فرآیندهای نوین در مهندسی مواد: 4 (3)

دسترسی آزاد مقاله

1 - مقایسه خواص اکسیداسیون و شوک حرارتی پوشش‌های سپر حرارتی کامپوزیتی YSZ/Nano-Al2O3 با آلومینای ایجاد شده از فرآیند پاشش پلاسمایی پودر پیش‌ماده پیرولیز نشده و پودر کریستالی نانوآگلومره
سعید تقی رمضانی ضیاء والفی ناصر احسانی مسعود میرجانی

10.30495/apme.2021.1895014.1986

در این تحقیق ابتدا پودر آلومینای آمورف با استفاده از فرآیند هم رسوبی سنتز شد، سپس پوشش های YSZ/Al2O3 در دو حالت نانوآلومینای پیرولیز نشده و کریستالی با فرآیند پاشش پلاسمایی اعمال شدند. آزمون های اکسیداسیون دما بالا و شوک حرارتی در دمای C˚1100 انجام گرفتند. مشخصه های ساخ چکیده کامل

در این تحقیق ابتدا پودر آلومینای آمورف با استفاده از فرآیند هم رسوبی سنتز شد، سپس پوشش های YSZ/Al2O3 در دو حالت نانوآلومینای پیرولیز نشده و کریستالی با فرآیند پاشش پلاسمایی اعمال شدند. آزمون های اکسیداسیون دما بالا و شوک حرارتی در دمای C˚1100 انجام گرفتند. مشخصه های ساختاری و فازی پوشش ها با استفاده از میکروسکوپ نوری، میکروسکوپ الکترون روبشی گسیل میدانی (FE-SEM) و پراش سنجی اشعه ی ایکس (XRD) بررسی شدند. مقایسه ی ساختاری نمونه ها نشان داد که استفاده از پودر نانوآلومینا کریستالی در کامپوزیت لایه ای YSZ/Alumina، سبب افزایش خواص حرارتی پوشش ها می شود. خواص اکسیداسیون دمای بالا و مقاومت در برابر شوک حرارتی پوشش‌های YSZ/Al2O3 با نانوآلومینای پیرولیز نشده و پوشش های با ترکیب مشابه با نانوآلومینای کریستالی که با پاشش پلاسمایی ایجاد شدند مورد بررسی قرار گرفتند. یافته‌ها نشان دادند که استفاده از پودر نانوآلومینای پیرولیز نشده در کامپوزیت لایه ای YSZ/Al2O3 منجر به افزایش تخلخل و حفرات انقباضی در پوشش می شود که سبب افزایش نفوذ مولکول‌های اکسیژن شده که در جهت افزایش ضخامت لایه TGO عمل می‌کند. همچنین تراکم بالا و تماس مناسب بین اسپلت های حاصل از پودر نانوآلومینای کریستالی مقاومت بالاتری را در برابر سیکل های حرارتی نتیجه می دهد. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

2 - سنتز نانوذرات فریت نیکل مس دوپ شده با کادمیم و بررسی خواص حسگری آن به‌منظور تشخیص استونیتریل در مقادیر بسیار جزئی
حسین امامی حمیدرضا ابراهیمی

10.30495/apme.2021.1908397.2011

در اینمطالعهنانو ذرات فریتنیکل مس دوپ شده با کادمیم با فرمولNi0.5Cu0.5Fe2O4 (Cd Doped) که دارای ساختار اسپینلی است از طریق تکنیک هم رسوبی تولید شد. نانوذرات حاصل جهت ساخت بخش حساس نانوحسگر گاز استفاده گردید. برای تعیین ساختار نانوذرات مذکور از تکنیک های پراش پرتو ایکس ( چکیده کامل

در اینمطالعهنانو ذرات فریتنیکل مس دوپ شده با کادمیم با فرمولNi0.5Cu0.5Fe2O4 (Cd Doped) که دارای ساختار اسپینلی است از طریق تکنیک هم رسوبی تولید شد. نانوذرات حاصل جهت ساخت بخش حساس نانوحسگر گاز استفاده گردید. برای تعیین ساختار نانوذرات مذکور از تکنیک های پراش پرتو ایکس (XRD, X-ray diffraction)، فلورورسانس پرتو ایکس (XRF, X-ray fluorescence) و میکروسکوپ الکترونی عبوری Transmission electron microscopy (TEM)استفاده گردیده است. حساسیت این نانوذرات نسبت به نمونه‌های گازی مختلف شامل استون، استونیتریل، آکریلونیتریل، فرمامید، کربن تتراکلرید، وینیل استات،اتانول،آمونیاکو متانول مورد بررسی قرار گرفت. گونه‌های گازی موردنظر با غلظت ppm200 در بازه دمایی 50 تا ˚C300 در معرض نانوحسگر قرار داده شدند. بهترین رفتار حسگری برای گاز استونیتریل در دمای ˚C200 مشاهده شد. به‌علاوه، در دمای ˚C200 ، غلظت‌های مختلفی از استونیتریل در محدوده 20 تا ppm200 مورد آزمایش واقع شدند. نتایج نشان داد نمونه‌های دارای غلظت‌های بالاتر، پاسخ حسگری بهتری داشتند. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

3 - بررسی رفتار خوردگی بین دانه‌ای فولاد زنگ نزن مارتنزیتی UNS S42000 با استفاده از طیف‌سنجی امپدانس الکتروشیمیایی پتانسیودینامیک
خشایار مرشدبهبهانی پوریا نجفی سیار محمود پاکشیر نیکا ذاکرین

10.30495/apme.2021.1908777.2012

در این پژوهش، عملیات حرارتی تمپر در دمای ثابت 550 درجه سانتی‌گراد و زمان‌های متفاوتی از 5/0 تا 24 ساعت بر روی نمونه‌های فولاد زنگ‌نزن مارتنزیتی UNS S42000 صورت گرفت تا بتوان رفتار خوردگی بین‌دانه‌ای آلیاژ را مورد بررسی قرار داد. خصوصیات میکروساختار و خواص الکتروشیمیایی چکیده کامل

در این پژوهش، عملیات حرارتی تمپر در دمای ثابت 550 درجه سانتی‌گراد و زمان‌های متفاوتی از 5/0 تا 24 ساعت بر روی نمونه‌های فولاد زنگ‌نزن مارتنزیتی UNS S42000 صورت گرفت تا بتوان رفتار خوردگی بین‌دانه‌ای آلیاژ را مورد بررسی قرار داد. خصوصیات میکروساختار و خواص الکتروشیمیایی آلیاژ به ترتیب با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی و روش پلاریزاسیون آندی ارزیابی شدند. خوردگی موضعی نمونه‌ها نیز با استفاده از روش طیف‌سنجی امپدانس الکتروشیمیایی پتانسیودینامیک در ناحیه پتانسیل ترانس‌پسیو صورت گرفت. نتایج حاکی از خوردگی بین‌دانه‌ای شدیدی برای نمونه‌هایی با 2 ساعت عملیات حرارتی تمپر بود، درصورتی‌که زمان‌های طولانی عملیات حرارتی تمپر به دلیل حساسیت‌زدایی موجب تقلیل اثر تمپر بر خوردگی بین‌دانه‌ای می‌شود. علاوه بر این، نتایج طیف‌سنجی امپدانس الکتروشیمیایی پتانسیودینامیک نشان داد که مقاومت انتقال بار نمونه‌ها در پتانسیل 10/1 ولت می‌تواند به‌عنوان معیار مهمی به‌منظور بررسی خوردگی بین‌دانه‌ای فولادهای زنگ نزن مارتنزیتی مورد استفاده قرار گیرد، بدین‌صورت که هرچه مقاومت انتقال بار در این پتانسیل کمتر باشد، مقاومت به خوردگی بین‌دانه‌ای نیز کمتر خواهد بود. این نتایج در تطابق با تصاویر مربوط به مورفولوژی سطوح خورده شده بوده که بیانگر خوردگی یکنواخت، خوردگی موضعی و حساسیت‌زدایی به ترتیب برای نمونه‌های تمپر نشده، زمان‌های کوتاه تمپر و زمان‌های طولانی تمپر می‌باشد. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

4 - ارتباط ریزساختار با رفتار مکانیکی فلز جوش فولاد HSLA-100 تولید شده با روش GTAW
مهیار داریوند پور رضا دهملایی خلیل رنجبر

10.30495/apme.2021.1910558.2016

در این پژوهش، جوشکاری فولاد کم آلیاژ استحکام بالا، HSLA-100، با استفاده از سه فلز پرکننده هم جنس با فلز پایه (HSLA-100)، ER100S-G و ER120S-G با روش GTAW انجام شد. بررسی‌های ریزساختاری با استفاده از میکروسکوپ های نوری و الکترونی روبشی صورت پذیرفت. هم چنین، به‌منظور ارزیا چکیده کامل

در این پژوهش، جوشکاری فولاد کم آلیاژ استحکام بالا، HSLA-100، با استفاده از سه فلز پرکننده هم جنس با فلز پایه (HSLA-100)، ER100S-G و ER120S-G با روش GTAW انجام شد. بررسی‌های ریزساختاری با استفاده از میکروسکوپ های نوری و الکترونی روبشی صورت پذیرفت. هم چنین، به‌منظور ارزیابی خواص مکانیکی اتصال، آزمون های کشش، ضربه و سختی سنجی مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد که ریزساختار فلز جوش HSLA-100 شامل بینیت دانه ای و فریت چندوجهی، فلز جوش ER100S-G شامل فریت های سوزنی، ویدمن اشتاتن و مرزدانه ای و فلز جوش ER120S-G شامل فریت های سوزنی، چندوجهی و شبه چندوجهی بود. به‌علاوه، تشکیل فاز ثانویه (ترکیبات) مارتنزیت/ آستنیت (M/A) در ریزساختار تمامی فلزات جوش مشاهده گردید که شکل غالب این فاز در فلزات جوش HSLA-100 و ER100S-G به‌صورت بلوکی و تشکیل شده در مرزدانه های آستنیت اولیه و در فلز جوش ER120S-G از نوع رشته ای بود. نتایج آزمون های مکانیکی مشخص نمود که در میان فلزات جوش، فلز جوش ER120S-G از بالاترین میزان استحکام کششی (859 مگاپاسکال)، درصد ازدیاد طول (22%)، انرژی ضربه (45 ژول) و سختی (7/294 ویکرز) برخوردار بود. درحالی که فلز جوش ER100S-G، کم ترین استحکام کششی (775 مگاپاسکال) و سختی (4/268 ویکرز) و فلز جوش HSLA-100، کم ترین مقاومت به ضربه (25 ژول) را از خود نشان دادند. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

5 - ارزیابی پارامترهای مؤثر در فرآیند تجزیه قلیایی زیرکن و تعیین شرایط عملیاتی بهینه جهت استحصال زیرکونیم
علی یداللهی میثم تراب مستعدی کمال صابریان امیر چرخی

10.30495/apme.2021.1919216.2021

فرآیند تجزیه قلیایی با سدیم هیدروکسید یکی از متداول‌ترین روش ها جهت استحصال زیرکونیم از کانی زیرکن می باشد. این فرآیند شامل سه مرحله ذوب با قلیا، آب‌شویی و فروشویی اسیدی است. در این پژوهش روش طراحی آزمایش تاگوچی به همراه تحلیل رابطه ای خاکستری، جهت آنالیز و بهینه‌سازی پ چکیده کامل

فرآیند تجزیه قلیایی با سدیم هیدروکسید یکی از متداول‌ترین روش ها جهت استحصال زیرکونیم از کانی زیرکن می باشد. این فرآیند شامل سه مرحله ذوب با قلیا، آب‌شویی و فروشویی اسیدی است. در این پژوهش روش طراحی آزمایش تاگوچی به همراه تحلیل رابطه ای خاکستری، جهت آنالیز و بهینه‌سازی پارامترهای مؤثر بر فرآیند تجزیه قلیایی، جهت استحصال زیرکونیم از کانی زیرکن بکار گرفته شد. نتایج به‌دست‌آمده نشان داد که ذوب قلیایی در شرایط بهینه دمای 650 درجه سانتی‌گراد، نسبت مولی سدیم هیدروکسید به زیرکن 6:1 و غلظت سدیم هیدروکسید 30 درصد، منجر به تجزیه 6/98 درصدی زیرکن اولیه می شود. به‌نحوی‌که هیچ پیکی از زیرکن در الگوی پراش اشعه ایکس محصول به‌دست‌آمده از واکنش ذوب قلیایی در این شرایط مشاهده نشد. در مرحله آب‌شویی، سه مرتبه شستشوی محصول به‌دست‌آمده از واکنش ذوب قلیایی با نسبت مایع به جامد 5 در دمای 30 درجه سانتی‌گراد منجر به حذف 9/98 درصد از سدیم و 9/77 درصد از سیلیسیم موجود در ترکیب شد. در این شرایط بهینه، طیف پراش اشعه ایکس جامد به‌دست‌آمده از آب‌شویی پس از حرارت دهی در دمای 800 درجه سانتی‌گراد، حضور پیک های ZrO2 و SiO2 را نشان داد. در مرحله اسیدشویی، فروشویی با سولفوریک اسید 4 مولار با نسبت مایع به جامد 20 و در دمای 60 درجه سانتی‌گراد منجر به بازیابی 7/92 درصدی زیرکونیم موجود در زیرکن اولیه شده و مقدار سیلیسیم در محلول فروشویی اسیدی 31 میلی‌گرم بر لیتر به دست آمد. یافته های این پژوهش شرایط بهینه عملیاتی برای روشی آسان، کم‌هزینه و مناسب در مقیاس صنعتی برای استحصال زیرکونیم از کانی زیرکن را ارائه می دهد. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

6 - ارزیابی خواص فتوکاتالیزوری و ضد باکتری نانوکامپوزیت ZnO-CuO تولید شده به روش سل- ژل
سیده زهرا انوری محمد حاجب محمود فاضل نجف آبادی

10.30495/apme.2021.1922834.2031

در این تحقیق نانو ذرات CuO، ZnO و نانوکامپوزیت ZnO-CuO با روش سل ژل سنتز شد. ویژگی‌های محصولات سنتز شده با استفاده از آزمون‌های XRD، DRS-UV و FESEM ارزیابی شد. نتایج تجزیه و تحلیل XRD نشان داد که نانو ذرات CuO، ZnO و کامپوزیت ZnO-CuO کریستالی بوده و آمورف نیست. نتایج تج چکیده کامل

در این تحقیق نانو ذرات CuO، ZnO و نانوکامپوزیت ZnO-CuO با روش سل ژل سنتز شد. ویژگی‌های محصولات سنتز شده با استفاده از آزمون‌های XRD، DRS-UV و FESEM ارزیابی شد. نتایج تجزیه و تحلیل XRD نشان داد که نانو ذرات CuO، ZnO و کامپوزیت ZnO-CuO کریستالی بوده و آمورف نیست. نتایج تجزیه و تحلیل DRS-UV نشان داد که به ترتیب CuO، ZnO و نانوکامپوزیت ZnO-CuO دارای متوسط انرژی شکاف باند 27/1 و 21/3 و 43/2 الکترون ولت هستند. محاسبات نشان داد ترکیبات CuO و ZnO و کامپوزیت ZnO–CuO در اثر تابش نور می‌تواند به ترتیب 40، 10 و 68% از آلاینده‌ی رنگی رودامین B را تخریب نماید؛ بنابراین کامپوزیت نمودن ZnO با CuO سبب افزایش فعالیت فتوکاتالیزوری محصولات شد. همچنین مکانیسم فعالیت فتوکاتالیزوری محصولات سنتز شده و نقش اکسید مس در افزایش بازه فرآیند فتوکاتالیزوری مورد بحث قرار گرفته است. ارزیابی خواص ضد باکتری نشان داد نانو کامپوزیت ZnO-CuO دارای توانایی ضد باکتریایی علیه استافیلوکوکوس آرئوس به‌عنوان باکتری گرم مثبت و اشریشیاکلی به‌عنوان باکتری گرم منفی است. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

7 - بررسی تأثیر میزان یون استرانسیوم بر خواص حرارتی، زیست فعالی، ضد باکتریایی و رفتار سلول‌های استئوبلاست MC3T3-E1 شیشه زیست فعال پایه سیلیکاتی
نوشین نانکلی امیرحسین مغنیان مرتضی ثقفی یزدی

10.30495/apme.2021.1923822.2032

شیشه های زیست فعال قابلیت اتصال با بافت های بدن را نیز دارند، از این نظر می‌توان آن‌ها را موادی مناسب برای کاربردهایی نظیر مهندسی بافت استخوان دانست. در این پژوهش ابتدا به سنتز و بررسی تغییرات ساختاری، زیست سازگاری، زیست فعالی، رفتار زیستی و خاصیت ضد باکتریایی شیشه‌های چکیده کامل

شیشه های زیست فعال قابلیت اتصال با بافت های بدن را نیز دارند، از این نظر می‌توان آن‌ها را موادی مناسب برای کاربردهایی نظیر مهندسی بافت استخوان دانست. در این پژوهش ابتدا به سنتز و بررسی تغییرات ساختاری، زیست سازگاری، زیست فعالی، رفتار زیستی و خاصیت ضد باکتریایی شیشه‌های زیست فعال پایه سیلیکاتی جانشین شده با استرانسیوم و بدون استرانسیوم پرداخته شد. برای بررسی زیست فعالی، پودر شیشه‌ها در زمان های 1، 3، 7 و 14 روز در محلول شبیه‌سازی شده با محیط بدن قرار داده شدند و قبل و بعد از بازه‌های زمانی مذکور، تغییرات و روند تشکیل لایه هیدروکسی‌آپاتایت روی سطح آن‌ها، با استفاده از پراش پرتوایکس، مطالعات طیف سنجی فروسرخ، بررسی نرخ رهایش عناصر مختلف شیشه، تغییرات pH و مطالعات ریزساختار با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی، بررسی شد. نتایج آزمون‌های پراش پـرتـوایکس و مطالعات طیف سنجی فـروسرخ، تغییرات ایجـاد شده روی لایه هیدروکسی آپاتایت بلورین را نشان داد. همچنین نتایج آزمون زنده/ مرده، بررسی ریزساختار هسته و ریز رشته‌های اکتین سلول‌های استئوبلاست MC3T3-E1 نشان داد که 5 درصد استرانسیوم در شیشه‌ زیست فعال پایه سیلیکاتی منجر به رشد، تکثیر و فعالیت سلول‌های استئوبلاست MC3T3-E1 شد. نتایج آزمون سمیت سلولی و ارزیابی فعالیت فسفات قلیایی نشان داد که جایگزینی استرانسیوم بجای کلسیم در ترکیب شیشه زیست فعال پایه سیلیکاتی نه‌تنها سمیت سلولی ایجاد نکرد بلکه باعث تکثیر قابل‌ملاحظه و فعالیت سلول‌های استئوبلاست MC3T3-E1 ‌ شد. بهبود خاصیت ضد باکتریایی شیشه‌ زیست فعال حاوی استرانسیوم بر علیه باکتری مرسا در قیاس با شیشه زیست فعال بدون استرانسیوم دیده شد. پرونده مقاله

XML

فهرست مقالات