به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « Sintering » در نشریات گروه « فنی و مهندسی »

  • Reza Khodadadi Bordboland, Asghar Azizi *, Mohammad Khani

    The global growth of aluminum demand with the modernization of our society has led to the interest in developing alternative methods to produce aluminum from non-bauxite and low-grade resources such as shale bauxites. For such reserves, the conventional Bayer process is challenging and is not efficient to extract aluminum, and the sintering process is known to be effective. Thus, this study aimed to scrutinize the technical feasibility of alumina extraction from an Iranian low-grade (shale) bauxite ore containing 36.22% Al2O3, 22.11% SiO2, 20.42% Fe2O3, 3.33% TiO2, and 3.13% CaO. In this regard, the sintering process with lime-soda followed by alkaline leaching was adopted to extract alumina, and response surface modeling was employed to assess the important parameters such as the sintering temperature, Na2O(caustic) concentration, CaO/SiO2 molar ratio, and Na2O/Al2O3 molar ratio. The findings indicated that the extraction rate improved by increasing the sintering temperature and CaO/SiO2 ratio and decreasing the Na2O(caustic) dose and Na2O/Al2O3 ratio. It was also found that the Na2O(caustic) concentration, sintering temperature, and interactive effect of Na2O(caustic) concentration with Na2O/Al2O3 ratio had the greatest influence on the extraction efficiency. The process optimization was conducted applying the desirability function approach, and more than 71% of Al2O3 was extracted at 1150 °C sintering temperature, 2.1 CaO/SiO2 molar ratio, 0.9 Na2O/Al2O3 molar ratio and 30 g/L Na2O(caustic) dose. Ultimately, it was concluded that a lime-soda sintering process at 1150 °C followed by one-step alkaline leaching with Na2O(caustic) at 90 °C could be metallurgically efficient for treating the low-grade (shale) bauxites.

    Keywords: Low-Grade Bauxite, Aluminum Leaching, Sintering, Dissolution Yield, Optimization}
  • مریم نظری، حمیدرضا بهاروندی*، ناصر احسانی
    هدف از این تحقیق، ساخت و بررسی خواص نانوکامپوزیت های SiC-5TiB2 تقویت شده با نانوذرات گرافن کوانتوم دات به روش ساخت تف جوشی بدون فشار می باشد. بدین ترتیب مواد اولیه SiC، TiB2 و گرافن کوانتوم دات در ابعاد نانومتری مورد استفاده قرار گرفتند. ابتدا پیش از انجام هرگونه اقدامی، با استفاده از نرم افزار Minitab 14 طراحی نمونه های آزمایشی صورت گرفت. طراحی با روش تاگوچی مطابق با آرایه L9 انجام شد و پارامترهای میزان تقویت شونده گرافن کوانتوم دات در سه سطح 0/2 و 0/6 و 1 درصد وزنی و دمای تف جوشی در مقادیر 2000، 2100 و 2200 درجه سانتی گراد تعریف شدند. فرآیند تف جوشی در دماهای مشخص در اتمسفر آرگون به مدت زمان دو ساعت انجام شد. در ادامه، آنالیزهای پراش اشعه ایکس، طیف سنجی رامان، میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی و طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز صورت گرفت. همچنین از آزمون های تعیین چگالی، میکروسختی و چقرمگی شکست به منظور بررسی خواص فیزیکی و مکانیکی استفاده شد. ریز ساختار نمونه ها نیز با هدف بررسی مکانیزم های چقرمگی شکست مورد بررسی واقع شدند. نتایج نشان داد که پارامتر میزان تقویت شونده در رده اول تاثیر گذاری و دمای تف جوشی در رده دوم قرار دارد و بهترین نتایج در نمونه با مقدار 0/6 درصد وزنی گرافن کوانتوم دات و دمای تف جوشی 2100 درجه سانتی گراد حاصل شده است که میزان سختی و چقرمگی شکست دراین نمونه به ترتیب 27/7 گیگاپاسکال و MPa.m1/2 3/3 به دست آمد.
    کلید واژگان: کاربید سیلیسیم, گرافن کوانتوم دات, نانو کامپوزیت SiC-5TiB2, تف جوشی, تاگوچی}
    M. Nazari, H. R. Baharvandi *, N. Ehsani
    The purpose of this research was to fabricate and investigate the properties of SiC-5TiB2 nano composites reinforced by gaphene quantum dot nanoparticles via pressure less sintering method. In this way, SiC, TiB2, and graphene quantum dot raw materials were used in nanometer dimensions. First, before performing any laboratory operations, experimental samples were designed using Minitab 14 software. The design was done by the Taguchi method according to the L9 array and the parameters of the amount of gaphene quantum dot amplification in three levels were set at 0.2, 0.6, and 1 wt.% and sintering temperatures were defined as 2000, 2100, and 2200°C. The sintering process was carried out at certain temperatures in argon atmosphere for 2 h. XRD, FESEM, FTIR and Raman spectroscopy were performed. Density, micro hardness, and fracture toughness measurements were used for further investigations of physical and mechanical properties. The microstructure of the samples was also observed to determine the fracture toughness mechanisms. The results showed that the parameter of the amount of reinforcement was in the first rank of influence and the sintering temperature was in the second rank, and the best results were obtained in the sample with the amount of 0.6 wt.% of gaphene quantum dot and the sintering temperature of 2100 °C, where hardness and fracture toughness values were obtained to be 27.7 GPa and 3.3 MPa.m1/2, respectively.
    Keywords: SiC, graphene quantum dot, SiC-5TiB2 nanocomposite, sintering, Taguchi}
  • راضیه حیاتی*، ایمان فریدون پور، رضا فدایی

    در این پژوهش، الیاف PZT با استفاده از پودر تجاری PZT-5A و افزودنی های پلیمری و حلال آب دیونیزه تهیه شد. رفتار ریولوژی خمیرهای مختلف با مقادیر جامد و افزودنی های متفاوت بررسی شد و بهترین خمیر برای تزریق توسط سرنگ (فرایند اکستروژن) انتخاب شد. در این میان خمیر حاوی 85٪ جامد و 1٪ وزنی گلیسرول که با استفاده از محلول 15٪ وزنی PVA تهیه شد دارای بهترین رفتار ریولوژی بود. الیاف به دست آمده در دمای C100 خشک شده و فرایند چسب زدایی در دمای C600 با نرخ C/min1 به مدت 2 ساعت انجام گردید. فرایند تف جوشی در محدوده دمای C1270-1220 در زمان های 4-5/2 ساعت انجام شد. بررسی های فازی انجام شده توسط آنالیز پراش اشعه X نشان داد که الیاف به دست آمده در دمای C1220 دارای ساختار تک فاز پروسکایت PZT می باشد، اما با افزایش دمای تف جوشی پیک های ثانویه مربوط به اکسیدهای زیرکونیوم و تیتانیوم در الگوهای پراش الیاف مشاهده شد. تصاویر میکروسکوپ الکترونی از سطح الیاف نشان داد الیاف تف جوشی شده در دمای C1220 به مدت 2 ساعت عاری از هرگونه ترک و دارای چگالی قابل قبول بود. بعلاوه، بر اساس تصاویر SEM میانگین قطر این نمونه حدود µm300 محاسبه شد. تصاویر سطح شکست الیاف نشان داد که این نمونه دارای ریزساختاری با دانه های مکعبی با میانگین اندازه دانه μm5/1 بود که حدود نصف میانگین دانه های PZT بالک با دانه های کروی در دمای بهینه تف جوشی بود.

    کلید واژگان: پیزوالکتریک, الیاف, PZT, تف جوشی, ریزساختار}
    Raziye Hayati *, Iman Fereydoonpoor, Reza Fadaei

    In this research, PZT fibers were fabricated using PZT-5A commercial powder, polymeric additives and deionized water as solvent. The rheological behavior of different pastes with various amounts of solids and additives was investigated and the best paste was selected for syringe injection (extrusion process). Meanwhile, the paste containing 85wt% solid content and 1wt% glycerol, which was prepared using a 15wt% PVA solution, showed the best rheological behavior. The obtained fibers were dried at 100°C and the burnout process was carried out at 600°C with heating rate of 1°C/min for 2 hours. The sintering process was carried out in the temperature range of 1220-1270 ͦC for 2.5-4 hours. The phase investigations conducted by X-ray diffraction analysis showed that the fibers sintered at 1220°C have a single-phase perovskite structure and peak splitting confirms the ferroelectric nature of fiber. However, at higher sintering temperature, secondary peaks related to zirconium and titanium oxides were observed in the fiber diffraction patterns. Scanning electron microscope (SEM) images from the surface of the fibers showed that the fibers sintered at 1220°C for 2 hours were free of any cracks and had an acceptable density. In addition, based on the SEM images from the fracture surface of the fibers, the microstructure of this sample consisted of cuboid grains with average size of 1.5 μm, which is half of the average grain size of bulk PZT with spherical grains at its optimum sintering temperature.

    Keywords: Piezoelectric, Fiber, PZT, Sintering, Microstructure}
  • Amin Saghafi *, Seyed Ehsan Eftekhari Shahri, Hossein Jamshidi, Mohammad Kazem Salari, Razieh Khoshhal
    Magnesium and its alloys are attractive materials in industrial applications due to the low density and high strength. The properties of AZ31 magnesium alloy can be much improved by choosing proper sintering conditions. In this study, the microstructure and mechanical properties of AZ31 prepared by mechanical alloying, compaction, and sintering of elemental powder, were studied. The effect of parameters such as compaction pressure, heating rate, and sintering time were investigated to determine the optimal sintering condition of AZ31 magnesium alloys. Previous researches have focused on the specific conditions of sintering, while in this study, various factors of sintering were examined simultaneously. The results showed that sintering time is one of the major variables that have a considerable effect on the final properties of AZ31. In short sintering times, recrystallization leads to small grain formation inside the powder. However, as the sintering time increases, the growth of new grains slows down and no trace of them can be detected in the microstructure. Furthermore, the conditions for recrystallization were also determined, which can be used to provide small grain size and, consequently, better properties after the initial powder milling and sintering. At optimal sintering conditions, the average grain size, porosity percentage and hardness of the samples AZ31 magnesium alloy were obtained as 104 µm and 2.05%, and 79.5 HV, respectively which is expectable result in comparison to the bulk AZ31.
    Keywords: AZ31 magnesium alloy, Microstructure, Powder Metallurgy, Sintering}
  • Amir Rahimi *, Jamal Zamani
    Fused Deposition Modeling and Sintering (FDMS) is one of the indirect and emerging processes of Additive Manufacturing (AM) for the production of metal parts, which is a combination of AM process and Metal Injection Molding (MIM). This study laboratory made a raw material (Feed Stock) composing of high percentage of metal powder (particle in nano-scale) and polymeric materials; and then, designed an extruder to simulate melting and extruding process by Computational Fluid Dynamic (CFD). The different variables such as the nozzle diameter (D) of 1, 2, 3 and 4 mm and compression zone length (L2) of 100, 200 and 300 mm were simulated to investigate their impacts on flow rate and required torque to rotate screw. The findings showed that components of feed stock for high physical and mechanical properties of FDMS should account for 55 wt.% of paraffin wax, 25 wt.% of polypropylene, 15 wt.% of carnauba wax and 5 wt.% of stearic acid with optimum percentage of metal powder of 90 wt.%. Also, the optimum value of extruder diameter and compression zone length were 2mm and 200 mm, respectively.
    Keywords: Additive Manufacturing, AISI 460 steel alloy, Extruder Screw, Fused Deposition Modeling, Sintering}
  • شیدا حاجی امیری*، مهدی قاسمی کاکرودی، ناصر پورمحمدی وفا

    مکس فازها یک کلاس جذاب از جامدات لایه ای هستند که اخیرا به دلیل ترکیب غیرمعمول و منحصر بفرد، توجهات زیادی را به خود جلب کرده اند. ترکیب سه تایی Ti3SiC2 یک نمونه از موادی است که ویژگی های سرامیک ها و فلزات را با هم نشان می دهد. به عنوان یک سرامیک، سخت هستند. برخی از آنها مقاوم در برابر اکسیداسیون، خزش، خستگی، خوردگی هستند. فوق العاده دیرگداز هستند و دمای ذوب بالا دارند. همچنین استحکامشان با دما ثابت می ماند. هنگامی که به عنوان یک فلز مورد توجه قرار می گیرد، این ترکیب یک ماده هادی الکتریسیته و حرارت است و مستعد به شوک حرارتی نیست، دارای قابلیت ماشینکاری آسان با انواع ابزارهای نوین و امروزی می باشد، نسبتا نرم بوده و همچنین مقاومت شیمیایی بالایی دارند. ترکیب SiC با Ti3SiC2 به منظور کامپوزیت سازی، یک راه موثر برای بهبود خواص دما بالا است، زیرا SiC به عنوان فاز تقویت کننده، دارای مقاومت به اکسیداسیون خوب، سختی بالا، مقاومت در برابر سایش است و علاوه بر این، در دماهای بالا با Ti3SiC2 سازگار است. کامپوزیت های کاملا متراکم Ti3SiC2-SiC از طریق سنتز درجا و از طریق یک فرآیند پرس گرم واکنشی با استفاده از پودرهای TiC و Si با نسبت های مولی مختلف 3TiC:3Si، 3TiC:2Si (ترکیب استوکیومتری) و 3TiC:1.5Si ساخته شدند. مشخصه فازی نمونه های پرس گرم شده توسط تجزیه و تحلیل پراش اشعه ایکس (XRD) انجام شد و ریزساختارها با میکروسکوپ الکترونی روبشی  (SEM) مورد مطالعه قرار گرفتند. خواص مکانیکی کامپوزیت های پرس گرم شده از نظر سختی ویکرز، چقرمگی شکست و استحکام خمشی سه نقطه ای مورد بررسی قرار گرفت. مشخص شد که ذرات SiC سنتز شده به روش درجا، با مورفولوژی دراز و کشیده، در زمینه ذرات Ti3SiC2 تشکیل شده بصورت درجا توزیع شده اند. بالاترین سختی ویکرز مربوط به نمونه 3TiC:1.5Si با مقدار GPa 2/14 مربوط به حضور SiC و فاز TiC باقیمانده در ریزساختار می باشد. استحکام خمشی سه نقطه ای با افزایش مقدار مولی Si به دلیل حضور فاز Si آزاد در نمونه و تشکیل بیشتر فاز SiC افزایش یافت. نمونه 3TiC:3Si به بالاترین چقرمگی شکست  MPa.m1/2 1/10و بالاترین استحکام خمشی سه نقطه ای معادل MPa 576 دست یافت.

    کلید واژگان: تف جوشی, سنتز درجا, مکس فاز, تیتانیم سیلیکون کاربید, تقویت کننده سیلیکون کاربید, پرس گرم واکنشی, مشخصه یابی, خواص مکانیکی}
    Sheida Haji Amiri*, Mahdi Ghassemi Kakroudi, Nasser Pourmohammadie Vafa

    MAX phases are an attractive class of layered solids that have recently attracted a great deal of attention due to their unusual and unique composition. The ternary compound Ti3SiC2 is an example of a material that combines the properties of ceramics and metals. As a ceramic, they are high stiff. Some of them are resistant to oxidation, creep, fatigue, corrosion. They are extremely refractory and have a high melting temperature. Also, their strength remains stable with temperature. When considered as a metal, this compound is a conductor of electricity and thermal and is not prone to thermal shock, has easy machining with a variety of modern tools, is relatively soft and also has high chemical resistance. Combining SiC with Ti3SiC2 for fabrication the composite is an effective way to improve the high temperature properties, because SiC as a reinforcing phase has good oxidation resistance, high hardness, abrasion resistance, and in addition, it is compatible with Ti3SiC2 at high temperatures. Fully-dense Ti3SiC2 –SiC composites were in-situ synthesized and sintered through a reactive hot-pressing process using TiC and Si powders with different molar ratios of 3TiC:3Si, 3TiC:2Si (stoichiometric composition), and 3TiC:1.5Si. Phase characterization of the hot-pressed specimens was performed by X-ray diffraction (XRD) analysis, and the microstructures were studied by scanning electron microscope (SEM). The mechanical properties of the hot-pressed composites were investigated in terms of Vickers hardness, fracture toughness, and flexural strength. It was found that the in-situ synthesized SiC particles, with platelet morphology, have been distributed in the in-situ formed Ti3SiC2 matrix. The highest Vickers hardness belonged to the 3TiC:1.5Si sample with a value of 14.2 GPa, related to the presence of SiC and residual TiC phase in the microstructure. The flexural strength enhanced with increasing the molar value of Si, due to the presence of the free Si phase in the sample and the further formation of the SiC phase. The 3TiC:3Si sample achieved the highest fracture toughness of 10.1 MPa.m1/2 and the highest flexural strength of 576 MPa.

    Keywords: Sintering, Ti3SiC2 MAX phase, SiC reinforcement, Reactive hot-pressing, Characterization, Mechanical properties}
  • Lintang Dwi Kartika, Haris Rudianto *
    This research investigated the effects of graphite content on the sintering behavior of Al-4.5Cu-1.5Mg produced by the shaker mill method. The shaker mill method was chosen because it is able to form uniform nanoparticles in a such short time due to its very high-speed milling. Powder morphology after the shaker mill was investigated. The damaging, fracturing, and cold-welding process during the shaker mill happened in such a shorter time leading to more homogenously dispersed graphite-reinforced Al-4.5Cu-1.5Mg matrix nanocomposite. Sintering under high-purity argon gas for 99.999% was carried out to produce high-density material from 550oC to 620oC. Sintering properties showed that graphite content for more than 0.5wt% decreased sintering density which leads to a lower hardness value. Based on microstructures, a higher amount of graphite is prone to have bigger porosity due to its agglomeration which leads to produced voids between grains. Agglomeration of graphite is still the main challenge for the manufacturing of graphite-reinforced metal matrix nanocomposites. Aluminum carbide Al4C3 was found and it was expected as a result of a reaction between Al and graphite during very high-speed milling. Aluminum carbide acts as an interface between matrix and reinforcement when in certain conditions is able to transfer load from matrix to reinforcement particles leading to improved mechanical properties. Intermetallics of Al-Cu and Al-Mg were also found after sintering.
    Keywords: Powder metallurgy, Aluminum Nanocomposites, Graphite, Shaker Mill, Sintering}
  • Aida Faeghinia, Touradj Ebadzadeh

    Hydroxyapatite (HAp, Ca10(PO4)6(OH)2), a calcium phosphate bio ceramic which is chemically similar to natural bone mineral, is widely used as a scaffolding material in bone tissue engineering. In this study, Hydroxyapatite (HAp) ceramics were sintered using microwave in one- and two-step heat treatment. The sintering temperatures in the first heat treatment step were in the range of 965-1000 °C without isothermal holding, and the power levels of the microwave were set at 600, 750, and 900 W. The temperatures in the second heat treatment step were 600, 735, and 860 °C. Of note, HAp-to-Tricalcium phosphate (TCP) phase transformation was not detected at 1000 °C; instead, the preferred growth of (211) planes corresponding to the circular morphology was observed. As observed in the XRD images, crystallite degradation occurred in two-step sintered samples. In addition, the SEM micrographs indicated that the open porosity in the two-step heat treated samples was more than that of samples which were heat treated in one step. In case the sintering temperature was set at 1000 °C, the maximum density values of 92 % and 95 % were obtained for one- and two-step sintered samples, respectively.

    Keywords: Hydroxyapatite, Sintering, Two Steps, SEM}
  • آیدا فایقی نیا*، حسین مردی

    در کار حاضر، سرباره شیشه ای کوره قوس الکتریک شرکت فولاد مبارکه، و ضایعات شیشه سودالایم فلوت شیشه پنجره ، با نسبت وزنی مساوی مخلوط شد و این ترکیب پایه به همراه عوامل فوم زای متعدد پخت شد. پنج نوع عامل فوم زا، شامل کاربید سیلیسیوم ، کربنات کلسیم ، اکسید کروم، گرافیت و کربنات باریم در پنج قسمت وزنی به ترکیب پایه اضافه گردید، کل مخلوط های کامپوزیتی در دمای 1200 درجه سانتی گراد با سرعت 10 درجه بر دقیقه و زمان ماندگاری سه دقیقه پخت شد. فاز کریستالی متبلور شده در کامپوزیت ها با درصد وزنی کم عامل فوم زا، فاز وولاستونیت و با افزایش درصد وزنی عامل فوم زا تا 5% وزنی فاز شبه ولاستونیت بود. بیشترین افزایش حجم در کامپوزیت (2.5 برابر) مربوط به نمونه با 5 درصد وزنی کربنات باریم و بیشترین تخلخل (84درصد) مربوط به کاربید سیلیسیوم با 1 درصد وزنی می باشد . بالاترین استحکام فشاری در بین سه ترکیب تایید شده از لحاظ ریز ساختاری، مربوط به نمونه با یک درصد وزنی کربنات کلسیم بود که 8/4 مگا پاسکال به دست آمد . همچنین توزیع تخلخل ها در تمامی کامپوزیت های فوم دار غیر یکنواخت بوده و تنها نمونه اکسید کروم دار توزیع تخلخل بهتری نسبت به سایرین دارد.

    کلید واژگان: عامل فوم زا, کربنات, شیشه-سرامیک, سینتر}
    Aida Faeghinia *, Hossein Mardi

    Amorphous slag from the electric arc furnace of Mobarakeh Steel Company, and soda ash flute glass waste (window, mixed with equal weight ratio and sintered with foaming agents and used to prepare glass-ceramic foam. Five types of foaming agents including silicon carbide, calcium carbonate, chromium oxide, graphite and barium carbonate were added to the base composition in five amounts and sintered at 1200 ° C.The crystalline phase crystallized in the composite was at a low weight percentage of foaming agent wollastonite and with increasing weight percentage by 5% Pesudo wollastonite-.The highest volume increase is related to the sample with 5% by weight of barium carbonate and the highest porosity is related to silicon carbide with 1% by weight.The highest compressive strength among the three approved compounds reaches 4.8 MPa in terms of microstructural content of the sample with a weight percentage of calcium carbonate.Also, the distribution of porosity in all foam foams used is non-uniform and only chromium oxide has a better distribution than others.

    Keywords: Carbonates, Glass-ceramic, Foam, Sintering}
  • زینب ابراهیمی کاهو، نگار اکرمی، مهرنوش قناد، سیمین نظرنژاد، سعید کارگذار، سحر ملازاده*

    در پژوهش حاضر، از روش احتراقی در محلول جهت سنتز ترکیب آمورف بوراتی زیست فعال.استفاده شد. آنالیز XRD، FTIR و PSA با هدف مشخصه یابی فازی، تشخیص پیوند و تعیین اندازه ذرات انجام شد. از آزمایش های MTT و Migration به منظور تعیین زیست سازگاری پودرها استفاده شد. پودر سنتز شده دارای ابعاد نانو، ساختار آمورف و تاثیر مثبت بر تکثیر و مهاجرت سلول ها است. ترکیب آمورف بوراتی با نانوذرات هیدروکسی آپاتیت به منظور ایجاد داربست های کامپوزیتی، در درصدهای وزنی متفاوت ترکیب شده و در دماهای 600، 650 و oC700 به مدت زمان های 0.5 و 1 ساعت زینتر شدند. مطالعه الگوی تفرق اشعه ایکس به منظور تشخیص فازها و تست استحکام کششی قطری به منظور سنجش استحکام مکانیکی انجام شد. تصویربرداری FESEM از نمونه های شکسته شده در تست استحکام کششی قطری به منظور مشاهده ی مسیر ترک، میزان تخلخل و نحوه تاثیر شیشه بوراتی بر زینتر انجام شد. نمونه با wt.% 20 هیدروکسی آپاتیت و wt.% 80 شیشه بوراتی، زینتر شده در oC700 به مدت 1 ساعت، دارای بالاترین استحکام به مقدار 0.02±4.87 است. آنالیز ICP-OES نمونه با wt.% 20 هیدروکسی آپاتیت زینتر شده در oC700 به مدت 1 ساعت بعد از 7 روز غوطه وری در مایع شبیه سازی شده ی بدن، نشان دهنده افزایش رهایش یون در مقایسه با هیدروکسی آپاتیت خالص زینتر شده است. همچنین کنترل و کاهش رهایش یونی قابل ملاحظه شیشه بوراتی از طریق کامپوزیت و زینتر شدن در مشاهده شد. کامپوزیت ساخته شده دارای قابلیت پیوند با بافت نرم و سخت است.

    کلید واژگان: هیدروکسی آپاتیت, شیشه زیست فعال, شیشه بوراتی, زینتر, داربست, کامپوزیت, نانوذره, استحکام کششی, رهایش یون}
    Zeinab Ebrahimi Kahoo, Negar Akrami, Mehrnoosh Ghanad, Simin Nazarnezhad, Saeid Kargozar, Sahar Mollazadeh *

    In this study, the solution combustion method was used to synthesize a bioactive borate compound. XRD, FTIR, PSA analyses have been used to identify phase composition, bond determination, and particle size, respectively. In addition, MTT and cell migration 3assay were utilized to measure the biocompatibility of the particles. The synthesized particles not only were nano in size along with amorphous structure, but also showed positive effects on cell proliferation and migration. To attain bioactive compositional scaffolds, the borate amorphous compound was combined with hydroxyapatite nanoparticles at different weight percentages. Afterward, mixtures were sintered at 600, 650, and 700 oC for 0.5 and 1 h. XRD and DTS analyses were operated to evaluate the phase composition and mechanical strength. FESEM micrograph was evaluated to observe the crack path in addition to porosity andthe effect of borate glass on the sintering process. The sample sintered at 700 oC for 1h containing 20% borate glass and 80% of hydroxyapatite, accounted for the highest mechanical strength at 4.87 ± 0.02 MPa. ICP-OES analysis of the sample containing 20% hydroxyapatite, which was sintered at 700 oC for 1 h, showed an increase in ion release compared to pure sintered hydroxyapatite after immersing in SBF for 7 days. Also, ion release of the borate glass has considerably been controlled and diminished by virtue of combining and sintering with hydroxyapatite nanoparticles. Furthermore, the mentioned composition is able to bond with soft tissue as well as hard tissue.

    Keywords: Hydroxyapatite, bioactive glass, borate glass, Sintering, scaffold, Composite, Nanoparticle, Tensile Strength, ion release}
  • Dillibabu Surrya Prakash*, Narayana Dilip Raja

    Hybrid composites consisting of AA6061 matrix reinforced with TiB2 (2, 4, 6, and 8 wt. %), Al2O3 (2 wt. %) particles were produced by the sintering process. In comparison to the base material AA6061, the composite produced had improved mechanical properties. The sintered composites' mechanical properties, such as tensile strength and hardness, are measured and compared to the wear-tested specimen. Optical micrographs reveal that composites were riddled with defects like blowholes, pinholes, and improper bonding between the particulates before sintering. However, the post-sintered optical micrograph showed that the defects were greatly suppressed. Micrographic images revealed the changes in surface characteristics before and after wear. Until a sliding distance of 260 m, the wear rate of the hybrid composites was kept lower than that of the base material. The coefficient of all the composite materials produced for this study was noted to be less than that of the base material. The results reveal that the hardness of hybrid composites having 4 wt. % and 6 wt. % of TiB2 particulates increased by 5.98 % and 1.35 %. Because of the frictional heating during the wear test, the tensile properties lowered by up to 49.6%. It is concluded that the hybrid composites having 4 wt. % and 6 wt. % of TiB2 particulates exhibited less wear rate for extended sliding distance, good hardness, moderate tensile strength, and decent elongation percentage compared to its counterparts.

    Keywords: Hybrid composites, sintering, tensile strength, micro hardness, wear, coefficient of friction}
  • Monavvar Rahimi, Babak Sadeghi *, Maryam Kargar Razi
    In this paper, wollastonite glass-ceramics and composites of wollastonite glass– ceramics with 2.5, 5, 10 and 20 weight percent alumina with an average size of 2 microns and also wollastonite glass-ceramics with 2.5, 5, and 10 percent alumina with an average size of 40 nanometers were produced without pressure by Sintering and their physical properties (e.g. bulky density, the percentage of linear shrinkage and relative density) were measured. Sinter operation in the temperature range of 1030-1170 °С was performed for 3 hours. Existing phases in composites by X-ray Diffraction (XRD) and their structure were examined by Scanning Electron Microscopy (SEM) and while measuring mechanical properties of composites such as flexural strength, hardness and compared fracture toughness with base glass ceramic was performed. Results indicate that adding 2.5 percent micron-sized alumina to wollastonite glass-ceramics decreases the flexural strength from 8.01±120 to 10.26±50 MPa and its fracture toughness declines to 0.8±0.74, while by adding 2.5 percent nano-alumina to wollastonite glass – ceramics, the flexural strength increases from 8.01±120 to 20.7±133 MPa and its fracture toughness improves up to 1.40±10.
    Keywords: Glass-Ceramic Composite, Nano-Alumina, Mechanical Properties, Sintering, Thermal properties, Wollastonite}
  • مسعود مرادجوی همدانی، حمید خرسند*
    یکی از روش های شکل دهی در مهندسی پودر روش قالب گیری تزریقی پودر فلزات می باشد. تلفیق روش قالب گیری مرسوم در تزریق پلاستیک با استفاده از پودر فلزات موجب پیشرفت های قابل ملاحظه ای در نحوه و کیفیت تولید قطعات حساس و پیچیده در صنایع مختلف شده است. در این روش پودر با یک مجموعه ماده پلیمری مخلوط می شود و یک توده قابل تزریق به وجود می آید که آن را فیداستوک می نامند. فیداستوک حاصل را توسط ماشین های تزریق فلزی، تزریق می شود و قطعه بایندر زدایی می شود. قطعه چسب زدایی شده به منظور افزایش استحکام و خواص مکانیکی توسط کوره هایی با اتمسفر کنترل شده تحت فرایند تف جوشی قرار می گیرد. در این پژوهش ابتدا ترکیب بهینه بایندر به منظور تولید قطعات صنعتی به منظور بایندرزدایی سریع و در دماهای کم به منظور کاهش مجموع هزینه های تولید سنتز و پس از تزریق خواص قطعه نهایی مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. مهمترین ویژگی ترکیب بایندر صنعتی در تولید قطعات مختلف توانایی بالای آن در حذف سریع و بدون ایجاد ترک و تاول در قطعه نهایی می باشد، ضمن اینکه اجزای سازنده بایندر بهینه می بایست در دسترس بوده و رفتار تف جوشی مناسبی از خود نشان دهد. بر اساس نتایج بدست آمده بایندر چهار جزیی سنتز شده که بر مبنای پلی اتیلن اکساید است ضمن کاهش قیمت نهایی قطعات به خوبی طی فرایند بایندرزدایی حلالی در حلال های آلی و سپس بایندر زدایی حرارتی حذف شده و نرخ آهسته خروج آن طی مراحل تف جوشی از ایجاد ترک و تاول در قطعه نهایی جلوگیری کرده است.
    کلید واژگان: قالب گیری تزریقی, پودر فلزی, بایندر پلیمری, پلی اتیلن اکساید, تف جوشی}
    Masoud Moradjoy Hamedani, Hamid Khorsand *
    The one forming method in powder engineering is the injection molding method of metal powders. The combination of conventional molding methods in plastic injection and using metal powders has led to significant improvements in the quality of production of sensitive and complex parts in various industries. In this method, the metal powder is mixed with a set of polymeric materials and an injectable mass is formed, which is called feedstock. The resulting feedstock is injected by metal injection machines and the binder part is removed. The de-adhesive part is subjected to a sintering process by controlled atmosphere furnaces to increase its strength and mechanical properties. In this research, first, the optimal binder composition for the production of industrial parts is created. In this research de-binding of a polymeric component at low temperatures is applied to reduce the total production costs of synthesis and after injection of the properties of the final part was discussed. The most important feature of industrial binder composition in the production of various parts is its high ability to remove quickly and without creating cracks and blisters in the final part, while the components of the optimal binder must be available and show good sintering behavior. Based on the results, a four-component binder based on polyethylene oxide has been synthesized, while reducing the final price of the parts, it has been removed well during the solvent and thermal descaling process and its slow release rate during cracking have prevented cracks and blisters in the final parts.
    Keywords: Metal Injection Molding, metal powder, Polymeric Binder, PEO, Sintering}
  • P. Dehghani, F. Soleimani *
    Fused silica ceramics are widely used in electronics and aerospace industries. In the present study, 70 µm of fused silica powder was milled to 10 µm through fast milling. The appropriate slurry was prepared for slip casting with the powder-to-water ratio of 80:20. After drying the specimens, the samples were sintered at different temperatures of 1100 °C to 1400 °C. The density increased upon increasing the temperature from 1.79 to 1.98 g/cm3. The phase transformation of the samples was investigated using XRD. The structure of the samples was analyzed using FTIR, and their microstructure was examined using a Field Emission Scanning Electron Microscope (FESEM). The bending strength of the samples was measured using the three-point method. According to the results, the cristobalite phase increased upon increasing the sintering temperature. The best flexural strength value (48.7 MPa) was obtained for the sample sintered at 1300 °C. The dielectric constants of the fused silica ceramics were about 3-3.8 in the frequency range of 8 to 12 GHz.
    Keywords: Fused Silica, Sintering, Cristobalite, Dielectric}
  • Behnam Nazerian Khozania, Aliasghar Abuchenari *

    Aluminum-based composites reinforced with ceramic particles have been used for many applications because of their high hardness, good wear resistance, low weight, and low thermal expansion coefficient. The Al-MgO/Mg composite was prepared in the present study. The effects of milling time and amounts of initial Mg and MgO were studied on the properties of the composite. The milled powder mixtures were subsequently analyzed by the XRD and SEM tests. Crystal sizes and internal strains were calculated using XRD data and the Williamson-Hall equa-tion. The hardness of samples was measured by the Vickers method. The results showed that the lattice parameter significantly increased by increasing the amount of Mg. During the milling, the crystallite size, and simultaneously internal strain and hardness increased by increasing amounts of Mg and MgO. The results also showed that the effects of Mg on the composite properties were higher than MgO particles.

    Keywords: Composite, Mechanical alloying, Mg, MgO particles, Hardness, Sintering}
  • Aida Faeghinia *, H. Mardi, S .Hasheminia

    Foam glass-ceramics are porous material with the desired strength. In this work, steel slag was mixed with soda lime glass in (20, 40, 50, 60, 70 wt. %,denoted by SG20,SG40,SG50,SG60,SG70) and 5 wt.% SiC. Giving to Hot stage microscopy images, glass-slag composite's contraction starts at 1050ºC. According to the SEM micrographs the tunnel-like pore porosity resulted from the decomposition of carbide phase were formed. The sizes of pors varies in 500 - 1000 μm range. More over by the 50 wt. % soda lime glass addition and sintering at 1200 ° C, the spherical porosity were formed and the size of the porosity were reduced to 50 μm in these composites. Also, by the the glassy phase increasing, the total porosity was increased to 80%, the density decreased to 0.8g / cm3in SG40. This composite as a porous material has 2 to 5 MPa bending strengths. Wollastonite phase was detected in these composite.

    Keywords: Slag, Glass, SiC, Sintering, Foam}
  • معین طاهری*، سید حسن بطحائی
    بازیابی براده های ماشینکاری شده به صورت پودرهای قابل استفاده در صنعت متالورژی دارای مزیت اقتصادی بسیار مطلوبی است. به منظور بهینه سازی این فرآیند و بهره وری هرچه بیشتر بازیابی براده های چدن خاکستری با استفاده از روش آسیاب پاششی از تکنیک طراحی آزمایش ها همگام با آنالیز حساسیت در این مقاله استفاده شده است. از طریق طراحی آزمایش ها بر مبنای روش رویه پاسخ چهار فاکتور اصلی به عنوان متغیرهای ورودی، شامل درصد پودر چدن، فشار تراکم، دمای تف جوشی و زمان تف جوشی استخراج شده است. این متغیرهای ورودی بر روی سه خروجی مهم از قابلیت های ماشینکاری شامل، نیروی محوری، گشتاور سوراخکاری و زبری سطح بر پایه ی آنالیز حساسیت بررسی شده اند. روش آنالیز حساسیت مورد استفاده که بر پایه ی تحلیل واریانس پی ریزی شده است، ای-فست می باشد. آنالیز حساسیت روش آماری است، که منجر به توصیف تغییرات کمی و کیفی متغیرهای ورودی بر روی عوامل خروجی می شود. در بررسی های کمی درصد تاثیرگذاری هر یک از فاکتورهای ورودی بر روی عوامل خروجی به صورت مجزا به دست آمده است. برای نیروی محوری اثر متغیرهای ورودی به ترتیب با 37%، 31%، 27% و 5% برای درصد پودر چدن، دمای تف جوشی، فشار تراکم و زمان تف جوشی به دست آمده است. همچنین برای گشتاور سوراخکاری اثرگذاری پارامترها به ترتیب 44% درصد پودر چدن، 38% فشار تراکم، 15% دمای تف جوشی و 3% زمان تف جوشی می باشد. درصد پودر چدن، فشار تراکم، دما و زمان تف جوشی به ترتیب با 26%، 49%، 19% و 6% بر روی زبری سطح تاثیر داشته اند.
    کلید واژگان: متالورژی پودر, تف جوشی, طراحی آزمایش ها, آنالیز حساسیت, روش آماری ای-فست}
    Moiein Taheri *, Seyed Hasan Bathaee
    Recovery of machined filings in the form of powder used in the metallurgy industry has a very favorable economic advantage. In order to optimize this process and maximize the efficiency of recovering gray cast iron filings by spray mill method, the experimental design techniques are used in conjunction with the sensitivity analysis in this paper. By Design of experiments based on the response procedure, four main factors were extracted as input variables including cast iron powder, compression pressure, sintering temperature and sintering time. These input variables are investigated on three important outputs of machining capabilities including axial force, drilling torque and surface roughness based on sensitivity analysis. The sensitivity analysis method, which is based on the analysis of variance, is E-fast. The sensitivity analysis is a statistical method results in describing the quantitative and qualitative changes of the input variables on the output factors. For the axial force, the effect of the input variables was obtained with 37%,31%,27%,5% for cast iron powder, sintering temperature, compression pressure and sintering time, respectively. Also for drill torque, parameter impressment is 44% cast iron powder, 38% compression pressure, 15% sintering temperature and 3% sintering time, respectively. Cast iron powder percentage, compression pressure, sintering temperature and time have impressed on surface roughness, respectively with 26 %, 49 %, 19%, 6%.
    Keywords: Powder Metallurgy, Sintering, Design of experiments, Sensitivity analysis, E-fast statistical method}
  • J. Arasteh *
    The purpose of present research was production ofZr-based alloy as the nuclear fuel cladding by mechanical alloying (MA) and sintering process. Firstly, Zr and Cr powders were mechanically alloyed to produce the refractory and hard Zr-10 wt% Cr alloy, and then, the powder mixtures were consolidated by press and following sintering at temperature of 800˚C min. The phase evolution, microstructural changes, microhardness, and density of the Zr-10 wt% Cr alloy were studied using X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), microhardness measurement, and the Archimedes method. The results showed that the MA increased the solid solubility of the immiscible powders of Cr and Zr; therefore, the Cr atoms were completely dissolved in the Zr lattice after 24 h of the milling time and the nanostructured Zr(Cr) solid solution was obtained with the high microhardness value of about 491 Hv. Also, the results of the density measurement indicated that the resulted density was close to 98% of the theoretical density.
    Keywords: mechanical alloying, microhardness, NanoStructured, Sintering, Solubility}
  • سید محمد زهرایی، علی کفلو*

    از جمله استفاده فرآیند متالورژی پودر، ساخت فیلترهای فلزی و نیز فیلترهای فولادی است و همانطور که از نامشان پیداست این قطعات متخلخل هستند. فیلترها در حوزه های مختلف صنایع متالورژی، شیمیایی، داروسازی، فضائی و هوائی کاربرد و مورد استفاده وسیع قرار دارند. در این تحقیق، نمونه هائی متخلخل از پودر فولاد 316L تهیه شده بروش اتمایزینگ آبی طی فرآیند متالورژی پودر تهیه شدند. ابتدا پودرهای فولاد 316L بصورت خالص و همچنین با افزودن در صدی معین پودر قلع (sn) به پودر فولادی مخلوط شده و پس از استفاده از اسپری روانکار (استئارات روی) و اسپری نمودن روی سطوح قالب و سنبه ها، مخلوط های حاصله در قالبی صلب و در چهار فشار مختلف 300 ، 350 ، 400 و 450 مگا پاسکال فشرده شدند. خشته های خام بدست آمده در آتمسفر خلاء در دمای 1320 درجه سانتیگراد به مدت 60 دقیقه سینتر شدند. پس از سرد شدن کوره و خارج نمودن نمونه ها، چگالی آنها اندازه گیری و سپس مورد بررسی های ریزساختاری و آنالیز شیمی توسط میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ روبشی الکترونی قرار گرفتند. با اندازه گیری چگالی نمونه های سینتر شده ملاحظه گردید که تخلخل نمونه ها از 46 تا 38 درصد متغیر می باشد.

    کلید واژگان: فیلتر, فیلتری های فولادی, قطعات متخلخل, سینترینگ}
    Seyed Mohammad Zahraee, Ali Kaflou *

    Powder metallurgy involves forming processing of metal powders into useful metallic parts. In fact this process is a unique method which can produce porous parts so that its porosities, distribution and pour size are controllable. Stainless steel filters are commonly made from steel or alloy powder via pressing and sintering. In this research, ST.ST.316L and ST.ST. 316Lt + 2%wt Sn powders have been used to from filter by using uniaxial press to forming powder and then sintered. When Tin powder added sinterability showed improved. Tin addition affected microstructure so that grain growth was obvious evidence, also pore size expansion occurred. Grain coarsing in the sintered tin added stainless steel samples may indicate that liquid tin accelerates atomic diffusion related processes occurring during heating of powder compacts. Also, some pores created by Tin particle disappearance, were observed in addition to those initiated by original voids in the green compacts. The remained porosity was between 46 to 38 %.

    Keywords: Filter, Porous materials, Stainless steel, Sintering}
  • Rezvan Yavari, Hamid Khorsand *, Mehran Sardarian

    During the recent years powder processing technologies have gained much attention due to the less energy consumption and recyclable powders. Manufacturing of complicated parts by the conventional powder metallurgy (PM) method is hard due to the uniaxial pressure, which leads to the low design flexibility. In order to prevail these constraints, powder injection molding (PIM) process, which includes powder metallurgy and injection molding processes, is introduced. In powder injection molding, simulations are a very useful tool to predict each step of process and design the mold. By this way, design can already be optimized and mistakes are avoided. In this review a detailed study of simulation of different steps in the powder injection molding process of macro and micro components produced by this method is presented. Simulation investigations of mixing, injection, debinding, and sintering of various researchers are given. The computer simulation tools available for all steps of the PIM process are surveyed and results are presented.

    Keywords: powder injection molding, simulation, debinding, sintering, injection}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال