فرآیندهای نوین در مهندسی مواد: 2 (2)

دسترسی آزاد مقاله

1 - مطالعه اثر وزن مولکولی پلی دی ال-لاکتیک اسید بر پارامترهای حافظه شکلی به کمک شبیه‌سازی دینامیک مولکولی
محمد امینی عباس منتظری

20.1001.1.24233226.1401.16.2.1.0

پلیمرهای حافظه دار زیرمجموعه‌ای از مواد هوشمند هستند که می‌توانند شکل اولیه‌شان را بعد از تغییر شکل موقت بازیابی نمایند. این دسته از پلیمرها دارای کاربردهای فراوانی بوده و در سال های اخیر نظر بسیاری از صنایع (به‌خصوص پزشکی) را به خود جلب کرده‌اند. هدف اصلی این مطالعه، ب چکیده کامل

پلیمرهای حافظه دار زیرمجموعه‌ای از مواد هوشمند هستند که می‌توانند شکل اولیه‌شان را بعد از تغییر شکل موقت بازیابی نمایند. این دسته از پلیمرها دارای کاربردهای فراوانی بوده و در سال های اخیر نظر بسیاری از صنایع (به‌خصوص پزشکی) را به خود جلب کرده‌اند. هدف اصلی این مطالعه، بررسی تأثیر وزن مولکولی بر پارامترهای مختلف حافظه شکلی پلیمر می‌باشد. علاوه بر این، مکانیزم های حاکم بر رفتار حافظه‌داری پلیمرها مورد مطالعه قرار می‌گیرد. محاسبه‌ی دمای انتقال شیشه ای و تأثیر این پارامتر بر رفتار حافظه شکلی پلیمر از دیگر اهداف این پژوهش می باشند. در این مطالعه، همه مدل‌ها با نرم‌افزار متریالز استودیو ساخته شده و تمامی شبیه‌سازی‌ها با استفاده از نرم‌افزار لمپس انجام شده است. طبق نتایج حاصل، دمای انتقال شیشه‌ای پلیمر با افزایش درجه پلیمریزاسیون افزایش می‌یابد. ادامه‌ی مطالعات در راستای دستیابی به ریزساختاری بهینه نشان داد که با افزایش وزن مولکولی از g/mol 36000 به g/mol108000، پارامتر تثبیت شکل از 90% به 94% افزایش می‌یابد. برخلاف تثبیت شکل، پارامتر بازیابی شکل روندی نزولی را با افزایش وزن مولکولی دنبال می‌کند. این روند کاهشی، ناشی از افزایش نسبت فاز ثابت به فاز بازگشت‌پذیر با افزایش وزن مولکولی پلیمر است. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

2 - بررسی تأثیر پارامترهای پوشش‌دهی فرآیند HVOF بر روی کیفیت و خواص سایشی پوشش کاربید تنگستن ایجاد شده روی فولاد 4130
جواد انصاری امیرحسین مغنیان مرتضی ثقفی یزدی

20.1001.1.24233226.1401.16.2.2.1

در این مطالعه، ریزساختار پوشش های کاربید تنگستن ایجاد شده به روش فرآیند سوخت اکسیژنی با سرعت‌بالا (HVOF) بر روی فولاد 4130 در شدت های پاشش متفاوت در محدوده 5/6 تا Bar 2/7 و مقدار پودر مصرفی 60 تا gr/min80 مورد بررسی قرار گرفت. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) نشان چکیده کامل

در این مطالعه، ریزساختار پوشش های کاربید تنگستن ایجاد شده به روش فرآیند سوخت اکسیژنی با سرعت‌بالا (HVOF) بر روی فولاد 4130 در شدت های پاشش متفاوت در محدوده 5/6 تا Bar 2/7 و مقدار پودر مصرفی 60 تا gr/min80 مورد بررسی قرار گرفت. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) نشان داد که با انتخاب پارامترهای مناسب فرآیند پوشش دهی، می توان میزان تخلخل های ایجاد شده و توزیع یکنواخت تر آن ها را در کل سطح پوشش، تعیین کرد. نتایج حاصل از پراش پرتوایکس (XRD)، حضور کاربیدهای WC و W6C2.54 در نمونه های پوشش داده شده را تأیید کرد. با افزایش مقدار پودر تزریقی از 60 به gr/min80 به دلیل عدم زمان لازم برای ذوب کامل ذرات کاربید تنگستن و در نتیجه عدم توزیع یکنواخت ذرات پوشش بر روی زیرلایه، سختی پوشش ها به دلیل ایجاد میزان تخلخل های بیشتر کاهش پیدا می کند. نتایج حاصل از آزمون سایش نشان داد که پوشش های اعمالی در تمامی شرایط نسبت به نمونه کنترل، مقاومت به سایش بالاتری از خود نشان می دهند. با مشخصه یابی و مطالعه ی تمامی نتایج، این نکته حاصل می گردد که سرعت پاشش در فرآیند HVOF، تأثیرگذارتر از مقدار پودرهای مصرفی است. نتایج نشان داد که مکانیزم سایش پوشش W2، ترکیبی از مکانیزم سایش دو جسمی و سه جسمی، سایش خستگی و سایش چسبان می‌باشد، این در حالی است که مکانیزم غالب، سایش خراشان دو جسمی است. نهایتاً پوشش ایجاد شده توسط فرآیند HVOF با شدت پاشش Bar 2/7 و مقدار پودر مصرفی g/min72 (W2) به‌عنوان نمونه بهینه در بین تمامی پوشش ها، ازنظر بهترین مقاومت به سایش معرفی می گردد. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

3 - تهیه نانو کامپوزیت مغناطیسی چند جزیی اصلاح شده با پوست پرتقال و بررسی کارآیی آن در جذب ویتامین B5 از محلو ل‌های آبی
سیده غزاله هاشمی پور زواره فریبا تدین روح الله کرمی اسبو

20.1001.1.24233226.1401.16.2.3.2

اسید پانتوتنیک (B5) یکی از مهم‌ترین ویتامین ها برای زندگی انسان است که در بدن انسان نقش های متعددی ازجمله ساخت سلول های خونی، فعالیت غدد فوق کلیه، مقابله با استرس و تولید انرژی را بر عهده دارد. از طرفی حضور این ویتامین برای رشد گیاهان و غذاسازی حائز اهمیت است، بنابراین چکیده کامل

اسید پانتوتنیک (B5) یکی از مهم‌ترین ویتامین ها برای زندگی انسان است که در بدن انسان نقش های متعددی ازجمله ساخت سلول های خونی، فعالیت غدد فوق کلیه، مقابله با استرس و تولید انرژی را بر عهده دارد. از طرفی حضور این ویتامین برای رشد گیاهان و غذاسازی حائز اهمیت است، بنابراین جذب و اندازه‌گیری آن امروزه بیشتر از قبل مورد بررسی قرار می گیرد. امروزه استفاده از جاذب‌های مغناطیسی و به دنبال آن جداسازی مغناطیسی جهت جذب و جداسازی به دلیل سادگی، هزینه کم و سرعت‌بالا بسیار موردتوجه محققان است. مطالعه حاضر باهدف جذب و استخراج ویتامینB5 از محلول‌های آبی با استفاده از نانو کامپوزیت آهن / پوست پرتقال انجام گرفت. نانو ذرات سنتز شده به‌وسیلۀ آنالیزهای SEM/EDX، FT-IRو XRD مشخصه یابی گردیدند. همچنین از مدل ایزوترمی لانگمویر و فروندلیچ و مدل‌های سینتیکی شبه درجه اول و شبه درجه دوم برای بیان نوع فرآیند استفاده گردید. متغیرهای مؤثر برجذب از قبیل pH، مقدار دوز جاذب، زمان تماس و غلظت اولیه ویتامین B5 بررسی شدند. نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که بیشترین میزان جذب ویتامین B5 در غلظت 300 میلی‌گرم بر لیتر، میزان 1/0 گرم از جاذب، زمان تماس 90 دقیقه و pH برابر 6 است و روند جذب ویتامین B5 بر روی جاذب مغناطیسی از مدل لانگمویر (9899/0 R2=) تبعیت می نماید. سینتیک واکنش جذب با ضریب رگرسیون بالا (999/0 R2=) توسط مدل شبه درجه اول تأیید شد. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

4 - بررسی خواص الکتروشیمیایی و مکانیکی پیل سوختی اکسید جامد ساخته شده توسط چاپگر سه بعدی
کیوان میرزائی فشالمی زهرا صادقیان رامین ابراهیمی

20.1001.1.24233226.1401.16.2.4.3

تاکنون روش‌‌های متنوعی برای ساخت پیل‌های سوختی اکسید جامد معرفی شده‌اند. در این پژوهش از تکنولوژی چاپ سه بعدی (3 D printing) برای تولید پیل‌های سوختی اکسید استفاده گردیده است. در همین راستا ابتدا چاپگر سه بعدی مناسبی که توانایی چاپ دوغاب لایه‌های آند، کاتد و الکترولیت ب چکیده کامل

تاکنون روش‌‌های متنوعی برای ساخت پیل‌های سوختی اکسید جامد معرفی شده‌اند. در این پژوهش از تکنولوژی چاپ سه بعدی (3 D printing) برای تولید پیل‌های سوختی اکسید استفاده گردیده است. در همین راستا ابتدا چاپگر سه بعدی مناسبی که توانایی چاپ دوغاب لایه‌های آند، کاتد و الکترولیت با ضخامت و سرعت مورد نظر را داشته باشد، ساخته شد. سپس دوغاب مناسب متشکل از مواد NiO-YSZ برای لایه‌ آند، YSZ برای لایه الکترولیت و LSM برای کاتد، به همراه حلال و افزودنی‌های مناسب تولید گردید و با استفاده از چاپگر سه بعدی لایه نشانی لایه‌ها صورت گرفت. پس از تشکیل پیل، خشک کردن و سپس تف‌جوشی1 لایه‌ها انجام شد. در ادامه برای تشخیص عناصر موجود، تعیین ریز ساختار، دانسیته و ضخامت لایه‌ها، آزمایش SEM، Mapping، EDS و XRD صورت گرفت. منحنی I-V-P با جریان ثابت اکسیژن نشان داد که در دمای OC800 بیشترین توان چگالی در حدود W/cm2 84/0 و در محدوده ولتاژ 5/ 0 ولت وجود دارد. منحنی امپدانس نیز تحت ولتاژ مدار باز و در فرکانس بالا، مقداری برابر 23/0 و در محدوده فرکانس پایین، مقدار 25/1 را نشان داد. با انجام آزمون کشش، مدول یانگ پیل GPa 111 و استحکام شکست و استحکام تسلیم به ترتیب در حدود MPa 137 و MPa 120 به دست آمد. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

5 - جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی آلومینیوم 1050 فوق ریزدانه: بررسی متغیرهای هندسه پین، دمای اتمسفر جوشکاری و سرعت‌های جوشکاری بر خواص مکانیکی
مرتضی حسینی حبیب دانش منش

20.1001.1.24233226.1401.16.2.5.4

به‌کارگیری آلومینیوم فوق ریزدانه و یا نانو ساختار به دلیل نسبت استحکام به وزن بالا بسیار موردتوجه می‌باشد. یکی از چالش‌های اصلی این حوزه جوشکاری این مواد جهت تولید سازه‌های مهندسی می‌باشد. با توجه به پتانسیل بالای روش جوشکاری حالت‌جامد اصطکاکی اغتشاشی در اتصال مواد فلزی چکیده کامل

به‌کارگیری آلومینیوم فوق ریزدانه و یا نانو ساختار به دلیل نسبت استحکام به وزن بالا بسیار موردتوجه می‌باشد. یکی از چالش‌های اصلی این حوزه جوشکاری این مواد جهت تولید سازه‌های مهندسی می‌باشد. با توجه به پتانسیل بالای روش جوشکاری حالت‌جامد اصطکاکی اغتشاشی در اتصال مواد فلزی نانو ساختار، در این تحقیق با استفاده از تجهیزات و تکنیک‌های مختلف مانند میکروسکوپ‌های نوری و الکترونی، آزمایش ریز سختی و آزمایش کشش تک‌محوره نحوه اثر برخی از متغیرهای اصلی این روش جوشکاری بر خواص مکانیکی اتصال ورق‌های آلومینیومی 1050 فوق ریزدانه تولید شده توسط تکنیک اتصال نورد تجمعی مورد مطالعه قرار گرفته است. متغیرهای مورد مطالعه شامل سرعت‌های جوشکاری، هندسه پین ابزار جوشکاری و دمای اتمسفر جوشکاری بوده است. نتایج به دست آمده نشان‌دهنده افزایش ریز سختی جوش با کاهش سرعت چرخشی یا افزایش سرعت انتقالی ابزار به دلیل حرارت کمتر ورودی به منطقه جوش می‌باشد. بررسی تأثیر هندسه پین نشان‌دهنده کم تأثیر بودن این متغیر بر خواص کششی اتصال می‌باشد. تنها در مورد ابزار با پین رزوه خورده بهبود مختصری در خواص کششی ایجاد شده است. انجام جوشکاری به شکل زیر آبی به نسبت جوشکاری در هوا می‌تواند سبب بهبود استحکام اتصال شود اما استفاده از آبی با دمای بسیار پایین (1 درجه سانتی‌گراد) در مقایسه با نمونه جوشکاری شده در آب با دمای 25 درجه سانتی‌گراد با ایجاد برخی عیوب جوشکاری مانند حفرات و کانال داخلی تأثیری معکوس داشته و خواص کششی اتصال ایجاد شده را به‌شدت تنزل می‌دهد. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

6 - بررسی اثر عیوب ساختار اتمی بر ضریب انبساط حرارتی نانولوله کربنی زیگزاگ و آرمچیر به روش دینامیک مولکولی
فرشید آقاداودی حسین گلستانیان

20.1001.1.24233226.1401.16.2.6.5

خواص مکانیکی و فیزیکی نانولوله‌های کربنی به اندازه و ساختار اتمی وابسته است. تعیین دقیق خواص نانولوله‌های کربنی از جمله ضریب انبساط گرمایی به دلیل محدودیت‌های روش‌های آزمایشگاهی به لحاظ عملی با مشکلاتی توأم است. در این مطالعه از روش دینامیک مولکولی برای بررسی ضریب انبسا چکیده کامل

خواص مکانیکی و فیزیکی نانولوله‌های کربنی به اندازه و ساختار اتمی وابسته است. تعیین دقیق خواص نانولوله‌های کربنی از جمله ضریب انبساط گرمایی به دلیل محدودیت‌های روش‌های آزمایشگاهی به لحاظ عملی با مشکلاتی توأم است. در این مطالعه از روش دینامیک مولکولی برای بررسی ضریب انبساط حرارتی در تعدادی از نمونه‌های نانولوله کربنی که دارای قطر متفاوت و ساختار آرمچیر و زیگزاگ هستند، استفاده شده است. همچنین اثر عیوب ساختار اتمی شامل عیب استون- والس و جای خالی بر ضریب انبساط حرارتی و خواص الاستیک مکانیکی طولی نانولوله کربنی مورد بررسی قرار گرفته است. تابع پتانسیل مورد استفاده در شبیه‌سازی COMPASS بوده است. نتایج به‌دست‌آمده نشان می‌دهد که اندازه و نوع ساختار نانولوله کربنی بر مقدار ضریب انبساط حرارتی مؤثر است. ضریب انبساط حرارتی برای نانولوله کربنی (7 و 7) در دمای 800 کلوین برابر با K-1 6.34 محاسبه شده است که تطبیق خوبی با نتایج مطالعات آزمایشگاهی در سایر مطالعات نشان می‌دهد. نتایج حاصل نشان می‌دهد که وجود عیوب ساختار اتمی عیب جای خالی بازسازی نشده، در بیشتر موارد باعث افزایش ضریب انبساط حرارتی شده است که این افزایش در نانولوله کربنی (0 و 7) برابر با 65% بوده است. عیب جای خالی بیشتر از عیب استون- والس در تغییرات ضریب انبساط حرارتی مؤثر است. نتایج نشان می‌دهد خواص الاستیک نیز در نمونه مورد بررسی در اثر وجود عیب جای خالی در راستای طولی به اندازه 22% نسبت به نمونه بدون عیب تضعیف شده است. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

7 - تأثیر زمان پیرسازی بر ریزساختار و خواص مکانیکی سوپر آلیاژ IN617 در دمای °C900
محسن مهدیزاده حسن فرهنگی

20.1001.1.24233226.1401.16.2.7.6

تغییرات ریزساختاری و خواص مکانیکی سوپر آلیاژ IN617 پیرسازی شده در دمای 900 درجه و زمان‌های مختلف از یک ساعت الی 2000 ساعت مورد بررسی قرار گرفت. جهت بررسی از آزمایش‌های متالوگرافی، SEM، TEM، استخراج فازها از زمینه، XRD و خواص مکانیکی استفاده شد. با شروع زمان پیرسازی حتی چکیده کامل

تغییرات ریزساختاری و خواص مکانیکی سوپر آلیاژ IN617 پیرسازی شده در دمای 900 درجه و زمان‌های مختلف از یک ساعت الی 2000 ساعت مورد بررسی قرار گرفت. جهت بررسی از آزمایش‌های متالوگرافی، SEM، TEM، استخراج فازها از زمینه، XRD و خواص مکانیکی استفاده شد. با شروع زمان پیرسازی حتی در یک ساعت اول کسر سطحی قابل‌توجهی از کاربیدهای مرزدانه‌ای و درون‌دانه‌ای تشکیل شد که ابتدا به بلوکی شکل و با افزایش زمان پیرسازی به بیش از 1000 ساعت از نظر ابعادی رشد یافته و به شکل‌های صفحه‌ای، شبه‌کروی و میله‌ای تغییر یافتند. کاربیدها به‌مرور در مرزدانه‌ها، درون‌دانه‌ها و مرزهای دوقلویی و در زمان 2000 ساعت در بیشتر مرزدانه‌ها به شکل پیوسته تشکیل شد. اکثر کاربیدها از نوع M23C6 و درصد کمی از نوع M6C است. در یک ساعت اول پیرسازی درصد بسیار کمی از فاز γ' در ساختار پدید آمد؛ ولی در ادامه این فاز حل شده و فقط در پیک‌های اشعه ایکس رسوبات استخراج شده از زمینه شناسایی شدند. علاوه بر کاربیدها فاز Ti(C,N) از ابتدا در ساختار وجود داشته و از زمان‌های 1500 به بعد به دلیل وجود کربن در آن بخش کمی از آن به کاربید استحاله می‌یابد. سختی، استحکام نهایی در دمای محیط و استحکام نهایی در دمای 750 درجه با افزایش زمان پیرسازی اندکی بهبود می‌یابند، اما بعد از 2000 ساعت پیرسازی، خواص به مقادیر ورق نو کاهش می‌یابند. به دلیل تشکیل کاربیدهای مرزدانه‌ای و درون‌دانه‌ای انرژی ضربه بعد از 2000 ساعت پیرسازی، معادل یک چهارم ورق نو است؛ دلیل آن این است که نوع شکست بعد از 100 ساعت پیرسازی از نوع نرم به ترد مرزدانه‌ای تغییر می‌یابد. پرونده مقاله

XML

فهرست مقالات