فهرست مطالب

مجله مواد مهندسی
سال دوم شماره 3 (پیاپی 7، 2010)

  • تاریخ انتشار: 1391/02/02
  • تعداد عناوین: 9
|
  • علی کفلو صفحه 185
    ساختارهای متفاوت بین فازی (Interphase) در مینی کامپوزیت تک جهت SiCf/SiCشرح داده خواهند شد. رفتار بین سطوح توسط روش فرو بردن بررسی می شود. بار روی انتهای صیقلی یک فیبر در داخل کامپوزیت اعمال شده و جابجایی آن اندازه گیری می شود. آزمایش فشردن به داخل (Push-in) روی نمونه های ضخیم نشان می دهد که جدایش فیبر در یک تنش مشخص اتفاق افتاده و سپس تحت یک تنش برشی اصطکاکی معین لغزش می کند. هر دو پارامتر (تنش جدایش فیبر و تنش برشی اصطکاکی) وقتی که لایه های کاربید تیتانیم غیر پیوسته می شود (مانند خوشه های جهت دار شده TiC) در یک ماتریس پیروکربن افزایش پیدا می کند. رفتار منحنی نیرو جابجایی با مدل تنش برشی ثابت مطابقت خوبی با تئوری دارد. آزمایش فشردن به بیرون (Push-out) بر روی نمونه های نازک کامپوزیت انجام شده و منحنی نیرو جابجایی حاصله تشریح و آنالیز خواهند شد. این نوع آزمایش دسترسی مستقیم به تنش برشی بدون تصحیحات اضافی را فراهم می کند چون فیبر تقریبا آزادانه در محل خودش حرکت می کند. در ضمن فشار برگشت (Push-back) یک پله در موقع برگشت فیبر به مکان اولیه اش مشاهده می شود که نمایی از مورفولوژی سطوح بوده و تاثیر زبری سطح را روی خواص مکانیکی اتصال بین فیبر و کامپوزیت نشان می دهد.
    کلیدواژگان: کامپوزیت زمینه سرامیک، بین فاز، بین سطح، فروبردن، فشردن به درون و فشردن به بیرون
  • حمد الله صالحی صفحه 193
    دراین مقاله بعضی از خواص اپتیکی از قبیل شدت انتقال بین نواری؛تابع اتلاف انرژی الکترون و تابع دی الکتریک بلور PbTiO3 در فاز مکعبی با استفاده از روش امواج تخت تقویت شده خطی با پتانسیل کامل (FP-LAPW) در چارچوب نظریه تابعی چگالی (DFT)، با تقریب شیب تعمیم یافته (GGA) محاسبه شده است. با توجه به منحنی تابع اتلاف انرژی (EELS)، انرژی پلاسمون حدود eV 23 محاسبه شده است و نتایج نشان می دهدکه در انرژی eV8/3 بیشترین شدت انتقال بین نواری وجود دارد. ضریب شکست استاتیک PbTiO3 خالص در فاز مکعبی 83/2 محاسبه شده است که توافق خوبی با نتایج تجربی دیگران دارد.
    کلیدواژگان: PbTiO3، FP، LAPW، نظریه تابعی چگالی، GGA
  • امیر حسین زمزمیان صفحه 201
    در این مقاله یک بررسی تحلیلی برای ارزیابی عملکرد یک سیستم رطوبت زدایی دوار با جاذب جامد (خشک کن) با مدل سازی ریاضی چرخ دسیکنت جامد و با موازنه جرم و انرژی و مومنتوم برای هوا و رطوبت موجود در ماده دسیکنت برای جریان هوای فرآیندی و بازیابی صورت گرفته است. نتایج نشان داد که شدت رطوبت زدایی در طول چرخ دسیکنت به نسبت رطوبت، سرعت جریان هوا، انتقال جرم و حرارت از جریان هوا به بستر وابسته است. مقایسه نسبت رطوبت، درجه حرارت خروجی و سرعت جریان هوای خروجی از بخش جذب چرخ دوار دسیکنت نشان داد که سرعت جریان هوای خروجی از چرخ نسبت به ورودی به دلیل تغییرات رطوبت، درجه حرارت و افت فشار افزایش پیدا می کند. مدل ریاضی به کار رفته در این مطالعه همچنین قادر است جزئیات شکل ظاهری رطوبت و درجه حرارت در هر دو جریان هوای بخش جذب و بازیابی را در داخل کانال های چرخ دسیکنت به صورت منحنی های تناوبی نشان دهد. لازم به ذکر است که برای تامین جریان هوای داغ بخش جذب یا بازیابی و نیز با هدف صرفه جویی بیشتر می توان از کلکتورهای خورشیدی در سیستم استفاده نمود.
    کلیدواژگان: چرخ رطوبت زدایی، جاذب دسیکنت، سیستم جذبی جامد، انتقال جرم و حرارت
  • علی احمدی، رفیع علی رحیمی، شاپور لاهوتی صفحه 215
    در صنعت شیشه از دیرگدازهایی استفاده می شود که علاوه بر داشتن طول عمر مناسب، بر روی کیفیت شیشه نیز تاثیر منفی نداشته باشند. لذا بررسی رفتار خوردگی دیرگدازهای مصرفی در ذوب شیشه از اهمیت زیادی برخوردار است. در این تحقیق اثر خوردگی مذاب شیشه سربی با مقدار سرب بالا (wt60%<)، بر روی سه نوع دیرگداز از نوع ZAS با محدوده ترکیبی 37-32 درصد وزنی ZrO2، 51-47 درصد وزنی Al2O3 و 15-14 درصد وزنی SiO2 بررسی شد. مقاومت به خوردگی آنها در محدوده دمایی C° 1350-1200 و زمان 100 ساعت مطابق با استانداردC621-09 ASTM از طریق اندازه گیری ابعاد نمونه قبل و بعد از آزمایش خوردگی و با مقایسه آنها با یکدیگر انجام گرفت. مکانیزم خوردگی دیرگدازها از طریق بررسی های میکروسکوپی (SEM،EDS) و XRD مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج حاصل نشان داد که شیشه سربی با فاز شیشه دیرگدازها واکنش داده و با ورود اکسید سرب به داخل آن، فاز شیشه جدید با نقطه ذوب پایین تر ایجاد می شود. این فاز در دمای کاری دیرگداز به صورت مذاب از دیرگداز خارج شده و باعث فرسایش و خوردگی آن می شود. از اینرو با توجه به واکنش پذیری شیشه سربی با فاز شیشه دیرگداز، مقدار فاز شیشه کمتر همراه با دیرگدازی بیشتر این فاز و همچنین میزان تخلخل کم در بهبود مقاومت به خوردگی این دیرگدازها در روزهای اول کاری موثر می باشد.
    کلیدواژگان: خوردگی، شیشه سربی، دیرگدازهای ذوبی
  • جمیله عظیمی، بهیه بیدار، داوود عظیمی، ساسان اطرج صفحه 225
    در این کار تحقیقاتی پارامترهای موثر بر خواص دیرگدازهای ریختنی کم سیمان شاموتی دارای سیستم نصب نوسانی (ویبره ای) در جهت دست یابی به استحکام های بالا مورد بررسی قرار گرفته است. مهم ترین پارامترهای مورد بررسی شامل نوع و مقدار مواد افزودنی روان ساز و همچنین توزیع اندازه ذرات می باشد که تاثیر آنها بر خواص جریان یابی، میزان آب مصرفی، خواص فیزیکی و مکانیکی بدنه های حاصل پس از خشک شدن در oC110 مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که با استفاده از توزیع اندازه ذرات مناسب مطابق فرمول آندریازن با عدد 26/0 و همچنین افزودنی های روان ساز مناسب همانند پلی کربوکسیلات اتر با مقدار 08/0 درصد وزنی می توان به دیرگدازهای ریختنی شاموتی با استحکام های بالا دست یافت.
  • قنبر علی شیخ زاده، وحید رحمانی، مجید سبزپوشانی، محمدرضا بابایی صفحه 233
    در این تحقیق به بررسی عددی تاثیر اعمال یک میدان مغناطیسی ثابت بر جریان جابجایی آزاد آرام و میدان دما در حالت گذرا درون یک محفظه دو بعدی، حاوی گالیم مذاب با عدد پرانتل 02/0، با دیواره های جانبی دما ثابت پرداخته شده است. برای تبدیل معادلات دیفرانسیل به معادلات جبری، از روش حجم محدود استفاده شده است. نتایج حاصله به صورت خطوط دما ثابت، خطوط جریان و خطوط گرما و همچنین نمودارهای تغییرات ضریب انتقال حرارت نسبت به زمان ارائه شده است. نتایج نشان دادند که با افزایش قدرت میدان مغناطیسی و به تبع آن عدد هارتمن، به خاطر تقابل نیروی لورنتز با نیروی شناوری، از مقادیر سرعت درون محفظه کاسته شده است. در نتیجه ماکزیمم قدر مطلق تابع جریان و نرخ انتقال حرارت کلی بین دیواره های گرم و سرد محفظه کاهش یافته و جابجایی آزاد تضعیف شده است. نتایج نشان داده اند که با افزایش قدرت میدان مغناطیسی تا یک حد مناسب، می توان مانع حرکت سیال که در اثر جابجائی آزاد ایجاد شده است شده و در نتیجه مکانیزم انتقال حرارت به شیوه ی هدایت را در محفظه غالب کرد.
    کلیدواژگان: جابجایی آزاد، هیدرودینامیک مغناطیسی، عدد هارتمن، نیروی لورنتز، عدد ناسلت، خطوط گرما
  • قنبرعلی شیخ زاده، محمدرضا بابایی، وحید رحمانی صفحه 249
    در این مقاله به بررسی تاثیر اعمال میدان مغناطیسی بر جابجایی آزاد درون یک محفظه مربعی با دیواره های جانبی دما ثابت حاوی فلز گالیم مذاب با عدد پرانتل 02/0 در حالت دائم و آرام پرداخته شده است. برای تبدیل معادلات دیفرانسیل به معادلات جبری از روش حجم های محدود استفاده شده است. نتایج حاصله به صورت خطوط دما ثابت، خطوط جریان و خطوط گرما و همچنین نمودارهای تغییرات ضریب انتقال حرارت ارائه شده است. نتایج نشان داده اند که با افزایش عدد هارتمن، بخاطر تقابل نیروی لورنتز با نیروی شناوری، مقادیر سرعت درون محفظه کاهش یافته و جابجایی آزاد تضعیف می شود و در نتیجه ماکزیمم قدر مطلق تابع جریان و ضریب انتقال حرارت کاهش می یابد. با اعمال یک میدان مغناطیسی مناسب می توان جابجایی آزاد را از بین برده و به سمت هدایت خالص پیش رفت. همچنین جابجایی تضعیف شده در اعداد هارتمن بالا، قابل محو شدن با افزایش زاویه انحراف محفظه از 0 به 90 درجه در جهت خلاف عقربه های ساعت می باشد. همچنین مشاهده شده است که کمترین مقدار عدد ناسلت متوسط مربوط به اعمال میدان مغناطیسی در راستای عمود بر شتاب ثقل می باشد.
    کلیدواژگان: جابجایی آزاد، میدان مغناطیسی، محفظه کج شده، عدد ناسلت
  • محمدرضاواعظی، احمد اسماعیل زاده کندجانی، میثم فرضعلی پور تبریز، امین پوراندرجانی، فرشید تازش صفحه 267

    در این مقاله، نانوذرات سولفید روی از پیش ماده های استات روی و تیوریا به روش هیدروترمال تهیه شده و تاثیر زمان هیدروترمال بر روی مورفولوژی ذرات و کلوخه ها بررسی شده است. ساختار فازهای سنتز شده و مورفولوژی ذرات و کلوخه ها به ترتیب توسط پراش اشعه ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) بررسی شده است. نتایج حاصل، نشانگر تاثیر زیاد زمان هیدروترمال بر اندازه ذرات و کلوخه های سنتز شده است. همچنین در این مقاله مکانیزم رشد و شکل کلوخه ها نیز مورد تحلیل قرار گرفته است.

    کلیدواژگان: نانوذرات سولفیدی، سولفید روی، هیدروترمال، آگلومراسیون
  • مهدی مهدیخانی نهرخلجی، محمدحسین فتحی، وجه سادات مرتضوی، سید بهروز موسوی صفحه 275
    هدف از این مطالعه، مشخصه یابی و ارزیابی زیست فعالی نانو پودر شیشه زیست فعال با سه ترکیب مختلف (S58، S63، S72) تهیه شده به روش سل- ژل و بررسی تاثیر کاهش اندازه ذرات بر زیست فعالی آنها می باشد. سه ترکیب مذکور توسط روش سل- ژل و با استفاده از پیش سازهای TEOS، TEP و Ca(NO3)2.4H2O در حضور آب، اتانول و هیدروکلریک اسید به نسبت های مناسب تهیه شدند. نانو پودر تهیه شده با ترکیب های مختلف به منظور بررسی زیست فعالی با نسبت 1 میلی گرم بر میلی لیتر در محلول شبیه سازی شده بدن (SBF) در دمای oC37 و به مدت 7 و 30 روز غوطه ور شدند و سپس توسط SEM وFTIR تشکیل آپاتیت بر آنها مورد ارزیابی قرار گرفت. بررسی های مشخصه یابی ساختاری، ترکیب شیمیایی و مورفولوژی ذرات شامل XRD، XRF و TEM انجام گرفت. آنالیز XRD نشان داد که ترکیب های بدست آمده به صورت آمورف می باشند و هیچ گونه فاز بلوری در ساختار آنها وجود ندارد. افزایش دمای کلسینه به مقادیرC◦800 موجب ظهور فازهای بلوری در ساختار شیشه می گردد. بررسی نمونه های غوطه ور شده در محلول SBF توسط SEM و FTIR نشان داد که ترکیب S63 با توجه به مقدار بیشتر تشکیل آپاتیت بر آن دارای فعالیت زیستی بیشتری نسبت به ترکیب های S58 و S72 می باشد. تصاویر TEM نشان دادند که اندازه ذرات بدست آمده کوچک تر از 100 نانومتر می باشند. بنابراین، کاهش اندازه ذرات شیشه زیست فعال تاثیر قابل توجهی بر میزان فعالیت زیستی آن دارد و نانو پودر شیشه زیست فعال S63 با توجه به فعالیت زیستی و میزان سیلیسیم بیشترمی تواند در بازسازی عیوب استخوانی و تهیه داربست های مهندسی بافت استخوان مورد استفاده قرار گیرد.
    کلیدواژگان: نانو پودر شیشه زیست فعال، سل، ژل، آپاتیت، مهندسی بافت
|
  • A. Kafloo, D. Rouby, P. Reynaud, S. Jacques, O. Rapaud Page 185
    In the fibre-reinforced ceramic-matrix composites، the fibre-matrix interface plays an important role. Tailoring the interfacial bond strength improves mechanical properties of the materials. Micro-mechanical experiments indicate that the sliding surface of fibre/matrix interface is rough. The interface roughness plays an important role on the frictional slid and hence on the interfacial shear stress (ISS). The interfacial properties of SiCf/SiC mini-composites with different interphase structures have been determined by indentation، with pushes the top of a selected fibre on a polished cross section. The displacement of that fibre-end is measured. The push-in test on thick specimens shows that the fibre debonds at a given fibre stress and then slides under a certain frictional shear stress. Both parameters increase when the TiC layers become discontinuous، like aligned TiC clusters in a Pyrocarbon matrix. The load-displacement behaviour is in very good agreement with theory when the interfacial shear stress is kept constant، non depending on relative slip displacement. The push-out test on thin composite slices gives directly access to the force which is directly related to the interfacial shear stress associated to slip، without taking into account the elastic compression of the fibre (generally is very small). During push-back، a seating drop was recorded as the fibre returns in its initial position، illustrating a certain effect of roughness. The results obtained by push in on thick specimens are higher than of those of push-out on thin films.
  • H. Salehi Page 193
    The optical properties of PbTiO3 such as interband transition strength، electron energy-loss spectroscopy (EELS) and dielectric function have been studied by first principles using the density functional theory. The calculated EEL spectrum yield plasmon energy of 23eV and maximum interband transition strength occurs at 3. 8eV. The result also yields a static refractive index of 2. 8 for PbTiO3 in paraelectric phase that are in better agreement with the experimental data.
  • S. A. H. Zamzamian Page 201
    In this paper an analitical investigation for performance analyses of a dehumidification wheel system with solid desiccant by the mathematical simulation of solid desiccant wheel and with the conservation of mass، energy and mumentum for the air flow and moiture content of desiccant bed in prossess air and regeneration air flow have been presented. Solid desiccant wheel have long been used in dehumidification and cooling systems. In this study a mathematical model has been derived to show the dehumidification trend of desiccant wheel. Four equation concerning water content balance and energy conservation and one momentum equation are used to describe the complicated heat and mass transfer and momentum occurring in moisture adsorption and regeneration. In this model، variation of several parameters such as air humidity ratio، air temperature، water content of desiccant bed and temperature of desiccant according to the length of bed and time were investigated. The mathematical model was confirmed by doing experimental tests on a solid desiccant wheel filled with silica gel. The results indicated that dehumidification rate during the length of desiccant Wheel depended mostly on input humidity ratio، air stream velocity، heat and mass transfer from air stream to bed. The results also described that air stream velocity was one of the most effective parameter on dehumidification rate of wheel.
  • A. Ahmadi, R. Rahimi, Sh. Lahouti Page 215
    The chemical corrosion behavior of fusion cast ZAS (ZrO2-Al2O3-SiO2) refractories inside lead silicate glass melt with 68. 5 wt% PbO content was investigated at temperatures of 1200، 1250، 1300 and 1350ºC. Scanning Electron Microscopy (SEM)، Energy Dispersive Spectroscopy (EDS)، Thickness Reduction and Archimedes Principle were used to evaluate morphology/composition/structure of (corroded and un-corroded) refractory probes. The attack of lead silicate glass melt was taken place by inter-diffusion of the more mobile constituents into glassy matrix. chemical reactions produced a low viscosity secondary glass composition and deteriorated the durability.
  • J. Azimi, B. Bidar, D. Azimi, S. Otroj Page 225
    In this research the effective parameters on properties of chamotte based low cement castable with vibration during installation was investigated so that to reach high strength in these castables. \"In this regard the most important parameters are type & amount of deflocculant additives and particles size distribution about which their effect on flow ability، amount of water needed، physical and chemical properties of these bodies had been evaluated after dried to 110 º C. Results show that chamotte based low cement castable with high strength can be obtained using suitable particles size distribution according to Andreasen equation with distribution coefficient (q) of 0. 26. This also requires the best suited deflocculant additives with optimum amount of Polycarboxylate ether with 0. 08 %wt.
  • Gh. A. Sheikhzadeh, Vahid Rahmani, Majid Sabzpooshan, Mohammad Reza Babaei Page 233
    In this paper، the effect of a magnetic field on transient and laminar natural convection in a square cavity with constant temperature side walls filled with liquid gallium (Pr=0. 02) is investigated numerically. Governing equations are discretized using the control volume method. The results are presented in the form of streamlines، isotherms، heat lines and plots of Nusselt number versus time. The results have shown that with increasing magnetic field strength and therefore the Hartmann number، velocity inside the cavity reduces. Thus maximum absolute value of stream function and the heat transfer between the hot and cold walls of the cavity decreases and the free convection has been weakened. Applying the magnetic field (high enough) suppresses the convection flow and decreases the heat transfer rate and thus conduction heat transfer mechanism become dominant in the cavity.
  • Gh. A. Sheikhzadeh, Mohammad Reza Babaei, Vahid Rahmani Page 249
    In this paper، the effect of a magnetic field and its angle on steady and laminar natural convection in a tilted square cavity with constant temperature side walls filled with liquid gallium (Pr=0. 02) is investigated numerically. Governing equations are discretized using the control volume method. The results are presented in the form of streamlines، isotherms، heat lines and plots of Nusselt number. The results have shown that with increasing the Hartmann number، velocity inside the cavity reduces. Thus maximum absolute value of stream function and the heat transfer coefficient decreases and free convection has been weakened. By applying a proper magnetic field (high enough)، convection flow suppresses and conduction heat transfer mechanism become dominant in the cavity. The weaken convection at high magnetic field can be disappeared by increasing the inclination angle from 0 to 90 degrees CCW. Also it is observed that the minimum heat transfer rate is occurred by applying the magnetic field perpendicular to gravity.
  • M. R. Vaezi, A. Esmaielzadeh Kandjani, M. Farzalipour Tabriz, A. Pourandarjani, F. Tazesh Page 267

    In this paper Zinc Sulfides nanoparticles were synthesized via hydrothermal method and the effects of hydrothermal period on the obtained nanoparticles and aggregates morphologies were studied. XRD analyses were carried out for investigation about structure and also for investigation about its morphologies and growth SEM analyses were carried out. The results show that the synthesis period influence on the particles size and also the morphologies of the aggregates. Moreover، in this paper the mechanisms of the nanoparticles and aggregates growth and reformation of the aggregates were studied carefully.

  • M. H. Fathi, V. Mortazavi, S. B. Mousavi, M. Mahdikhani Page 275
    The aim of this work was preparation، characterization and bioactivity evaluation of bioactive glass Nanopowder with three different compositions (58S، 63S، and 72S) by sol–gel technique. TEOS، TEP and Ca (NO3) 2. 4H2O were used as precursors. The prepared bioactive glass nanopowders were immersed in the simulated body fluid (SBF) solution at 37 ºC for 7 and 30 days. Scanning electron microscopy (SEM) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) was utilized to recognize and confirm of the formation of apatite layer on prepared bioactive glass nanopowders. Characterization techniques such as XRD، XRF and TEM were used to investigate the microstructure، composition and morphology of nanopowders. XRD patterns showed that the prepared bioactive glass nanopowders were amorphous.