نشریه علمی پژوهشی مواد پیشرفته در مهندسی

هدف از این پژوهش ساخت نانوالیاف الکتروریسی شده کیتوسان (CS)/پلی وینیل الکل (PVA) حاوی نانولوله کربنی (CNT) و نانوذرات شیشه زیست فعال (BG) (در مقادیر 5 و 10 درصد وزنی) برای کاربردهای مهندسی بافت عصب بود. شکل، ساختار و خواص مکانیکی نانوالیاف کامپوزیتی ریسیده شده، به‌ترتیب با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و آزمون‌های سنجش خواص مکانیکی مشخص شد. در آزمون کشت سلولی برون­تنی، سلول‌های بنیادی کارسینومای جنینی (رده P19) بر روی داربست الکتروریسی شده کشت داده شد. نتایج نشان داد که وجود نانولوله کربنی و نانو ذرات شیشه زیست فعال بر شکل نانوالیاف کیتوسان/پلی وینیل الکل تأثیر چندانی نمی‌گذارد. بیشترین استحکام کششی (9/7 مگاپاسکال) در نمونه کامپوزیتی با 5 درصد وزنی نانوذرات شیشه زیست فعال، مشاهده شد. هم‌چنین نتایج این پژوهش نشان داد که نانولوله‌های کربنی و نانوذرات شیشه زیست فعال ترکیب­شده در داربست‌های نانوالیاف کیتوسان/پلی وینیل الکل با قطر نانومتری و تخلخل بالا می‌تواند ضمن تأمین خواص مکانیکی مناسب، بستر مناسب برای رشد سلولی را نیز فراهم کند و به‌طور بالقوه گزینه‌ای بسیار مناسب برای استفاده در مهندسی بافت عصب باشد.

پروسکایت‌ها به‌دلیل داشتن عیوب ذاتی اکسیژن از مهم‌ترین غشاهای هادی اکسیژن هستند که در ساخت راکتورهای غشایی اکسیداسیون جزئی متان مد نظر قرار می­گیرند. بررسی اثر دپه کردن فاز پروسکایت برای داشتن عیوب اکسیژن بیش‌تر و افزایش سرعت انتشار اکسیژن از غشا، در کنار حفظ پایداری ساختار همواره از محورهای اصلی پژوهش در این زمینه بوده است. در این پژوهش  بر اساس محاسبه اثر دپانت بر میزان انحراف از ساختار ایده‌آل، کاتیون تانتالم به­‌عنوان دپانت مناسب فاز پروسکایت Ba(Co_0.8Fe_0.2)O_{3−δ} انتخاب شد. بررسی‌ها اثر این دپانت را در افزایش حجم عیوب با وجود بهبود ضریب انبساط حرارتی و بدون کاهش قدرت پیوند نشان می‌دهد. بر اساس نتایج، ترکیب Ba(Co_0.7Fe_0.2Ta_0.1)O_{3−δ} ترکیب مناسبی در ساخت غشاهای راکتورهای اکسیداسیون جزئی متان است.

الیاف شیشه زیست فعال بر پایه ترکیب (64 درصد مولی سیلیکا، 31 درصد مولی اکسید کلسیم و 5 درصد مولی اکسید فسفر) به‌روش سل ژل و با استفاده از فرایند الکتروریسی تهیه شدند. برای بررسی ترکیب فازی شیشه، پیوندهای موجود در ترکیب، ریخت (مورفولوژی) و سطح ویژه الیاف به‌ترتیب از تکنیک‌های پراش پرتو ایکس، طیف سنجی مادون قرمز و میکروسکوپ الکترونی روبشی استفاده شد. تصاویر به‌دست آمده از میکروسکوپ الکترونی روبشی، نانومتری بودن قطر الیاف بعداز عملیات حرارتی را تأیید کرد. آزمونهای پراش پرتو ایکس و طیف سنجی مادون قرمز به‌ترتیب غیربلورین (آمورف) بودن ساختار و حضور گروه‌های سیلانول در ترکیب شیشه را اثبات کرد. برای بررسی زیست فعالی و تخریب­پذیری، الیاف شیشه زیست فعال درون مایع شبیه‌سازی شده بدن برای دوره‌های زمانی گوناگون غوطه­ور شدند. تشکیل لایه هیدروکسی آپاتیت بر روی سطح الیاف، به کمک روش­های شناسایی مختلف تایید شد. میزان تخریب‌پذیری نیز با اندازه گیری وزن نمونه‌‌ها قبل و بعد از غوطه­وری در مایع شبیه‌سازی شده بدن صورت گرفت که نتایج آن نیز تشکیل هیدروکسی آپاتیت روی الیاف را تأیید کرد. در ادامه سلول‌های استئوبلاست استخوانی انسان از نوعMG-64  بروی سطح الیاف شیشه زیست فعال کشت داده شد. از میکروسکوپ الکترونی روبشی برای بررسی اتصال و چسبندگی سلول‌ها استفاده شد. نتایج تصاویر حاصل، اتصال و چسبندگی مناسب سلول‌ها بر روی سطح نمونه را نشان داد. نتایج آزمون‌‌های تکثیر سلولی و فعالیت آلکالین فسفاتاز حاکی از آن بود که سلول‌ها از قابلیت رشد و تکثیر مناسبی بر روی الیاف برخوردار بودند.

در این پژوهش پوشش‌های نانوبلوری آلیاژ نیکل- مولیبدن به‌روش رسوب‌دهی الکتریکی و از حمام سیترات – آمونیاکی، با اعمال چگالی جریان‌های 30، 60 و mA/cm² 100 بر روی زیر لایه فولادی ایجاد شدند. نتایج نشان داد که پوشش‌های ایجاد شده یکنواخت و فشرده هستند و افزون بر آن با افزایش چگالی جریان پوشش‌دهی، مقدار مولیبدن آلیاژ و بازده جریان کاهش پیدا می‌کنند. تحلیل پراش پرتو ایکس نشان داد که تمامی پوشش‌ها، محلول جامدی از مولیبدن در نیکل و با اندازه دانه 5- 9 نانومتر بودند. هم‌چنین صفحه بلوری (111) برای نیکل بیشترین شدت در طیف پراش پرتو ایکس را داشت. بررسی زبری پوشش‌های به‌دست آمده نشان داد که با افزایش چگالی، زبری این پوشش‌ها افزایش یافته است. بررسی رفتار خوردگی گویای کاهش چگالی جریان خوردگی زیرلایه با اعمال پوشش‌های آلیاژی نیکل- مولیبدن بود. افزون بر این با افزایش مقدار مولیبدن پوشش، چگالی جریان خوردگی کاهش یافت که کمترین مقدار مربوط به پوشش با مقدار 13 درصد اتمی مولیبدن بود.

در این پژوهش، یک مدل سه­بعدی اجزاء محدود برای نانولوله­های کربنی تک­دیواره­ آرمچیر، زیگزاگ و کایرال پیشنهاد شده است. برای ایجاد مدل اجزاء محدود، گره‏ها در محل اتم‏ها جایگزین شده، پیوندها به‌عنوان جزء تیر الاستیک سه‏بعدی مدل‌سازی شده است. با استفاده از این مدل تأثیر کایرالیتی و عیب استون- ولز بر استحکام نهایی (تنش نهایی و کرنش نهایی) نانولوله­ کربنی تک‏دیواره بررسی شده است. نتایج نشان می­دهد که این عیب استحکام نهایی نانولوله آرمچیر را به­شدت کاهش می­دهد، اما تأثیر بسیار کمی بر استحکام نهایی نانولوله زیگزاگ می‌گذارد. بر اساس نتایج، مسیر رشد ترک در نانولوله­های زیگزاگ و آرمچیر به‌ترتیب دارای زاویه 90 و 45 درجه نسبت به محور طولی نانولوله است.

در این پژوهش از فرایند جوش‌کاری قوسی تنگستن برای روکش‌کاری¹ و ترمیم سطح آلیاژ ریختگی منیزیم C91AZ استفاده شد. در ادامه برای بررسی تأثیر بهبود خواص ریزساختاری بر خواص سایشی، فرایند اصطکاکی اغتشاشی و عملیات حرارتی T6 بر ناحیه روکش‌کاری شده، اعمال شد. نتایج ریزسختی سنجی گویای افزایش میانگین سختی با فرایند روکش‌کاری و سپس افزایش سختی ناحیه روکش‌کاری شده با فرایند اصطکاکی اغتشاشی و در نهایت افزایش بیشینه میانگین سختی در ناحیه روکش‌کاری شده پس از اعمال عملیات حرارتی T6 بود. نتایج آزمون سایش نشان داد فرایند روکش‌کاری موجب بهبود خواص سایشی آلیاژ شده است. پس از اعمال فرایند اصطکاکی اغتشاشی بر ناحیه روکش‌کاری شده، بهبود بیش‌تری در مقاومت سایش ناحیه روکش‌کاری شده حاصل شد. در نهایت بهترین خواص سایشی با اعمال عملیات حرارتی به­ دست آمد.

در این پژوهش لایه­های نازک نئودمیوم آهن بور با لایه بافر و لایه محافظ تنگستن بر زیرلایه Si/SiO₂ به­روش پراکنش امواج رادیویی مگنترونی تولید شد. سیستم ایجاد شده در دماهای 450، 500، 550، 600 و 650 سانتی‌گراد در خلاء تحت عملیات بلوری شدن قرار گرفت. آنالیزفازی لایه‌ها توسط پراش پرتو ایکس بررسی شد و وجود فاز Nd₂Fe₁₄B بدون هیچ نوع فاز ثانویه دیگری تایید شد. با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی سطح مقطع پوشش و دانه­بندی لایه­ها به­طور دقیق مورد بررسی قرار گرفت. ریخت سطح لایه­ها توسط میکروسکوپ نیروی اتمی بررسی شد. خواص مغناطیسی لایه شامل نیروی پسماندزدا، مغناطش اشباع و سطح حلقه پسماند توسط مغناطومتر ارتعاشی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج به‌دست آمده نشان داد که با آنیل در دمای 400 درجه سانتی‌گراد، ساختار لایه غیربلورین است. با افزایش دمای آنیل به 550 درجه سانتی‌گراد بالاترین شدت قله به‌دست می­آید و با افزایش بیش‌تر شدت کاهش می­یابد. با افزایش دمای آنیل اندازه دانه افزایش می­یابد که بر میزان نیروی پسماندزدا موثراست. با افزایش دمای آنیل به 600 درجه سانتی‌گراد نیروی پسماندزدا عمودی افزایش می­یابد و با ازدیاد بیش‌تر دمای آنیل مقدار این متغیر به­علت افزایش بیش از حد اندازه دانه­ها کاهش می­یابد. با توجه به خواص مغناطیسی و ساختاری لایه­ها می­توان نتیجه گرفت که لایه آنیل شده در دمای 600 درجه سانتی‌گراد دارای دلخواه­ترین خواص مغناطیسی و ساختاری است.

در این پژوهش نه لایه نازک NdFeB و FeCo با ضخامت 10-50 نانومتر بر زیرلایه ₂ Si/SiOبه روش پراکنش امواج رادیویی مگنترونی تهیه شد. سیستم ایجاد شده در کوره عملیات حرارتی مادون قرمز در دمای 800 درجه‌سانتی‌گراد به مدت 5 ثانیه تحت عملیات بلوری شدن قرار گرفت. تحلیل فازی لایه­ها به‌وسیله پراش پرتو ایکس بررسی و وجود فازB₁₄Fe₂Nd و ₃₅Co₆₅Fe بدون هیچ نوع فاز ثانویه دیگری تایید شد. سطح مقطع لایه­ها به‌وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد بررسی و مطالعه قرار گرفت. مورفولوژی سطح لایه­ها توسط میکروسکوپ نیروی اتمی بررسی شد. به کمک مغناطومتر ارتعاشی با میدان مغناطیسی اعمالی kOe24 خواص مغناطیسی لایه­ها شامل نیروی پسماندزدا، مغناطش اشباع، سطح حلقه پسماند، نسبت مربعی شدن و _max(BH) مورد ارزیابی قرار گرفت. مشخص شد که تمام لایه­ها ناهمسان‌گردی مغناطیسی عمودی دارند و با افزایش ضخامت لایه FeCo، مغناطش اشباع و نیروی پسماندزدا و مغناطش پسماند افزایش می­یابد. نتایج نشان می‌دهد که با افزایش ضخامت لایه FeCo به 20 نانومتر، برهم­کنش تبادلی بین لایه­های سخت و نرم مغناطیسی افزایش می‌یابد و به همین دلیل حداکثر انرژی تولید شده توسط این ساختار ناهمگن افزایش می­یابد.

در این مقاله فرایندهای RRA، T73 و T6 با هدف ارتقای خواص مکانیکی آلیاژ آلومینیم 7075 انجام و سختی، استحکام کششی و استحکام خمشی آلیاژ مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفته است. به این منظور محلول­سازی در دمای 530 درجه سانتی­گراد به­مدت 16 ساعت انجام شد. برای عملیات T6، پس از آنیل انحلالی، پیرسازی در دمای 150 درجه سانتی‌گراد به­مدت 24 ساعت صورت گرفت. در فرایند T73 پس از آنیل انحلالی، نمونه در دو مرحله به‌ترتیب در دماهای ‌120 و 180 درجه سانتی­گراد و به­مدت 7 و 20 ساعت پیرسازی شد. عملیات RRA در سه مرحله انجام شد. مرحله اول همانند T6، مرحله دوم عملیات بازگشت در دمای 200 درجه سانتی­گراد به­مدت 20 دقیقه و در مرحله سوم مجدداً پیرسازی همانند T6 انجام شد. بررسی ریز‌ساختار و سطح شکست نمونه­ها توسط میکروسکوپ­های نوری (OM) و الکترونی روبشی (SEM) انجام شد. برای بررسی ترکیب شیمیایی رسوب­ها از طیف‌سنجی با تفکیک انرژی EDS)) استفاده شد. ارزیابی سختی، استحکام کششی و خمشی مطابق با استانداردهای ASTM E384-99 ، ASTM B557-06 و DIN 50121 انجام گرفت. عملیات RRA باعث افزایش استحکام کششی از 466 به 485 مگاپاسکال و سختی از 110 به 165 ویکرز شد. پس از عملیات T6 استحکام کششی از 466 به 505 مگاپاسکال و سختی از 110 به 160 ویکرز افزایش یافت. در فرایند T73 تغییری در استحکام کششی (465 مگاپاسکال) حاصل نشد ولی استحکام تسلیم از 394 به 410 افزایش و سختی از 110 به 84 ویکرز کاهش یافت. استحکام خمشی در فرایندهای T73، RRA و T6 به‏ترتیب از 797 به 844، 920 و 1030 مگاپاسکال افزایش یافت. با انجام فرایند RRA در دما و زمان بهینه سختی، استحکام کششی و استحکام خمشی فرایندهای T6 و T73 بهبود پیدا کرد.

در این مقاله نتایج اولیه پژوهشی در مورد تأثیر نوع ریزساختار و زبری سطح بر زاویه ترشوندگی یک چدن هیپویوتکتیک با آب ارائه می­شود. به این منظور ابتدا چدن مذاب با سرعت­های متفاوت سرد شد و یک نمونه چدن خاکستری با توزیع گرافیت A و یک نمونه چدن سفید با ترکیب مشابه به‌دست ­آمد. سپس دو نمونه چدن در حالت­های پولیش شده، چهار مرحله الکترواچ شده و چهار مرحله سنباده زده شده، تهیه و پس از اندازه­گیری پروفیل زبری، زاویه ترشوندگی آن‌ها اندازه­گیری شد. بیشترین و کمترین مقادیر زاویه ترشوندگی به‌دست آمده، بر روی سطح نمونه چدن سفید که در مراحل سنباده­زنی با سنباده 80 و 800 مشاهده شد به‌ترتیب برابر با 42 و 13 درجه بود. در مورد سطوح الکترواچ شده، برای نمونه چدن سفید زاویه ترشوندگی با تغییر زبری سطح بین 25 تا 31 درجه تغییر کرد و بیشترین و کمترین مقدار زاویه ترشوندگی سطوح نمونه چدن خاکستری به‌ترتیب در مرحله اول (40 درجه) و مرحله سوم (25 درجه) الکترواچ به‌دست آمد. زوایای ترشوندگی سطوح سنباده­زده شده این نمونه بین 27 تا 31 درجه متغیر بود. در ادامه فاکتور زبری سطوح با استفاده از رابطه ونزل و فاکتور کسر جامد در تماس با آب با استفاده از رابطه کسی-بکستر محاسبه و زوایای ترشوندگی ونزل و کسی-بکستر مربوط به این سطوح تعیین و با زوایای ترشوندگی که به‌وسیله آزمون ترشوندگی به‌دست آمده بود، مقایسه شد. نتایج نشان داد که ریزساختار و نوع فازهای سطحی، روش زبر کردن سطح و میزان زبری بر ترشوندگی سطوح چدن­ها تأثیرگذار است و امکان تغییر زاویه ترشوندگی فلزات با اصلاح ساختار فازی، روش زبر کردن و میزان زبری سطح آن‌ها وجود دارد. هم‌چنین نشان داده شد که در نمونه چدن خاکستری، سطح نمونه پس از مراحل اول و دوم الکترواچ از رابطه
کسی-بکستر و با افزایش زبری سطح پس از مراحل سوم و چهارم الکترواچ از رابطه ونزل پیروی می­کند. سطح این نمونه در همه مراحل زبر شدن با سنباده از رابطه ونزل تبعیت نمود. نتایج نشان‌دهنده پیروی سطح نمونه چدن سفید از رابطه ونزل در همه مراحل الکترواچ بود. در حالت سنباده زده شده ، رفتار ترشوندگی سطح چدن سفید بسته به زبری سطح متغیر بوده، روند ثابتی نشان نداد.

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 4 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 2:1 و 3:1 در زمان­های 1، 2 و 5 ساعت مورد مطالعه قرار گرفت. در نمونه­های Mn:Ga با توجه به نتایج حاصل شده، ترکیب­ Mn_1.86Ga با ساختار تتراگونال و گروه فضایی I4/mmm فاز پایدار بود و هم‌چنین مقادیری از ترکیب Mn₃Ga 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
5_/0: 5_/0: 3 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 Mn₃Ga شد و در مقابل دو ساختار جدید Mn₁₁Ge₈ 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 Mn₃Ga 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_55-xCr₁₈Mo₇B₁₆C₄Nb_x (X=0, 3, 4, 5) است. شمش‌های اولیه در کوره ذوب القایی تحت خلأ و نوارهای مورد نیاز برای بررسی‌های سینتیکی و ساختاری با استفاده از فرایند ذوب­ریسی¹ تهیه شدند. بررسی‌های سینتیکی به­کمک داده‌های حاصله از آزمون‌های اسکن گرمایی افتراقی² (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 700 درجه سانتی­گراد با نسبت­های حجمی مذاب-جامد 5/1 و 3 درون جامد آلومینیمی پیش­گرم شده تا دمای 450 درجه سانتی­گراد و در حال دوران در سرعت­های 800، 1200، 1600 و 2000 دور بر دقیقه ریخته­گری شد. نمونه­ها درون دستگاه ریخته­گری گریز از مرکز تا رسیدن به دمای 150 درجه­ی سانتی­گراد به آرامی سرد شدند. بررسی­های تاثیر نسبت حجمی مذاب-جامد نشان داد که افزایش نسبت حجمی از 5/1 به 3، 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 Al₃Mg₂ و Al₁₂Mg₁₇ و ساختار یوتکتیک δ+Al₁₂Mg₁₇ (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 40 ساعت تولید شد. برای ایجاد نمونه‌ای با چگالی بالا از روش سینتر کردن جرقه-پلاسما در دمای 1100 درجه‌سانتی‌گراد و با اعمال تنش 50 مگاپاسکال در مدت 10 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 150 میلی‌آمپر بر سانتی‌متر‌مربع در مدت 40 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 100 ساعت در هوا در دمای 800 درجه‌سانتی‌گراداز هیچ قانونی پیروی نکرد و نمودار آن به صورت سینوسی بود. مقاومت الکتریکی نمونه ­های بدون پوشش در محدوده‌ی 1/0-2/0 میلی‌اهم‌ سانتی‌متر مربع بود، لیکن مقاومت الکتریکی نمونه‌های پوشش‌دار بعد از 100 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 100 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/Al₂Cu ، لایه II ترکیب بین‌فلزی Al₂Cu(θ) و لایه III شامل چندین ترکیب بین‌فلزی مانند AlCu، Al₃Cu₄، Al₂Cu₃ و Al₄Cu₉ 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 (CaMgSi₂O₆)، 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 (SO₃H) بر روی سطح این نانوذرات استفاده شد. در ادامه، با افزودن نانوذرات دیوپسید و سیلیکا سولفوریک اسید در مقادیر 1/0، 3 و 5 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 (SO₃H) را در سطح نانوذرات سیلیس نشان داد. مقادیر استحکام فشاری، استحکام خمشی و استحکام کششی قطری سیمان گلاس آینومر بدون افزودنی به‌ترتیب 5_/42 ، 4_/15 و6 مگاپاسکال بود. اگرچه افزودن یک درصد سیلیکا سولفوریک اسید در حدود 122 درصد این خواص را بهبود داد اما بیشترین میزان افزایش در خواص مکانیکی نانوکامپوزیت­ های حاوی 3 درصد دیوپسید بود که رشد
160 درصدی را نشان داد.

در این پژوهش پوشش‌های هیبریدی آلی- غیر آلی به روش سل- ژل تهیه و بر آلیاژ آلومینیوم 6061 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 10³ تا 10⁷ برابر نسبت به آلیاژ آلومینیوم 6061 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 6061 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 سلولMG63 (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 100 تا 600 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 Si₃N₄-SiO₂ با نسبت مولی 1:1 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 8 درصد افزایش و اختلاف دمای مرکز نمونه و سطح قالب در حدود 18 درصد کاهش یافت. این موضوع موجب یکنواختی بهتر در توزیع تخلخل نمونه نهایی گردید.