نشریه علمی پژوهشی مواد پیشرفته در مهندسی

در این پژوهش از روش انفجار الکتریکی سیم برای تولید نانوکامپوزیت آلومینیوم-CNT در محیط استون استفاده شد. به‌منظور سنتز نانوکامپوزیت آلومینیوم-CNT، ابتدا نانولوله­های کربنی توسط دستگاه فراآوا در استون پخش شدند. سپس سیم آلومینیومی در این محیط منفجر شد. نمونه­های سنتز شده به‌منظورمشخصه­یابی تحت آزمون­های طیف سنجی FTIR وTEM قرار گرفتند. نتایج نشان داد که نانوذرات سنتز شده کروی شکل و دارای میانگین اندازه ذرات ۴ نانومتر هستند. هم‌چنین نانوذرات تولید شده در استون پایدار ماندند. نتایج نشان داد که برهم‌کنش خوبی بین نانوذرات آلومینیوم و نانولوله­های کربنی در محیط استون وجود دارد. در نهایت می­توان نتیجه گرفت که استون، محیطی مناسب برای سنتز نانوکامپوزیت آلومینیوم-CNT است چون در این محیط کامپوزیتی یکپارچه با توزیع مناسب نانوذرات به‌دست می­آید.

در این پژوهش آسیاب‌کاری به‌عنوانی روشی برای ساخت آلیاژهایی دوتایی Mn-Ga و تأثیر آسیاب‌کاری بر فرایند تشکیل فاز نمونه‌های Mn:Ga با نسبت ۲:۱ و ۳:۱ در زمان­های ۱، ۲ و ۵ ساعت مورد مطالعه قرار گرفت. در نمونه­های Mn:Ga با توجه به نتایج حاصل شده، ترکیب­ Mn_۱,۸۶Ga با ساختار تتراگونال و گروه فضایی I۴/mmm فاز پایدار بود و هم‌چنین مقادیری از ترکیب Mn_۳Ga با ساختار اورتورومبیک و گروه فضایی Cmca در محصول شناسایی شد. اثر افزودن Ge نیز با هدف جانشین کردن اتم Ge با اتم Ga‌، با مطالعه در نمونه Mn:Ga:Ge با نسبت
۵_/۰: ۵_/۰: ۳ مطالعه شد. با این که بهبود ویژگی‌های مغناطیسی با افزودن Ge قابل انتظار است، اما برای نمونه مورد بررسی افزایش وادارندگی رخ داد و مغناطش اشباع نمونه تغییر محسوسی نداشت. افزایش Ge سبب از بین رفتن شانس تولید فاز نامتقارن اورتورومبیک Mn_۳Ga شد و در مقابل دو ساختار جدید Mn_۱۱Ge_۸ و MnGaGe در نمونه ایجاد شد. این تحول فازی با مطالعه رفتار مغناطیسی نمونه­ها تأیید شد. این رفتار می­تواند از نیروهای نامتوازن الکترواستاتیک مرتبط با برهم‌کنش تبادلی منگنز در ترکیب ساختار اورتورومیبک Mn_۳Ga و جایگزین شدن برخی اتم­های Ge با Ga ناشی ­شده باشد.

هدف این پژوهش ارزیابی قابلیت شیشه‌ای شدن در نسل جدیدی از آلیاژهای آمورف پایه آهن و رویکرد اصلی، ارزیابی تأثیر افزودن عنصر آلیاژی نایوبیم بر افزایش قابلیت شیشه‌ای شدن آلیاژهای Fe_۵۵-xCr_۱۸Mo_۷B_۱۶C_۴Nb_x (X=۰, ۳, ۴, ۵) است. شمش‌های اولیه در کوره ذوب القایی تحت خلأ و نوارهای مورد نیاز برای بررسی‌های سینتیکی و ساختاری با استفاده از فرایند ذوب­ریسی^۱ تهیه شدند. بررسی‌های سینتیکی به­کمک داده‌های حاصله از آزمون‌های اسکن گرمایی افتراقی^۲ (DSC) صورت گرفت. نتایج نشان ‌داد که افزودن عنصر آلیاژی نایوبیم به‌ترکیب شیمیایی آلیاژها، سبب افزایش گرانروی و هم‌چنین قابلیت شیشه‌ای شدن آلیاژها می‌شود. ضمناً مشخص شد که استحاله غیرشیشه‌ای شدن در آلیاژها از طریق مکانیزم جوانه‌زنی و رشد صورت می‌پذیرد.

در پژوهش حاضر فرایند ریخته­گری گریز از مرکز برای تولید جفت فلزی منیزیم-آلومینیم مورد استفاده قرار گرفت. مذاب منیزیم در دمای ۷۰۰ درجه سانتی­گراد با نسبت­های حجمی مذاب-جامد ۵/۱ و ۳ درون جامد آلومینیمی پیش­گرم شده تا دمای ۴۵۰ درجه سانتی­گراد و در حال دوران در سرعت­های ۸۰۰، ۱۲۰۰، ۱۶۰۰ و ۲۰۰۰ دور بر دقیقه ریخته­گری شد. نمونه­ها درون دستگاه ریخته­گری گریز از مرکز تا رسیدن به دمای ۱۵۰ درجه­ی سانتی­گراد به آرامی سرد شدند. بررسی­های تاثیر نسبت حجمی مذاب-جامد نشان داد که افزایش نسبت حجمی از ۵/۱ به ۳، به دلیل غلبه نیروی انقباضی بر برایند نیروهای وارد بر فصل مشترک، منجر به از بین رفتن اتصال متالورژیکی در فصل مشترک منیزیم-آلومینیم می­شود. بررسی­های تحلیل میکروسکوپی الکترونی مجهز به طیف‌سنج پراش انرژی پرتو ایکس (EDS) و پرتو ایکس (XRD) نشان داد که ترکیبات بین فلزی Al_۳Mg_۲ و Al_۱۲Mg_۱۷ و ساختار یوتکتیک δ+Al_۱۲Mg_۱۷ (δ محلول جامد منیزیم در آلومینیم) در فصل مشترک تشکیل می­شوند. تصویر میکروسکوپی نیروی اتمی (AFM) از سطح آلومینیم نشان داد که سطح در ابعاد اتمی دارای پستی و بلندی است که می‌تواند منجر به تشکیل حفره­های گازی در فصل مشترک شود.

در این پژوهش به بررسی خواص فولاد زنگ‌نزن کروفر تولید شده به‌روش آلیاژسازی مکانیکی که به‌عنوان صفحات اتصال‌دهنده پیل­های سوختی اکسید جامد استفاده می­شود، پرداخته شده است. این آلیاژ پس ازمخلوط شدن پودرهای مورد نظر و آلیاژسازی به مدت ۴۰ ساعت تولید شد. برای ایجاد نمونه‌ای با چگالی بالا از روش سینتر کردن جرقه-پلاسما در دمای ۱۱۰۰ درجه‌سانتی‌گراد و با اعمال تنش ۵۰ مگاپاسکال در مدت ۱۰ دقیقه استفاده شد. برای رسیدن به خواص مطلوب شامل مقاومت الکتریکی پایین و مقاومت به اکسیداسیون بالا، تعدادی از نمونه ­ها به‌روش رسوب‌دهی الکتریکی با چگالی جریان ۱۵۰ میلی‌آمپر بر سانتی‌متر‌مربع در مدت ۴۰ دقیقه پوشش منگنز-کبالت داده شدند. در ادامه با توجه به خواصی که یک صفحه اتصال‌دهنده در پیل سوختی اکسید جامد باید داشته باشد، مقاومت به اکسیداسیون و مقاومت الکتریکی نمونه­ های پوشش‌دار و بدون پوشش مورد بررسی قرار گرفت. رفتار اکسیداسیونی نمونه­ های پوشش‌دار و بدون پوشش در مدت زمان اکسیداسیون ۱۰۰ ساعت در هوا در دمای ۸۰۰ درجه‌سانتی‌گراداز هیچ قانونی پیروی نکرد و نمودار آن به صورت سینوسی بود. مقاومت الکتریکی نمونه ­های بدون پوشش در محدوده‌ی ۱/۰-۲/۰ میلی‌اهم‌ سانتی‌متر مربع بود، لیکن مقاومت الکتریکی نمونه‌های پوشش‌دار بعد از ۱۰۰ ساعت اکسیداسیون به مقداری کم‌تر از نمونه متناظر بدون پوشش خود رسید.آلیاژ تولید شده به‌روش آلیاژ سازی مکانیکی در مقایسه با آلیاژ تجاری تولید شده به‌روش ریخته‌گری، رفتار اکسیداسیون مشابهی را پس از ۱۰۰ ساعت اکسیداسیون از خود نشان داد، اما نمونه تولید شده به‌روش آلیاژسازی مکانیکی مقاومت الکتریکی سطحی به مراتب کم‌تری از نمونه ­ی تجاری خود دارا بود.

هدف از این مقاله، بررسی تشکیل ترکیبات بین‌فلزی در فصل مشترک دوفلزی آلومینیوم و مس است که از روش ریخته‌گری مرکب مذاب آلومینیوم درون لوله مسی جامد تولید می‌شوند. مکانیزم تشکیل ترکیبات بین‌فلزی در فصل مشترک و اثرات دمای بارریزی مذاب آلومینیوم و دمای پیشگرم لوله مسی جامد بر نوع و ضخامت ترکیبات بین‌فلزی بررسی شد و ریزساختار فصل مشترک Al/Cu به‌وسیله میکروسکوپ نوری و رِیزتحلیلگر پروب الکترونی (EPMA) شناسایی شد. نتایج مبین این است که فصل مشترک از سه لایه اصلی شامل لایه I ترکیب یوتکتیک α-Al/Al_۲Cu ، لایه II ترکیب بین‌فلزی Al_۲Cu(θ) و لایه III شامل چندین ترکیب بین‌فلزی مانند AlCu، Al_۳Cu_۴، Al_۲Cu_۳ و Al_۴Cu_۹ تشکیل شده است. با توجه به ترکیب هایپریوتکتیک مذاب، در فصل مشترک ابتدا لایه II با مکانیزم جوانه زنی و رشد فاز θ، سپس لایه I با مکانیزم انحلال و انجماد و در انتها لایه III با مکانیزم استحاله فازی حالت جامد به‌وجود آمده است. افزایش دمای مذاب آلومینیوم و پیشگرم مس جامد منجر به افزایش ضخامت ترکیبات بین‌فلزی در فصل مشترک و در نتیجه افزایش مقاومت الکتریکی ویژه و کاهش استحکام پیوند Al/Cu شد که با توجه به نتایج آزمون تجربی به نظر می‌رسد استحکام پیوند تحت تأثیر ضخامت لایه‌های II و III باشد.

هدف از اجرای پژوهش حاضر، بررسی مقایسه­ای اثر افزودن نانوذرات بیوسرامیک دیوپسید و سیلیکا سولفوریک اسید به جزء سرامیکی سیمان گلاس آینومر، به‌منظور ارتقاء خواص مکانیکی آن بود. به این منظور، ابتدا نانوذرات دیوپسید (DIO) با ترکیب شیمیایی (CaMgSi_۲O_۶)، به روش سل- ژل ساخته و مشخصات ساختاری و مورفولوژی نانوذرات دیوپسید تعیین شد. نتایج بررسی میکروسکوپی الکترونی (SEM) و اندازه گیری توزیع ذرات لیزری (PSA)، ابعاد نانومتری دیوپسید و آگلومره بودن ذرات آن را نشان داد. هم‌چنین نتایج آزمون پراش پرتو ایکس، خالص بودن ترکیب نانو ذرات دیوپسید را تأیید نمود. نانوذرات سیلیکا سولفوریک اسید(SSA)، نیز از طریق اصلاح شیمیایی سطح نانوذرات سیلیس توسط کلروسولفونیک اسید ساخته شده و از آزمون طیف سنجی تبدیل فوریه فروسرخ (FTIR) برای تأیید حضور گروه‌های (SO_۳H) بر روی سطح این نانوذرات استفاده شد. در ادامه، با افزودن نانوذرات دیوپسید و سیلیکا سولفوریک اسید در مقادیر ۱/۰، ۳ و ۵ درصد وزنی به جزء سرامیکی سیمان گلاس آینومر تجاری (Fuji II GIC)، نانوکامپوزیت ­های سیمان گلاس آینومر ساخته شد و از آزمون­های استحکام فشاری، خمشی به روش سه نقطه‌ای و کششی قطری برای بررسی خواص مکانیکی آن‌ها استفاده شد. نتایج آزمون طیف سنجی تبدیل فوریه فروسرخ، حضورگروه ­های (SO_۳H) را در سطح نانوذرات سیلیس نشان داد. مقادیر استحکام فشاری، استحکام خمشی و استحکام کششی قطری سیمان گلاس آینومر بدون افزودنی به‌ترتیب ۵_/۴۲ ، ۴_/۱۵ و۶ مگاپاسکال بود. اگرچه افزودن یک درصد سیلیکا سولفوریک اسید در حدود ۱۲۲ درصد این خواص را بهبود داد اما بیشترین میزان افزایش در خواص مکانیکی نانوکامپوزیت­ های حاوی ۳ درصد دیوپسید بود که رشد
۱۶۰ درصدی را نشان داد.

در این پژوهش پوشش‌های هیبریدی آلی- غیر آلی به روش سل- ژل تهیه و بر آلیاژ آلومینیوم ۶۰۶۱ اعمال شد. مشخصه‌یابی پوشش‌ها با استفاده از طیف سنجی تبدیل فوریه فرو سرخ و میکروسکوپ الکترونی روبشی انجام شد. چسبندگی پوشش به زیرلایه به دو روش کمی و کیفی مورد بررسی قرار گرفت. آزمون پتانسیودینامیک چرخه‌ای و قطبش خطی برای ارزیابی رفتار خوردگی انجام شد. نتایج نشان داد که با افزایش مقدار زیرکونیوم تتراپروپوکساید و سریم استحکام چسبندگی پوشش به زیرلایه افزایش یافت. بررسی رفتار خوردگی نشان داد که چگالی جریان خوردگی نمونه‌های پوشش داده شده ۱۰^۳ تا ۱۰^۷ برابر نسبت به آلیاژ آلومینیوم ۶۰۶۱ بدون پوشش کاهش یافت. با افزایش مقدار زیرکونیوم و سریم در ترکیب پوشش چگالی جریان خوردگی کاهش و مقاومت قطبش افزایش یافت. پوشش‌های بدون ترک بر خلاف آلیاژ آلومینیوم ۶۰۶۱ مستعد به حفره‌دار شدن نبودند.

در سال‌های اخیر استفاده از نانومواد در داربست‌های مهندسی بافت استخوان به‌دلیل تقلید از ساختار بافت طبیعی استخوان که دارای یک ساختار نانوکامپوزیتی درهم آمیخته با یک ماتریس سه بعدی است، مورد توجه قرار گرفته است. در این میان، پلی­کاپرولاکتان به‌عنوان یک زیست پلیمر، درساخت داربست‌های مهندسی بافت استخوان مورد استفاده قرار گرفته است. هدف از این پژوهش، ساخت داربست نانوکامپوزیتی پلی­کاپرولاکتان/ هیدروکسید دوگانه لایه­ای با خواص مکانیکی، زیست فعالی و زیستی مناسب برای کاربرد در مهندسی بافت استخوان اسفنجی است. برای ساخت داربست­ها از ترکیب دو روش فروشویی ذره­ای و خشکایش انجمادی و هم‌چنین برای مطالعات سلولی از سلولMG۶۳ (استئوسارکومای استخوان) استفاده شد. تحلیل طیف سنج طول موج انتشاری از نمونه‌ها، توزیع یکنواخت فاز سرامیکی در بستر پلی کاپرولاکتان را تأیید کرد. نتایج بررسی مکانیکی داربست­ها حاکی از افزایش مدول یانگ بعد از اضافه شدن فاز سرامیکی بود. بررسی‌های میکروسکوپی نشان داد که داربست­ها از تجمع ریزکره­ها پس از اضافه شدن فاز سرامیکی حاصل شدند و اندازه تخلخل‌ها بین ۱۰۰ تا ۶۰۰ میکرومتر گزارش شد. هم‌چنین با افزودن فاز سرامیکی آب‌دوستی پلی کاپرولاکتان افزایش یافت، اما تشکیل هیدروکسی آپاتیت در محیط شبیه‌سازی شده بدن، به‌علت وجود یون منیزیم به‌تأخیر افتاد. ارزیابی‌های سلولی، اتصال سلول­ها و تکثیرشان روی داربست­ها را تأیید کردند. نتایج نشان می­دهد که داربست‌های ساخته شده قابلیت کاربرد در مهندسی بافت استخوان اسفنجی را دارند.

در فرایند تف‌جوشی پلاسمای جرقه­ای، اعمال هم‌زمان فشار مکانیکی و بار الکتریکی روی نمونه پودری، موجب حصول نمونه‌ای با چگالی نزدیک به مقدار نظری می‌شود. در این پژوهش به شبیه‌سازی اجزای محدود کوپل الکتریکی- حرارتی- مکانیکی سیستم تف‌جوشی پلاسمای جرقه‌ای و استفاده از الگوریتم بهینه‌سازی چند هدفه برای بهینه‌سازی متغیر‌های قالب، پرداخته شده است. شبیه‌سازی صورت گرفته برای نمونه کامپوزیتی Si_۳N_۴-SiO_۲ با نسبت مولی ۱:۱ مطابقت خوبی با آزمون‌های تجربی داشت. به کمک الگوریتم ژنتیک چند هدفه، بهینه‌‌سازی ابعاد قالب به منظور حداکثر نمودن دمای مرکز نمونه و حداقل کردن "تنش فون میسز" در قالب صورت گرفت. نتایج نشان می‌دهد پس از بهینه‌سازی ابعاد قالب، دمای مرکز نمونه حدود ۸ درصد افزایش و اختلاف دمای مرکز نمونه و سطح قالب در حدود ۱۸ درصد کاهش یافت. این موضوع موجب یکنواختی بهتر در توزیع تخلخل نمونه نهایی گردید.

در این پژوهش فرایند تشکیل فاز نمونه­های Mn_۲,۵Ge از پودرهای فلزی Mn و Ge با روش آلیاژسازی و تأثیر بازپخت محصول نهایی مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج نشان داد فاز پایدار در فرایند آسیاب­کاری، ترکیب Mn_۱۱Ge_۸ با ساختار اورتورومبیک و گروه فضایی Pnam است. مقادیر مغناطش اشباع نمونه های آسیاب کاری شده با زمان اسیاب از مقدار ۲/۰ تا ۹۵/۱ (kg^-۱Am^۲) افزایش می یابد. باقی‌ماندگی نمونه­ها نیز با افزایش زمان آسیاب­کاری افزایش و میدان وادارندگی نمونه­ها با افزایش زمان آسیاب­کاری کاهش یافته است. بازپخت نمونه­ ۱۵ ساعت آسیاب­کاری شده به حذف فازهای Mn و Ge و ظهور چهار فاز جدید Mn_۳Ge و Mn_۵Ge_۲ و Mn_۵Ge_۳ و Mn_۲,۳Ge منجر شد، که فاز جدید Mn_۳Ge با ساختار) Do_۲۲ تتراگونال ( و گروه فضاییI۴/mmm  فاز پایدار و غالب است. افزایش مغناطش اشباع نمونه­ بازپختی به شکل­گیری فازهای مغناطیسی جدید و افزایش میدان وادارندگی به فاز Mn_۳Ge با ساختار تتراگونال نسبت داده شده است. برای تعدادی نمونه که با روش ذوب قوسی ساخته شده بود، مطالعات توسعه یافت تا با مقایسه نتایج، تأثیر روش ساخت بر فرایند تشکیل فاز و ویژگی­های ساختاری و مغناطیسی نیز مطالعه شود. در این نمونه‌ها بسته به‌روش ساخت، مقادیر مغناطش اشباع در بازه ۶/۰ تا ۶۵/۵ (kg^-۱Am^۲) قرار داشتند. تحلیل ریتولد نشان داد نمونه­ Mn_۲,۵Ge ساخته شده به‌روشس ذوب قوسی که فرایند تکمیلی بازپخت در دمای ۶۲۰ درجه سانتی‌گراد روی آن صورت گرفت، تک فاز است، که در نتیجه آن ترکیب Mn_۲,۵Ge با مغناطش اشباع (kg^-۱Am^۲) ۲۵۲/۵ و میدان وادارندگی ۰۰۵/۰ تسلا به‌دست آمد.

در این پژوهش تاثیر زمان عملیات زیر صفر روی رفتار تریبولوژیکی و ریزساختار فولاد سخت شونده سطحی ۵۱۲۰AISI ، مورد بررسی قرار گرفته است. به این منظور نمونه­های دیسکی شکل در دمای ۹۲۰ درجه ‌سانتی‌گراد به مدت ۶ ساعت کربن‌دهی و در هوا خنک شدند و پس از آستنیته­کردن درروغن سرمایش شدند؛ سپس بلافاصله پس از سرمایش و سنباده زنی، نمونه‌ها به مدت ۱، ۲۴، ۳۰ و ۴۸ ساعت در نیتروژن مایع نگهداری شدند و در دمای ۲۰۰ درجه ‌سانتی‌گراد به‌مدت ۲ ساعت بازگشت شد. آزمون سایش به روش گلوله روی دیسک با استفاده از ساچمه کاربید تنگستنی با دو بار ۸۰ و ۱۱۰ نیوتن انجام شد. به‌منظور مشاهده‌ کاربید‌ها از محلول کلرید مس (۵ گرم)+ هیدروکلریک اسید (۱۰۰ میلی‌لیتر) + اتانول (۱۰۰ میلی‌لیتر) استفاده شد. سختی نمونه­ها به روش ویکرز با بار ۳۰۰ نیوتن قبل و بعد از بازگشت اندازه‌گیری شد. درصدآستنیت باقی‌مانده از روش تفرق اشعه X محاسبه شد؛ میزان آستنیت باقی‌مانده در نمونه CHT، ۸ درصد، ۱DCT، ۴ درصد و در بقیه­ی نمونه­ها به میزانی کاهش یافته است که در الگوی پراش پیکی مشاهده نشد. نتایج نشان داد که عملیات زیر صفر عمیق منجر به افزایش سختی در تمام نمونه‌ها شده و میزان مقاومت سایشی در نمونه‌ها در هر دو بار اعمالی ۸۰ و ۱۱۰ نیوتن، در زمان­های ۱ و ۲۴ ساعت نسبت به نمونه عملیات زیر صفر نشده افزایش و در نمونه‌های ۳۰ و ۴۸ ساعت عملیات زیر صفر شده کاهش یافته است؛ به­گونه­ای که نمونه­ی ۴۸ ساعت عملیات زیر صفر شده دارای کمترین مقاومت سایشی است. علت افزایش سختی نمونه­ها به‌دلیل کاهش میزان آستنیت باقی‌مانده در اثر عملیات زیر صفر عمیق و دلیل کاهش مقاومت سایشی نمونه­ها پس از ۲۴ ساعت، رشد کاربید­ها و توزیع غیریکنواخت آن در ریز­ساختار و در نتیجه ضعیف شدن زمینه بوده است؛ بنابراین مدت زمان ۲۴ ساعت عملیات زیر صفر عمیق بر فولاد ۵۱۲۰ زمانی بهینه است.

در این پژوهش بررسی ریزساختاری و خواص مغناطیسی هگزافریت باریم دوپ شده با یون‌های کبالت، کروم و قلع با فرمول BaCo_xCr_xSn_xFe_۱۲-۳xO_۱۹ (۵/۰،۳/۰x=) به روش حالت جامد صورت گرفت. بررسی‌های فازی و ساختاری به‌ترتیب با تحلیل پراش اشعه ایکس (XRD) و طیف‌سنجی مادون قرمز (FT-IR) تأیید کننده تشکیل ترکیب تک فاز هگزافریت باریم بدون حضور فاز ثانویه غیرمغناطیسی پس از ۵ ساعت عملیات حرارتی در دمای °C ۱۰۰۰ بود. هم‌چنین طبق تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مورفولوژی ذرات به‌صورت کاملاً هگزاگونال با میانگین اندازه ذرات ۲۵۰-۲۰۰ نانومتر بود. بر اساس متغیرهای مغناطیسی اندازه‌گیری شده توسط مغناطیس‌سنج نمونه مرتعش (VSM) هر دو نمونه دارای خاصیت مغناطیسی نرم بودند و بیشترین میزان مغناطش اشباع در نمونه با ترکیب BaCo_۰,۳Cr_۰,۳Sn_۰,۳Fe_۱۱,۱O_۱۹ حاصل شد. مقادیر مغناطش اشباع (M_s) و نیروی وادارندگی (H_c) برای این ترکیب به ترتیب برابر emu/g ۲۱/۴۲ و Oe ۶۵۶ اندازه‌گیری شد.

نانوپودرهای فریت منگنز-منیزیم Mg_xMn_۱-xFe_۲O_۴ که x دارای مقادیر۰ تا ۱ با گام­های ۲/۰ است به روش هم­رسوبی تهیه و سپس تحت فشار هیدرولیکی به قرص‌ تبدیل شدند و سرانجام در دماهای ۹۰۰، ۱۰۵۰ و ۱۲۵۰ درجه ‌سانتی‌گراد تف‌جوش شدند. میکروسکوپ تونلی روبشی اندازه ذرات پودرهای حاصل را در حدود ۱۷ نانومتر نشان داد. الگوهای پراش پرتو ایکس تشکیل ساختار اسپینل مکعبی تک‌فاز را برای نمونه­های تف‌جوش شده در دمای ۱۲۵۰ درجه ‌سانتی‌گراد تأیید نمودند. در این نمونه­ها با جانشانی یونMg^۲+ به­جای Mn^۲+، ثابت شبکه از مقدار ۴۹/۸ به ۳۵/۸ آنگستروم و مغناطش اشباع از مقدار ۷/۷۴ به emu/g ۲/۲۱ کاهش یافت. هم‌چنین نیروی وادارندگی از مقدار ۵ به Oe ۲۳ و دمای کوری از مقدار ۲۶۹ به ۳۹۲ درجه ‌سانتی‌گراد افزایش یافت. نمونه­های با x برابر با ۲/۰ ، ۴/۰ ، ۶/۰، تف‌جوش شده در دمای ۱۲۵۰ درجه ‌سانتی‌گراد به‌دلیل ویژگی­های مغناطیسی مناسب، برای کاربردهای هایپرترمیا و جابجاگرهای فازی پیشنهاد می­شوند.

هدف از انجام این پژوهش بررسی امکان بروز پدیده پاشنه فیلی در آلیاژهای تف‌جوشی شده حاوی عامل تبخیر شونده است. به این منظور قطعات برنجی با ترکیب Cu-۲۸Zn در محدوده دمایی ۸۹۰-۹۷۰ درجه ‌سانتی‌گراد به‌مدت ۲۰ دقیقه تف‌جوشی شدند. از قطعات برنجی در شرایط مختلف تف‌جوشی به­صورت درجا، عکس­برداری شد. نتیجه این­ بود که با وجود کشیده شدن مذاب به سمت نواحی پایین بر اثر نیروی جاذبه زمین، پدیده پاشنه فیلی در این قطعات مشاهده نشد و به جای آن قطعات دچار تورم شدند. تغییر ترکیب شیمیایی و افزایش اندازه حفرات در اثر تبخیر روی را می­توان به عنوان اصلی­ترین عامل بروز این پدیده دانست.

در پژوهش کنونی، نانو اکسید دوتایی منگنز - نیکل به روش پتانسیودینامیک در دمای اتاق بر روی فولاد زنگ نزن رسوب داده شد و اثر فرایند آنیل (در دمای ۲۰۰ درجه سانتی­گراد، به مدت ۶ ساعت) بر ریز ساختار و عمل­کرد الکتروشیمیایی شبه خازن تولیدی مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان از اثر قابل توجه فرایند آنیل در افزایش ظرفیت خازنی و هم چنین کاهش مقاومت انتقال بار الکترود داشت. تصاویر FESEM، وجود نانو ورقه­های پیوسته و تصادفی را در میکروساختار فیلم اکسیدی نشان داد. به علاوه، در فیلم اکسیدی لایه‌نشانی شده با میزان حدود ۱۰ درصد اتمی نیکل در ترکیب آن، پس از فرایند آنیل، ساختار بلوری جزیی شامل فاز birnessite شش وجهی نامنظم شکل گرفت. براساس منحنی­های شارژ - دشارژ در جریان ثابت، بالاترین ظرفیت خازنی ( F g^-۱۳۸۴) و انرژی ویژه (۵۳ وات ساعت بر کیلوگرم) در جریان ویژه دشارژ ۱/۰ آمپر بر گرم برای الکترود اکسیدی آنیل شده به دست آمد. در نهایت، نتایج آزمون عمر سیکلی در جریان ویژه ۱۰ آمپر بر گرم، حاکی از پایداری سیکلی عالی و افزایش حدود ۲۳ درصدی ظرفیت خازنی ویژه شبه خازن تولیدی پس از اعمال ۵۰۰۰ سیکل شارژ - دشارژ در الکترولیت یک مولار سولفات سدیم بود.

در این پژوهش اتصال سوپرآلیاژ IN-۷۳۸LC به روش فاز مایع گذرا با استفاده از فویل آمورف MBF-۲۰ تولید شده به روش مذاب ریسی مورد بررسی قرار گرفت. فرایند اتصال دهی در دماهای ۱۰۳۵-۱۰۸۰ درجه ‌سانتی‌گراد و زمان­های ۳۰-۶۰ دقیقه تحت اتمسفر خلاء انجام شد. نتایج بررسی­های ریزساختاری نشان داد که فازهای یوتکتیکی تشکیل شده در ناحیه انجماد غیر هم‌دما (ASZ) ذرات فازهای ثانویه بورایدی غنی از نیکل و کروم و سیلیسید نیکل هستند و رسوبات ریز سیلیسید نیکل در اثر تحول حالت جامد در حین سرد شدن در زمینه محلول جامد g رسوب می­کنند. میزان فازهای یوتکتیک در ناحیه مرکزی اتصال با افزایش زمان اتصال دهی و کاهش ضخامت فویل پرکننده، کاهش پیدا کرد. با انجام اتصال­دهی در دمای ۱۰۵۵ درجه ‌سانتی‌گراد به مدت ۳۰ دقیقه فرایند انجماد هم‌دما کامل شد اما برخلاف انتظار با افزایش دما به ۱۰۸۰ درجه ‌سانتی‌گراد ، سرعت مرحله انجماد هم‌دما کاهش پیدا کرد. با کامل شدن انجماد هم‌دما و حذف ذرات ترد فازهای ثانویه در ناحیه مرکزی اتصال، استحکام برشی افزایش پیدا کرد.

در این پژوهش ایجاد یک پوشش سیلیسیم آلومینایدی روی ابرآلیاژ پایه نیکل IN۷۳۸LC، با استفاده از نفوذ هم‌زمان بررسی شده است. به‌منظور دست‌یابی به شرایط بهینه پوشش­ دهی با استفاده از یک نرم­ افزار ترموشیمیایی پیش­بینی شد که می­ توان با استفاده از پودر NH_۴Cl به‌عنوان فعال کننده، به یک پوشش سیلیسیم آلومیناید در دمای ۹۰۰ درجه سانتی‌گراد دست یافت. از دو مخلوط پودری با ترکیب ۷Si-۱۴Al-(۱-۳)NH_۴Cl-Al_۲O_۳ (برحسب درصد وزنی) و ۱۶Si-۴Al-(۱-۳)NH_۴Cl-Al_۲O_۳ (به‌ترتیب با نسبت Si/Al ۵/۰ و ۴) استفاده شد. نتایج نشان داد که هر دو پوشش دارای ساختاری چند لایه و متشکل از فاز غالب AlNi_۲Si می­ باشند. در پوشش حاصل از مخلوط پودری با نسبت ۵/۰=Si/Al، یک لایه­ی متخلخل و ترد از فاز NiSi روی سطح تشکیل می­شود که خواص مکانیکی پوشش را تا حدی کاهش می­ دهد. هم‌چنین در مراحل اولیه فرایند، نفوذ به داخل آلومینیوم غالب است و در ادامه با نفوذ درون‌گرای سیلیسیم، به‌تدریج فاز NiAl به فاز AlNi_۲Si و در نهایت NiSi تبدیل می‌شود. نمونه پوشش‌دهی شده با استفاده از مخلوط با نسبت ۴=Si/Al شامل فاز مطلوب AlNi_۲Si و عاری از فاز ترد NiSi بهترین مشخصه ­های ریزساختاری را از خود نشان داد.

هدف از این تحقیق، محاسبه و تعیین توزیع دما در فرایند گرمایش خطی با منبع اکسی‌گازی جهت کاربرد در ورق‌های فولادی است. برای محاسبه توزیع دما، از روش تحلیلی به‌وسیله حل معادلات ریاضی استفاده شد. توزیع دما در ‌روش عددی به‌کمک نرم‌افزار «متلب» مدل‌سازی شد. جهت انجام فرایندها از دستگاه گرمایش خطی CNC و برای اندازه‌گیری دما از دوربین گرمانگار ITI استفاده شد. اثر فاصله مشعل، دبی گاز و سرعت مشعل بر توزیع دما در سطح بالایی و زیرین ورق بررسی شد. تغییرات توزیع دما در سرعت‌های حرکت مشعل ۱۲۰، ۲۰۰ و ۳۰۰ میلی‌متر بر دقیقه، دبی‌های ۱۰، ۹ و ۸ لیتر بر دقیقه و در فاصله‌های مشعل ۳۰، ۴۰ و ۵۰ میلی‌متر به‌دست آمد. در سرعت‌های مشعل ۱۲۰، ۲۰۰ و ۳۰۰ میلی‌متر بر دقیقه؛ دمای بیشنه محاسبه ‎شده به‌ترتیب ۹۰۰ ، ۸۱۰ و ۷۲۰ کلوین و دمای بیشینه اندازه‌گیری‌ شده‎ ۸۸۵، ۷۸۵ و ۶۹۰ کلوین به‌دست آمد. دمای بیشینه محاسبه ‎شده در دبی‌های ۱۰، ۹ و ۸ لیتر بر دقیقه به‌ترتیب ۹۰۰، ۸۱۰ و ۷۵۰ کلوین و دمای اندازه‌گیری ‌شده ۸۸۵، ۷۹۵ و ۷۴۰ کلوین حاصل شد. در فاصله‌های مشعل ۳۰، ۴۰ و ۵۰ میلی‌متری؛ بیشینه دمای محاسبه ‎شده به‌ترتیب ۹۰۰، ۸۸۰ و ۸۱۰ کلوین و دمای اندازه‌گیری‌ شده ۸۸۵، ۸۴۰ و ۷۹۰ کلوین به‌دست آمد.
 

در سه دهه اخیر سرامیک‌های پایه کلسیم- سیلیکاتی به‌عنوان انتخاب مناسبی به‌دلیل زیست‌فعالی، زیست‌سازگاری و توانایی تشکیل استخوان مناسب جهت کاربرد در مهندسی بافت مورد توجه واقع شده‌اند. در حال حاضر هاردیستونیت به‌عنوان یکی از مواد سرامیکی زیست‌سازگار و زیست‌فعال برای کاربردهای پزشکی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این تحقیق، برای اولین بار پودر و داربست سه‌ بعدی هاردیستونیت با تخلخل‌های باز به‌ترتیب با روش سنتز آلیاژسازی مکانیکی و استفاده از فضاساز ساخته شدند. نانوهاردیستونیت خالص با استفاده از ۱۰ ساعت آسیاکاری و سه ساعت عملیات حرارتی ثانویه در دمای ۸۰۰ درجه سانتی‌گراد حاصل شد. اندازه بلورک‌های پودر و داربست هاردیستونیت به‌ترتیب ۲±۲۸ و ۱±۷۹ نانومتر اندازه‌گیری شد. نتایج نشان می‌دهد که داربست‌های نانوساختار هاردیستونیت به‌ترتیب با استحکام و مدول فشاری ۰۲/۰±۳۵/۰ و ۲۱/۰±۴۹/۱۰ مگاپاسکال، ۱±۸۱ درصد تخلخل و اندازه تخلخل در بازه ۲۰۰-۵۰۰ میکرومتر پس از سه ساعت عملیات حرارتی در دمای ۱۲۵۰ درجه سانتی‌گراد، با موفقیت سنتز شد. در حین عملیات حرارتی نمک سدیم کلرید(۸۰ درصد وزنی، ۳۰۰-۴۲۰ میکرومتر)، به‌تدریج بخار شده و در داربست ایجاد تخلخل می‌کند. به‌منظور ارزیابی توانایی تشکیل آپاتیت روی داربست‌ها، از آزمون مایع شبیه‌ساز بدن (SBF) استفاده شد. با توجه به نتایج، تشکیل لایه آپاتیت روی سطح داربست می‌تواند به‌عنوان معیاری از زیست‌فعالی درنظر گرفته شود.