نشریه علمی پژوهشی مواد پیشرفته در مهندسی

در این پژوهش فرایند تشکیل فاز نمونه­های Mn_2.5Ge 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 Mn₁₁Ge₈ با ساختار اورتورومبیک و گروه فضایی Pnam است. مقادیر مغناطش اشباع نمونه های آسیاب کاری شده با زمان اسیاب از مقدار 2/0 تا 95/1 (kg^-1Am²) افزایش می یابد. باقی‌ماندگی نمونه­ها نیز با افزایش زمان آسیاب­کاری افزایش و میدان وادارندگی نمونه­ها با افزایش زمان آسیاب­کاری کاهش یافته است. بازپخت نمونه­ 15 ساعت آسیاب­کاری شده به حذف فازهای Mn و Ge و ظهور چهار فاز جدید Mn₃Ge و Mn₅Ge₂ و Mn₅Ge₃ و Mn_2.3Ge منجر شد، که فاز جدید Mn₃Ge با ساختار) Do₂₂ تتراگونال ( و گروه فضاییI4/mmm  فاز پایدار و غالب است. افزایش مغناطش اشباع نمونه­ بازپختی به شکل­گیری فازهای مغناطیسی جدید و افزایش میدان وادارندگی به فاز Mn₃Ge 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 6/0 تا 65/5 (kg^-1Am²) قرار داشتند. تحلیل ریتولد نشان داد نمونه­ Mn_2.5Ge ساخته شده به‌روشس ذوب قوسی که فرایند تکمیلی بازپخت در دمای 620 درجه سانتی‌گراد روی آن صورت گرفت، تک فاز است، که در نتیجه آن ترکیب Mn_2.5Ge با مغناطش اشباع (kg^-1Am²) 252/5 و میدان وادارندگی 005/0 تسلا به‌دست آمد.

در این پژوهش تاثیر زمان عملیات زیر صفر روی رفتار تریبولوژیکی و ریزساختار فولاد سخت شونده سطحی 5120AISI ، مورد بررسی قرار گرفته است. به این منظور نمونه­های دیسکی شکل در دمای 920 درجه ‌سانتی‌گراد به مدت 6 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 1، 24، 30 و 48 ساعت در نیتروژن مایع نگهداری شدند و در دمای 200 درجه ‌سانتی‌گراد به‌مدت 2 ساعت بازگشت شد. آزمون سایش به روش گلوله روی دیسک با استفاده از ساچمه کاربید تنگستنی با دو بار 80 و 110 نیوتن انجام شد. به‌منظور مشاهده‌ کاربید‌ها از محلول کلرید مس (5 گرم)+ هیدروکلریک اسید (100 میلی‌لیتر) + اتانول (100 میلی‌لیتر) استفاده شد. سختی نمونه­ها به روش ویکرز با بار 300 نیوتن قبل و بعد از بازگشت اندازه‌گیری شد. درصدآستنیت باقی‌مانده از روش تفرق اشعه X محاسبه شد؛ میزان آستنیت باقی‌مانده در نمونه CHT، 8 درصد، 1DCT، 4 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 80 و 110 نیوتن، در زمان­های 1 و 24 ساعت نسبت به نمونه عملیات زیر صفر نشده افزایش و در نمونه‌های 30 و 48 ساعت عملیات زیر صفر شده کاهش یافته است؛ به­گونه­ای که نمونه­ی 48 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 24 ساعت، رشد کاربید­ها و توزیع غیریکنواخت آن در ریز­ساختار و در نتیجه ضعیف شدن زمینه بوده است؛ بنابراین مدت زمان 24 ساعت عملیات زیر صفر عمیق بر فولاد 5120 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_12-3xO₁₉ (5/0،3/0x=) 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 5 ساعت عملیات حرارتی در دمای °C 1000 بود. هم‌چنین طبق تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مورفولوژی ذرات به‌صورت کاملاً هگزاگونال با میانگین اندازه ذرات 250-200 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_0.3Cr_0.3Sn_0.3Fe_11.1O₁₉ حاصل شد. مقادیر مغناطش اشباع (M_s) و نیروی وادارندگی (H_c) برای این ترکیب به ترتیب برابر emu/g 21/42 و Oe 656 اندازه‌گیری شد.

نانوپودرهای فریت منگنز-منیزیم Mg_xMn_1-xFe₂O₄ که x دارای مقادیر0 تا 1 با گام­های 2/0 است به روش هم­رسوبی تهیه و سپس تحت فشار هیدرولیکی به قرص‌ تبدیل شدند و سرانجام در دماهای 900، 1050 و 1250 درجه ‌سانتی‌گراد تف‌جوش شدند. میکروسکوپ تونلی روبشی اندازه ذرات پودرهای حاصل را در حدود 17 نانومتر نشان داد. الگوهای پراش پرتو ایکس تشکیل ساختار اسپینل مکعبی تک‌فاز را برای نمونه­های تف‌جوش شده در دمای 1250 درجه ‌سانتی‌گراد تأیید نمودند. در این نمونه­ها با جانشانی یونMg²⁺ به­جای Mn²⁺، ثابت شبکه از مقدار 49/8 به 35/8 آنگستروم و مغناطش اشباع از مقدار 7/74 به emu/g 2/21 کاهش یافت. هم‌چنین نیروی وادارندگی از مقدار 5 به Oe 23 و دمای کوری از مقدار 269 به 392 درجه ‌سانتی‌گراد افزایش یافت. نمونه­های با x برابر با 2/0 ، 4/0 ، 6/0، تف‌جوش شده در دمای 1250 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-28Zn در محدوده دمایی 890-970 درجه ‌سانتی‌گراد به‌مدت 20 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 200 درجه سانتی­گراد، به مدت 6 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 10 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^-1384) و انرژی ویژه (53 وات ساعت بر کیلوگرم) در جریان ویژه دشارژ 1/0 آمپر بر گرم برای الکترود اکسیدی آنیل شده به دست آمد. در نهایت، نتایج آزمون عمر سیکلی در جریان ویژه 10 آمپر بر گرم، حاکی از پایداری سیکلی عالی و افزایش حدود 23 درصدی ظرفیت خازنی ویژه شبه خازن تولیدی پس از اعمال 5000 سیکل شارژ - دشارژ در الکترولیت یک مولار سولفات سدیم بود.

در این پژوهش اتصال سوپرآلیاژ IN-738LC به روش فاز مایع گذرا با استفاده از فویل آمورف MBF-20 تولید شده به روش مذاب ریسی مورد بررسی قرار گرفت. فرایند اتصال دهی در دماهای 1035-1080 درجه ‌سانتی‌گراد و زمان­های 30-60 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 1055 درجه ‌سانتی‌گراد به مدت 30 دقیقه فرایند انجماد هم‌دما کامل شد اما برخلاف انتظار با افزایش دما به 1080 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 تحقیق، نانوپودر ایتریا آلائیده‌‌ شده با لانتانیم و نئودیمیم به‌روش سل-ژل احتراقی تهیه شد. اسید سیتریک و گلایسین به‌ترتیب به‌عنوان عامل ژل­ساز و احتراق استفاده شد. تأثیر نسبت ­­های مولی اسید سیتریک به گلایسین بر اندازه­ و مورفولوژی دانه ­ها بررسی شد. برای ارزیابی نمونه­ بهینه شده از آزمون­ های پراش‌سنج پرتوایکس (XRD)، تصاویر میکروسکوپی الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)، تجزیه حرارتی (TG-DTA)، طیف­بینی مادون قرمز با تبدیل فوریه (UV-Vis) و طیف­بینی تبدیل فوریه مادون‌ قرمز (FTIR) استفاده شد. نمونه بهینه، با استفاده از نسبت مولی اسید سیتریک به گلایسین برابر با ۰۶/۱: ۰۶/۱، دارای محدوده اندازه­دانه ۴۰-۳۰ نانومتر و مورفولوژی کاملاً کروی است و هم‌چنین فاقد آگلومره بوده و تراز ­انرژی فرعی برابر با ۲۹/۳ الکترون ولت دارد.

در این پژوهش، متغیرهای اثرگذار بر سنتز نانو ذرات نقره به‌روش احیای شیمیایی سبز بهینه‌سازی و یک الگوی رسانا با استفاده از نانو ذرات نقره ساخته شد. مواد اولیه مورد استفاده شامل نمک نقره ‌نیترات به‌عنوان منبع یون نقره، پلی‌وینیل‌پیرولیدون به‌عنوان عامل پایدارکننده سطحی و گلوکز به‌عنوان عامل احیاکننده بود. متغیر‌های موثر به‌وسیله آزمون‌های آماری تاگوچی، به‌منظور بررسی اثر متغیر‌های سنتز بر شرایط بهینه و تحقق بخشیدن به کوچک‌ترین متوسط اندازه ذره مورد بررسی قرار گرفت. نانو ذرات نقره به‌دست آمده توسط آزمون پراش اشعه ایکس (XRD) و میکروسکوپی الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) مشخصه‌یابی شدند. کوچک‌ترین اندازه ذره را می‌توان با اعمال سرعت افزودن 1/0 میلی‌لیتر در دقیقه، دمای واکنش 90 درجه سانتی‌گراد، نسبت وزنی (بر حسب گرم) گلوکز به نقره ‌نیترات 3 به 1، نسبت پلی‌وینیل‌پیرولیدون به نقره ‌نیترات 2/3 به‌دست آورد. در شرایط یاد شده بر طبق انتظار اندازه ذرات 20 نانومتر به‌دست آمد و آزمون تأیید از نتایج میکروسکوپی الکترونی روبش گسیل میدانی FESEM نیز نانو ذراتی با اندازه 25 نانومتر را نشان داد. در نهایت با استفاده از پودر سنتز شده الگوی رسانایی روی بستر شیشه چاپ شد. مقاومت الکتریکی الگوی چاپ شده ^4-10×088/0 اهم سانتی‌متر به‌دست آمد.

فرایند لایه‌برداری الکتروشیمیایی جزء متداولترین روش‌هایی است که به‌منظور تولید گرافن استفاده می‌شود، اما جدا شدن ذرات چند لایه از گرافن در این روش مانع رسیدن به گرافن با خواص واقعی می‌شود. در این پژوهش برای اولین بار افزایش لایه‌برداری توسط یک فعال کننده سطحی جدید به نام ستیل‌تری‌متیل‌آمونیوم‌کلراید و تأثیر این ماده بر مقدار گرافن لایه‌برداری شده و مقدار گروه عاملی در آن مورد بررسی قرار گرفته است. برای تعیین مشخصات محصولات از آزمون‌های رسانایی‌سنجی، توزین، میکروسکوپی الکترونی عبوری ((TEM و طیف‌سنجی جذبی مرئی- فرابنفش استفاده شد. بر اساس نتایج، حضور فعال کننده سطحی ستیل‌تری‌متیل‌آمونیوم‌کلراید در حلال، مقدار خوردگی از الکترود را کاهش می‌دهد و باعث افزایش لایه‌برداری می‌شود، گرچه فراتر از غلظت بحرانی تشکیل مایسل این فعال‌کننده سطحی، وزن لایه‌برداری کاهش می‌یابد.

در این پژوهش، پوششی از NiAl اصلاح شده با کروم به روش روکش‌کاری جوشی و با استفاده از فرایند جوش­کاری قوسی تنگستن-گاز (GTAW) بر سطح فولاد 310 اعمال شد. ترکیب شیمیایی و دانه‌بندی پوشش به دست آمده به کمک آزمون پراش اشعه ایکس XRD))، میکروسکوپی نوری و میکروسکوپی الکترونی روبشی مجهز به آزمون طیف‌سنجی پراکندگی انرژی (EDS) بررسی شد. سپس رفتار سایشی پوشش به‌دست آمده با استفاده از آزمون پین روی دیسک در دماهای محیط و 400 درجه‌ سانتی‌گراد مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد، اعمال پوشش NiAl اصلاح شده با کروم باعث افزایش شدید سختی می‌شود. نتایج آزمون­های سایش نشان داد که پوشش NiAl اصلاح شده با کروم قادر به بهبود قابل ملاحظه مقاومت سایشی فولاد 310 در دماهای محیط و 400 درجه سانتی‌گراد است. این نتایج بر اساس مکانیزم سایشی به‌دست آمده از تصاویر میکروسکوپی الکترونی روبشی مورد بحث قرار گرفته است.

در این پژوهش فوم­ های آلومینیومی AA356 با مقادیر مختلف از ذرات سیلیسیم کاربید (SiC) به ‌عنوان عامل تقویت­ کننده و پایدارساز و پودر کلسیم کربنات (CaCO₃) به‌عنوان عامل فوم­ ساز با استفاده از روش فوم­ سازی مستقیم مذاب تولید شد. چگالی محصولات فومی بین 38/0 تا 68/0 گرم بر سانتی‌متر مکعب اندازه‌گیری شد. پس از آن ریزساختار و خواص فشاری فوم­ های کامپوزیتی AA356/SiC_p تولید شده بررسی شد. ارتباط بین تنش مسطح، چگالی، درصد وزنی CaCO₃ و کسر حجمی ذرات SiC با قطر متوسط ثابت نیز مورد ارزیابی قرار گرفت. مشخص شد که منحنی تنش-کرنش فشاری محصولات یکنواخت نیست و ظاهری دندان ه­ای دارد. از سوی دیگر نشان داده شد که در یک چگالی ثابت، تنش مسـطح با افزایش محتـوای ذرات SiC و کاهـش مقدار پودر CaCO₃ مصرفی، افزایش می­یابد.

در این پژوهش تولید کامپوزیت درجا به روش سنتز احتراقی آلومینوترمیک در سیستم Al-V₂O₅-NiO مورد مطالعه قرار گرفت. بدین منظور مخلوط پودرهای Al، V₂O₅ و NiO با نسبت استوکیومتری به‌ترتیب با درصد مولی 1:1:11 به‌مدت یک ساعت آسیاب‌کاری و سپس تحت تراکم قرار گرفتند. برای بررسی دماهای وقوع تحولات فازی از تجزیه حرارتی افتراقی استفاده شد. نمونه‌های خام با توجه به دمای پیک واکنش‌ها در تجزیه حرارتی افتراقی، تحت عملیات حرارتی قرار گرفتند. بررسی الگوهای پراش پرتو ایکس تشکیل فازهایی همانند فاز Al₃V و Al₃Ni₂ در دماهای مختلف زینترینگ را نشان می‌دهد. بررسی‌های ریزساختاری و فازی نشان داد که در طی زینترینگ تا قبل از دمای 700 درجه سانتی‌گراد، فاز Al₃V تشکیل نمی‌شود و در دمای 880 درجه سانتی‌گراد فاز Al₃Ni₂ تشکیل و بعد از درجه حرارت 950 درجه سانتی‌گراد نیز به فاز Al₄Ni₃ تبدیل می‌شود. به‌علاوه بعد از درجه حرارت 950 درجه سانتی‌گراد فاز Al₃V به فاز Al₂₃V₄ تبدیل می‌شود. بررسی سختی و چگالی نیز نشان داد که این دو متغیر با افزایش درصد تقویت کننده‌ها، افزایش می‌یابند.

در این پژوهش نانوبلورهای فریت کبالت از بازپخت ترکیب آلیاژی Co-Fe حاصل از آسیاب‌کاری در اتمسفر هوا به‌دست آمد. تاثیر دمای بازپخت بر تشکیل فاز فریت کبالت و ویژگی‌های ساختاری و مغناطیسی محصول مورد مطالعه قرار گرفت. فاز‌یابی نمونه بازپخت شده در دمای 450 درجه سانتی‌گراد نشان داد که حدود 46درصد وزنی نمونه به فریت کبالت CoFe₂O₄ تبدیل شده است. این میزان در نمونه‌های بازپخت شده در دماهای 800 و 900 درجه سانتی‌گراد به ترتیب به 95 و 90 درصد ‌می‌رسد. کاهش مغناطش اشباع نمونه با بازپخت به تبدیل فاز Co-Fe به فریت کبالت ارتباط داده شد. اثر اندازه دانه‌ها و کم شدن نسبت سطح به حجم منجر به یک افزایش در مغناطش اشباع نمونه 900 درجه سانتی‌گراد نسبت به نمونه 800 درجه سانتی‌گراد شده است. بیشترین وادارندگی در نمونه بازپخت شده در 800 درجه سانتی‌گراد مشاهده شد که کوچک بودن اندازه بلورک‌ها در این نمونه دلیل اصلی این افزایش نسبی است.

در این پژوهش پوشش نیترید تیتانیوم با استفاده از واکنش گرهای TiCl₄، N₂، H₂ و Ar روی فولاد AISI H13 بهوسیله فرایند پوشش‌دهی رسوب شیمیایی بخار به کمک پلاسما ایجاد شد. پوشش­ ها در دماهای مختلف زیرلایه (460، 480 و 510 درجه سانتی‌گراد) ایجاد شدند. آزمون سایش از نوع ساچمه بر روی دیسک برای تعیین مکانیزم سایش در دمای بالا (400 درجه سانتی‌گراد) و دمای پایین (25 درجه سانتی‌گراد) انجام گرفت. خواص و ترکیب شیمیایی پوشش با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی، پراش اشعه­ ایکس و ریزسختی­ سنجی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج آزمون سایش در دمای محیط بر حسب نرخ سایش بیان شد. آزمون سایش در دمای محیط نشان داد که پوشش TiN ایجاد شده در دمای 460 درجه سانتی‌گراد دارای کمترین میزان کاهش وزن است و این پوشش دارای بیشترین میزان سختی است. بهترین مقاومت به سایش برای پوششی با بیشترین سختی (1800 ویکرز) است. مکانیزم سایش با تغییر دمای سایش تغییر می‌کند. مشاهدات مسیر سایش نشان داد که سایش در دمای پایین به‌صورت خستگی سطحی است در حالی که سایش در دمای بالا از نوع چسبان است.

وجود فریت بینیتی و آستنیت پرکربن پایدار در دمای محیط با ابعاد نانومتری در ریزساختار فولادهای بینیتی فوق مستحکم،سبب دست‌یابی به مجموعه‌ای از خواص استحکامی و انعطافی منحصر به فرد در این دسته از فولادهای نانوساختار شده است. در این پژوهش تأثیر تغییر چگالی نابجایی‌ها در حین آزمایش کشش در دمای محیط، بر رفتار تغییر شکل فولادهای بینیتی نانوساختار دما پایین مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهند جذب نابجایی‌های تیغه‌های فریت بینیتی توسط آستنیت موجود در اطراف آن‌ها، باعث کاهش کارسختی و در نتیجه افزایش قابلیت فرم پذیری فریت بینیتی در حین تغییر شکل و در نهایت دست‌یابی به ترکیب مناسبی از استحکام و انعطاف‌پذیری می‌شود.

در این پژوهش ایجاد یک پوشش سیلیسیم آلومینایدی روی ابرآلیاژ پایه نیکل IN738LC، 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 NH₄Cl به‌عنوان فعال کننده، به یک پوشش سیلیسیم آلومیناید در دمای 900 درجه سانتی‌گراد دست یافت. از دو مخلوط پودری با ترکیب 7Si-14Al-(1-3)NH₄Cl-Al₂O₃ (برحسب درصد وزنی) و 16Si-4Al-(1-3)NH₄Cl-Al₂O₃ (به‌ترتیب با نسبت Si/Al 5/0 و 4) استفاده شد. نتایج نشان داد که هر دو پوشش دارای ساختاری چند لایه و متشکل از فاز غالب AlNi₂Si می­ باشند. در پوشش حاصل از مخلوط پودری با نسبت 5/0=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 AlNi₂Si و در نهایت NiSi تبدیل می‌شود. نمونه پوشش‌دهی شده با استفاده از مخلوط با نسبت 4=Si/Al شامل فاز مطلوب AlNi₂Si و عاری از فاز ترد NiSi بهترین مشخصه ­های ریزساختاری را از خود نشان داد.

در این پژوهش، رفتار سایشی کامپوزیت‌های تجاری WC-10wt%Co (H10F)، WC-40vol%Co و کامپوزیت‌ WC-40vol%FeAl-B با مقادیر مختلف بور (صفر- ppm1000) در دمای بالا به‌روش پین روی دیسک بررسی شد. آزمون‌های سایش تحت بار 40 نیوتن و طی مسافت 100 متر و در سه دمای محیط، 200 و 300 درجه سانتی‌گراد انجام شدند. سطوح سایش به‌وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که مقاومت سایشی همه کامپوزیت‌ها با افزایش دمای آزمون، کاهش می‌یابد. کامپوزیت WC-40vol%FeAl بدون بور کمترین مقاومت سایشی را در همه دماها نشان می‌دهد. با حضور بور تا ppm 500 در زمینه آلومیناید آهن، مقاومت سایش دما بالای این کامپوزیت‌ها بهبود می‌یابد و مکانیزم سایش از جدایش ذره به خراشان تغییر پیدا می‌کند. بور با افزایش میزان چقرمگی این کامپوزیت‌ها و افزایش شکل‌پذیری آلومیناید آهن منجربه بهبود پیوند فصل مشترک زمینه آلومیناید آهن و ذرات کاربید تنگستن و بنابراین افزایش مقاومت سایشی این کامپوزیت‌ها می‌شود. کامپوزیت WC-40vol%(FeAl-500ppmB) مقاومت به سایش در دمای بالای بیشتری نسبت به WC-40vol%Co و WC-10wt%Co تجاری دارد.
 

فولاد زنگ‌ نزن سوپر دو فازی به دسته‌ای از فولاد‌های زنگ نزن دو فازی گفته می‌شود که عدد مقاومت به حفره‌دار شدن آن بالاتر از 40 باشد. فولاد UNS S32750 (unified numbering system) یکی از معروف‌ترین فولاد‌های زنگ نزن سوپر دو فازی می‌باشد، که به‌علت خواص مطلوب استحکام و خوردگی در صنایع پالایشگاهی نظیر نفت و گاز کاربرد عمده‌ای پیدا کرده است. با توجه به کاربرد این فولاد اتصال دائم آنها به‌روش جوشکاری اهمیت بالایی می‌یابد و مشکل عمده در این رابطه افت خواص مکانیکی و خوردگی پس از جوشکاری می‌باشد. در این تحقیق جوشکاری فولاد زنگ نزن سوپر دو فازی UNS S32750 با روش اصطکاکی اغتشاشی انجام شده است. ابزار مورد استفاده در جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی کاربید تنگستن رنیوم‌دار با قطر شانه 16 میلی‌متر و قطر بزرگ پین 5 میلی‌متر به ارتفاع 9/1 میلی‌متر می‌باشد. نتایج حاصل از آزمون پراش پرتوی ایکس نشان داد فازهای مضر نظیر سیگما ((sigma و چی (chi) به‌علت کنترل حرارت ورودی تشکیل نشده‌اند. بررسی‌های ریزساختاری مشخص کرد اندازه دانه‌ها در منطقه اغتشاش نمونه‌های جوشکاری شده کاهش یافته است. آزمون ریزسختی برروی نمونه‌های جوشکاری شده به‌روش ویکرز انجام پذیرفت. متوسط سختی فلز پایه در حدود 285 ویکرز به‌دست آمد. آزمون ریزسختی مشخص کرد در منطقه اغتشاش به‌دلیل کاهش اندازه دانه سختی تا حدود 360 ویکرز افزایش یافته است. آزمون پلاریزاسیون سیکلی در مورد نمونه‌های اتصال یافته به‌روش اصطکاکی اغتشاشی نشان داد پتانسیل و جریان خوردگی مشابه با فلز پایه می‌باشد. همچنین مشاهده شد در اثر جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی درصد فریت در مقطع جوش به‌دلیل پایین بودن حرارت ورودی و بالا بودن سرعت سرد شدن تغییر قابل ملاحظه‌ای نشان نداده است.
 

هدف از این تحقیق به‌دست آوردن پودر کامپوزیت WC-Co از اکسیدهای فلزی WO₃ و Co₃O₄ به‌روش درجا و احیای کربوترمیک است که از کربن فعال به‌عنوان عامل احیا کننده استفاده شده است. در این مطالعه پودر اکسیدهای فلزی کبالت و تنگستن به‌همراه 17 درصد کربن (30 درصد اضافه بر مقدار استوکیومتری) در یک آسیای گلوله‌ای ماهواره‌ای، با گاز محافظ آرگون به‌مدت 20 ساعت مورد مخلوط‌سازی قرار گرفتند. نتایج آزمون حرارتی افتراقی و آزمون توزین حرارتی برروی نمونه مخلوط پودری نشان می‌دهد که در دمای 1050 درجه سانتی‌گراد اکسیدها به‌طور کامل احیا شده و کاربید تنگستن و کبالت شکل می‌گیرند. نمونه‌های فشرده شده مورد عملیات احیای کربوترمیک در دمای 1050 درجه سانتی‌گراد و به‌مدت زمان مختلف 1، 2 و 4 ساعت تحت لایه پوششی محافظ از مخلوط پودر کربن + آلومینا با نسبت 1 به 1 قرارگرفتند. طبق نتایج مطالعات پراش پرتوی ایکس، بهترین زمان نگهداری در کوره 4 ساعت است که در این شرایط واکنش‌های احیا و کربنیزه شدن تنگستن کامل می‌شود. ارزیابی نمونه‌های احیا شده در سه شرایط لایه محافظ مخلوط پودری آلومینا + کربن، لایه محافظ فویل نسوز فولادی و اتمسفر آرگون، نشان‌دهنده وجود اکسیدهای احیا نشده و فازهای اضافی در اتمسفر آرگون و لایه محافظ فویل نسوز در مقایسه با لایه محافظ مخلوط آلومینا + کربن می‌باشد. نتایج اندازه‌گیری خواص فیزیکی و مکانیکی برروی نمونه کامپوزیت زینتر شده در شرایط حرارت‌دهی با سرعت 5 درجه سانتی‌گراد در ثانیه تا دمای 1500 درجه سانتی‌گراد و زمان نگهداری 2 ساعت تحت لایه محافظ آلومینا + کربن نشان‌دهنده کسب خواص بهینه بوده (چگالی نسبی 80 درصد، چقرمگی 1/8 مگاپاسکال، میکروسختی ویکرز معادل 67/15 گیگاپاسکال) که قابل مقایسه با روش‌های پیشرفته و در عین حال پرهزینه می‌باشد.