فهرست مطالب

مجله مواد نوین
سال چهاردهم شماره 3 (پیاپی 53، پاییز 1402)

  • تاریخ انتشار: 1403/03/22
  • تعداد عناوین: 6
|
  • کریم آواک، مازیار آزادبه*، سمیرا اسلامی، مهدی اجاقی صفحات 1-19
    مقدمه

    با توجه به ماهیت فرآیند ساخت افزایشی به روش ذوب لیزری انتخابی که منجر به ایجاد ساختار لایه ای می شود، انتظار می رود گرادیان ریزساختاری در مقطع نمونه ایجاد شود. بدین منظور در آلیاژ Mo10-Ti پرینت شده، مورفولوژی و ریزساختار سطح مقطع بررسی شد. مورفولوژی لایه های بالایی و پایینی یعنی آخرین و اولین لایه چاپ شده نیز برای کسب اطلاعات بیشتر مورد بررسی قرار گرفت.

    روش

    نمونه آلیاژی Mo10-Ti از مخلوط پودری در 120 لایه، هرکدام با ضخامت 25 میکرون، به روش ذوب لیزری انتخابی با توان لیزر W 95، سرعت اسکن mm.s-1 600 و فاصله مراکز دو حوضچه مجاور µm 88 تحت اتمسفر آرگون پرینت شد. چگالی نمونه پرینت شده اندازه گیری و سپس فازهای تشکیل دهنده مخلوط پودری و همچنین نمونه پرینت شده با استفاده از پراش پرتو اشعه ایکس (XRD) شناسایی شد. مورفولوژی و ریزساختار، توسط میکروسکوپ های نوری و الکترونی روبشی مورد مطالعه قرار گرفت.

    یافته ها

    بررسی ها نشان می دهد نمونه پرینت شده، متراکم بوده و چگالی نسبی آن 53/98 درصد است. نمونه بعد از پرینت متشکل از فازهای آلفا و بتا بوده، در حالی که پودر مخلوط فقط شامل فاز آلفا همراه با پیک های مربوط به مولیبدن می باشد. بررسی جزئیات مورفولوژی حوضچه های مذاب، رگه های غنی ازمولیبدن را نشان می دهد که بیانگر شرایط انحلال مولیبدن در مذاب تیتانیوم می باشد. گرادیانی از انحلال مولیبدن در طول مقطع از بالا به پایین دیده می شود. به این صورت که در قسمت بالا، کناره های حوضچه های مذاب که عمدتا غنی از مولیبدن هستند، در میکروسکوپ الکترونی به صورت رگه های سفید روشن و ضخیم، و در میکروسکوپ نوری به رنگ سفید مایل به بنفش روشن دیده می شوند. با این حال، در قسمت پایین، این رگه ها نازک تر و صاف تر به نظر می رسند، که می تواند در نتیجه افزایش نفوذ مولیبدن در زمینه تیتانیوم باشد.

    نتیجه گیری

    بررسی میکروسکوپی ریزساختار در قسمت های بالایی، میانی و پایینی سطح مقطع، باتوجه به ماهیت و روش ساخت نمونه بیانگر وجود گرادیانی در نحوه ی نفوذ مولیبدن و مورفولوژی حوضچه های مذاب است.

    کلیدواژگان: Ti-10Mo، ذوب لیزری انتخابی، نفوذ مولیبدن، موفولوژی حوضچه مذاب
  • مسعود مشرفی فر* صفحات 21-34
    مقدمه

    اکسیداسیون الکترولیتی پلاسمایی یک روش نوین و ارتقاءیافته از فرایند آندایزینگ، برای بهبود مقاومت خوردگی آلیاژهای آلومینیوم از طریق ایجاد یک پوشش سرامیکی بر سطح آن ها می باشد.

    روش

    از جمله پارامترهای تاثیرگذار بر روند این فرایند و عملکرد پوشش های حاصل، ترکیب شیمیایی زیرلایه است. در این پژوهش، تاثیر افزایش درصد سیلیسیوم زیرلایه بر ساختار و رفتار خوردگی پوشش های اکسیداسیون الکترولیتی پلاسمایی با جریان پالسی دو قطبی در یک حمام الکترولیتی پایه سیلیکاتی بررسی شد. جهت بررسی مورفولوژی و ساختار پوشش ها از میکروسکوپ الکترونی روبشی مجهز به آنالیز طیف نگار تفکیک انرژی پرتو ایکس، برای فازیابی از آنالیز پراش اشعه ایکس استفاده شد. رفتار خوردگی پوشش ها، توسط آزمون های الکتروشیمیایی پس از یک ساعت غوطه وری در محلول 5/3 درصد نمک طعام و pH برابر با 4 ارزیابی شد.

    یافته ها

    نمونه های پوشش داده شده، ساختار پنکیکی و دهانه آتشفشانی با میکرو ترک ها و میکرو تخلخل های نامنظم را نشان دادند. بررسی ها نشان داد با افزایش درصد سیلیسیوم زیرلایه، ضخامت و تخلخل پوشش ها کاهش پیدا کرد، همچنین مورفولوژی آتشفشانی بر مورفولوژی پنکیکی در رشد پوشش غالب شد. پوشش ها عمدتا حاوی مخلوط γ-Al2O3، η-Al2O3، δ-Al2O3، SiO2، مقدار کمی مولایت و برخی از فازهای آمورف هستند. نتایج آزمون پلاریزاسیون تافل نشان داد، علاوه بر کاهش چگالی جریان خوردگی تا 9 درصد سیلیسیوم زیرلایه، ما شاهد افزایش مقاومت پلاریزاسیون، با افزایش درصد سیلیسیوم زیرلایه پس از پوشش دهی هستیم. آزمون طیف سنجی الکتروشیمیایی مشخص نمود که پوشش، سدی فیزیکی در برابر انتقال بار تشکیل می دهد.

    نتیجه گیری

    نتایج حاکی از کاهش تخلخل و افزایش مقاومت خوردگی پوشش با افزایش درصد سیلیسیوم زیرلایه بود. پوشش های حاصل دولایه بوده و با افزایش درصد سیلیسیوم زیرلایه، مقاومت لایه خارجی کاهش، اما مقاومت لایه داخلی افزایش یافت.

    کلیدواژگان: آلیاژ آلومینیوم- سیلیسیوم، پوشش دهی، اکسیداسیون الکترولیتی پلاسمایی، رفتار خوردگی
  • علی محمد امانی، کاظم جمالی، علی جنگجو، احسان وفا، میلاد عباسی، ساره مصلح شیرازی*، سید رضا کسایی، احمد واعظ صفحات 35-51
    مقدمه

    در سال های اخیر، نانوذرات مغناطیسی مبتنی بر اکسید آهن برای انواع کاربردهای زیست محیطی و پزشکی، از جمله خالص سازی و جداسازی آلودگی های دارویی، رنگی و فلزات سنگین و همچنین سیستم های تحویل دارو و برچسب گذاری، به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته اند. با توجه به این که مگنتیت (Fe3O4) دارای ویژگی های مغناطیسی و الکتریکی برتری است، در میان بسیاری از مواد نانوساختار اکسید آهن بیشترین علاقه را به خود جلب کرده است.

    روش

    در این پژوهش، نانوذرات مگنتیت (Fe3O4) با استفاده از یک فرآیند سبز با موفقیت سنتز شد. این روش، روشی ساده، سریع، مقرون به صرفه و زیست سازگار است. عصاره گیاه آلیوم هوشیدریا (آلیاسه) به عنوان یک عامل تثبیت کننده و کاهنده در این فرایند استفاده شد. برای مشخصه یابی و بررسی خواص موروفولوژی نانوذرات Fe3O4 از روش هایی همچون مغناطیس سنج نمونه ارتعاشی (VSM)، پراش پرتو ایکس (XRD)، تبدیل فوریه مادون قرمز (FTIR)، طیف سنجی پرتو ایکس پراکنده انرژی (EDS)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) استفاده شد.

    یافته ها

    نتایج آزمون XRD نشان داد که نانوذرات سنتز شده با خلوص بالا و ساختار FCC  است.  نتایج FTIR اتصال گروه عاملی موجود در این گیاه و نانوذرات Fe3O4 را اثبات کرد. همچنین، در آنالیز FTIR ، وجود دو پیک جذبی cm-1 96/559 و  cm-1 57/432 سنتز موفقیت آمیز نانوذرات Fe3O4 را تایید کرد. تصاویر SEM و TEM نشان داد که نانوذرات Fe3O4 تولید شده عمدتا به شکل کروی بوده و به طور متوسط دارای اندازه 73/35 نانومتر است.

    نتیجه گیری

    بنابراین می توان نتیجه گرفت که نانو ذرات سنتز شده می توانند برای استفاده در نانوپزشکی آینده مناسب باشند.

    کلیدواژگان: نانوذرات مگنتیت، آلیوم هوشیدریا، سنتز سبز
  • غلامرضا خلج، ابوالحسن نجفی*، عادل حیدریان صفحات 53-68
    مقدمه

    در این تحقیق خواص پوشش های فسفاته روی (تک کاتیونی)، روی/ نیکل (دو کاتیونی) و روی/ نیکل/ منگنز (سه کاتیونی) مورد بررسی قرار گرفت.

    روش

    محلول فسفاته کاری پایه بر اساس تجربیات قبلی شامل اسید فسفریک، اسید نیتریک، شتاب دهنده ها و مواد اصلاح کننده برای ایجاد ساختار بهینه پوشش تهیه شد. غلظت ترکیبات و پارامترهای عملیاتی دما، زمان و pH محلول، در طول فرایند ثابت شد. مقادیر کاتیون های روی- نیکل- منگنز توسط اکسید روی 5/1؛ نیترات نیکل 4 و کربنات منگنز 8/3 (گرم بر لیتر) به حمام افزوده شد. در محلول پوشش فسفاته روی (تک کاتیونی)، نیترات منگنز و نیترات نیکل از محلول جدول 1حذف شدند. محلول فسفاته کاری روی/ نیکل (دو کاتیونی) نیز با حذف کربنات منگنز از محلول حاصل شد. اندازه گیری ضخامت و وزن واحد سطح، تعیین مقدار اسید کل و آزاد، مطالعه مورفولوژی و ریزساختار پوشش؛ آزمون های مقاومت به خوردگی شامل مقاومت به حلالیت قلیایی، آزمایش پاشش نمک، انجام شد. همچنین بعد از رنگ آمیزی نمونه های فسفاته شده، آزمایش ضخامت لایه رنگ، آزمایش خراش و خمش، آزمایش ضربه و سختی لایه رنگ انجام پذیرفت.

    یافته ها

    مقایسه حمام های فسفاته کاری نشان داد که با ورود یون های نیکل و منگنز، وزن پوشش کاهش یافته است. پوشش فسفاته با غلظت کم روی دارای ساختار خوشه ای است، در حالی که بلور های پوشش فسفاته روی- نیکل، خوشه ای و ورقه ای بوده و پوشش فسفاته سه کاتیونی نیز مخلوطی از دو ساختار مکعبی و ورقه ای شکل دارد. اختلاف پستی و بلندی ها در پوشش فسفاته روی- نیکل- منگنز؛ کمترین مقدار Raو Rz را در مقایسه با پوشش فسفاته تک کاتیونی و دو کاتیونی دارد. همچنین پوشش سه کاتیونی، بالاترین مقاومت به خوردگی را دارد که علت آن یکنواختی بیشتر، تخلخل کمتر، ساختار بلوری ریز و بالا بودن درصد فازهای مقاوم به خوردگی در ترکیب پوشش است.

    نتیجه گیری

    بررسی های رنگ پوشش مشخص می کند که بهترین چسبندگی لایه رنگ مربوط به پوشش سه کاتیونی است. با توجه به بررسی های انجام شده پوشش سه کاتیونی روی- نیکل- منگنز نتایج مناسب تری را نسبت به پوشش تک کاتیونی روی و دو کاتیونی روی- نیکل فراهم کرد.

    کلیدواژگان: پوشش فسفاته، سه کاتیونی، روی، نیکل، منگنز، مقاومت خوردگی
  • حکیمه شریفی فرد*، راضیه حیاتی صفحات 69-89
    مقدمه

    امروزه به دلیل کاهش منابع آب شیرین و افزایش تقاضا در جهان، حذف انواع آلاینده ها از فاضلاب های صنعتی، از جمله رنگ ها، به منظور استفاده مجدد از آن ها، توجه زیادی را به خود جلب کرده است.

    روش

    در این پژوهش کربن فعال (AC)  با استفاده از فعال سازی شیمیایی پوست هسته زردآلو سنتز شد، و سپس این جاذب به وسیله ی گروه های عاملی آهن ([1]FeOOH-AC) اصلاح شد و به عنوان جاذب جهت حذف رنگ متیل اورنژ از محیط آبی استفاده شد. خواص این جاذبها با آنالیزهای BET، SEM، XRD و FT-IR شناسایی شد.

    یافته ها

    تطبیق داده های تعادلی با مدل لانگمویر نشان داد که فرآیند جذب به صورت تک لایه است و حداکثر ظرفیت جذب جاذبهای AC و FeOOH-AC به ترتیب برابر با mg/g6/174و mg/g 249 می باشد که این افزایش ظرفیت جذب بعد از اصلاح به دلیل ایجاد مکان های جذب مثبت آهن (Fe-O-H2+) در سطح جاذب اصلاح شده است که با مکانیسم جذب الکترواستاتیک رنگ متیل اورنژ را جذب می کنند. همچنین مکانیسم های جذب فیزیکی به دلیل ساختار متخلخل جاذب و برهم کنش π-π در جذب رنگ متیل اورنژ بر جاذب FeOOH-AC موثر هستند. تجزیه و تحلیل داده های سینتیکی با مدل های سینتیکی مختلف نشان داد که مدل سینتیک شبه مرتبه دوم با نتیجه تجربی هم خوانی دارد. با تعیین پارامترهای ترمودینامیکی گرمازا و خودبخودی بودن فرآیند جذب مشخص شد.

    نتیجه گیری

    چرخه های متوالی جذب و واجذب بیانگر توانایی احیاء و استفاده مجدد جاذب سنتز شده می باشد که می تواند یک گزینه مناسب برای استفاده در ابعاد صنعتی باشد.

    کلیدواژگان: جذب سطحی، کربن فعال، پوست هسته زرد آلو، رنگ متیل اورنژ، جذب الکترواستاتیک
  • علیرضا قهرمانی، علی مشرقی* صفحات 91-102
    مقدمه

    خطوط رسانای نقره کاربرد وسیعی در الکترونیک و اپتوالکترونیک دارند. روش های مختلفی برای لایه نشانی خطوط رسانای نقره گزارش شده است. در این مقاله، به لایه نشانی خطوط رسانای نقره به روش پاشیدن جوهر نقره پرداخته شده است. ابتدا جوهر نقره به روش لویس-واکر سنتز و سپس به منظور حصول قابلیت پاشش، با اتانول رقیق گردید. از آنجایی که در حین پاشش دمای زیر لایه بالاست، هر دو مرحله لایه نشانی و آنیل یکجا انجام شد.

    روش

    برای سنتز جوهر نقره از استات نقره به عنوان منبع نقره، از هیدروکسید آمونیوم به عنوان عامل پایدار کننده و از فرمیک اسید به عنوان عامل کاهنده استفاده شد. در آخر جوهر حاصل با اتانول رقیق شد، که قابلیت پاشش بر روی زیرلایه را داشته باشد. پاشیدن جوهر بر روی زیرلایه با استفاده از قلم رنگ پاش و دمش گاز نیتروژن انجام شد. در حین پاشش زیر لایه در دمای بالا بود که همزمان فرآیند آنیل هم انجام شود.

    یافته ها

    پارامتر های مختلف فرآیند مورد بررسی قرار گرفت. ابتدا نسبت بهینه جوهر به اتانول برابر با 1 به 10 تعیین گردید. مشاهده شد که 60 بار سیکل 3 ثانیه پاشش و 5 ثانیه توقف، لایه نقره با ضخامت 3 μm  حاصل می کند. با بررسی تاثیر دمای زیرلایه در حین پاشش، دمای بهینه180 C بدست آمد. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد که پوشش حاصل در دمای 40 C گسسته و جزیره ای است، پوشش حاصل در دمای 280 C گسسته و ورقه ورقه ای بوده، اما پوشش حاصل در دمای 180 C پیوسته می باشد. نتایج پراش پرتو ایکس نیز نشان داد که پوشش لایه نشانی شده در دمای 40 C حاوی مخلوطی از فازهای نقره و استات نقره است، اما پوشش اعمال شده در دماهای 180 C و 280 C تنها حاوی فاز نقره است.

    نتیجه گیری

    نشان داده شد که با پاشیدن جوهر رقیق شده نقره بر روی زیر لایه می توان لایه نقره مناسب ایجاد کرد. در نهایت مقاومت ویژه لایه نقره اعمال شده تحت شرایط بهینه برابر باΩm   1.4 × 10-7بدست آمد.

    کلیدواژگان: لایه رسانای نقره، پوشش دهی پاششی، مقاومت الکتریکی
|
  • Karim Avak, Maziyar Azadbeh *, Samira Eslami, Mehdi Ojaghi Pages 1-19
    Introduction

    Considering the nature of the additive manufacturing process and the produced layered structure, the possible gradient in microstructure can be predictable. For this purpose, the morphology and microstructure of the cross-section from top to bottom was evaluated. The morphology of the last and first printed layers, were also investigated.

    Methods

    Ti-10Mo was printed using mixed powder in 120 layers, each thickness of 25µm, by selective laser melting (SLM) with a laser power of 95 W, a scanning speed of 600 mm.s-1, and a hatching distance of 88 µm under argon atmosphere. Density was measured, and the constituent phases were identified by XRD. The microstructural feature was studied by optical and scanning electron microscopies.

    Findings

    The printed samples were dense, and the relative density was about 98.53%. Details in microstructural evaluation show spectacular Mo-enriched rims, which reveal the circumstance of Mo dissolution in molten Ti and homogenization, consequently. Also, a gradient in Mo dissolution is seen along the cross-section. So that, at the top, the sides of molten pools that are mostly Mo enriched are seen as thick white and bright rims in electron microscopy and as white to light purple in optical microscopy. However, at the bottom, the rims seem to be really thinner and smoother, which can be in consequence of enhanced diffusion of the Mo to Ti matrix. Here, the promoted diffusion could be in the result of heat transfer from the newly printed layer to the previous printed ones.

    Keywords: Ti-10Mo, Selective Laser Melting, Molten Pool Morphology, Molybdenum Dissolution
  • Masoud Moshrefifar * Pages 21-34
    Introduction

    Plasma electrolytic oxidation is a new and upgraded method of anodizing process to improve the corrosion resistance of aluminum alloys by creating a ceramic coating on their surface.

    Methods

    One of the parameters affecting of PEO process as well as the performance of the prepared coatings is the composition of the substrate. In this study, the effect of increasing the percentage silicon of substrate on the plasma electrolytic oxidation process with bipolar pulse current in a silicate-based electrolytic bath was investigated. Scanning electron microscopy was used to evaluate the morphology and structure of the coating and X-ray diffraction test was used for phase detection. Coating corrosion behavior was evaluated by electrochemical tests after 1 hour immersion in 3.5% NaCl solution with the adjustment of pH 4.

    Findings

    coatings had a pancake structure with craters with irregular micro-cracks and micro-porosity. Investigations showed that with an increase in the percentage of silicon in the substrate, the thickness and porosity of the coatings decreased, and the volcanic morphology prevailed over the pancake morphology in the growth of the coating. Analysis showed the coatings mainly contain a mixture of γ- Al2O3, η- Al2O3, δ-Al2O3, SiO2, a small amount of mullite and some amorphous phases. Tofel polarization test revealed, in addition to reducing the corrosion current density up to 9% of the substrate silicon, we have seen an increase in the polarization resistance with the increase in the silicon percentage of the substrate after coating. The electrochemical spectroscopy test revealed that with the increase in the silicon percentage of the substrate, the coating forms a physical barrier against charge transfer substrate and the resistance of the outer layer decreases, but the resistance of the inner layer increases.

    Keywords: Aluminum-Silicon Alloy, Coating, Plasma Electrolytic Oxidation, Corrosion Resistance
  • Ali Mohammad Amani, Kazem Jamali, Ali Jangjou, Ehsan Vafa, Milad Abbasi, Sareh Mosleh Shirazi *, Seyed Reza Kasaei, Ahmad Vaez Pages 35-51
    Introduction

    In recent years, iron oxide-based magnetic nanoparticles have been widely used for a variety of environmental and medical applications, including the purification and separation of pharmaceutical, dye, and heavy metal contaminants, as well as drug delivery and labeling systems. Due to the fact that magnetite (Fe3O4) has superior magnetic and electrical properties, iron oxide has attracted the most interest among many nanostructured materials.

    Methods

    In this research, magnetite nanoparticles (Fe3O4) were successfully synthesized using a green process. This method is simple, fast, cost-effective, and biocompatible. Allium hooshidaryae (Alliaceae) plant extract was used as a stabilizing and reducing agent in this process. Green synthesized nanoparticles were characterized by several structural and physical techniques, like Vibrating Sample Magnetometer (VSM), X-ray Diffraction (XRD), Fourier Transform Infrared (FTIR), Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS), Transmission Electron Microscope (TEM) ) and scanning electron microscope (SEM).

    Findings

    XRD results showed that the synthesized nanoparticles are FCC structure with high purity. FTIR results proved the binding of functional group present in this plant and Fe3O4 nanoparticles. Also, in FTIR analysis, the presence of two absorption peaks of 559.96 cm-1 and 432.57 cm-1 confirmed the successful green synthesis of Fe3O4 nanoparticles. SEM and TEM images showed that the green synthesized Fe3O4 nanoparticles are mostly spherical and have an average size of 35.73 nm. As a result, the synthesized nanoparticles have the potential to have useful benefits in future nanomedicine

    Keywords: Magnetite Nanoparticles, Allium Hooshidaryae, Green Synthesis
  • Gholamreza Khalaj, Abolhassan Najafi *, Adel Heidarian Pages 53-68
    Introduction

    In this research, the properties of zinc phosphate (single cation), zinc/nickel (double cation) and zinc/nickel/manganese (three cation) coatings were investigated.

    Methods

    The basic phosphating solution was prepared based on previous experiences including phosphoric acid, nitric acid, accelerators and modifiers to create an optimal coating structure. The concentration of compounds and operational parameters of temperature, time and solution pH were fixed during the process. The amount of zinc-nickel-manganese cations by zinc oxide is 1.5; Nickel nitrate 4 and manganese carbonate 3.8 (g/liter) were added to the bath. In the zinc phosphate coating solution (monocation), manganese nitrate and nickel nitrate were removed from the solution in Table 1. Zinc/nickel phosphating solution (bi-cationic) was also obtained by removing manganese carbonate from the solution. Measuring the thickness and weight of the surface unit, determining the amount of total and free acid, studying the morphology and microstructure of the coating; Corrosion resistance tests including resistance to alkali solubility, salt spray test were performed. Also, after painting the phosphated samples, paint layer thickness test, scratch and bending test, impact test and paint layer hardness were performed.

    Finding

    The comparison of phosphating baths showed that the weight of the coating decreased with the introduction of nickel and manganese ions. The low zinc phosphate coating has a cluster structure, while the zinc-nickel phosphate coating crystals are clustered and sheet-like, and the tri-cationic phosphate coating has a mixture of cubic and sheet-shaped structures. The difference in height and height in zinc-nickel-manganese phosphate coating; It has the lowest Ra and Rz values compared to single-cationic and double-cationic phosphate coatings. Also, the optimal three-cation coating has the highest corrosion resistance, which is due to greater uniformity, less porosity, fine crystal structure, and a high percentage of corrosion-resistant phases in the coating composition.The coating color studies indicate that the best adhesion of the paint layer is related to the tri-cationic coating. According to the researches, the zinc-nickel-manganese three-cation coating provided better results than the zinc-nickel and zinc-nickel two-cation coatings.

    Keywords: Phosphate Coating, Three Cations, Zinc, Nickel, Manganese, Corrosion Resistance, Paint Adhesion
  • Hakimeh Sharififard *, Raziye Hayati Pages 69-89
    Introduction

    Nowadays, due to the reduction of fresh water resources and the increase in demand in the world, the removal of various pollutants, such as dyes, from industrial wastewaters to reuse them has received much attention.

    Methods

    In this research, activated carbon (AC) was synthesized by the chemical activation of apricot kernel shell, and then, this adsorbent was modified by iron-containing functional groups (FeOOH-AC) and used as an adsorbent in the removal of methyl orange from the aqueous solution. The properties of these adsorbents were characterized using BET, SEM, XRD, and FT-IR analyses.

    Findings

    The matching of the equilibrium data with the Langmuir model showed that the adsorption process is single-layer and the maximum adsorption capacity of AC and FeOOH–AC absorbents equal 174.6 mg/g and 249 mg/g, respectively. The increase in adsorption capacity after modification is due to the positive adsorption sites of iron (Fe-O-H2+) on the surface of the modified adsorbent, which adsorb the methyl orange by electrostatic mechanism. Also, the physical adsorption due to the porous structure of the adsorbent and π-π interaction are the effective mechanisms in the adsorption of methyl orange on the FeOOH-AC adsorbent. The analysis of kinetic data with different models showed that the pseudo-second-order kinetic model is consistent with the experimental result. The spontaneity and exothermic nature of the adsorption process were determined by determining the thermodynamic parameters.

    Conclusion

    The successive cycles of adsorption and desorption indicate the ability to regenerate and reuse the synthesized adsorbent, which can be a suitable option for use on the industrial scale.

    Keywords: Surface Adsorption, Apricot Kernel Shell, Activated Carbon, Methyl Orange, Electrostatic Adsorption
  • Alireza Ghahremani, Ali Mashreghi * Pages 91-102
    Introduction

    Silver conductive lines are used extensively in electronics and optoelectronics. These lines are deposited by different methods. In this work, silver lines were deposited by spraying diluted silver ink. Silver ink was synthesized by Lewis-Walker method. Then, it was diluted by ethanol for spray deposition. Since substrate is at high temperature, both the deposition and annealing are performed at one step.

    Methods

    For synthesis, silver acetate, ammonium hydroxide and formic acid were used as silver source, stabilizing agent and reducing agent, respectively. Finally, the obtained ink was diluted by ethanol. Spray deposition was done with nitrogen using air brush.

    Findings

    Different parameters were investigated. First, ink to ethanol volume ratio of 1 to 10 was determined as optimized value. It was observed that 60 cycles of spraying gives layer thickness of 3 μm. Substrate temperature of 180˚C was determined as optimized value. Scanning electron microscopic (SEM) image showed that deposition at 40˚C led to discontinuous layer with island-like microstructure and deposition at 280˚C led to porous plate-like microstructure. But deposition at 180˚C led to continuous layer. X-ray diffraction patterns showed that silver layers deposited at 40˚C have a mixture of silver acetate and elemental silver phases, but layers deposited at 180 ˚C and 280 ˚C have pure elemental silver phase.

    Conclusion

    It was observed that low resistance silver layer can be obtained by spray deposition of diluted silver ink. The silver layer deposited at optimized condition showed resistivity of 1.4 × 10-7 Ωm.

    Keywords: Silver Conductive Line, Spray Deposition, Electrical Resistance