نشریه علمی پژوهشی مواد پیشرفته در مهندسی

---

در این تحقیق به بررسی اثر دوره عملیات حرارتی آستمپر کردن بر خواص مکانیکی و ساختار میکروسکپی چدنهای نشکنی با درصدهای متغیری از مس (بین 5/0 تا 2 درصد) پرداخته شده، جهت انجام این پژوهش ابتدا Y- بلوک هائی از جنس چدنهای نشکنی با درصدهای مختلفی از مس از طریق ریخته گری تهیه گردید و سپس با استفاده از آنها نمونه های متالوگرافی، کشش و ضربه ساخته شدند. نمونه های ساخته شده در دمای 890 درجه سانتیگراد بمدت یک ساعت آستنیته و سپس در دماهای 285، 335 و 375 درجه سانتیگراد بمدت زمانهای مختلف 15، 30، 75 و 150 دقیقه آستمپر گردیدند. نتایج حاصله نشان داد که چدن نشکنی با یک درصد مس که در دماهای 285 و 335 درجه سانتیگراد بمدت 75 دقیقه آستمپر شده مناسب ترین ترکیب خواص مکانیکی را، نسبت به سایر آلیاژهائی که در همان شرایط آستمپر گردیده اند، داراست و این درحالی است که در دمای آستمپر کردن 375 درجه سانتیگراد، آلیاژی با دو درصد مس که بمدت 30 دقیقه آستمپر شده از خود مناسب ترین خواص مکانیکی را نشان می دهد.

---

در این تحقیق، خوردگی و خوردگی تنشی آلیاژ زیرکالوی-12 در محلول CH3OH/0.4%HCl (موسوم به محلول پایه) بتنهائی و با درصدهای مختلفی از سموم کاتدی نظیر آرسنیک، پلاتین و سلنیوم مورد بررسی قرار گرفت. ملاحظه گردید که، آرسنیک و غلظتهای نسبتاً زیاد سلنیوم (زیادتر از 100 ppm) کاهش خوردگی و خوردگی تنشی را موجب می شوند. این امر ناشی از تشکیل فیلم غنی از عناصر مزبور بر روی سطوح نمونه تشخیص داده شد. همچنین ملاحظه گردید که 25ppm سلنیوم و غلظتهای کم پلاتین (نظیر 25ppm) حساسیت نسبت به خوردگی تنشی را زیادتر می کنن، علت این پدیده به نفوذ هیدروژن در ناحیه تحت تنش در جلوی ترک بین دانه ای در حال پیشروی به داخل فلز نسبت داده شد. درحالی که 25ppm سلنیوم اثر قابل ملاحظه ای بر خوردگی از خود نشان نداد، اضافه شدن همین مقدار پلاتین در محلول، افزایش خوردگی را موجب گردید. بعلاوهف افزایش غلظت پلاتین در محلول، خوردگی را شدیداً افزایش داد. در هر سرعت کشش، افزایش حساسیت نسبت به خوردگی تنشی، افزایش سرعت اشاعه ترک، کاهش استحکام کششی و کاهش کرنش شکست را بهمراه داشت. تغیرات مزبور ناشی از افایش وسعت ناحیه شکست ترد کلیواژ در ازاء کاهش وسعت منطقه شکست مکانیکی نرم دانسته شد. عامل اصلی به وجود آورنده شکست ترد کلیواژ، هیدروژن جذب شده، در ضمن انحلال آندی، در ناحیه تحت تنش، شناخته گردید.

---

در این پژوهش اثرات درصدهای مختلفی از عناصر آلیاژی مس و قلع بر روی خواص مکانیکی چدنهای نشکن آستمپر شده مورد بررسی قرار گرفته است. به علاوه ساختارهای میکروسکوپی نمونه ها در شرایط ریختگی و آستمپر شده به کمک میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی اسکانینگ مطالعه شده است. نمونه های متالوگرافی، کشش و ضربه (از نوع شیاردار) از Y- بلوک های ریخته گری شده در قالب ماسه ای تهیه شده، پس از آستنیته، آستمپر گردیدند. نتایج حاصل از آزمایشها، مناسبترین ترکیب خواص مکانیکی چدنهای نشکن را در دماهای مختلف و مدت زمانهای متفاوت آستمپر شدن و به ازای درصدهای مختلف عناصر مس و قلع در آلیاژ نشان می دهد. همچنین، مطالعات میکروسکوپی نوری و الکترونی نشان می دهد که ساختار میکروسکوپی نمونه های آستمپر شده در دمای پایین، کاملاً سوزنی شکل و متشکل از لایه های متناوب بسیار ظریف و ریز فریت بینیتی و آستنیت پایدار شده است؛ در حالی که نمونه های آستمپر شده در دمای بالا، ساختاری متمایل به حالت دانه ای داشته از لایه ها و صفحات ضخیم، خشن و منفرد فریت بینیتی و آستنیت پایدار تشکیل شده است.

---

در این مقاله اثرات نسبت گاز اکسیژن به استیلن، دمای نمونه، زمان آزمایش و ابعاد نمونه بر روی تشکیل و کیفیت الماس و پوششهای الماسی به کمک مشعل، با استفاده از میکروسکوپهای نوری و الکترونی، اشعۀ ایکس و اسپکتروسکوپی رامان بررسی می شود. نتایج حاصل نشان می دهد که الماس و پوشش الماسی در ناحیۀ مرکزی نمونه ها با دمایی در محدودۀ 1150-450 درجه سانتیگراد و در نسبت گاز اکسیژن به استیلن در محدوده 1-75/0 تشکیل می شود؛ در حالی که در دماهای پایین امکان چسبیدن و ابقای دانه های کاملاً متبلور الماسی تشکیل شده بر روی سطح نمونه وجود ندارد. از سوی دیگر کریستالهای الماسی تشکیل شده بر روی سطح نمونه با دمای 450 درجه سانتیگراد و بالاتر کاملاً پایدار مانده ولی سطوح آنها شدیداً اچ می شوند. به علاوه در محدودۀ 1150-450 درجۀ سانتیگراد، زمان لازم برای تشکیل الماس به دمای نمونه بستگی دارد.

---

در این مقاله اثر افزایش عنصر آلومینیوم تا 5/8 درصد بر ریزساختار، خواص مکانیکی و مقاومت اکسیداسیون چدنهای نشکن و چدنهای نشکن آستمپر شده بررسی شده است. برای یافتن مناسبترین سیکل عملیات حرارتی آستمپر کردن و تعیین ترکیب شیمیایی بهینه، نمونه های کشش و ضربه در محدوده دمایی 890 الی 990 درجه سانتیگراد آستنیته و در دامنه دمایی 285 تا 375 درجه سانتیگراد به مدت زمانهای 15 الی 150 دقیقه آستمپر شدند. نتایج حاصل نشان داد که اضافه کردن 8/1 درصد مس و 7/0 درصد نیکل به ترکیب شیمیایی، اثرات مخرب و نامطلوب آلومینیوم را بر شکل گرافیت های کروی به شدت کاهش می دهد. همچنین مشخص شد که برای ایجاد ساختار بینیتی در چدنهای نشکن با 2 درصد آلومینیوم، دمای مطلوب برای آستنیته کردن 890 درجه سانتیگراد است؛ در حالی که با افزایش درصد آلومینیوم به بیش از 2 درصد دمای آستنیته کردن نیز باید به دماهای بالاتر نظیر 990 درجه سانتیگراد افزایش داده شود. همچنین مشخص شد که اضافه شدن آلومینیوم به این خانواده از چدنها در دماهای 700 درجه سانتیگراد و بالاتر، بهبود قابل ملاحظه ای در مقاومت اکسیداسیون آنها ایجاد می کند.

---

– برای ارزیابی تاثیر احتمالی خوردگی آمالگام دندانی1 بر بدن انسان، پژوهشهای کلینیکی2 و آزمایشگاهی3 در مورد سه نوع آمالگام اجرا شد. در بخشی از تحقیقات انجام شده که نتایج آن در مقالۀ حاضر ارائه می شود تغییررنگ4 و خوردگی5 سه نوع آمالگام دندانی تولید داخلی و خارجی از طریق اجرای آزمونهای غوطه وری6 و الکتروشیمیایی7 در آزمایشگاه بررسی و نتایج حاصل باهم مقایسه شد. آزمونهای غوطه وری برای ارزیابی میزان تغییررنگ آمالگام، در محلولهای سدیم سولفاید و سدیم کلراید صورت گرفت و آزمونهای الکتروشیمیایی پولاریزاسیون پتانسیودینامیکی8 در محلول 9/0 درصد نمک طعام (سرم فیزیولوژی)، بزاق مصنوعی9 و محلول رینگر10 اجرا شد. نتایج نشان داد که پتانسیل خوردگی11 و شدت جریان خوردگی12 یک نوع آمالگام خاص بر حسب نوع محلول الکترولیت متغیر است اما ردیف و رده بندی پتانسیل و شدت جریان خوردگی آمالگام ها در سه نوع محلول تغییر نمی کند.

---

هدف از این پژوهش، تحقیق در زمینۀ جوانه زنی و رشد2 پوششهای الماسی و شبه الماسی4 بر روی زیرلایه های5 فولادی توسط تکنیک استفاده از مشعل6 (شعلۀ حاصل از احتراق استیلن و اکسیژن) است. برای این منظور، از فولادهای زنگ نزن7 آستنیتی8 (نوع316) و فریتی9 (نوع430) استفاده شد. همچنین تأثیر آماده سازی سطح زیرلایه نیز ارزیابی شد. کیفیت پوششهای تولید شده، توسط میکروسکوپهای نوری و الکترونی از نوع روبشی10، اشعۀ ایکس11، اسپکتروسکوپی رامان12 و میکروسکوپ نیروی اتمی13 مطالعه شد. نتایج حاصل نشان داد که بر روی زیرلایه فولاد زنگ نزن آستنیتی، پوشش تشکیل شده متشکل از دانه های منفرد و کاملاً متبلور14 الماس است. از سوی دیگر بر روی زیرلایه فولاد زنگ نزن فریتی مجموعه هایی از دانه های نیمه متبلور15 و غیر متبلور16 شبه الماسی تشکیل شد. همچنین مشاهده شد که پرداخت کردن سطوح زیرلایه ها با کاغذ سنبادۀ 1200 و یا اچ کردن شیمیایی، چگالی جوانه زنی را افزایش می دهد. به علاوه مشخص شد که چگالی جوانه زنی تابع دمای زیرلایه است.

---

از روش سنتز احتراقی برای تولید کامپوزیت ذره ای Fe-(Ti,W)C استفاده شده است. راکتور ساده ای طراحی و ساخته شد که امکان انجام آزمایشها را تحت خلاء و آتمسفر خاص و شرایط کنترل پذیر از نظر دما و احتراق اولیه فراهم می سازد. نمونه هایی از مخلوط پودرهای آهن، تیتانیم، تنگستن و کربن با نسبتهای متفاوت از W/Ti تهیه شد و توسط جرقۀ الکتریکی تحت W/Ti در مخلوط اولیه کامپوزیتهای متفاوتی شامل WC در زمینۀ Fe-Ti، WC+(Ti,W)C در زمینۀ Fe و (Ti,W)C درر زمینۀ Fe تولید شد. فاز WC دارای ساختمان بلوری با مورفولوژی زاویه دار است ولی فاز (Ti,W)C مانند کاربید تیتانیم دارای مورفولوژی مدور است.

---

در این مقاله اثرات دما، زمان پخت و همچنین زیرلایه های مختلف بر دوام پوششهای پلی اتیلن با چگالی بالا روی نمونه های فولاد کربنی ساده ارزیابی شده است. هدف از این تحقیق افزایش چسبندگی، بهبود انعطاف پذیری و ایجاد پوششی عاری از نقص است که مقاومت فولاد در برابر محیطهای خورنده را افزایش دهد. برای این منظور، پس از آماده سازی سطح و اعمال یک زیرلایه ( از نوع فسفات روی، پلی وینیل الکل، رزول، اسیداستئاریک و پلی یورتان)، با استفاده از روش الکترواستاتیک پاشش پودری، پوشش پلیمر به سطح نمونه ها اعمال شد. سپس پوشش به دست آمده با ضخامت یکنواخت 300 میکرون، تحت عملیات حرارتی موسوم به پخت اولیه و ثانویه قرار داده شد. آن گاه آزمایشهای چسبندگی، انعطاف پذیری و مقاومت در برابر محیطهای خورندۀ مختلف، براساس استاندارد ASTM انجام شد. همچنین نقایص سطحی پوششها و فصل مشترک پوشش/نمونه توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی مطالعه شد. نتایج حاصل نشان داد که میزان تخلخل پوشش پیوستگی فصل مشترک پوشش/ فلز تابع رژیم پخت شامل دما، زمان و اتمسفر کوره و حتی نوع زیرلایه است. پوشش یکنواخت با بیشترین چسبندگی بر سطح نمونه ها در دما و زمان پخت ثانویه برابر با 230˚C و 42 min به دست آمد. مقایسۀ اثر زیرلایه های مختلف با توجه به میزان چسبندگی و انعطاف پذیری به ترتیب از کم به زیاد بدون زیرلایه، اسید استئاریک، رزول، پلی وینیل الکل و پلی یورتان را نشان داد. انجام آزمونهای مه آب نمک و غوطه وری نمونه های پوشش شده در محیطهای مختلف خورنده شامل کلریدفریک، اسید سولفوریک و آب مقطر به مدت 60 شبانه روز، هیچ گونه اثری از خوردگی نمونه های فلزی را نشان نداد

---

در این پژوهش امکان تولید نیمه صنعتی مواد مرکب Al-TiB2 و Al-ZrB2 با استفاده از سرباره فعال بررسی شده است. به این منظور از آلومینیم خالص تجارتی ، مخلوط ترکیبات TiO2 ، ZrO2 ، KBF4 و Na3AlF6 و یک دستگاه کوره شعله‌ای حاوی بوته گرافیتی 200A استفاده شد. نتایج به‌دست آمده نشان داد، با انتخاب نسبت مناسبی از ترکیبات یاد شده و استفاده از مقادیر اضافی آنها نسبت به مقادیر استوکیومتری لازم، امکان ساخت مواد مرکب Al-TiB2 و Al-ZrB2 با کیفیت مناسب توسط کوره‌های ذوب معمولی نظیر کوره شعله‌ای، در مقیاس نیمه صنعتی وجود دارد

---

مورفولوژی و بافت پوشش رسوب الکتریکی ’روی‘ بر سطوح الکتروپولیش شده فولاد در دانسیته جریانهای کم مورد بررسی قرار گرفت. پوشش ’روی‘ متشکل از کریستالیتهای هگزاگونال است که بر روی همدیگر چیده شده و یک بسته را ایجاد کرده‌اند. این بسته‌ها در اندازه‌های مختلف و در جهات مختلف در کنار همدیگر پراکنده شده و پوشش نسبتاً همگونی را بر روی سطح فولاد ایجاد کرده‌اند. این پوشش فاقد بافت قوی است. با افزایش دانسیته جریان، مورفولوژی پوشش تغییرات عمده‌ای یافت به طوری که هر دانه دارای یک جهت گیری خاص شد. پوشش در این حالت دارای بافت قوی قاعده (0002) همراه با صفحات با زاویه کم (1013و 1014) است. پوشش حاصل بر روی سطوح فولاد پولیش مکانیکی شده شامل بسته‌های منفردی از کریستالیتهای ’روی‘ است که در جهات مختلف در کنار هم واقع شده‌اند. بافت مشاهده شده در این نوع پوشش شامل دانسیته بیشتری از صفحات با زاویه کم (1013و 1014) همراه با دانسیته کمتری از صفحات قاعده (0002) نسبت به سطوح الکتروپولیش است. علت این تغییرات مورفولوژی و بافت در پوششهای رسوب الکتریکی ’روی‘ با افزایش مقدار پلاریزاسیون کاتدی و آماده‌سازی سطح فولاد، وابسته به تأثیرات آنها بر جوانه زنی و رشد است

---

---

در پژوهش حاضر، ترکیب شیمیایی، ضخامت و رفتار تریبوخوردگی لایه اکسیدی بر روی آلیاژ Ti-6Al-4V، ایجاد شده به روش آندایزینگ1 در محلول H2SO4/H3PO4 و ولتاژهای بالاتر از ولتاژ شکست دی‌الکتریک مورد بررسی قرار گرفت. اندازه‌گیری ضخامت لایه‌های اکسیدی نشان داد که ضخامت پوشش با افزایش ولتاژ آندایزینگ به صورت خطی افزایش می‌یابد. تحلیل طیف‌سنجی پراکنش انرژی (EDS2) از فیلم اکسیدی، حضور عناصر فسفر و گوگرد از الکترولیت را درون فیلم اکسیدی نشان داد. نتایج حاصل از آزمون‌های تریبوخوردگی3 مشخص کرد که فرایندآندایزینگ، باعث بهبود رفتار تریبو خوردگی نمونه‌ها می‌شود. به علاوه لایه‌های اکسیدی ایجاد شده در ولتاژهای بالاتر، رفتار تریبوخوردگی بهتری از خود نشان دادند. بررسی سطح سایش توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی4 و تحلیل EDS نشان داد که لایه اکسیدی در نمونه‌های آندایزشده در ولتاژهای کم‌تر به طور کامل برداشته شده‌اند؛ اما در نمونه‌های آندایزشده در ولتاژهای بیش‌تر، تخریب لایه به صورت جزئی در سطح سایش رخ داده است. حجم ساییده شده نمونه‌ها پس از آزمون تریبوخوردگی نیز مقدار کم‌تری را برای نمونه‌های آندایز شده در ولتاژهای بالاتر نشان داد.