نشریه علمی پژوهشی مواد پیشرفته در مهندسی

 نانوذرات مغناطیسی در گستره‌ وسیعی از زمینه‌های علمی از قبیل سیالات مغناطیسی، کاتالیزورها، بیوتکنولوژی، پزشکی، ذخیره اطلاعات و اصلاح محیط زیست مورد توجه محققان هستند. یکی از این کاربردها مهم آنها درمان پزشگی است. اگرچه نانوذرات مغناطیسی فریت اسپینلی بعلت خواص مغناطیسی مطلوب برای اینگونه کاربردها مناسب هستند، اما عدم زیست‌سازگاری و تمایل به تشکیل آگلومره این نانوذرات در محلول‌های آبی، در این رابطه مشکل ساز است. یک روش مؤثر برای حذف یا به حداقل ‌رساندن این مشکل، استفاده از برخی پوشش‌ها است. در این تحقیق، ابتدا نانوفریت‌های اسپینل آهن (FeFe₂O₄) و همچنین روی (ZnFe₂O₄) به روش همرسوبی معکوس و در حضور گاز نیتروژن سنتز شده و تشکیل فازهای مورد نظر توسط آزمون پراش اشعه ایکس تأیید شد. رفتار مغناطیسی ذرات توسط مغناطیس‌سنج ارتعاشی تعیین شد. همچنین برای تعیین مورفولوژی و توزیع اندازه ذرات به‌ترتیب از میکروسکوپ الکترونی گسیل میدانی و آزمون پراکندگی نور دینامیکی استفاده شد. نتایج طیف‌سنجی مادون قرمز با تبدیل فوریه نشان داد که دو باند ʋ₁، ʋ₂ در فرکانس بالا و به‌ترتیب در cm^-1و578-554 و cm^-1و397-368 قرار دارد که هر دو مشخصه ساختار اسپینل هستند. سپس نانوذرات مغناطیسی فریت آهن توسط پلیمرهای تخریب‌پذیر کیتوسان و پلی‌اتیلن گلیکول پوشش داده شدند. بررسی تصاویر میکروسکوپی الکترونی عبوری و همچنین مشاهده طیف‌های مادون قرمز با تبدیل فوریه از نانوذرات پوشش داده شده، نشان داد که نانوذرات FeFe₂O₄ با مورفولوژی کروی شکل، پوشش‌دهی یکنواختی از پلیمرها بر روی آنها تشکیل شده است.  

هدف از انجام این پژوهش، بهبود رفتار فرسایشی آلیاژ اینکونل 625 با لایه‌نشانی روکش کامپوزیتی استلایت 6/ کاربید بور توسط فرایند قوس انتقالی پلاسما بوده است. برای این منظور، از 5 درصد وزنی ذرات کاربید بور در روکش استلایت 6 استفاده شد. بررسی‌های ریزساختاری و فازی به وسیله میکروسکوپ نوری، میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدان (FESEM)، آنالیز عنصری طیف‌سنجی انرژی (EDS) و پراش‌سنجی پرتو ایکس (XRD) انجام شد. تغییرات سختی در طول روکش‌ها با کمک آزمون ریزسختی‌سنجی به‌دست آمد. آزمون فرسایش ذرات جامد با ذرات سیلیکا و در دو زاویه برخورد ˚30 و ˚90 مورد استفاده قرار گرفت. ریزساختار روکش کامپوزیتی شامل محلول جامد کبالت- کروم و کاربیدهای بور، Cr₇C₃ و Cr₂₃C₆ بود و ریزساختار ظریف‌تری نسبت به روکش استلایت 6 داشت. همچنین فاز نواری شکل  Cr₇C₃ در این روکش مشاهده شد که ناشی از تجزیه بخشی از ذرات کاربید بور بود. با افزودن ذرات کاربید بور، افزایش در سختی روکش حاصل شد. روکش حاوی 5 درصد وزنی کاربید بور در زاویه برخورد ˚30، مقاومت فرسایشی بیش‌تری نسبت به زیرلایه و روکش استلایتی خالص نشان داد، به‌طوری که میزان کاهش وزن آن، 20 درصد کاهش وزن در زیرلایه اینکونلی و 33 درصد کاهش وزن در روکش استلایتی بود. اما در زاویه برخورد ˚90، اختلاف چندانی در کاهش وزن روکش‌ها و زیرلایه مشاهده نشد. مکانیزم‌های غالب فرسایش برای روکش کامپوزیتی در زاویه برخورد ˚30، برش و جداسازی ذرات تقویت‌کننده از سطح بودند، درحالی‌ که فرورفتگی و ایجاد حفره مکانیزم‌های اصلی تخریب در زاویه برخورد ˚90 بودند.