74 نتیجه برای کامپوزیت
شروین دانشور اصل، سید خطیب الاسلام صدرنژاد،
دوره 36، شماره 3 - ( 8-1396 )
چکیده
پوششهای نازک نانوکامپوزیتی TiO2/MWCNT حاوی درصدهای گوناگون از نانولوله‌های کربنی چنددیواره روی زیرلایه اکسید قلع دوپ شده با فلوئور به روش سل- ژل غوطهوری ایجاد شدند. نتایج آزمون پراشسنجی پرتو ایکس حاکی از آن بودند که ساختار بلوری TiO2 در پوششها آناتاز است. ضمن اینکه مشخص شد افزایش مقدار CNT در پوشش باعث کاهش اندازه بلورک‌های TiO2 می‌شود اما تأثیری بر ساختار کریستالی و فاز بلوری آن ندارد. تصاویر میکروسکوپی الکترونی روبشی گسیل میدانی نشان دادند که CNTs به‌طور یکنواخت در بین نانوذرات تقریباً کروی TiO2 که اندازه‌ای در حدود 45 نانومتر دارند، پراکنده شده‌اند و تماس مطلوبی بین آنها وجود دارد. همچنین، این تصاویر مشخص کردند که با افزایش مقدار CNT میزان حضور ترک روی سطح پوشش زیاد می‌شود. نتایج آزمون طیف‌سنجی مرئی- فرابنفش بیانگر آن بودند که میزان جذب در محدوده نور مرئی با افزایش مقدار CNT در پوشش زیاد شده است و تغییر قابل ملاحظه‌ای در لبه جذب پوششهای کامپوزیتی در مقایسه با پوشش TiO2 خالص وجود ندارد. از طیف‌های فتولومینسانس مشخص شد که حضور CNT در پوشش TiO2 نرخ ترکیب مجدد جفت الکترون و الکترون- حفره‌ها را کم کرده است.
مرتضی علیزاده، عباس چشم پیش،
دوره 37، شماره 2 - ( 6-1397 )
چکیده
در این پژوهش، پوششهای کامپوزیتی Ni-Mo-Al2O3روی زیرلایه فولادی کربن متوسط به‌روش رسوب‌دهی الکتریکی در یک حمام سیتراته شامل ذرات میکرونی Al2O3تولید شدند. سپس اثر غلظت ذرات در حمام (از گستره صفر تا 30 گرم بر لیتر) بر مورفولوژی، ترکیب شیمیایی، ریزسختی و مقاومت به خوردگی پوششهای تولیدی بررسی شد. جهت بررسی ریزساختار، مورفولوژی سطحی و همچنین توزیع ذرات در پوششها از میکروسکوپ‌های نوری و الکترونی روبشی و آزمون کمی طیف‌سنجی تفکیک انرژی استفاده شد. رفتار خوردگی پوششهای تولیدی در محلول 5/3 درصد وزنی نمک طعام بررسی شد. نتایج نشان داد که حضور ذرات اکسید آلومینیوم در پوشش مورفولوژی پوششهای Ni-Mo را تغییر میدهد و علاوه بر این باعث افزایش سختی و مقاومت به خوردگی پوششهای آلیاژی Ni-Mo می‌شود. همچنین مشخص شد که پوششهای تولیدی در غلظت ذرات 20 گرم بر لیتر در حمام دارای مورفولوژی مناسب و بدون حفره بوده و نیز دارای بیشترین سختی و مقاومت به خوردگی در بین پوششهای تولیدی هستند.
سیده فاطمه شمس، مهدی ابراهیمیان حسین آبادی،
دوره 37، شماره 2 - ( 6-1397 )
چکیده
هدف از این تحقیق، مدل‌سازی و تحلیل مکانیکی صفحه تثبیت استخوانی کامپوزیت لایه‌ای تخریب‌پذیر فسفات کلسیم دوفازی/ ابریشم (BCP/Silk) (چهار لایه فسفات کلسیم دوفازی و سه لایه ابریشم به‌صورت یک در میان) برای درمان شکستگی استخوان تیبیا است. جهت مدل‌سازی و تحلیل مکانیکی از نرم‌افزار آباکوس استفاده شد. ابتدا استخوان تیبیا بر اساس اندازه‌های آنتروپومتری یک انسان متوسط به‌صورت یک استوانه دولایه درنظر گرفته شد که بخش داخلی آن را مغز استخوان و بخش بیرونی آن را استخوان قشری تشکیل میدهد. سپس صفحه تثبیت استخوان و پیچ‌ها بر اساس استاندارد‌های موجود و همچنین با توجه به خواص مکانیکی کامپوزیت جدید مورد نظر این پژوهش، در نرم‌افزار آباکوس طراحی شد. مش صفحه تثبیت استخوان از نوع هرمی و برای بقیه تجهیزات از نوع آجری انتخاب شدند. صفحه تثبیت روی استخوان قرار گرفت و با مقید کردن استخوان در راستای محور Y، بار استاتیکی حدود 400 نیوتن اعمال شد. نتایج نشان میدهد که صفحه تثبیت استخوان کامپوزیتی علاوه بر زیستسازگار و تخریب‌پذیر بودن دارای مدول الاستیک حدود 21 گیگاپاسکال بوده که نزدیک به مدول الاستیک استخوان است.
شیما توکلی دهقی، سرور درویشی، شروین نعمتی، مهشید خرازیها،
دوره 37، شماره 3 - ( 9-1397 )
چکیده
با پیشرفت در زمینه توسعه مواد زیستی جایگزین بافت‌های بدن، توجه محققین به بهبود ویژگیهای کاشتنی‌ها در زمینه پزشکی و کلینیکی افزایش یافته است. در این راستا، با وجود ویژگیهای قابل قبول فولاد زنگ‌‌نزن، کاربرد این ماده به‌عنوان کاشتنی به‌دلیل رفتار خوردگی به نسبت ضعیف، محدود شده است. هدف از این پژوهش، ساخت پوشش نانوکامپوزیتی آبگریز پلی‌‌دی‌‌متیل- سیلوکسان (PDMS)- اکسید سیلیسیم (SiO2)-اکسید مس(CuO) بر زیرلایه فولاد زنگ‌‌نزن گرید پزشکی(L316) به‌منظور بهبود رفتار خوردگی و زیست‌سازگاری آن است. در این راستا، با استفاده از روش پوششدهی غوطهوری، سطوح ورقهای فولادی با استفاده از نانوذرات اکسید سیلیسیم (20 درصد وزنی پلیمر دی‌متیل سیلوکسان)، مقادیر مختلف از نانوذرات اکسید مس (0، 5/0، 1 و 2 درصد وزنی) و پلیمر زیستسازگار پلی‌‌دی‌‌متیل‌‌سیلوکسان پوشش داده شد. آزمونهای پراش پرتو ایکس و میکروسکوپی الکترونی روبشی به‌منظور ارزیابی پوششها و پودرهای سنتز شده استفاده شد. همچنین، تغییرات زبری سطح و زاویه ترشوندگی پوششهای حاوی مقادیر مختلفی از نانوذرات اکسید مس و در پایان، تأثیر مقادیر مختلفی از اکسید مس بر رفتار خوردگی پوششهای نانوکامپوزیتی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج پراش پرتو ایکس حضور فاز کریستالی نانوذرات اکسید مس را بر زیرلایه اثبات کرد. به‌دلیل طبیعت آمورف نانوذرات سیلیکا و نیمه‌کریستالی پلیمر پلی‌‌دی‌‌متیل- سیلوکسان، هیچ قله‌‌ای مبنی بر تأیید حضور این اجزا مشاهده نشد. تصاویر میکروسکوپی الکترونی روبشی حضور یک لایه پوشش با مورفولوژی نیلوفر آبی را در نمونههای حاوی یک و دو درصد اکسید مس روی سطح نشان میدهد. همچنین، نتایج ارزیابی زاویه ترشوندگی نشان داد که سطح بدون حضور نانوذرات اکسید مس دارای زاویه ترشوندگی 5±81 درجه است و با افزودن نانوذرات اکسید مس تا یک درصد وزنی به بیش از 5±146 درجه رسید. همچنین نتایج آزمون خوردگی در محلول شبیه‌سازی شده بدن نشان داد که نمونه حاوی دو درصد اکسید مس با چگالی جریان خوردگی 7-E1/2 آمپر بر سانتی‌‌متر مربع و پتانسیل خوردگی 22/0 ولت دارای بیشترین مقاومت به خوردگی در بین نمونهها است.
مجتبی زادعلی محمدکوتیانی، خلیل رنجبر،
دوره 38، شماره 1 - ( 3-1398 )
چکیده
در این پژوهش، کامپوزیت هیبریدی درجای تقویت‌شده با ذرات آلومینایدی Al3Zr و Al3Ti با استفاده از فرایند اصطکاکی اغتشاشی (FSP) تولید شد. از ورق آلیاژ کار شده Al 3003-H14 به‌عنوان فلز پایه و پودر فلزی خالص زیرکونیم و تیتانیم به‌عنوان تقویت‌کننده استفاده شد. تعداد شش پاس فرایند اعمال شد. استحکام کششی و سختی فلز پایه و نمونههای تحت فرایند اصطکاکی اغتشاشی در شرایط قبل و بعد از عملیات حرارتی آنیل اندازه‌گیری شد. ریزساختار توسط میکروسکوپ نوری و الکترونی و همچنین شناسایی فازی توسط آنالیز پراش پرتو ایکس مورد مطالعه قرار گرفت. بررسی‌های ریزساختاری نشان داد که اعمال فرایند اصطکاکی اغتشاشی منجر به تغییر ریزساختار فلز پایه از دانه‌های بزرگ و کشیده به دانه‌های ریز و هم‌محور می‌شود. همچنین مشاهده شد که وقوع واکنش شیمیایی در فصل مشترک بین ذرات فلزی با زمینه آلومینیوم باعث تشکیل درجای ترکیبات آلومینایدی Al3Zr و Al3Ti می‌شود. انجام عملیات حرارتی آنیل منجر‌به تشدید واکنش‌های شیمیایی حالت جامد و تشکیل بیشتر ترکیبات آلومینایدی می‌شود. نتایج همچنین نشان داد که کامپوزیت‌های هیبریدی پس از اعمال عملیات حرارتی آنیل بالاترین استحکام کششی و سختی را از خود نشان میدهد. استحکام کششی در فلز پایه از 110 مگاپاسکال به حدود 195 مگاپاسکال پس از عملیات حرارتی آنیل ارتقا یافت.
مهرداد منیعی، اکبر اسحاقی، عباسعلی اقایی،
دوره 38، شماره 2 - ( 6-1398 )
چکیده
در این پژوهش، لایه نازک نانوکامپوزیتی فلورید منیزیم- سیلیکا(دو درصد وزنی)/فلورید منیزیم روی زیرلایه شیشه ای اعمال شد. به‌منظور رسیدن به خواص ضد بازتابی، ابتدا لایه های نازک فلورید منیزیم با ضخامت اپتیکی روی زیرلایه شیشه ای پوشش دهی شد و سپس لایه نشانی لایه نازک نانوکامپوزیتی MgF2-2%SiO2 صورت گرفت. درنهایت اصلاح سازی سطح به‌کمک محلول PFTS انجام شد. مشخصه یابی لایه نازک با استفاده از روش‌های پراشسنجی پرتو ایکس، طیف‌سنجی بازتاب کلی تضعیف شده مادون قرمز با تبدیل فوریه، طیف‌سنجی مرئی- فرابنفش و میکروسکوپی نیروی اتمی انجام شد. همچنین خواص آبگریزی نمونه توسط اندازه‌گیری زاویه تماس آب بررسی شد. نتایج به‌دست‌آمده نشان داد لایه نشانی لایه نازک فلورید منیزیم شش لایه بر دو طرف زیرلایه شیشه ای منجر به افزایش عبور تا 4/96 درصد شده است. برای شیشه پوشش داده شده با لایه نازک نانوکامپوزیتی MgF2-2%SiO2، میزان عبور به‌مقدار 4/94 درصد کاهش یافته که نسبت به شیشه خام عبور بالاتری را حاصل کرده است. همچنین آنالیز اندازه‌گیری زاویه تماس آب مشخص کرد که زاویه تماس قطره آب روی شیشه پوشش داده شده با لایه نازک نانوکامپوزیتی MgF2-2%SiO2 کاهش می یابد. از طرفی زاویه تماس قطره آب روی شیشه پوشش داده شده با لایه نازک نانوکامپوزیتی MgF2-2%SiO2 اصلاح شده با PFTS، تا حد 119 درجه افزایش یافت. لذا لایه نازک نانوکامپوزیتی MgF2-2%SiO2 میتواند به‌عنوان پوشش ضد بازتاب و خودتمیز شونده روی سطح قطعات اپتیکی مورد استفاده قرار گیرد.
فرهاد شهریاری نوگورانی، مهدی صفری، مهرعلی تقی‌پور، علی عاطفی،
دوره 39، شماره 1 - ( 3-1399 )
چکیده
کاربردهای عملی پوششهای سد حرارتی شامل لایه پیوندی آلومیناید، به‌دلیل چسبندگی کم پوسته اکسیدی به پوشش آلومیناید تحت تأثیر تنش‌های حرارتی، محدود شده است. با توجه به اثرات مثبت عناصر اکسیژن‌دوست یا اکسیدهای آنها بر خواص اکسیداسیون دمای بالا، در پژوهش حاضر زیرکونیا به یک پوشش آلومینایدی افزوده شد. به این منظور، لایه‌ای از کامپوزیت نیکل- زیرکونیا در حمام واتس بر سطح زیرلایه پایه نیکلی به‌کمک آبکاری الکتریکی اعمال شد. در ادامه آلومینیوم‌دهی مطابق با روش رایج دومرحله‌ای در دو دمای 760 و 1080 درجه سانتی‌گراد انجام شد. مشخصه‌یابی ریزساختار پوششها بلافاصله پس از پوششدهی و پس از اکسیداسیون چرخه‌ای، هر چرخه پنج ساعت در دمای 1050 درجه سانتی‌گراد، توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی، طیف‌سنجی توزیع انرژی و پراش پرتو ایکس انجام شد. نتایج نشان داد که ریزساختار سه‌گانه معمول پوششهای آلومینایدی ساده با اکتیویته بالا، در زیر لایه رسوب الکتریکی نیکل- زیرکونیا اولیه تشکیل شده و این لایه نیز پس از فرایند آلومینیوم‌دهی به فاز متخلخل NiAl تقریباً خالص تبدیل شده است. مقاومت به اکسیداسیون پوشش اصلاح شده با زیرکونیا، با وجود لایه سطحی متخلخل، به‌طور قابل ملاحظه‌ای بهبود یافت.
موسی فرهادیان، کیوان رئیسی، محمدعلی گلعذار،
دوره 39، شماره 2 - ( 6-1399 )
چکیده
هدف از این تحقیق بررسی تأثیر افزودن SiO2 آمورف در تحولات فازی و ریزساختاری ZrO2 است. نتایج پراش پرتو ایکس (XRD) نشان داد، به‌دلیل تشابه ساختاری بین زمینه آمورف و ساختار تتراگونال ZrO2، اولین فازی که از زمینه آمورف جوانه می‌زند فاز شبه‌پایدار تتراگونال است. این فاز در نمونه ZrO2 خالص ناپایدار بوده و در دمای حدود 600 درجه سانتی‌گراد به فاز پایدار مونوکلینیک تبدیل می‌شود. درحالی که با افزودن SiO2 به ساختار ZrO2، فاز شبه‌پایدار تتراگونال حتی تا دمای حدود 1100 درجه سانتی‌گراد پایدار می‌ماند. محدوده دمایی پایداری ساختار تتراگونال شبه‌پایدار از حدود 150 درجه سانتی‌گراد در ذرات ZrO2 خالص به حدود 500 درجه سانتی‌گراد در ذرات کامپوزیتی ZrO2-SiO2 با محتوای 10 درصد مولی SiO2 افزایش پیدا کرد. با افزایش بیشتر محتوای SiO2 به 30 درصد مولی، محدوده پایداری دمایی ساختار تتراگونال شبه‌پایدار ثابت ماند ولی میانگین اندازه ذرات نسبت به ذرات خالص ZrO2، حدود 1/6 برابر کاهش یافت. پایداری ساختار تتراگونال شبه‌پایدار ZrO2 به‌دلیل اثر محدودکنندگی SiO2 و ایجاد پیوندهای شیمیایی جدید Zr-O-Si در فصل مشترک ذرات است.
سجاد ارجمند، مجید طاووسی،
دوره 39، شماره 3 - ( 9-1399 )
چکیده
هدف از انجام پژوهش حاضر، ایجاد پوششهای کامپوزیتی حاوی ترکیب‌های بین‌فلزی Ti-Al-Nنبر سطح زیرلایه تیتانیم خالص به‌منظور ارتقای خواص سطحی آن است. در این ارتباط عملیات پوششدهی با استفاده از فرایند قوس تنگستن-گاز محافظ و با بهره‌گیری از سیم‌جوش آلومینیم ۱۱۰۰ در دو محیط آرگون و آرگون حاوی نیتروژن انجام شد. بررسی‌های فازی و ساختاری نمونهها توسط دستگاه پراش‌سنج پرتو ایکس، میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی صورت گرفت. مقدار سختی و رفتار خوردگی پوششهای حاصل نیز به‌ترتیب توسط دستگاه سختی‌سنج (ویکرز) و پتانسیواستات مقایسه شد. نتایج حاصل حکایت از امکان ایجاد ساختار کامپوزیتی حاوی ترکیب‌های بین فلزی Ti3Al وTi3Al2N2 ،Al3Tiنبر سطح زیرلایه تیتانیم دارد. کمترین میزان فازهای ترد و عیوب جوش در شرایط پوششدهی با استفاده از گاز آرگون در فصل مشترک اتصال بین تیتانیم و پوشش قابل حصول است. اگرچه با انجام جوشکاری در حضور نیتروژن در گاز محافظ، عیوب ساختاری جوش مانند تخلخل و غیریکنواختی افزایش مییابد، پوششهای حاصل در حضور این گاز از سختی بیشتر (بیش از 100 ویکرز) و مقاومت به خوردگی بالاتری (بیش از ۲ برابر) در مقایسه با نمونههای حاصل تحت گاز محافظ آرگون برخوردار بودند.
سجاد ارجمند، غلامحسین اکبری، غلامرضا خیاطی،
دوره 39، شماره 4 - ( 12-1399 )
چکیده
هدف از انجام پژوهش حاضر، بررسی اثر تعداد پاس جوش روی ریزساختار، سختی و تنش‌های باقی‌مانده پوششهای کامپوزیتی حاوی ترکیبات بین‌فلزی Ti-Al-Si است. در این ارتباط، عملیات پوششدهی سطحی تیتانیم خالص با استفاده از فرایند قوس تنگستن-گاز محافظ و سیم‌جوش آلومینیوم (۴۰۴۳) در یک و دو پاس انجام شد. بررسی‌های فازی و ساختاری پوششها، توسط روش پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی صورت گرفت. مقادیر ریزسختی و تنش‌های باقی‌مانده در پوششها به‌ترتیب توسط دستگاه ASTM E384-HV و روش Sin2ψ محاسبه شد. نتایج نشان داد که، با افزایش تعداد پاس جوش یا کاهش میزان رقت، کسر حجمی فازهای بین‌فلزی Ti5Si3-Al3Ti در منطقه ذوب افزایش، کسر حجمی فاز مارتنزیت در منطقه متأثر از حرارت کاهش و به‌دنبال آن متوسط سختی پوشش حدود ۱۳۰ درصد نسبت به سختی زیرلایه تیتانیم خالص افزایش یافت. نتایج تعیین تنش‌های باقی‌مانده در پوششها حاکی از ایجاد تنش باقی‌مانده کششی برابر با ۳۰ ± ۱۶۵ و ۳۵ ± ۲۱۰ مگاپاسکال در خط مرکزی جوش، به‌ترتیب برای پوششهای تهیه شده در یک و دو پاس جوش است.
ندا ذاکری، حمیدرضا رضایی، جعفر جوادپور، مهشید خرازیها،
دوره 39، شماره 4 - ( 12-1399 )
چکیده
در سال‌های اخیر استفاده از داربستهای نانوکامپوزیتی پلیمر- سرامیک در مهندسی بافت استخوان به‌دلیل شباهت این ساختارها به بافت طبیعـی اسـتخوان، مورد توجه قرار گرفته است. در این میان، پلیکاپرولاکتون در ساخت داربستهای استخوانی مورد توجه است. کامپوزیت کردن پلیکاپرولاکتون با فازهای سرامیکی مانند زئولیت که توانایی بهبود تشکیل استخوان را دارند میتواند منجر به بهبود کارایی این پلیمر در داربستهای استخوانی شود. هـدف از ایـن پـژوهش، سـاخت داربسـت نانوکامپوزیتی پلیکاپرولاکتون - زئولیت با خواص مکانیکی، زیست تخریب‌پذیری و زیست فعالی مناسب بـرای کـاربرد در مهندسـی بافـت استخوان اسفنجی است. برای ساخت این داربست از دو روش ریخته‌گری حلال – شستشو ذرات و خشک کردن انجمادی در کنار هم استفاده شد. بررسـی‌هـای میکروسکوپی نشان داد که انـدازه تخلخـل‌هـای داربستهای حاصل بـین 200 تـا 400 میکرومتر است. نقشه توزیع عنصری، توزیع یکنواخت فاز نانوزئولیت را در زمینه پلیکاپرولاکتون تأیید کرد. همچنین با توجه به نتایج طیف‌سنجی مادون قرمز با تبدیل فوریه نوع اتصال نانوذرات زئولیت به زمینه پلیکاپرولاکتون اتصال فیزیکی تعیین شد. نتایج بررسی خواص مکانیکی داربستها نشان‌دهنده افزایش مدول یانگ و استحکام فشاری (به ترتیب از 0/04 تا 0/3 و 3 تا 7 مگاپاسکال) بعد از اضافه شدن فاز نانوزئولیت به داربستها بـود. با افزودن نانوزئولیت آبدوستی پلیکاپرولاکتون افزایش یافت و کاهش وزن بیشتری مشاهده شد (برای داربست حاوی 20 درصد زئولیت 1/6 ± 53/52 درصد)، همچنین تشـکیل هیدروکسـی آپاتیـت در محـیط شبیه‌سازی شده بدن سرعت گرفت. نتایج نشان میدهد که داربستهای ساخته شده قابلیت کاربرد در مهندسی بافت استخوان اسفنجی را دارند.
ایمان فروغی، مهری مشهدی،
دوره 39، شماره 4 - ( 12-1399 )
چکیده
سرامیک‌های فوق دما بالا به‌دلیل ویژگیهای منحصر به فرد، پتانسیل کافی برای کاربردهای هوافضایی، نظامی و صنعتی را دارند. یکی از این سرامیک‌ها کامپوزیت ZrB2-SiC است که با توجه به خواص مکانیکی، حرارتی و مقاومت به اکسیداسیون عالی مورد توجه واقع شده و تحقیقات بسیاری روی آن صورت گرفته است. در این تحقیق، اثر افزودن ZrC بر رفتار تف‌جوشی بدون فشار، خواص مکانیکی، ریزساختاری و حرارتی نانوکامپوزیت ZrB2-SiC مطالعه شد. در این تحقیق از پودرهای ZrB2 و ZrC در مقیاس میکرون و پودر SiC در مقیاس نانو استفاده شد. نانوکامپوزیت‌های ZrB2-20vol% SiC با افزودن 3، 6، 9، 12 و 15 درصد حجمی ZrC، به‌روش بدون فشار و در دمای 2100 درجه سانتی‌گراد تف‌جوشی شدند. نتایج نشان داد، افزودن ZrC موجب بهبود چگالی نسبی، سختی و چقرمگی شکست نانوکامپوزیت ZrB2-20vol% SiC می‌شود. بهینه خواص در نمونه حاوی 12 درصد حجمی ZrC به‌دست آمد و چگالی نسبی، سختی و چقرمگی شکست این نمونه به‌ترتیب 99/01 درصد، 16/95 گیگاپاسکال و 5/43 مگاپاسکال بر جذر متر گزارش شد. تجزیه حرارتی نمونهها نشان داد افزودن ZrC موجب کاهش نفوذ حرارتی این نانوکامپوزیت شده است، به‌طوری که بالاترین میزان نفوذ حرارتی دمای محیط برای نمونه فاقد ZrC با مقدار 35/3 میلی‌متر مربع بر ثانیه گزارش شد.
شیدا برهانی اصفهانی، حمیدرضا سلیمی جزی، محمدحسین فتحی، امیر ارشاد لنگرودی، مهسا خوشنام،
دوره 40، شماره 1 - ( 3-1400 )
چکیده
در این پژوهش، یک نوع پوشش نانوکامپوزیت هیبریدی معدنی- آلی سازگار با محیط زیست بر پایه دی‌اکسید سیلیسیوم محتوی نانوذرات هسته/ پوسته دی‌اکسید تیتانیوم/ دی‌اکسید سیلیسیم، برای حفاظت از کاشی‌کاری‌‌های نما در ابنیه تاریخی تهیه و مشخصه‌یابی شد. در تهیه زمینه کامپوزیت به‌روش سل- ژل، با استفاده از دو شیوه فراصوت‌دهی و تقطیر بازگشتی، از تترااتوکسی سیلان و پلی دی‌متیل سیلوکسان منتهی به هیدروکسی به‌ترتیب برای ایجاد زمینه‌ای از دی‌اکسید سیلیسیم و خلق ویژگی آبگریزی استفاده شد. نانوذرات دی‌اکسید تیتانیوم به‌صورت هسته/پوسته دی‌اکسید تیتانیوم/ دی‌اکسید سیلیسیم به‌عنوان جاذب پرتوی فرابنفش به‌کار رفتند. نانوکامپوزیت تهیه شده به‌روش غوطهوری روی لام میکروسکوپ و کاشی پوشش داده شد. خواص نانوذرات و پوششهای حاصل با بهره‌گیری از آزمونهای پراش پرتوی ایکس (XRD)، طیف‌سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) و آزمون آبگریزی بررسی شدند. نتایج نشان دادند که تشکیل ساختار هسته/پوسته دی‌اکسید تیتانیوم/ دی‌اکسید سیلیسیم موفقیت‌آمیز بوده است. بررسی تأثیر مقدار پلی دی‌متیل سیلوکسان بر شفافیت، پیوستگی و آبگریزی پوشش نشان داد که مقدار بهینه این سیلوکسان در حدود 20 درصد وزنی است. بنا بر نتایج، نانوکامپوزیت‌های هیبریدی بر پایه دی‌اکسید سیلیسیم تقویت شده با نانوذرات هسته/پوسته دی‌اکسید تیتانیوم/ دی‌اکسید سیلیسیم می‌توانند پوششهای شفاف و آبگریز برای حفاظت کاشی و شیشه ایجاد کنند.
صفورا شاهزمانی، محمد رضا طرقی نزاد، علی اشرفی،
دوره 40، شماره 2 - ( 6-1400 )
چکیده
در این پژوهش، با استفاده از فرایند نورد تجمعی بر ورقهای آلومینیوم خالص و ورقهای حاوی پوشش اکسیداسیون پلاسمای الکترولیتی (PEO) کامپوزیت آلومینیوم- آلومینا ساخته شد. بدین منظور پوشش با سه ضخامت 10، 20 و 40 میکرون ایجاد شده توسط جریان‌های تک‌قطبی و دوقطبی و جرقه‌زنی نرم استفاده شد. نتایج آزمونهای مکانیکی بیانگر بیشترین استحکام کششی در کامپوزیت با 3/22 درصد حجمی آلومینا بود. برای بررسی اثر مسیر کرنش، دو فرایند نورد تجمعی متداول و متقاطع روی نمونهها انجام شد. بررسی‌های میکروسکوپی و نتایج آزمونهای مکانیکی توزیع یکنواخت‌تر ذرات تقویت کننده در فرایند نورد تجمعی متقاطع و درنتیجه برتری خواص مکانیکی در این روش را نشان داد. درنهایت نیز خواص مکانیکی کامپوزیت‌های ساخته شده با استفاده از پوششهای حاوی ذرات ZnO بررسی شد که نشان‌دهنده افزایش استحکام کششی و درصد ازدیاد طول همراه با اضافه کردن نانوذرات اکسید روی به الکترولیت پوششدهی بود. در قسمت دوم این پژوهش با استفاده از روش بخش‌بندی‌های پیاپی یک مدل واقعی از ساختار کامپوزیت Al /3.22 vol% Al2O3 پس از پنج دوره فرایند نورد تجمعی متقاطع ایجاد شد و سپس با استفاده از نرم‌افزار آباکوس مدل تحت نیروی کششی قرار گرفت.
فاطمه فارغدلی، مهسا کریمی، اشکان نوین، مهران صولتی هشجین،
دوره 40، شماره 3 - ( 8-1400 )
چکیده
یکی از چالش‌های تهیه کامپوزیت‌های پلیمر/ سرامیک، عدم توزیع یکنواخت ذرات سرامیکی در ماتریس پلیمری است. در این مطالعه تأثیر دو عامل دما و زمان بر توزیع ذرات هیدروکسی آپاتیت در ماتریس پلی(لاکتیک اسید) بررسی شد. بدین منظور، سه دمای 25، 37 و 45 درجه سانتی‌گراد و چهار زمان 6، 12، 24 و 48 ساعت برای اختلاط سوسپانسون سرامیکی با محلول پلیمری درنظر گرفته شد. از آنالیز طیف‌سنجی مادون قرمز با تبدیل فوریه برای ارزیابی کامپوزیت‌ها استفاده شد که نشان داد که تشکیل پیوندهای فیزیکی مانند کربوکسیل-کلسیم- کربوکسیل بین هیدروکسی آپاتیت و زمینه پلیمر، بر نحوه پراکندگی ذرات تأثیر داشت. از تصاویر میکروسکوپی الکترونی روبشی و طیف‌سنجی پراش انرژی پرتوی ایکس برای مشاهده توزیع ذرات و تعیین میزان همگنی نمونهها استفاده شد. بدین منظور ابتدا تصاویر حاصل از طیف‌سنجی انرژی پراش پرتوی ایکس که نقشه حضور کلسیم را ارائه میدهد؛ به نه بخش مساوی تقسیم و از روش جدیدی بر پایه فاکتور توزیع (α) برای محاسبه میزان همگنی نمونهها استفاده شد. نتایج نشان داد که نمونه تهیه شده در دمای 37 درجه سانتی‌گراد و مدت زمان 48 ساعت توزیع یکنواخت‌تری نسبت به دیگر نمونهها داشت.
نادر قبادی، سید علی حسینی مرادی، مجید امیرزاده،
دوره 40، شماره 4 - ( 12-1400 )
چکیده
در این پژوهش پودر فریت کبالت (CoFe
2O
4) و نیز کامپوزیت فریت کبالت / اکسیدگرافن احیاشده (CoFe
2O
4/RGO) با پیش‌ماده‌های کلریدی به روش هم-رسوبی سنتز شد و ساختار فازی، ریخت، ویژگیهای مغناطیسی و جذب امواج ماکروویو آن در نوار ایکس بررسی شد. آزمون پراش پرتو ایکس نشان‌دهنده تشکیل تک فاز CoFe
2O
4 و همه قله‌های اصلی به فاز اسپینل مربوط می‌شود. طبق تصاویر میکروسکوپی الکترونی روبشی گسیل میدانی، مورفولوژی بیشتر ذرات در CoFe
2O
4 و کامپوزیت CoFe
2O
4/RGO تقریباً کروی است. نتایج آزمون مغناطش‌سنج نمونه ارتعاشی نشان میدهد که مغناطش اشباع CoFe
2O
4 و کامپوزیت‌های دارای 5 و 10 درصد اکسیدگرافن احیاشده برابر با emu/g
و71/6،
و56 و 37 است. در آخر نتایج حاصل از تحلیل‌گر شبکه‌برداری نشان داد که بیشینه تلفات در نوار ایکس فریت کبالت برابر با dB
و3/5- بوده که با افزودن 10 درصد اکسیدگرافن احیاشده به مقدار dB
و21/5- رسید. همچنین میزان جذب موج تابیده شده نیز از 41 درصد برای نمونه فریتی به 99/5 درصد برای نمونه با 10 درصد اکسیدگرافن احیاشده رسید.
فاطمه رفعتی، نرگس جوهری، فائزه زهری،
دوره 40، شماره 4 - ( 12-1400 )
چکیده
ویژگیهای مکانیکی و ساختاری داربستهای مهندسی بافت یکی از عوامل مهم در بازسازی و ترمیم بافت محسوب می‌‌شوند. از این‌رو، در پژوهش حاضر، به بررسی تأثیر میزان نانوذرات اکسید روی و مورفولوژی داربست بر خواص مکانیکی داربستهای نانوکامپوزیتی پلیکاپرولاکتون/ نانوذرات اکسید روی پرداخته شد. در این پژوهش، داربستهای نانوکامپوزیتی پلیکاپرولاکتون/ نانوذرات اکسید روی به روش ریخته‌گری حلال/ شستشوی ذرات نمک و با سه غلظت متفاوت 0، 5 و 15 درصد وزنی نانوذرات اکسید روی تهیه شدند. سپس، از روش پراش پرتو ایکس (XRD) به‌منظور تأیید فازهای مطلوب در ترکیب داربست استفاده شد. استحکام فشاری داربستهای ساخته شده نیز به‌عنوان شاخصی از خواص مکانیکی، ارزیابی شد. همچنین، به‌منظور بررسی مورفولوژی و تخلخل داربستها و توزیع نانوذرات اکسید روی در داربست از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) استفاده شد. نتایج به‌دست آمده نشان داد که با افزودن نانوذرات اکسید روی به‌عنوان تقویت‌کننده، استحکام فشاری داربستها افزایش مییابد. از سوی دیگر، با افزایش نانوذرات اکسید روی به بیش از 5 درصد وزنی، استحکام فشاری کاهش یافت. در واقع، داربست نانوکامپوزیتی پلیکاپرولاکتون/ اکسید روی با 5 درصد وزنی اکسید روی بیشترین میزان استحکام و مدول فشاری و یکپارچگی ساختار را داشت.
رضا زارعی، احسان محمد شریفی، محمدرضا لقمان، مظاهر رمضانی، خشایار زمانی،
دوره 41، شماره 1 - ( 5-1401 )
چکیده
در پژوهش حاضر، تأثیر افزودن Si3N4 بر ریزساختار، سختی و ضریب اصطکاک و نرخ سایش آلیاژ NiCrAlY بررسی شده است. خصوصیات ساختاری و مکانیکی نمونههای تولیدی توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی، دستگاه پراش‌سنج پرتو ایکس، دستگاه سختی‌سنجی ویکرز ارزیابی شد. ابتدا پودر Si3N4 به مقادیر 1، 3 و 5 درصد وزنی با پودر NiCrAlY به مدت 2 ساعت در آسیاب مکانیکی با یکدیگر مخلوط شدند؛ در ادامه مخلوط‌های پودری در دمای 1100 درجه سانتی‌گراد تحت عملیات تف‌جوشی پلاسمای‌جرقه‌ای (SPS)، قرار گرفتند. نتایج حاصل از الگوی پراش پرتو ایکس، نشان میدهد نمونههای تولیدی از دو فاز محلول جامد Ni(Cr)-وγ و ترکیبات بین فلزی NiAl-وβ تشکیل شده است. نتایج سختی‌سنجی نشان میدهد که با افزودن 1 درصد Si3N4 به NiCrAlY، سختی نمونه از 418 به 614 ویکرز افزایش مییابد. همچنین، نمونه مقاومت به سایش (mg/m)10-5و× 1/42 از خود نشان میدهد؛ اما با افزایش درصد وزنی Si3N4 در نمونه 1 به 5 درصد وزنی، سختی از 614 به 543 ویکرز کاهش مییابد.
بهنام شریفیان، غلامحسین برهانی، احسان محمدشریفی،
دوره 41، شماره 2 - ( 8-1401 )
چکیده
در این پژوهش جهت تشکیل ذرات تقویت‌کننده بوراید تیتانیوم و اکسید آلومینیوم به‌صورت درجا در زمینه آلومینیوم 7075، از افزودن ترکیب پودر آسیاب‌کاری شده %Al-24TiO2-20B2O3 wt درون مذاب آلومینیوم 7075 استفاده شده است. برای یافتن دمای واکنش بین پودرهای آسیاب‌کاری شده آلومینیوم، اکسید تیتانیوم و اکسید بور از آنالیز حرارتی افتراقی (DTA) بهره گرفته شد. نتایج آزمون پراش پرتوی ایکس مخلوط پودری آسیاب‌کاری شده که در کوره اتمسفر آرگون تحت دمای 750 درجه سانتی‌گراد قرار گرفته بود، وجود ترکیبات بوراید تیتانیوم و اکسید آلومینیوم را نشان داد. همچنین نتایج میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) از مخلوط پودری توزیع یکنواختی از ذرات اکسید تیتانیوم و اکسید بور در زمینه آلومینیوم را نشان داد. 6 درصد وزنی از مخلوط پودری آسیاب‌کاری شده تحت اتمسفر محافظ نیتروژن، در دمای 750 درجه سانتی‌گراد به مذاب آلومینیوم 7075 اضافه شد. مذاب کامپوزیت هیبریدی آلومینیوم 7075/ بوراید تیتانیوم- اکسید بور داخل قالب مسی ریخته شد. عملیات اکستروژن گرم بر روی کامپوزیت‌های ریخته‌گری شده به روش ریخته‌گری گردابی، در دمای 465 درجه سانتی‌گراد با نسبت اکستروژن 6:1 و سرعت اکستروژن 5 میلی‌متر بر ثانیه انجام شد. میکرو ساختار و خواص مکانیکی نمونهها مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) نشان داد ذرات درجای بوراید تیتانیوم در ابعاد نانومتری تشکیل شده‌اند. استحکام کششی کامپوزیت اکسترود شده به 496 مگاپاسکال رسید که این مقدار حدوداً 4 برابر بیشتر از استحکام کششی آلیاژ ریخته‌گری شده آلومینیوم 7075 بود.
اردلان عظیمی فولادی، سید علی حسن‌زاده تبریزی،
دوره 41، شماره 2 - ( 8-1401 )
چکیده
آلودگی آب‌ها یکی از معضلات بزرگ جوامع بشری است و نیاز به یافتن راه‌های جدید برای حذف این آلاینده‌ها در سال‌های اخیر بسیار موردتوجه قرار گرفته است. یکی از روش‌ها استفاده از فتوکاتالیست‌ها است. در این پژوهش نانوذرات اکسید تیتانیم و اکسید تیتانیم-اکسید کادمیم (TiO2-CdO) به‌عنوان نانو فتوکاتالیست با روش سل-ژل تهیه شدند. نمونههای تولید شده برای تخریب رنگ متیلن بلو تحت تابش نور فرابنفش مورداستفاده قرار گرفت. برای مشخصه‌یابی نمونههای تهیه شده از آزمونهای طیف‌سنجی پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ الکترون روبشی نشر میدانی، طیف‌سنجی پراش انرژی پرتو ایکس و طیف‌سنجی مرئی فرابنفش استفاده شد. نتایج ریزساختاری نشان داد نانوذرات با ابعاد ۱۸ تا ۳۲ نانومتر به این روش تهیه شدند. نتایج پراش پرتو ایکس نشان داد فاز اصلی ایجاد شده آناتاز است. نانوکامپوزیت TiO2-4%CdO فعالیت فتوکاتالیستی بیشتری در مقایسه با اکسید تیتانیم خالص از خود نشان داد. همچنین تأثیر پارامترهای مؤثر بر فعالیت فتوکاتالیستی از جمله pH، زمان تابش و مقدار پودر مورد بررسی قرار گرفت. بررسی‌ها نشان داد در pH=9، زمان 75 دقیقه و استفاده از 0/02 گرم فتوکاتالیست TiO2-4%CdO، بیشینه فعالیت فتوکاتالیستی در حدود 92 درصد بود.
