آمیز با روش آلیاژسازی مکانیکی و عملیات تابکاری پسین سنتز شد. نتایج آزمون پراش اشعه ایکس (XRD) مشخص کرد که آسیاب کاری مخلوط پودرهای عنصری با خلوص بالای اولیه در دستگاه آسیاب مکانیکی به مدت 60 ساعت، منجر به انحلال مس در شبکه آستنیت و تشکیل ترکیب بین فلزی (B2)NiTiCu شده است. تابکاری مخلوط پودرها در دمای 1173 کلوین و برای مدت زمان 15 دقیقه تشکیل فاز (B19'') NiTiCu، وقوع پدیده رشد دانه و رهایش کرنش های داخلی را در پی داشته است. جهت ارزیابی ریزساختاری فرآورده ها از مشاهدات با میکروسکوپ های الکترونی روبشی (SEM) و عبوری (TEM) سود برده شد. مطالعات صورت گرفته دلالت بر ریخت شناسی مناسب و توزیع همگن عناصر آلیاژی در ترکیب سنتز شده را داشته است. بر اساس نتایج آزمون گرماسنجی روبشی تفاضلی (DSC) ایجاد ساختار نانومتری به دلیل کاهش چشمگیر هیسترزیس گرمایی به بهبود رفتار گرما کشسانی و حافظه داری ترکیب منجر شده است.
کلید واژگان: ترکیب NiTiCu, آلیاژسازی مکانیکی, گرما کشسانی, نانوبلورNiTiCu intermetallic compound with nanocrystalline structure was successfully synthesized through mechanical alloying and subsequent annealing process. The X-ray diffraction (XRD) analysis revealed that after 60 h milling of high purity elemental powders mixture of Ni، Ti and Cu via a planetary high energy ball milling، the Cu dissolved into B2 structure and NiTiCu phase was obtained. Annealing of as-milled powders at 1173 K for 15 min leads to formation of nanometric NiTiCu (B19'') phase، grain growth and release of internal strain. Structural characterization was examined by means of scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM) techniques. The results demonstrated that this route result in preparation compounds with suitable morphology and homogeneous structure. Formation of nanometric structure enhances thermoelasticity and shape memory behavior in this compound by narrowing the thermal hysteresis.Keywords: NiTiCu compound, Mechanical alloying, Thermoelasticity, Nanocrystalline -
In this study, Tantalum carbide (TaC) nanoparticles was synthesized through the gas - solid reaction by chemical vapor deposition (CVD) method using carbon nanotubes as the carbon source. The structure of samples were studied by Transmission Electron Microscopy (TEM), Field Emission-Scanning Electron Microscopy (FE-SEM), X-Ray Diffraction (XRD) and Raman Spectroscopy. The thermal behavior of the nanoparticles were examined by TG-DTA thermal analysis. Studies indicated that during the reaction, TaC nanoparticles was formed with quasi-spherical morphology and grain size range of 30-40nm. Also, using phase and thermal analysis, the formation mechanism of Tantalum carbide nanoparticles were discussed with regarding to the role of carbon nanotubes.
Keywords: Nanoparticles, Carbon Nanotubes, Tantalum Carbide, Gas, Solid Reaction, CVD -
شفت های نیروگاهی از نظر جوشکاری دارای مشکلاتی نظیر تشکیل فاز مارتنزیت، آستنیت باقی مانده، حساسیت به ترکیدگی سرد، ایجاد تنش های پسماند و... می باشند. انتخاب صحیح روش و متغیرهای جوشکاری، تعیین فلز پرکننده و انجام عملیات حرارتی مناسب پس از جوشکاری سبب کاهش چنین مشکلاتی خواهد شد. با توجه به مقدار کربن و عناصر آلیاژی فولاد شفت 26 NiCrMoV 11 5، سیم جوش کم هیدروژن کروم- مولیبدن دار برای جوشکاری لایه نشانی سطح فولاد شفت انتخاب گردید. پس از انجام فرآیند جوشکاری، عملیات حرارتی آنیل و نرماله روی نمونه صورت گرفت و با نمونه ی بدون عملیات حرارتی مقایسه گردید. هدف از انجام این پژوهش تعیین عملیات حرارتی مناسب پس از جوشکاری و بررسی ویژگی های فلز جوش و HAZ با استفاده از آزمون های میکروسختی، XRD، SEM و میکروسکوپ نوری بود. با توجه به نتایج متالوگرافی مربوط به ریزساختار و XRD نمونه ها، مشاهده شد که در عملیات حرارتی نرماله فازهای کاربیدی بیشتری در زمینه حل شده اند که سبب شده تا تغییرات سختی در منطقه ی جوش و فلز پایه نسبت به سایر شرایط کمتر باشد. در نتیجه نمونه ی جوشکاری شده با سیم جوش کروم- مولیبدن دار و تحت عملیات حرارتی نرماله، ساختار و توزیع سختی مطلوب تری داشت.
کلید واژگان: شفت توربین بخار, جوشکاری لایه نشانی, ریزساختار, عملیات حرارتی, سختیWelding of power plant shafts have many problems like، martensite formation، remained Austenite، sensitivity to cold crack and residual stress. Accurate selection of welding process and variable، determination of suitable filler metals and appropriate post weld heat treatment will decrease this kind of problems. Because of existence of carbon and alloying elements in steel shaft 26 NiCrMoV 11-5، low hydrogen Cr-Mo fillers for overlaying welding on steel shaft surface was selected. Normalizing and Annealing heat treatments were selected and compared with as-welded specimen. The purpose of this work was specifying desirable post weld heat treatment and evolution of microstructure in weld and HAZ zones with micro hardness، LOM، SEM and XRD. According to metallographic and XRD results it was concluded that in welded specimen with Cr-Mo filler rod and normalized heat treatment، the amount of carbide phases were decreased، and hardness variation in weld zone and base metal was low when compare with other process. As a result، welded specimen with Cr-Mo filler rod and normalized heat treatment had appropriate microstructure and uniform hardness distribution.Keywords: Power plant shafts, Overlaying welding, Microstructure, Heat treatment, Hardness -
بررسی خواص امپدانس نانو پودر اکسید بیسموت سنتز شده به روش سل - ژل مورد استفاده در الکترولیت پیل سوختی اکسید جامد
-
سنتز آلیاژ نانوساختار Al-4.5%Cu و نانوکامپوزیت مقاوم شده با ذرات TiC آن به روش آلیاژسازی مکانیکیاستفاده از روش آلیاژسازی مکانیکی برای تولید آلیاژها و کامپوزیتها در حالت جامد خصوصا محلولهای جامد با گرمای انحلال مثبت، مانند آلیاژهای آلومینیم-مس (سری AA 2xxx)، همواره مورد توجه بوده است. در این پژوهش فرآیند تهیه و همچنین مشخصه یابی پودر نانوساختار آلیاژ Al-4.5wt%Cu و نانوکامپوزیت تقویت شده آن با ذرات TiC به روش آلیاژسازی مکانیکی مورد ارزیابی قرار گرفته است. جهت مشخصه یابی پودرهای تهیه شده از الگوهای پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی و میکروسکوپ الکترونی عبوری استفاده شده است. نتایج به دست آمده از آزمون پراش پرتو ایکس حاکی از تشکیل محلول فوق اشباع مس در آلومینیم حین آلیاژسازی مکانیکی بود و نتایج میکروسکوپ الکترونی روبشی نیز این امر را تایید کردند. همچنین نتایج XRD و SEM حاکی از پیشرفت بیشتر فرآیند آسیاکاری مکانیکی با افزودن ذرات مقاوم ساز و یا افزایش کسر حجمی آنها بودند. از طرف دیگر، تصاویر میکروسکوپ الکترونی عبوری تشکیل نانوکامپوزیت Al-4.5wt%Cu/TiC را با اندازه ذرات مقاوم ساز کمتر از 100 نانومتر تایید کرد.
کلید واژگان: آلیاژسازی مکانیکی, Al, 4, 5wt%Cu, نانوکامپوزیتSynthesis of Al-4.5wt%Cu/TiC Nanocomposite and Nanostructured Al-4.5wt%Cu Alloy via Mechanical Milling ProcessMechanical alloying process has been utilized to synthesis immiscible systems، nanostructured materials، and nanocomposites for decades. In this paper، synthesis and characterization of Al-4. 5wt%Cu alloy and its composite، reinforced with TiC، through mechanical milling process are studied. X-ray diffraction technique، scanning electron microscopy and transmission electron microscopy were utilized to characterize the mechanically milled powders. XRD and SEM results indicate the fact that supersaturated solution of Cu in Al occurred during mechanical milling process as a result of mutual diffusion of Al and Cu. In addition، TEM results illustrate the fact that not only mechanically milled powders are nanostructured but also TiC particles had been nanosized after milling process.Keywords: Mechanical Alloying, Al, 4.5 wt% Cu, Nanocomposite -
در این مقاله، برای بررسی تاثیر دمای سنتز بر نانو ذرات دی اکسید تیتانیم تولید شده به روش سونوشیمیایی از محلول تترا ایزو پروپایلواورتیتانات (C12H28O4Ti)، هیدروکسید سدیم (NaOH) و اتانول به عنوان حلال در سه دمای oC20، oC35 و oC50 استفاده گردید. ابتدا محلولهایی با مولاریته مشخص از C12H28O4Ti و NaOH تهیه شد و در مدت زمان 5/1 ساعت تحت امواج مستقیم التراسونیک توسط دستگاه Sonicator قرار گرفت تا واکنشهای شیمیایی بین محلولها صورت گیرد. با انجام واکنشهای شیمیایی تحت این امواج رسوباتی از نانو ذرات دی اکسید تیتانیم در محلول حاصل گردید. سپس این رسوبات توسط صافی از محلول جداگشته و پس از شستشو با آب مقطر و متانول مخصوص شستشو در دمای اتاق به مدت 48 ساعت خشک گردیدند. ذرات تهیه شده در ابتدا جهت بررسی ساختار مواد توسط دستگاه های آنالیز پراش اشعه X (XRD) و سپس میکروسکوپ الکترونی عبوری TEM جهت بررسی مورفولوژی و اندازه ذرات مورد آنالیز قرار گرفت. نتایج به دست آمده از سنتز نانو ذرات دی اکسید تیتانیم نشان می دهند که میانگین اندازه ذرات nm12-nm25 است.
کلید واژگان: نانو ذرات, دی اکسید تیتانیم, سونوشیمیایی, امواج التراسونیک, حباب سازیIn this paper، titanium dioxide (TiO2) nanoparticles were synthesized by sonochemical method in temperature 20ºC، 35ºC and 50ºC. For examination of the effect of synthesis temperature on TiO2 nanoparticles prepared this method، C12H28O4Ti (Tetraisopropyl titanate)، sodium hydroxide (NaOH) and ethanol (C2H5OH) on ground solvent were used as initial materials. Appropriate solvents were applied to prepare of samples. The process parameters such as temperature device play the most important role in the size and morphology of the final products. Sonochemical process at different temperature was carried out at sonication power (9W) for 1. 5h and then the obtained materials washed and dried at room temperature for 48h. For determining particle size and also evaluation of morphological properties، X-ray diffraction (XRD) and transmission electron microscopy (TEM) were used. The thermogravimetric and differential thermal analysis (TG/DTA) for determining temperature and time of crystallization was used. From TEM observations the size of titanium dioxide nanoparticles is estimated to be significantly smaller than ~12 to ~25 nm. -
تحقیقات نشان داده است که خواص مواد نیمه هادی مانند خواص الکتریکی، نوری و حسگری درحالت نانوساختار به طور چشمگیری بهبود می یابد. دراین میان اکسید روی به منزله یک نیمه هادی با خواص الکترونیکی بسیار خوب، مورد توجه زیادی قرار گرفته است. کاربرد و خواص نانوذرات اکسید روی به اندازه و مورفولوژی آنها بستگی زیادی دارد؛ ازاین رو تحقیقات بسیاری بر روی سنتز نانوذرات اکسید روی با مورفولوژی های مختلف صورت پذیرفته است. در این پژوهش نانوذرات اکسید روی به روش رسوب از حمام شیمیایی و با استفاده از یک ترکیب شیمیایی جدید، در دماهای سنتز مختلف تولید شدند. بررسی نمونه های حاصل مبین پدیدآمدن نانوذرات با اندازه های متوسط nm30-50 و با مورفولوژی های مختلف است که دراثر تغییرات دمای سنتز دچار دگرگونی های مورفولوژیکی شده اند.
کلید واژگان: رسوب از حمام شیمیایی, مورفولوژی, نانوذرات اکسید روی, سورفکتانت غیریونیResearches show that properties of semiconductor materials such as electrical، optical and sensor properties can be improved in the nano scale. Among the semiconductor materials، zinc oxide with excellent electronic properties has been considered extremely. The application and properties of zinc oxide nanoparticles relate to their size and morphology. Therefore، many researches have been made on the synthesis of zinc oxide nanoparticles with different morphologies. In this paper، zinc oxide nanoparticles have been synthesized at different temperatures from 2- Methoxy Ethanol via chemical bath deposition. The results show that the average size of the nanoparticles is 30- 50 nm and changing the synthesis temperature causes to morphological transformation. -
در این مقاله، نانوکامپوزیت های SnO/ZnO به روش رسوب از حمام شیمیایی (CBD) سنتز شده و تاثیر دمای سنتز برروی اندازه ذرات و مورفولوژی نانوکامپوزیت ها بررسی شده است. نتایج نشان می دهند که با افزایش دمای سنتز، اندازه نانوذرات کامپوزیتی SnO/ZnO کاهش، و مورفولوژی تغییر می یابد; به طوری که با افزایش دما، مورفولوژی از حالت صفحه ای با مدیان عرض 58 نانومتر و مدیان طول 260 نانومتر برای نمونه های سنتزشده در دمای ̊C25 به حالت کروی با مدیان قطر 58 و50 نانومتر به ترتیب برای نمونه های سنتز شده در دمای 50 و ̊C75 تغییر می کند. همچنین در دماهای پایین، درصد نانوذرات اکسید قلع ایجادشده بسیار کمتر از اکسید روی است. در این مقاله، از آنالیزهای پراش اشعه ایکس (XRD)، فلورسانس اشعه ایکس (XRF)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و BET به ترتیب برای بررسی نوع فازهای به دست آمده، درصد فازها، تعیین اندازه ذرات، مورفولوژی و تعیین مساحت ویژه سطحی استفاده شده است.
کلید واژگان: نانوکامپوزیت, رسوب شیمیایی, شیمی نرم, SnO, ZnOIn this paper، SNO/ZNO nano-composites have been synthesized via chemical bath deposition، CBD and the effect of synthesize temperature on the particles size and their morphology has been studied. The obtained results show that with increasing the synthesize temperature، the particles size of nano-composite decreases and their morphology changes from plate with width and length median of 58 to 260nm for samples synthesized at 25˚C to sphere with doiameter median of 58 and 50nm for samples synthesized at 50 and 75˚C، respectively. Also، at low temperature the content of SNO nano-particles is lower than that of ZNO. In this research، the type of obtained phases، phase''s percent، particles size، morphology and specific surface area were determined by XRD، XRF، Tem، SEM and BET، respectively.
- 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.