محسن اسدی اسد آباد
-
در حال حاضر، حسگرهای بلوری بیشینه دما در طراحی و بهینه سازی موتورها و توربین های با بازده بالا بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. این حسگرها در ابعاد بسیار کوچک ساخته می شوند و می توانند دمای بیشینه را در محل مورد نظر برای مثال در داخل توربین اندازهگیری نمایند. لازم به ذکر است که برای تولید این حسگرها فلوئنس بالای نوترون های سریع مورد نیاز است. روش اندازه گیری حسگر بلوری بیشینه دما مبتنی بر پدیده دمای بالا برای بازگرداندن تغییرات ایجاد شده در شبکه کریستالی که توسط تابش نوترون ایجاد شده اند، استوار است. در این مقاله، ابتدا از طریق شبیه سازی قلب رآکتور تهران محاسبات شار بیشینه نوترون سریع برای نمونه الماس با کد 6MCNP انجام گرفت. همچنین محاسبات پرتوزایی با استفاده از 2ORIGEN و نرخ دز از طریق 6MCNP و محاسبات دمایی با نرم افزار ANSYS در نقاط مختلف نمونه انجام شد. مقدار شار بیشینه نوترون سریع محاسبه شد و مقدار پرتوزایی نمونه بعد از 40 روز کاهش چشمگیری یافته و نرخ دز در فاصله 1 متری به مقدار µSv/h 1/4 رسیده است. همچنین محاسبات دمایی نشان می دهد که بیشینه دما در کمترین سرعت کانال K 402 است که به لحاظ حرارتی مشکلی ایجاد نخواهد کرد. در ادامه، با استفاده از روش XRD عدد شبکه و حجم سلول واحد برای نمونه در این مقاله محاسبه شد. نتایج به دست آمده نشان می دهد که نمونه الماس می تواند از دیدگاه نوترونیک، دزیمتری، ترموهیدرولیکی و تغییرات ساختار شبکه بلوری در رآکتور تحقیقاتی تهران جهت تولید حسگر بلوری پیشنهاد شود.
کلید واژگان: حسگر بیشینه دما, الماس, 6MCNP, ORIGEN, ANSYS, شار, نرخ دز, پارامتر شبکهAt present, Maximum Temperature Crystal Sensors (MTCS) are of great interest in the design and optimization of engines and turbines with high efficiency. These sensors are made in very small dimensions and can measure the maximum temperature in the desired location, for example inside the turbine. It is worth mentioning that a high fluence of fast neutrons is required to produce these sensors. The MTCS method is based on the high temperature phenomenon to restore changes made in the crystal lattice caused by neutron irradiation. Calculations of the maximum fast neutron flux for the diamond sample were performed using MCNP6 with the simulation of the core of the Tehran Research Reactor (TRR). Activity calculations were done using ORIGEN2, dose rate calculations through MCNP6, and temperature calculations with ANSYS software at different points of the sample. The highest fast neutron flux was calculated, and the activity of the sample decreased significantly after 40 days, with the dose rate at a distance of one meter reaching 1.4 µSv/h. Temperature calculations showed that the maximum temperature at the lowest speed of the channel was 402 K, which would not cause any thermal problems. Additionally, using the X-Ray diffraction (XRD) method, the lattice number and unit cell volume were calculated for the sample. The results obtained suggest that the diamond sample, from the perspective of neutronics, dosimetry, thermohydraulics, and changes in crystal lattice structure, can be recommended as a crystal sensor in the Tehran Research Reactor.
Keywords: Maximum Temperature Sensor, Diamond, MCNP6, ORIGEN, ANSYS, Flux, Dose Rate, Lattice Parameter -
در پژوهش حاضر ویژگی های ساختاری، مکانیکی و هسته ای دو نوع کامپوزیت زمینه پلیمری و زمینه فلزی حاوی ذرات کاربید بور مورد بررسی تجربی قرار گرفت. بر اساس آزمون عبور نوترون، میزان عبور نوترون کم تری در پلیمر BPAER تقویت شده با نانوذرات C4B در مقایسه با کامپوزیت تقویت شده با میکروذرات به دست آمد. نمودارهای تنش- کرنش به دست آمده از آزمون کشش، بهبود ویژگی های مکانیکی کامپوزیت رزین اپوکسی تقویت شده با نانوذرات C4B در مقایسه با میکروذرات را نشان می دهد. هم چنین آزمون عبور تابش نوترون، بهبود مشخصه ی هسته ای نانوکامپوزیت C4B-Al را در مقایسه با میکروکامپوزیت C4B-Al نشان می دهد. از سوی دیگر مشاهده شد چگالی این نانوکامپوزیت مقدار بیش تری نسبت به میکروکامپوزیت داشته و صرف نظر از اندازه و مقدار افزودن ذرات کاربید، چگالی تمام نمونه های کامپوزیتی کم تر از آلومینیم است. با افزایش درصد فاز تقویت کننده سختی کامپوزیت نیز افزایش یافته است که این افزایش در نمونه های نانوکامپوزیت بسیار بیش تر از نمونه های میکرو بوده است.کلید واژگان: کامپوزیت, کاربید بور, عبور نوترون, نانوذراتThe present study investigated the structural, mechanical, and nuclear properties of two types of polymeric and metallic composites containing boron carbide particles. The neutron transmission test obtained lower neutron transmission in BPAER reinforced with B4C nanoparticles compared to the microparticle-reinforced composite. The stress-strain diagrams obtained from the tensile test show the improvement of the mechanical properties of the epoxy resin composite reinforced with B4C nanoparticles compared to the microparticles. The neutron transmission test also indicates an improvement in the nuclear properties of the Al-B4C nanocomposite compared to the Al-B4C micro composite. On the other hand, the density of this nanocomposite shows an increase compared to the micro composite. Also, regardless of the size and amount of carbide particles added, the density of all composite samples was lower than that of aluminum. Also, the hardness of the composite increased with increasing the amount of reinforcing phase, which was more in the nanocomposite samples than in the micro composite samples.Keywords: Composite, boron carbide, neutron transmission, Nanoparticles
-
آلیاژNb 1%-Zr متداول ترین آلیاژ جهت استفاده به عنوان غلاف سوخت هسته ای در رآکتورهای روسی است. در فرایند تولید غلاف سوخت هسته ای، عملیات نورد سرد پیلگر و هم راستاسازی نهایی منجر به ایجاد تنشهای باقی مانده و تغییر در توزیع این تنشها در داخل غلاف سوخت می گردد. تنش های باقی مانده بر افزایش کسر هیدریدی در غلافهای سوخت هسته ای که در شرایط کاری با جذب هیدروژن آب، تشکیل میشوند و اثرات تخریبی دارند، موثر شناخته شدهاند. در این تحقیق تنش های باقی مانده ایجاد شده در مراحل مختلف ساخت غلاف سوخت شامل نمونه های قبل از عملیات آنیل، بعد از آنیل و بعد از هم راستاسازی، با استفاده از روش های تفرق سنجی اشعه ایکس (XRD) و شیارزنی اندازهگیری شد. علاوه براین، میزان کسر هیدرید در نمونه های مختلف ارزیابی شد. تاثیر عملیات آنیل بر جهتگیری هیدریدها، در آنیل در دماهای 500، 540 و °C580 به مدت زمان 4 ساعت انجام شد.
کلید واژگان: آلیاژNb 1%-Zr, تنش باقی مانده, هیدرید, XRDZr-1%Nb alloy is the most common alloy used as nuclear fuel cladding in Russian reactors. In producing a nuclear fuel cladding, the cold rolling (pilger) and the final straightening lead to the creation of residual stresses and a change in the distribution of these stresses within the fuel cladding. The residual stresses are known to be effective in increasing the hydride fraction in nuclear fuel pods formed under working conditions by hydrogen adsorption of water and have destructive effects. In this study, the residual stresses created in different stages of fuel cladding fabrication, including samples before annealing, post-annealing, and straightening, were measured using X-ray diffraction and splitting. In addition, the amount of hydride fraction in different samples was evaluated. The effect of annealing on the orientation of hydrides was performed in annealing at 500, 540, and 580 °C for 4 hours.
Keywords: Zr-1%Nb alloy, Residual stress, Hydride, XRD -
استفاده از کامپوزیت های زمینه فلزی می تواند ترکیبی از خواص مطلوب زمینه فلزی و همچنین خواص ویژه فیزیکی ذرات جاذب نوترون مانند کاربید بور را فراهم سازد که به تنهایی ممکن است شکننده و ترد باشند. در این پژوهش مطالعه ای روی توان تضعیف نوترون حفاظ های کامپوزیتی از نوع میکروکامپوزیت آلومینیوم/کاربید بور با درصدهای 5، 10و 20 درصد وزنی کاربید بور انجام شده است. جهت بررسی خواص جذب نوترون نمونه های مورد مطالعه از روش شبیه سازی کد مونت کارلوی MCNP و چشمه نوترونی کانال خشک رآکتور MNSR با شار n.cm-2.s-1 105 ×13/2 در توان نامی 30 کیلووات استفاده شده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که شار نوترون در حضور نمونه های 5، 10 و 20% کاربید بور به ترتیب n.cm-2.s-1 105 ×32/1 ، 105 ×12/1 و 105 ×07/1 پیش بینی می شود و با این افزایش درصد فاز تقویت کننده کاربید بور، شار نوترون تا 50% کاهش می یابد.
کلید واژگان: کاربید بور, جذب نوترون, شبیه سازی, حفاظ هسته ای, حفاظت هسته ایThe use of metal matrix composites can provide a combination of desirable properties of metals as well as the special physical properties of neutron absorber reinforcing particles such as boron carbide, which alone may be brittle. Therefore, in the present study on neutron attenuation power of composite shielding, several Al-B4C composite samples with weight fractions of 5, 10 and 20% B4C have been used. In order to investigate the neutron absorption properties of the studied samples, the MCNP Monte Carlo code and the neutron source of the dry channel of the MNSR reactor with a flux of 2.13E+5 n.cm-2.s-1 have been used ,which provided in nominal reactor power of 30 kW. The results show that the neutron flux in the presence of 5, 10 and 20% boron carbide samples is predicted to be 1.32E+05 n.cm-2.s-1,1.12E+05 n.cm-2.s-1 and 1.07E+05 n.cm-2.s-1, respectively. With this increase in the percentage of reinforcement phase, neutron flux is reduced down to 50%.
Keywords: Boron carbide, Composite shielding, Neutron absorption, Simulation, Nuclear protection -
مجله مهندسی متالورژی، پیاپی 78 (تابستان 1399)، صص 154 -162تغییر در موقعیت اتم ها در شبکه بلوری ماده در اثر تابش ایجاد می شود. تغییر ساختار سبب تغییر در مشخصات ماکروسکوپی ماده خواهد شد.دانستن مقدار تغییرات انواع خصوصیات ماده در محیط های با تابش بالا ضروری است. در این مقاله به مطالعه تاثیر تابش پروتون با انرژی MeV 5/2 بر ساختار گرافیت با درجه TSX پرداخته شده است. این نوع گرافیت در راکتور تحقیقاتی تهران به عنوان بازتابنده استفاده می شود. تابش دهی برای مدت زمان 276 دقیقه با پروتون انجام شده است. در بررسی انجام گرفته از تست میکرو سختی، تست رامان و تصاویر SEM استفاده شده است. نتایج، افزایش میکروسختی ماده در اثر تابش را نشان می دهد. همچنین افزایش حلقه های تهی جا و بین نشین ها در بررسی طیف رامان بدست آمده است. ایجاد حفره های در سطح گرافیت تابش دیده، در تصاویر SEM مشاهده شده است. نتایج بدست آمده با استفاده از مدل عیوب نقطه ای قابل بررسی می باشد.کلید واژگان: آسیب تابش, گرافیت TSX, میکروسختی, تابش پروتون, طیف رامانJournal of Iranian Metallurgical and Materials Engineering Society, Volume:23 Issue: 78, 2021, PP 154 -162Change in the position of atoms in the material’s crystalline lattice is caused by the radiation. Changes in the macroscopic properties of the material will be created by the change in structure. Knowing the amount of variation of material properties is necessary for materials in high-radiation environments. In this paper, the effect of 2.5 MeV proton irradiation on TSX grade graphite structure is investigated. This graphite is used as a reflector in the Tehran research reactor. The radiation has been carried out with the proton for 276 minutes. Microhardness test, Raman test, and SEM images were used in this study. The results show an increase in the microhardness of the material due to the radiation. Increased vacancy and interstitial clusters have also been observed in the Raman spectrum. The creation of cavities on the surface of irradiated graphite is observed in SEM images. The results can be verified by using the point defect model.Keywords: Radiation damage, TSX graphite, Microhardness, Proton irradiation, Raman spectrum
-
یکی از آثار تابش های هسته ای در مواد، جابه جایی اتم ها از جایگاه خود در شبکه بلوری است. برای محاسبه آسیب تابش نوترون باید طیف انرژی اتم های پس زده اولیه و همچنین توزیع زاویه ای و مکانی آن ها را محاسبه کرد. برنامه AMTRACK به منظور محاسبه این اطلاعات توسعه یافته است. این برنامه با استفاده از خروجی Ptrac کد MCNPX و تحلیل آن، اطلاعات مربوط به اتم های پس زده را به دست می آورد. در این مطالعه، فولاد زنگ نزن 316 که یکی از مهمترین آلیاژها در ساخت محفظه فشار راکتور است، بررسی شده است. نوترون های تک انرژی keV 1 تاMeV 10 روی این فلز تابش داده شده اند و کسر PKA های تولیدی، انرژی میانگین آن ها، بیشینه انرژی PKA ها و میزان آسیب تابشی به دست آمده است. محاسبات با استفاده از طیف نوترون راکتور بوشهر انجام شده است. با استفاده از این روش مقدار آسیب در راکتور بوشهر (برای فولاد زنگ نزن 316) برابر است با (dpa/fluence) 22-10× 2/7.
کلید واژگان: اتم های پس زده اولیه, برنامه AMTRACK, کد SRIM, VVER-1000, فولاد زنگ نزن سری316The displacement of the atoms from their lattice sites is one of the results of neutron irradiation on materials. The primary knocked-on atoms spectrum and their angular distribution should be calculated for consideration of neutron radiation damage calculation. The AMTRACK program has been developed to calculate this information. This program extracts and analyzes information about the primary knocked-on atoms by using Ptrac output of the MCNPX code. In this study, Stainless Steel 316, one of the most important alloys in the reactor pressure vessel, is investigated. The material is irradiated by single energy neutrons of 1keV to 10MeV, the fraction of produced PKAs, their average energy, their maximum energy, and radiation damage value are calculated. The calculations are performed by using the neutron spectrum of the Bushehr reactor. Using this method, the amount of damage in the Bushehr reactor pressure vessel (for Stainless Steel 316) is equal to 7.2×10-22 (dpa/ fluence).
Keywords: Primary Knocked-on Atom, SRIM Code, AMTRACK program, VVER-1000, Stainless steel 316 -
ایمنی در هر نوع آزمایش یکی از موارد بسیار مهم است. آزمایش خمش از جمله آزمون های مهم برای دست یابی به مشخصه های مواد است. در این مقاله، نرخ دز نمونه ی استاندارد برای آزمایش خمش گرافیت در رآکتور تحقیقاتی تهران به دست آمد. با استفاده از استانداردهای مختلف مقدارهای دز در فاصله های مختلف و دو بازه ی زمانی 15 و 40 روز تابش دهی محاسبه شد. محاسبه ها با استفاده از دو کد اوریجین و ام. سی. ان. پی. ایکس انجام شد. مقدارهای ناخالصی ماده با استفاده از دو تکنیک فلوئورسانی پرتو ایکس (XRF) و طیف سنجی نشر اتمی پلاسمای جفت شده ی (ICP-AES) اندازه گیری شد. نتیجه های محاسبه ها نشان داد که استاندارد کلیبورن و تروبی از استانداردهای دیگر سختگیرانه تر بوده و نمونه پس از گذشت 20 روز از تابش دهی با رعایت فاصله هایی در حدود cm 100 دارای دز کم تر از 1-μSv h 2 برای انجام آزمایش ها است. هم چنین محاسبه های مربوط به محفظه ی انتقال نشان داد که محدودیتی در انتقال نمونه ها وجود ندارد. در نهایت می توان گفت روش به کار گرفته شده در این پژوهش می تواند برای دیگر مواد موجود در قلب رآکتور نیز مورد استفاده قرار گیرد.
کلید واژگان: محاسبه ی دز, مقاومت خمشی, رآکتور تحقیقاتی تهران, اوریجین, ام سی ان پی ایکسSafety is one of the most critical issues in any test. The flexural test is a significant one to obtain material specifications. In this paper, a standard sample dose rate was calculated for the graphite flexural test in Tehran research reactor. Using different standards, the dose was computed at different distances and two periods of radiation, 15-40 days. Our calculations were performed with the ORIGEN and MCNPX codes. The impurity amounts of the material were measured by two methods of X-ray Fluorescence (XRF) and Inductively Coupled Plasma, Atomic Emission Spectroscopy (ICP-AES). The obtained results show that the Claiborne & Trubey standard is more stringent than other standards, and it has less than 2 μSv/h dose with the observance of 100cm distance and 20 days after irradiation. Moreover, calculations of the transfer chamber indicate that there is no limitation for the transport of the samples. Finally, it can be concluded that the considered method of this research can be used also for other materials at the reactor core.
Keywords: Dose calculation, Flexural strength, Tehran reactor, ORIGEN, MCNPX -
یکی از مهم ترین نتایج تابش نوترون بر روی هدف جابه جایی اتم های ماده از محل ثابت خود در شبکه کریستالی در پی یک واکنش هسته ای می باشد، که این پدیده موجب ایجاد آسیب تابشی نوترونی می شود. آسیب تابشی نوترونی را می توان با استفاده از تابش یون های سبک و سنگین شبیه سازی کرد، این روش شرایط انعطاف پذیری را در زمان تابش یون فراهم می آورد. داشتن دانش مقدماتی از اتم های پس زده شده اولیه (PKA) 1و همچنین چگونگی توزیع عیوب نقطه ای ثانویه نسبت به انرژی اتم های پس زده اولیه نخستین گام برای شبیه سازی آسیب تابشی نوترونی می باشد، سپس محاسبه میزان آسیب «جابه جایی به ازای هر اتم شبکه (DPA) 2» و چگونگی نفوذ عمقی آسیب در نمونه مراحل بعدی محاسبات است. در این مطالعه از کد MCNPX و کد SRIM به ترتیب برای شبیه سازی برهم کنش نوترون و یون های پر انرژی با مواد استفاده شده و سپس یک برنامه جدید (AMTRACK) با نرم افزار MATLAB نوشته شده که مشخصات PKA ها و همچنین مشخصات عیوب نقطه ای ایجاد شده را مورد تجزیه و تحلیل قرار می دهد. با مقایسه طیف اتم های پس زده شده و همچنین طیف وزنی عیوب نقطه ای ناشی از یون ها و نوترون ها چگونگی آسیب یونی و نوترونی مقایسه می شود و بهترین یون ها برای شبیه سازی آسیب تابشی نوترونی در راکتورها تعیین می شوند. هدف نهایی ما این است که با توسعه برنامه ای مقدمات فیزیکی و آزمایشگاهی لازم برای جایگزینی تابش یون به جای تابش نوترون را فراهم کرده و از این طریق به آسیب تابشی نوترونی دست پیدا کنیمکلید واژگان: آسیب تابشی, تولید عیوب, طیف پس زنی مقدماتی, طیف وزنی پس زنی, کد MCNPX, کد SRIM, برنامه AMTRACKOne of the most important results of neutron irradiation on targets is that atoms are displaced from their lattice sites after that a nuclear reaction. The neutron irradiation damage is often simulated by using light/heavy ion irradiations, which prepare flexible irradiation conditions. The knowledge of primary knock-on atoms (PKA) and point defect energy distribution is the first step to simulate radiation damage induced by neutrons and also calculation of the amount of damage in displacements per atom (DPA) and damage profile in target is another purpose. In this study the MCNP code and SRIM code have been used to simulate the interaction of neutrons and energetic ions with materials then a new program was written by MATLAB software, AMTRACK, which analyzed PKA and point defect specifications. Finally the comparison of fraction of recoils spectra as well as weighted recoil spectra induced by ions/neutrons leads to determine best ions and its energy to simulate damage in reactors and our final goal is to be able to predict the amount and profile of radiation damage by best ion and neutron spectrumKeywords: Radiation damage, defect production, Primary recoil spectra, weighted recoil spectra, MCNP code, SRIM code, AMTRACK program
-
در پژوهش حاضر از روش آلیاژسازی مکانیکی برای تولید آلیاژهای نانوکریستالی Cu-5 at. % Ta استفاده شد. به منظور دستیابی به نمونه های با خواص مطلوب اثر تغییر اندازه گلوله های آسیا، اتمسفر و دمای تفجوشی بر ریزساختار، رسانایی الکتریکی و ریزسختی نمونه فوق مورد بررسی قرار گرفتند. بررسی های ریزساختاری از دو شرایط گلوله های به قطر 10 میلیمتر و مخلوطی از گلوله های 10 و 5 میلی متری نشان داد که نمونهی آسیاشده با استفاده از گلوله های مخلوط، متوسط اندازه کریستالیت ریزتری دارد. پس از آسیاکاری، روش پرس سرد و تفجوشی در کوره در اتمسفرهای نیتروژن، آرگون و خلا در دمای °C550 انجام شد، نمونه های تفجوشی شده در شرایط خلا مجموعه خواص بهتری را از خود نشان دادند. به منظور بررسی اثر دمای تف جوشی بر خواص محصول دماهای 700 و °C850 نیز در شرایط خلا مورد بررسی قرار گرفتند، نتایج نشان دادکه نمونهی تفجوشی شده در دمای °C850 بیشترین میزان رسانایی الکتریکی و ریزسختی را دارد. درمجموع نمونهی آسیاشده با گلوله های مخلوط و تفجوشی شده در دمای °C850 در شرایط خلا میزان رسانایی الکتریکی برابر IACS %7/15 و ریزسختی HV 2/196 را نشان داد که بیشترین میزان رسانایی الکتریکی و ریزسختی در بین نمونه های مس- تانتالم تولیدشده در این پژوهش بود.کلید واژگان: آلیاژسازی مکانیکی, تف جوشی, آلیاژ نانوکریستالی Cu-Ta, رسانایی الکتریکی, ریزسختیAt the present study, the mechanical alloying method was used to produce the nanocrystalline Cu-5Ta alloy. In order to achieve a specimen with desirable properties, effects of size of milling ball, atmosphere and temperature of sintering were investigated on crystalline structure, electrical conduction and microhardness of specimen. The microstructural studies indicated that a finer crystallite size was attained when the complex size of milling balls being composed of 10 and 5 millimeters was applied rather than simple one of 10 millimeters. After milling, cold press and subsequent sintering were done under different atmospheres such as nitrogen, argon and vacuum at temperature of 550C. The sintered specimen under vacuum showed the better properties compared to the others. The further evaluations on specimen properties was conducted by sintering at temperatures of 700 and 850C under vacuum. The results indicated that with increasing the sintering temperature, electrical conduction and microhardness increase. Overall, the specimen milled by the complex ball size and sintered at temperature of 850C under vacuum experienced a electrical condition of 15.7% IACS and microhardness of 196.2 HV which was the best conditions to produce Cu5Ta.Keywords: Mechanical Alloying, sintering, nanocrystalline Cu-Ta alloy, Electrical conduction, Microhardness
-
مورفولوژی اسفنج زیرکونیم حاصل از فرایند کرول، در مواردی مانند تاثیر آن بر ترکیب شیمیایی و میزان ناخالصی های اسفنج و هم چنین بازده ی ماندگاری اسفنج در فرایندهای میانی تولید، اهمیت پیدا می کند. در این پژوهش، از مراحل مختلف فرایند، مناطق مختلف محصول نمونه برداری، و از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و هم چنین تکنیک پراش اشعه ایکس (XRD) برای ارزیابی محصول استفاده شد. آنالیز XRD اسفنج زیرکونیم نشان داد که پس از فرایند احیا، میزان کلرید منیزیم و منیزیم باقی مانده در بافت اسفنج افزایش می یابد و به صورت غیریکنواخت در قسمت های مختلف اسفنج پراکنده می شود، به طوری که میزان این ناخالصی ها در مرکز اسفنج بالاتر از سایر نقاط خواهد شد. هم چنین بررسی های SEM نشان داد که در این فرایند، شکل ابتدایی ذرات اسفنج زیرکونیم در بدو تولد بی قاعده است. آنالیز شیمیایی مشخص کرد چنان چه مورفولوژی اسفنج شبه سوزنی باشد، در مرحله ی تقطیر تحت خلا ، ناخالصی ها را از خود بهتر دفع می کند. چنان چه فرایند تقطیر اسفنج زیرکونیم در مدت زمان کافی انجام نشود، میزان ناخالصی های کلریدی و منیزیم در مرکز توده ی اسفنج بالاتر از نقاط محیطی خواهد بود. بنابراین به منظور حذف حداکثری این ناخالصی ها در فرایند تقطیر، نیاز است که زمان مناسب به کار رود. هر چند فرایند تقطیر ذاتا زمان بر و پرهزینه است، با این وجود حذف ناخالصی ها نسبت به خالص سازی به روش شیمیایی، کاملا برتری دارد.کلید واژگان: اسفنج زیرکونیم, مورفولوژی, فرایند احیا, فرایند تقطیرThe morphology of zirconium sponge formed during the Kroll process could be more important due to its effect on composition, amount of impurities and efficiency of the sponge durability in the subsequent intermediate processes. In this research, various samples were prepared from different stages of the process and different zones of the products. In order to evaluate the products, scanning electron microscopy (SEM) and X-Ray diffraction (XRD) techniques were used. XRD analysis of the zirconium sponge showed that the amounts of magnesium chloride and retained magnesium in sponge texture were at a high level after the reduction process and were distributed non-uniformly in various parts of the sponge in which the amounts of impurities in the center was higher than the other parts. Also, examination by the scanning electron microscopy showed that the prime morphology of the zirconium sponge particles is irregular. Chemical analysis indicated that the excretion of magnesium impurities from the sponge will be more desirable in the distillation process, when the sponge morphology is in needle–like shape. If there is not enough time for the distillation process, the amount of magnesium and chloride impurities in the center of zirconium sponge will be higher in comparison to the other areas. So, for maximum elimination of such impurities in the distillation process, sufficient time duration has to be considered. Despite the fact that the distillation process is time-consuming and expensive, the impurity elimination compared to the proceses of chemical purifying is more favourable.Keywords: Zirconium Sponge, Morphology, Reduction Process, Distillation Process
-
در این تحقیق پوشش های نانوساختار کاربید زیرکونیم (ZrC) بر روی زیرکونیم با روش الکترولیز از نمک مذاب در دمای oC 772 در چگالی جریان های مختلف (mA/cm2 380 و 120) تهیه شده است. مشخصه یابی پوشش ها با روش های طیف پراش اشعه X (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) ،طیف سنج تفکیک انرژی پرتو ایکس (EDX) و طیف سنج مادون قرمزتبدیل فوریه (FTIR) انجام شد. مطالعات خوردگی نمونه ها با استفاده از آزمون پلاریزاسیون پتانسیودینامیکی در محلولی حاوی بوریک اسید و لیتیم هیدروکسید با pH=6.85 انجام شد. ایجاد پوشش کاربید زیرکونیم با استفاده از روش های XRD، FTIR و EDX تایید گردید. نتایج نشان می دهد که ایجاد پوشش کاربید زیرکونیم در سطح زیرکونیم باعث افزایش مقاومت خوردگی و گسترده تر شدن محدوده روئین شدگی آن می شود. چگالی جریان رسوب دهی الکتروشیمیایی تاثیر زیادی بر الکتروکریستالیزاسیون، ساختار و در نتیجه مقاومت خوردگی پوشش کاربید زیرکونیم دارد. به طوری که پوشش تهیه شده در چگالی جریان mA/cm2 120 کم ترین سرعت خوردگی را از خود نشان می دهد. این رفتار متاثر از ساختار نانومتری این پوشش به دلیل پیوستگی ذرات کاربید زیرکونیم و عدم وجود ترک در ساختار پوشش است.کلید واژگان: پوشش کاربید زیرکونیم, الکترولیز, نمک مذاب, الکتروکریستالیزاسیون, مقاومت خوردگی, XRDIn this study, zirconium carbide (ZrC) coatings are electrodeposited on zirconium substrate by electrolysis from molten salt at 772 oC. Electrodeposition is carry out at 120 and 380 mA/cm2 as electrolysis current densities. The coatings have been characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) methods. Corrosion resistance of coatings are investigated using potentiodynamic polarization test in a solution containing boric acid (H3BO3) and lithium hydroxide (LiOH) at pH= 6.85. The production of zirconium carbide coatings has been confirmed by XRD, FTIR and EDX analysis methods. The results show that zirconium carbide coatings improve the corrosion resistance of zirconium. Moreover, the passivation zone has been expanded by ZrC coatings. The electrodeposition current density shows incredible effect on electrocrystallization, nanostructure and consequently corrosion resistance of ZrC coatings. As the coating electrodeposited at 120 mA/cm2 shows lower corrosion rate. Nanostructure, coherency of ZrC particles, and absence of cracks in the coating are affected this behavior of zirconium carbide coatings.Keywords: zirconium carbide coating, electrolysis, molten salt, electrocrystallization, corrosion resistance, XRD
-
تاثیر پارامترهای فرایندی شامل جریان جوش و نیروی الکترود بر ریزساختار جوش مقاومتی نقطه ای ورق آلیاژ Nb%1-Zr به ضخامت 3/0 میلی متر مورد بررسی قرار گرفت. در بررسی ریزسختی مقطع دکمه ی جوش در راستای قطر دکمه ی جوش، اندازه گیری سختی برحسب ویکرز بر روی فلز پایه، منطقه ی حرارت دیده و دکمه ی جوش برای نمونه هایی که با پارامترهای مختلف جوشکاری شده بودند، انجام شد. بررسی های ریزساختاری نشان داد که افزایش جریان سبب درشت تر شدن دانه ها می شود. از جمله ی مشاهده های مهم در این مطالعه بزرگ شدن اندازه ی دانه در اثر افزایش نیروی الکترود در زمان جوشکاری یکسان بود. در تصویرهای وابسته به فلزنگاری مشاهده شد که در اثر اعمال نیروی الکترود بیش تر، دانه ها به صورت طولی در راستای جریان حرارت تغییر شکل می دهند. اندازه گیری سختی منطقه های جوش و فلز پایه نیز نشان داد که دکمه ی جوش بیش ترین میزان سختی را دارد و این میزان در منطقه ی حرارت دیده و فلز پایه به ترتیب، کاهش می یابد. این تفاوت به دلیل تغییرهای فازی β و α+β است. تغییر حالت از فاز β به α به وسیله ی فرایند نفوذ توده ای و تشکیل ساختار ویدمن اشتاتن α، که بر اثر آهسته سرد شدن به وجود خواهد آمد، انجام می پذیرد. ساختار موردنظر سخت تر و دارای استحکام بیش تری از ریزساختار α هم محور فلز پایه است.کلید واژگان: جوش مقاومتی نقطه ای, آلیاژ زیرکنیمی, Zr-1%Nb, ریزساختارIn this study, the effects of process parameters including weld current and electrode force on the microstructure of resistance spot welding on Zr-1%Nb alloy sheets of 0.3mm thickness were investigated. In the microhardness investigation of the weld nugget cross section, the Vickers hardness measurement was performed in the direction of the weld nugget diameter on a base metal, HAZ, and weld nugget for the welded specimens with different parameters. Applying more electrode force in the same welding time yielded the grain growth which was found to be an important observation in this study. In the metallographic images, it was observed that the grains were deformed to be longer in the heat flow direction when more electrode force was applied. The hardness measurement of the weld zones and base metal showed that, the weld nugget had a maximum amount of hardness where it decreased in HAZ and subsequently in the base metal. This difference is due to transformation of the α+β and β phases. Transformation from β to α phase, which was carried out by a massive diffusion process and formation of the Widmanstatten α structure was achieved by slow cooling. The mentioned structure was found to be harder and stronger than the equiaxed α microstructure of the weld metal.Keywords: Resistance spot welding, Zr-1%Nb alloy, Microstructure
-
فولاد کروم تنگستن با ترکیب آلیاژی و عملیات حرارتی معین در معرض تابش پرتوهای یونی آرگون و آلفا قرار گرفت. به کمک میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM)، متوسط زبری سطح قبل و بعد از پرتودهی بررسی شد. برای بررسی تغییرات در پارامترهای بلوری قبل و بعد از پرتودهی از پراش اشعه ایکس (XRD) استفاده گردید. همچنین سختی فولاد قبل و بعد از پرتودهی به وسیله دستگاه میکروسختی اندازه گیری شد. نتایج نشان داد در اثر پرتودهی با پرتو آلفا، متوسط زبری سطح از 75/20 به 16 نانومتر کاهش یافته و همچنین هر دو نوع پرتودهی پارامترهای بلوری فولاد را به میزان کمی تغییر دادند. مشخص گردید که سختی نمونه نیز بعد از تابش پرتو یونی آرگون و آلفا به ترتیب 34 و 18 ویکرز افزایش پیدا کرده است. تغییر نه چندان زیاد خصوصیات سطح توسط پرتودهی حاکی از مقاومت خوب این فولاد به پرتودهی در مقایسه با دیگر ترکیبات آلیاژی است.
-
In this work, the effect of metallurgical factors on corrosion behavior of Zr-1%Nb in %3.5 NaCl media at 60oC was investigated. After different processes, the microstructure of the treated alloy was analyzed by optical and scanning electron microscopes. Corrosion behavior of the specimens was evaluated by electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and potensiodynamic polarization. The results showed that addition of Nb as alloying element, result in increasing both the hardness and polarization resistance of the alloy. While strengthening by deformation process led to refining the grains of the alloy but it had reverse effects on corrosion behavior of the alloy as it decreased the polarization resistance, up to 7 times less than untreated sample. This shows that it is necessary to optimize the conditions of deformation process to access high strength alloy together good corrosion resistance.
Keywords: Zr, Nb alloy, strengthening, potensiodynamic polarization -
در این تحقیق، چهار فولاد آستنیتی کروم- منگنزدار- (بدون نیکل) توسط کوره ذوب القایی تحت خلا تولید شد. سپس ورق هایی از آن به ضخامت 10 میلی متر با عملیات های نورد گرم متوالی حاصل شد. رفتار خوردگی چهار فولاد آستنیتی کروم- منگنزدار در محلول 1/0 مولار اسید سولفوریک، توسط آزمون های پتانسیل مدار باز، پلاریزاسیون پتانسیودینامیک و طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی ارزیابی شد. نتایج نشان داد که پتانسیل مدار باز چهار فولاد آستنیتی کروم- منگنزدار با گذشت زمان به سمت مقادیر مثبت انتقال می یابد. هم چنین منحنی های پلاریزاسیون پتانسیودینامیک نشان دادند که چهار فولاد آستنیتی کروم- منگنزدار رفتار رویین قابل قبولی را ارائه می دهند.
کلید واژگان: فولاد آستنیتی کروم, منگنزدار, رفتار خوردگی, پلاریزاسیون پتانسیودینامیک, طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیاییIn this study، the four Cr-Mn- (Ni-free) austenitic steels were fabricated by vacuum induction furnace. Then plates with 10 mm thickness were fabricated by hot-rolling. Corrosion behaviour of the four Cr-Mn steels in 0. 1 M H2SO4 solution was investigated using by open-circuit potential، potentiodynamic polarization، and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The results indicated that the open-circuit potentials of the four Cr-Mn austenitic steels were found to shift towards positive direction. Also، the potentiodynamic polarization curves suggested that the four Cr-Mn austenitic steels showed comparable passive behaviour in sulfuric solutions.
Keywords: Cr, Mn austenitic steel, Corrosion behaviour, Potentiodynamic polarization, Electrochemical impedance spectroscopy -
سنتز و شبیه سازی دینامیک مولکولی ترکیب بین فلزی نانوبلور Ni3A1
- 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.