فهرست مطالب

نشریه مهندسی متالورژی و مواد
سال سی و دوم شماره 1 (پاییز و زمستان 1399)

  • تاریخ انتشار: 1400/02/22
  • تعداد عناوین: 11
|
  • حسین شالچیان*، هادی نصیری، ابوالفضل باباخانی، معصومه ترابی پاریزی صفحات 1-17

    در این پژوهش، سینتیک واکنش انحلال کنسانتره مولیبدنیت فعال سازی شده به روش مکانیکی بررسی می شود. ابتدا کنسانتره مدنظر در 2حالت حضور و عدم حضور آلومینا به عنوان افزودنی خنثی آسیاکاری شد و پس از آن آزمون های انحلال در اسیدنیتریک انجام شد. به منظور بررسی سینتیک انحلال اصلاحاتی در چند مرحله روی مدل معمول هسته کوچک شونده انجام شد. در هر مرحله مدل به دست آمده برازش بهتری بر داده ها نشان داد و در پایان مدلی جامع به دست آمد که اثر عوامل موثر بر میزان انحلال مولیبدنیت آسیاکاری شده را در خود دارد. مقادیر انرژی فعال سازی محاسبه شده نشان داد که در عدم حضور افزودنی، میزان اثر فعال سازی مکانیکی بر مولیبدنیت بیشتر است و حداقل میزان کاهش در مقدار انرژی فعال سازی انحلال برابر 20درصد و 56درصد به ترتیب برای نمونه های آسیاکاری شده به مدت 4 و 24ساعت به دست آمد. درحالی که حداقل میزان کاهش در مقدار انرژی فعال سازی انحلال برای مولیبدنیت فعال سازی شده در حضور آلومینا، حدود 3درصد و 6درصد به ترتیب برای نمونه های آسیاکاری شده به مدت 2 و 12ساعت به دست آمد.

    کلیدواژگان: مولیبدنیت، فعال سازی مکانیکی، انحلال، سینتیک، مدل سازی
  • سارا جعفر پور، علیرضا مشرقی*، مسعود مصلایی، مهدی کلانتر صفحات 19-32

    در این تحقیق روند انحلال رسوبات ′γ در سوپرآلیاژ ریختگی GTD-111 بررسی شد. بدین منظور، عملیات انحلال در محدوده دمای °C1100 تا °C1230 در 4زمان مختلف، با هدف تعیین اثر دما و زمان انحلال بر رفتار انحلال رسوب های ′γ در نواحی بین دندریت و مغزدندریت بر روی نمونه های تهیه شده از شمش یادشده انجام شد. ریزساختار نمونه ها با میکروسکوپ الکترونی SEM و FESEM مطالعه شد. بررسی های کمی تصاویر میکروسکوپی نشان داد انحلال کامل رسوب های ′γ اولیه در شرایط min40/°C1230 در نواحی بین دندریت و در شرایط min120/°C1180 در مغزدندریت رخ داده است. بررسی میکروسختی نمونه ها نیز در ناحیه مغزدندریت و بین دندریت نشان داد که میکروسختی در این نواحی متناسب با افزایش دما تغییر نمی کند، بیشترین و کمترین مقدار سختی به ترتیب در دمای °C1200 و °C1120 در هردو ناحیه به دست آمده است.

    کلیدواژگان: سوپرآلیاژ پایه نیکل GTD-111، دمای انحلال، رسوبات ′γ، میکروسختی
  • مهدی شاهدی اصل*، زهره احمدی صفحات 33-44

    تاثیر مورفولوژی فاز ثانویه کاربید سیلیسیم بر چگالش و خواص مکانیکی کامپوزیت های فوق دمابالای دی بورید زیرکونیم بررسی شد. سرامیک دی بورید زیرکونیم خالص (به عنوان نمونه شاهد) و کامپوزیت های دی بورید زیرکونیم تقویت شده با 25 درصد حجمی کاربید سیلیسیم در مورفولوژی های متفاوت (ذره ای، ویسکر و مخلوط) به روش تف جوشی پلاسمای جرقه ای تولید شد. فرایند تف جوشی در دمای 1900 درجه سانتی گراد به مدت 7 دقیقه با فشار 40 مگاپاسکال انجام شد. چگالی نسبی نمونه شاهد حدود 96 درصد به دست آمد، ولی نمونه های کامپوزیتی به چگالی نظری رسیدند. سختی و چقرمگی شکست نمونه های تقویت شده با کاربید سیلیسیم بیشتر از نمونه شاهد سرامیکی حاصل شد. افزودن توامان ذرات و ویسکرهای کاربید سیلیسیم، اثرگذاری بهتری در ارتقای خواص مکانیکی کامپوزیت داشت.

    کلیدواژگان: دی بورید زیرکونیم، کاربید سیلیسیم، مورفولوژی، چگالش، خواص مکانیکی
  • حمید سازگاران*، علی محمد ناصریان نیک، محمدرضا اکبری، علی اکبری نژاد فوق صفحات 45-56

    فوم های فلزی و فلزات سلولی دسته ای از مواد مهندسی نوظهور هستند که به دلیل داشتن رفتار و ویژگی های منحصربه فرد می توانند در بسیاری از کاربردهای صنعتی به صورت موفقیت آمیز استفاده شوند. در این پژوهش، فوم های فولادی به روش متالورژی پودر و با استفاده از اوره به عنوان پرکننده فضا یا فضاساز تولید شدند و درصد تخلخل، ریزساختار و رفتار فشاری آن ها مطالعه شد. علاوه براین، رفتار فشاری فوم های تولیدی به کمک روش اجزای محدود و برپایه مدل گارسون-تورگارد-نیدلمن شبیه سازی و اثر پارامترهای موثر در مدل یادشده برای پیش بینی بهتر رفتار فوم های فولادی بررسی شد. نتایج حاکی از آن است که میانگین میزان تخلخل در فوم های فولادی برابر 3/79درصد است که شامل سلول های تشکیل شده در اثر انحلال دانه های اوره و حفرات باقی مانده در بین ذرات آهن تف جوشی شده است. منحنی های تنش-کرنش فشاری فوم های فولادی تولیدشده بیانگر رفتار مرسوم فوم های فلزی است و دارای نواحی تغییر شکل کشسان و پلاتو دندانه اره ای نسبتا طولانی و درنهایت، نقطه شکست است. نتایج شبیه سازی پیش بینی می کند که اندازه مش، fn، q1 و q2 بر روی منحنی های تنش-کرنش فشاری موثرند، اما q1 بیشترین تاثیر و fn کمترین تاثیر را دارند.

    کلیدواژگان: فوم فولادی، رفتار فشاری، مدل گارسون-تورگارد-نیدلمن، پلاتو دندانه اره ای، پارامترهای شبیه سازی
  • محمدجعفر شریفی، محمد آزادی، محبوبه آزادی* صفحات 57-74

    در این مقاله به روش تحلیل رگرسیون، الگوهای مناسبی برای سختی و ریزساختار آلیاژ آلومینیم سرسیلندر ارایه شده است. توابع هدف، سختی، اندازه فازها و میزان کروی بودن و متغیرها در آزمایش های تجربی شامل دما و زمان انحلال و پیرسازی انتخاب شدند. نتایج نشان داد که بیشینه سختی (164ویکرز) زمانی به دست می آید که نمونه 300دقیقه در دمای C° 510 قرار گیرد و سپس، در دمای C° 175 به مدت 360دقیقه پیرسخت شود. همچنین، عملیات حرارتی بهینه برای دستیابی به کمترین اندازه مساحت فازها و کروی تربودن فازها مشخص شد. نتایج تحلیل رگرسیون نشان داد که زمان پیرسختی موثرتر از دما در تغییرات سختی است و دمای انحلال نسبت به دمای پیرسختی فاکتور مهم تری محسوب می شود.

    کلیدواژگان: آلیاژ آلومینیم، تحلیل حساسیت، عملیات حرارتی، ریزساختار، سختی
  • نرگس جوهری*، حمیدرضا مداح حسینی، علی صمدی کوچکسرایی صفحات 75-84

    افزایش شمار آسیب های استخوانی و توسعه جراحی های با کمترین آسیب، تحقیقات را به سمت طراحی و ساخت کامپوزیت های متشکل از پلیمر زیست تخریب پذیر و سرامیک زیست فعال به عنوان داربست زیست سازگار در مهندسی بافت استخوان هدایت کرده است. هدف از پژوهش حاضر، ارزیابی و مقایسه رفتار زیست فعالی داربست های نانوکامپوزیتی و زیست فعال فیبرویین/ نانوذرات دی اکسیدتیتانیم و فیبرویین/ نانوذرات دی اکسیدتیتانیم عامل دارشده با فلوراید است. به این منظور، ابتدا نانوذرات دی اکسیدتیتانیم با یون فلویور عامل دار شدند. سپس داربست ها در 2گروه فیبرویین/ نانوذرات دی اکسیدتیتانیم / فیبرویین و نانوذرات دی اکسیدتیتانیم حاوی یون فلویور ساخته شدند و رفتار زیست فعالی و رسوب آپاتیت بر سطح داربست ها با غوطه وری داربست ها در بازه زمانی 1 تا 28روز در محلول شبیه سازی شده بدن انسان (SBF) مطالعه شد. نتایج نشان داد که داربست های فیبرویین/ نانوذرات دی اکسیدتیتانیم عامل دارشده با فلویور در مقایسه با داربست های فیبرویین/ نانوذرات دی اکسیدتیتانیم، رفتار زیست فعالی بهتری داشتند، به طوری که بعد از 21روز غوطه وری در محلول شبیه سازی شده بدن انسان تا حدود 40درصد از سطح این داربست ها با رسوب آپاتیت پوشش یافت.

    کلیدواژگان: داربست زیست فعال، فیبرویین، نانوذرات دی اکسیدتیتانیم، یون فلوئور
  • ساناز رضایی سولگانی*، مریم رسولی، زهرا شرافت صفحات 85-92

    در تحقیق حاضر غشای پلی سولفون-کیتوسان-پلی وینیل الکل به روش الکتروریسی تولید شده است. بدین منظور ابتدا گرانول های پلی سولفون، پلی وینیل الکل و پودر کیتوسان به صورت جداگانه در حلال مناسب حل، و محلول های پلی وینیل الکل و کیتوسان با نسب های مختلف باهم مخلوط شدند. سپس محلول پلی سولفون و محلول مخلوط پلی وینیل الکل و کیتوسان از طریق 2سرنگ مجزا به صورت هم زمان الکتروریسی شدند. مورفولوژی غشا با آزمون SEM ارزیابی شد. نتایج بررسی تصاویر SEM نشان داد که امکان الکتروریسی محلول کیتوسان/ پلی وینیل الکل با هر نسبتی از کیتوسان وجود ندارد و فقط در مقادیر پایین کیتوسان امکان پذیر است. با مقایسه تصاویر SEM مشخص شد که نمونه الیاف کامپوزیتی با نسبت کیتوسان به پلی وینیل الک ل برابر با 70:30 دارای یکنواختی در مورفولوژی و درعین حال حاوی بیشترین میزان کیتوسان است. به علاوه نرخ تغذیه محلول نیز تاثیر بسزایی بر مورفولوژی محصول الکتروریسی این محلول دارد. همچنین تصاویر SEM نشان داد که مورفولوژی الیاف حاصل از الکتروریسی محلول پلی سولفون به غلظت اولیه این محلول وابسته است و در غلظت های کمتر از 20درصد وزنی، مورفولوژی حاصل به صورت ترکیبی از الیاف و مهره است.

    کلیدواژگان: الکتروریسی، پلی سولفون، پلی وینیل الکل، کیتوسان، غشا
  • حسن بختیاری زمانی، احسان صائب نوری*، سید علی حسن زاده تبریزی، فاطمه سلحشوری صفحات 93-109

    هدف این پژوهش بررسی رفتار خوردگی پوشش دوپلکس TiO2-N ایجادشده به روش اکسیداسیون پلاسمای الکترولیتی و نیتراسیون گازیاست. در مرحله اول، عملیات پوشش دهی به روش اکسیداسیون الکترولیتی پلاسمایی در الکترولیت حاوی ترکیبات سدیم کربنات و سدیم هیدروکسید برای تشکیل TiO2 انجام شد. در فرایند دوم پوشش دهی، فلز تیتانیم همراه با پوشش اکسید تیتانیم درون کوره تیوبی با دمای  1000 به مدت 6ساعت نیتروره شدند تا خواص خوردگی پوشش های به دست آمده باهم مقایسه شود. از آزمون های تفرق اشعه ایکس برای فازیابی، میکروسکوپ الکترونی روبشی برای ارزیابی مورفولوژی و ساختار سطح و مقطع پوشش ها و پلاریزاسیون پتانسیودینامیک همراه با طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی نیز برای بررسی رفتار خوردگی استفاده شد. نتایج آزمون پراش اشعه ایکس نشان داد که پوشش اکسید تیتانیم از فاز روتیل و نمونه های نیتروره شده از فازهای نیترید تیتانیم و TiO0.34N0.74تشکیل شده اند. مورفولوژی پوشش ها نشان داد که پوشش نمونه اکسید تیتانیم دارای میکرو حفراتی مشهور به ساختار پنکیکی با قطر 1/4 میکرون بر روی سطح است. همچنین مورفولوژی سطحی پوشش اکسید تیتانیم نیتروره شده حاکی از تغییر جزیی در سطح و کاهش قطر حفرات به اندازه 8/2 میکرون است که دلیل آن نفوذ نیتروژن در پوشش اکسید تیتانیم است. در پایان نیز نتایج امپدانس و پلاریزاسیون مشخص کرد که نمونه اکسید تیتانیم به دلیل ساختار عایق و متراکم اکسیدی مانع از انتقال بیشتر یون خورنده به سطح فلز شده و مقاومت آن نسبت به دیگر نمونه ها تا 10برابر بهبود یافته است.

    کلیدواژگان: اکسیداسیون الکترولیتی پلاسما، نیتراسیون گازی، اکسید تیتانیم، نیترید تیتانیم، ساختار پنکیکی، رفتار خوردگی
  • سمیرا علائی*، بهروز شایق بروجنی، احسان اکبری خراجی صفحات 111-124

    هدف این پژوهش بررسی رفتار خوردگی پوشش نانوکریستالی روی (Zn) ایجادشده بر زیرلایه فولادیst12 به روش عملیات مکانیکی سطحی تدریجی (SMAT) و آبکاری الکتریکی از طریق حمام کلریدی در حضور و عدم حضور ژلاتین بوده است. برای مشخصه یابی ساختار و رفتار پوشش ها از آزمون های تفرق اشعه ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی، طیف سنجی توزیع انرژی اشعه ایکس(EDS)، آزمون های پلاریزاسیون تافل و طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی در محلول 5/3درصد سدیم کلرید و آزمون میکروسختی استفاده شد. نتایج نشان داد عملیاتSMAT باعث کاهش اندازه بلورک ها شده و از طرفی حضور ژلاتین سبب ایجاد جهت گیری ترجیحی در رسوب Zn شده است، به طوری که اندازه دانه برای نمونه ساده نسبت به نمونه در حضور ژلاتین و عملیات SMAT، از 55 به 29نانومتر و جریان خوردگی آن به ترتیب از 8/80 به 1/20میکروآمپر بر سانتی متر مربع رسیده است.

    کلیدواژگان: آبکاری الکتریکی روی، عملیات مکانیکی تدریجی سطحی (SMAT)، مقاومت خوردگی
  • زهرا کهربائی، سجاد ازغندی راد، جواد نعیم آبادی، مسعود توکلیان اکبری، سحر ملازاده *، محمد مزینانی صفحات 125-136

    در تحقیق حاضر تاثیر مقادیر متفاوتZnO بر خواص فیزیکی و رفتار تبلور شیشه های سیستم SiO2-Al2O3-p 2O5-CaF2-CaO-K2O-Na2O-xZnOبررسی شده است و تاثیر اکسید روی بر دماهای شیشه ای شدن و تبلور با استفاده از DTAمطالعه شد. نوع و شدت پیوندها با استفاده از FTIR و RAMAN، نوع فازهای متبلورشده به کمک XRD و درنهایت ریزسختی شیشه ها با آزمون ویکرز مطالعه شد. برای مطالعه تاثیر عملیات حرارتی بر دما و نوع فازهای متبلورشده، نمونه های تهیه شده به صورت جداگانه در 2دمای °C 750 و °C 1100 به مدت 3ساعت عملیات حرارتی شدند. نتایج DTA نشان داد افزایش مقدار اکسید روی تا 3درصد وزنی، منجر به افزایش نسبی دمای تبلور می شود. نتایج FTIR حاکی از آن بود که اکسید روی تاثیر چشمگیری بر نوع پیوندها در نمونه های شیشه ایی نداشته است. پس از نرماله کردن نتایج میکروسختی ویکرز و ارزیابی این نتایج به کمک ANOVA، مشخص شد در مقایسه با نمونه بدون افزودنی، نمونه های حاوی 1 و 2گرم اکسید روی از سختی بالاتری برخوردارند.

    کلیدواژگان: شیشه - سرامیک، اکسید روی، عملیات حرارتی، میکروسختی
  • مهرداد محمودی، بهروز بیدختی*، سمانه صاحبیان سقی صفحات 137-144
    در اتصال ورق های آلومینیم و پلی اتیلن با روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی نقطه ای، عوامل مختلفی بر استحکام اتصالات تاثیرگذار است که در این پژوهش، اثر شرایط سطحی و زمان ماندگاری ابزار بررسی شد. نتایج نشان دهنده افزایش نیروی شکست کشش برشی با طولانی شدن زمان ماندگاری ابزار بود که این امر ناشی از گرمای اصطکاکی بیشتر، حجم بیشتر مذاب پلی اتیلن و درنتیجه افزایش سطح چسبندگی آلومینیم با مذاب پلیمر است. استفاده از سنبه ای که خراش های بیشتر با اندازه های کوچک تر به صورت نقطه ای ایجاد کرد، استحکام را به میزان بیشتری افزایش داد، به گونه ای که بیشترین نیروی برشی اتصالات در حدود N785 به دست آمد. همچنین با استفاده از مطالعات ماکروسکوپی و میکروسکوپی، مشخص شد که مکانیزم های اصلی اتصال دهی ایجاد قفل مکانیکی بین ورق ها با ابزار و سنبه ها و نیز چسبندگی مذاب پلی اتیلن به سطح آلومینیم است.
    کلیدواژگان: جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی، آلومینیم، پلی اتیلن، اتصال
|
  • Hossein Shalchian *, Hadi Nasiri, Abolfazl Babakhani, Masumeh Torabi Parizi Pages 1-17

    In this research, leaching kinetic of activated molybdenite was studied. Mechanical activation of molybdenite concentrate was carried out at different conditions of milling and presence of alumina. Leaching experiments were performed in nitric acid media. The classic shrinking core model was modified, in order to study the leaching kinetic of activated molybdenite. The model was developed step by step. Finally, a comprehensive model was obtained which contains the effect of important parameters on the leaching rate of activated molybdenite. The calculated values of activation energy revealed that the activated molybdenite without additive is more reactive with the minimum of 20% and 56% reduction in activation energy value after 4 and 24 hours of milling, respectively.  The minimum of 3% and 6% reduction in activation energy value was obtained for the activated molybdenite in presence of alumina after 2 and 12 hours of milling, respectively.

    Keywords: Molybdenite, mechanical activation, Leaching, Kinetic, Modeling
  • Sara Jafarpoor, Alireza Mashreghi *, Masoud Mosallaee, Mahdi Kalantar Pages 19-32

    In this research, the process of dissolution of γ' precipitates in GTD-111 casting superalloy was investigated. For this purpose, the dissolution operation was carried out at a temperature of 1100°C to 1230°C in 4 different times on samples prepared from the ingot with the aim of determining the effect of temperature and time on the behavior of the dissolution of the γ′ precipitates in the dendrite core and inter-dendritic regions. The microstructure of the samples was studied using the SEM and FESEM electron microscopes. Quantitative studies of microscopic images showed that complete dissolution of the initial γ′ precipitates occurred at 1230°C/40min for dendrite core regions and 1180°C/120min in the inter-dendritic regions. Investigating the micro-hardness of samples in the dendrite core and inter-dendritic regions of the specimens showed that the microhardness in these regions does not change with increasing temperature. Also the highest and lowest hardness was obtained at 1200℃ and 1120℃ in both regions respectively.

    Keywords: Superalloy Ni-base GTD-111, Solution Temperature, γ′ Precipitate, Microhardness
  • Mehdi Shahedi Asl *, Zohre Ahmadi Pages 33-44

    Effects of silicon carbide as the reinforcement on densification and mechanical properties of zirconium diboride-based ultra-high temperature composites were studied. A monolithic ZrB2 ceramic (as the baseline) and three ZrB2-based composites reinforced with 25 vol% SiC in different morphologies (particulate, whisker and particulate/whisker mixture) were fabricated by spark plasma sintering route. The sintering process was conducted at 1900 °C for 7 min under 40 MPa. A relative density of ~96% was obtained for the ZrB2 ceramic but the other composites approached their theoretical densities. The hardness and fracture toughness values of SiC reinforced samples were higher than those for the monolithic one. The simultaneous addition of SiC particulates/whiskers showed a synergistic effect on the enhancement of mechanical performance of composite.

    Keywords: Zirconium diboride, silicon carbide, morphology, densification, Mechanical properties
  • Hamid Sazegaran *, Ali Mohamad Naserian Nik, Mohamad Reza Akbari, Ali Akbari Nejad Fogh Pages 45-56

    Metallic foams and cellular metals are a type of new-advanced engineering materials which can be successfully used in various industrial applications due to their unique behavior and properties. In this work, steel foams were produced through powder metallurgy route using urea granules as a space holder, and porosity percentage, microstructure, and compressive behavior of them were investigated. In addition, the compressive behavior of manufactured foams was simulated using finite element method by the Gurson–Tvergaard–Needleman model and the effects of operational parameters in this model were investigated due to better prediction of mechanical behavior of steel foams. The results indicated that the average of porosity in the steel foam is 79.3 percent, which consists of cells formed by the dissolution of urea granules and remained pores between the sintered iron particles. Stress vs. strain curves of the manufactured steel foams showed the conventional behavior of metal foams, with elastic deformation region and a relatively longitudinal plateau region and, a fracture point, finally. Mesh sizes, fn, q1 and q2 have the significant effect on stress vs. strain curves, but q1 and fn have the most and the least effects, respectively.

    Keywords: Steel foam, Compressional behavior, Gurson–Tvergaard–Needleman model, Saw-tooth plateau, Simulation parameter
  • Mohammad Jafar Sharifi, Mohammad Azadi, Mahboobeh Azadi * Pages 57-74

    In this article, by the regression analysis, suitable patterns for the hardness and the microstructure of the cylinder-head aluminum alloy have been presented. Objective functions were the hardness, the phase size and the spherical degree and variables were selected as the temperature and the time for the solution and ageing, in experiments. Results showed that the highest hardness (164 VHN) obtained when the sample was heated at 510°C for 300 minutes; then, aged for 360 minutes at 175°C. The optimal heat treatment was determined to achieve the smallest value of the phase area, as well as a higher amount of spherical phases. Results of the regression analysis demonstrated that the ageing time was more effective than the temperature in hardness variations, and the solution temperature was more important than the ageing temperature.

    Keywords: aluminum alloy, sensitivity analysis, Heat treatment, Microstructure, Hardness
  • Narges Johari *, Hamid Reza Madaah Hosseini, Ali Samadikuchaksaraei Pages 75-84

    Bone defects and developed surgery with low injuries have conducted researches to design and produce composites containing biodegradable polymer and bioactive ceramic, introducing as a biocompatible scaffold for bone tissue engineering. In the present study, bioactive nanocomposite scaffolds of silk fibroin/titanium dioxide nanoparticles (SF/TiO2) and silk fibroin/titanium dioxide nanoparticles which contain flour ions (SF/TiO2-F) were prepared. Accordingly, flour ions were bound to TiO2 nanoparticles and both SF/TiO2 and SF/TiO2-F scaffolds were produced. Then, the bioactivity and apatite formation on the surface of prepared scaffolds were evaluated by immersing in simulated body fluid (SBF) for 28 days. As a resultant, SF/TiO2-F scaffolds showed improved bioactivity in comparison with SF/TiO2 ones, as such, after 12 days of immersion in SBF, apatite precipitations covered around 40 %  of surface of prepared scaffolds.

    Keywords: Bioactive scaffold, Fibroin, Titanium dioxide nanoparticles, Flour ion
  • Sanaz Rezaei Soulegani *, Maryam Rasouli, Zahra Sherafat Pages 85-92

    In the present study, a polysulfone-chitosan-polyvinyl alcohol membrane was prepared through electrospinning. For this purpose, each of the polysulfone, polyvinyl alcohol and chitosan powders were dissolved in a suitable solvent. The polyvinyl alcohol and chitosan solutions were then mixed in different proportions. Subsequently, two separate syringes were used to simultaneously electrospin polysulfone and polyvinyl alcohol/chitosan solutions two . The morphology of the prepared membrane was evaluated using SEM micrographs. From the SEM images, it was clear that  the chitosan-polyvinyl alcohol solution can only be electrospun at low chitosan content. Higher chitosan concentrations do not lead to proper fiber formation. The optimum sample with uniform fibers and adaptable chitosan content was obtained when the chitosan to polyvinyl alcohol ratio was fixed at 30:70. It was found that the feed rate has a significant impact on the morphology of the membrane. Moreover, it was concluded that for a uniform and beadless morphology of polysulfone fibers, a minimum concentration of the initial solution is required. According to the fibers morphology, the threshold concentration of polysulfone was 20 wt%.,

    Keywords: Electrospinning, polysulfone, Chitosan, Polyvinyl alcohol, membrane
  • Hassan I Bakhtiari-Zaman, Ehsan Saebnoori *, S.Ali Hassanzadeh-Tabrizi, Fatemeh Salahshouriuri Pages 93-109

    This study aimed to investigate the corrosion behavior of TiO2-N duplex coating formed by Plasma Electrolytic Oxidation (PEO) and gas nitriding. A TiO2 film formed on the titanium substrate by PEO in electrolyte containing sodium carbonate and sodium hydroxide in the first step. In the second coating process, the titanium substrate and the titanium oxide coated substrate was nitrided in a tube furnace at 1000 oC for 6 hours to compare the corrosion properties of the obtained coatings. X-ray diffraction, scanning electron microscopy of top-surface and cross-sectional structure of the layers, and potentiodynamic polarization along with electrochemical impedance spectroscopy was used to investigate the properties of the coatings. The XRD results showed that the titanium oxide coating consisted of a rutile phase, and the nitrified samples consisted of titanium nitride and TiO0.34N0.74 phases. The morphology of the coatings showed that the titanium oxide sample coating had micropores known as the pancake structure with a diameter of 4.1 microns on the surface. Also, the surface morphology of nitrided oxide-coated titanium indicates a slight change in the surface and a reduction in pore diameter of 2.8 microns due to the penetration of nitrogen in the titanium oxide coating. Finally, the results of impedance and polarization showed that the titanium oxide sample, due to its insulating and dense oxide structure, prevented the transfer of more corrosive ions to the metal surface, and its resistance was improved up to 10 times compared to other samples.

    Keywords: Plasma electrolytic oxidation, Gas nitration, Titanium Oxide, titanium nitride, Pancake structure, Corrosion behavior
  • Samira Alaei *, Behruz Shayegh Borujeni, Ehsan Akbari Pages 111-124

    This study aimed to investigate the corrosion behavior of zinc nano-crystalline coating on st12 steel substrate by surface mechanical attrition treatment (SMAT) and electroplating process into chloride bath with and without of gelatin. To study the behavior of coatings, they were characterized by using X-ray diffraction, field emission scanning electron microscopy, EDS, potentiodynamic polarization and EIS tests in 3.5 wt. % NaCl solution. The results showed that SMAT process reduced the size of the crystallites and the presence of gelatin caused the induced orientation of Zn deposition so that the grain size in the presence of gelatin and SMAT reached from 55 to 29 nm and the rate of its corrosion reached from 80.8 to 20.1 µA.cm-2.

    Keywords: Zinc electroplating, Surface mechanical attrition treatment (SMAT), Corrosion Resistance
  • Zahra Kahrobaee, Sajad Azghandirad, Javad Naeemabadi, Masoud Tavakolian Akbari, Sahar Mollazadeh*, Mohammad Mazinani Pages 125-136

    The effect of different amounts of ZnO on structural properties of SiO2-Al2O3-p < sub>2O5-CaF2-CaO-K2O-Na2O-xZnOglasses was studied. The effect of ZnO addition on glass transition and crystallization temperatures were studied by DTA. FTIR and RAMAN were used to study the characteristic bands of prepared glasses. All samples were heat treated at two different temperatures of 750 and 1100°C. XRD analysis showed that anorthite and calciumphosphate were the main crystalline phases. Based on DTA and XRD results, samples with higher amounts of ZnO were crystallized at higher temperatures. No significant band changes were detected as a result of ZnOaddition as spectroscopic results showed. Vickers microhardness numbers showed that ZnO addition up to 2gr lead to a significant (p < 0.05) improvement in microhardness values.

    Keywords: Glass-ceramic, Zinc Oxid, Heat-treatment, Micro-hardness
  • Mehrdad Mahmoudi, Behrooz Beidokhti *, Samaneh Sahebian Saghi Pages 137-144
    In the joining of aluminum and polyethylene sheets with friction stir spot welding method, various factors affect the strength of joints. In this study, the effect of surface conditions and the dwell time of tool have been investigated. The results indicated the increased shear tension load with the prolonged dwell time due to the higher frictional heating, more molten polyethylene formation and an increased adhesion area. The use of mandrill that created more scratches with smaller dimensions was more effective to increase the strength. The highest shear tension load of joints was 785 N. Macroscopic and microscopic studies revealed that the mechanical interlocking and adhesion of molten polyethylene on the aluminum surface were the main joining mechanisms.
    Keywords: Friction Stir Welding, Aluminum, Polyethylene, Joining