نشریه علمی پژوهشی مواد پیشرفته در مهندسی

---

برای آشنایی با نحوۀ پخش گازهای سمی در اتمسفر یک برنامۀ جامع کامپیوتری تهیه شده است. مبنای این برنامه بر مدل توده استوار است که از مدلهای تحلیلی پخش گوسی مشتق شده است. این برنامه در برابر شرایط لحظه ای و نادائم اتمسفر کاملاً انعطاف پذیر بوده و قادر است کلیۀ پارامترهای دینامیکی و نایکنواخت اتمسفر را مدل کند. لذا در این برنامه آثار ناشی از تنش برشی باد، افزایش ارتفاع گازهای گرم در اثر نیروی شناوری، تأثیر حالتهای مختلف پایداری اتمسفر، آثار زبری، تغییر ناگهانی زبری و وجود موانعی مانند ساختمان و تپه روی پدیدۀ پخش در نظر گرفته شده است. این برنامه می تواند انتشار گازهای سبکتر و سنگینتر از هوا را مدل کرده و به صورت زمانی حقیقی نیز کار کند. در اینجا اثر کلیۀ عوامل ذکر شده در انتشار گازهای سبک مورد بررسی قرار گرفته و نتایج حاصل از آن در هر حالت، شامل نمودار و تفسیر فیزیکی نتایج، ارائه شده است.

---

بررسی و مطالعه سرامیکهای بر پایه سیلیسیم در راستای فهم رفتار ترمو مکانیکی آنها و نقش ریزساختار (اندازه و مرفولوژی دانه‌ها) و محتوی فازی به خصوص فاز بین دانه‌ای برروی این رفتار از اهداف اصلی این مطالعه است. بر این اساس نمونه‌هایی از نیترو سیلیسیم با ریز ساختار و یا محتوی فاز شیشه متفاوت تهیه و آزمایشات مکانیکی گرم و سرد بر روی آنها اعمال شد. برای مطالعه رفتار گسترش ترک نیترو سیلیسیم تحت تنشهای گرمایی، نمونه‌هایی ( با همان نوع ریز ساختارهای مورد استفاده در آزمایشات مکانیکی گرم) تحت سیکلهای شوک و خستگی گرمایی قرار گرفتند. برای توسعه و ایجاد انواع ریز ساختار از انواع پودر با کیفیت متفاوت، انواع مواد کمک زینتر، انواع فرایندهای شکل دهی و شرایط مختلف زینترینگ توسل جستیم. تحلیل نتایج نشان می‌دهد که ماکزیمم مقاومت در برابر رشد ترک در آزمایشات ترمومکانیکی و شوک گرمایی برای نمونه‌هایی حاصل می‌شود که در آن اولا تبدیل فازی پایان یافته باشد ثانیا ریز ساختار خود استحکام یافته1 از نظر مرفولوژی و اندازه دانه متبلور شده باشد( دانه‌های سوزنی کشیده که به طور یکنواخت در زمینه‌ای از دانه‌های ریز پراکنده شده باشد) ثالثا کریستالیزاسیون نسبی از فاز مرز دانه انجام گرفته باشد. این شرایط به طور نسبی در نمونه‌هایی حاصل می‌شود که از پودر غنی از فاز -Si3N4 با درصد بالایی از ماده افزودنی اکسید ایتریم (Y2O3) به عنوان کمک زینتر استفاده شده و در شرایط دمایی °C2000 به مدت یک ساعت مورد زینترینگ تحت بار (Mpa 45) قرار گرفته باشد. واژگان کلیدی : نیترورسیلیسیم، خواص تر مو مکانیکی، مقاومت به شوک گرمایی ، مقاومت به گسترش ترک

---

در این مقاله با هدف براورد علمی هزینه سرمایه گذاری لازم برای تجهیزات سوییچ در شبکه تلفنی ثابت کشور در بازه زمانی برنامه چهارم توسعه، مدل کاب- داگلاس به عنوان یکی از روشهای موفق تخمین تقاضا به‌کار گرفته شده و تعداد متقاضیان سرویس تلفنی ثابت در سالهای آتی براورد و به دنبال آن با طرح شبکه سوییچینگ تلفنی ثابت، تخمینی از حجم تجهیزات سوییچ و میزان سرمایه گذاری لازم مربوط ارائه شده است. بدین‌منظور ضمن ارائه الگوی تأسیس و توسعه مراکز، تعداد پورت-های مورد نیاز مراکز محلی و نیز ترافیک بین شهری (با درنظر گرفتن تأثیر مشترکین تلفن همراه) تخمین و به دنبال آن تعداد ترانک های مورد نیاز در مراکز بین شهری براورد شده است. در این راستا، دو سناریو برای توسعه شبکه در برنامه مذکور درنظرگرفته شده است، که یکی از آنها با فرض" به‌کارگیری فناوری مداری- صرف" و دیگری با فرض "تلفیق فناوری مداری و بسته‌ای در قالب NGN" ارائه و طرح شبکه با پیشنهاد محل استقرار TGWها و تجهیزات مورد نیاز مربوط مشخص شده است. در نهایت نیز با توجه به میانگین قیمت ارائه‌شده توسط سازندگان داخلی و خارجی، میزان سرمایه گذاری برای تجهیزات سوییچ شبکه مذکور در دو سناریو به-ترتیب بالغ بر 6013 میلیارد ریال و 6330 میلیارد ریال براورد شده است.

---

مواد بر پایه فریت نیکل به دلیل مقاومت شیمیایی (عدم انحلال در الکترولیت و مقاومت به اکسیداسیون), پایداری گرمایی، مقاومت مکانیکی، رسانایی لازم و مقاومت به شوک گرمایی به خصوص از نوع سرمت به عنوان آند خنثی در سیستم الکترولیز آلومینیوم مطرح و مورد توجه قرار گرفته‌اند. در این پژوهش نمونه‌های کامپوزیتی NiO/NiFe2O4 با مقادیر 50، 10 و 15 درصد NiO و نمونه‌های سرمت Cu/NiFe2O4 با مقادیر 5, 10 و 15 درصد مس به روش متالورژی پودر تهیه شد و توسط تحلیل پراش اشعه ایکس1 (XRD)، بررسی‌های میکروسکوپ الکترونی روبشی2 (SEM)، اندازه گیری چگالی و خواص مکانیکی مانند استحکام3 و چقرمگی4 (آزمایش خمش سه نقطه ای5), آزمایش رسانایی6 و مقاومت به خوردگی7 مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج نشان می‌دهد که برای کامپوزیت NiO/NiFe2O4میزان چگالی نسبی کامپوزیت با افزایش درصد نیکل تا 5% افزایش و در بالاتر از آن کاهش می‌یابد در حالی‌که استحکام همواره کم می‌شود. اما از آنجایی کهNiO چقرمگی و مقاومت خوردگی کامپوزیت را افزایش می‌دهد، کامپوزیت NiO/NiFe2O4 10% می‌تواند شرایط بهینه را به عنوان یک آند خنثی ایجاد نماید. برای سرمت بر پایه فریت نیکل میزان جگالی نسبی تا ده درصد مس افزایش و در مقادیر بالاتر کاهش می‌یابد در حالی‌که با افزایش مس تا پانزده درصد همواره استحکام افزایش می‌یابد. لازم به ذکر است که تا پنج درصد مس نرخ افزایش استحکام چشم‌گیرتر است. رسانایی نمونه‌های سرمت با افزایش درصد مس به طور چشم‌گیری افزایش می‌یابد و تنها نقطه ضعف سرمت در مقایسه با کامپوزیت کاهش مقاومت به خوردگی با حضور فاز فلزی است.

---

مولایت و آلومینا با ضریب انبساط گرمایی کم و مقاومت به شوک گرمایی خوب جزء سرامیک‌های دمابالا هستند. با وارد نمودن فاز تقویت کننده می‌توان از مزایای فاز سرامیکی چون استحکام گرم استفاده نمود. وجود کاربیدسیلیسیم در زمینه، خواص ترمومکانیکی را بهبود می‌بخشد. در فرایندهایی که به‌طور درجا فازهای موردنظر تشکیل می‌شود، هزینه‌ها کاهش می‌یابد. در این پژوهش از احیای کربوترمیک کائولینیت و آندالوزیت برای تشکیل کاربیدسیلیسیم به‌شکل درجا در زمینه آلومینا + مولایت استفاده شد. با توجه به نسبت (C/SiO₂) و شرایط ساخت، ویژگی‌های کامپوزیت از نظر ترکیب فازی، ریزساختار و خواص فیزیکی و مکانیکی بررسی شد. نتایج نشان می‌دهد زمانی‌که نسبت C/SiO₂ و دمای پخت در آندالوزیت 5/3 و 1600 درجه سانتی‌گراد و درکائولینیت 5/5 و 1550 درجه سانتی‌گراد باشد، شرایط بهینه‌ای از تراکم‌پذیری و تبلور فاز کاربیدسیلیسیم به­دست می­آید.

---

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.

---

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.
 

---