نشریه علمی پژوهشی مواد پیشرفته در مهندسی

خواص مکانیکی آلیاژهای آلومینیوم- سیلیسیم هیپویوتکتیک به‌­شدت تابع ابعاد تیغه‌­های سیلیسیم یوتکتیکی و فاصله بین بازوهای ثانویه دندریتی است. رابطه هال- پچ اصلاح شده اثر این دو متغیر ریزساختاری بر استحکام تسلیم و استحکام کششی آلیاژهای پایه آلومینیوم- سیلیسیم را نشان می­دهد. این دو متغیر ریزساختاری به متغیرهایی همچون ترکیب شیمیایی، سرعت سرد شدن و عملیات کیفی مذاب بستگی دارند. در این پژوهش اثر سرعت­ سرد شدن بر مشخصات ریزساختاری و خواص مکانیکی آلیاژ AS7U3G بررسی شده، ثوابت رابطه هال- پچ اصلاح شده برای این آلیاژ به‌­دست آمد. به این منظور آلیاژ از دمای 750 درجه سانتی­گراد در قالب­‌های ماسه‌ای، فلزی پیش­گرم شده و فلزی آبگرد ریخته شد. بررسی­‌های آنالیز حرارتی و متالوگرافی نشان داد که سرعت سرد شدن در قالب فلزی آبگرد 7/15 برابر بیشتر از قالب ماسه‌­ای بوده که درنتیجه باعث کاهش فاصله میانگین بازوهای ثانویه دندریتی از 54 میکرومتر به 17 میکرومتر شد. همچنین مشخص شد که با کاهش فاصله بازوهای ثانویه دندریتی از 45 میکرومتر به 17 میکرومتر استحکام تسلیم و استحکام کششی به‌­ترتیب 5/16 و 5/6 درصد افزایش می­یابد. در ادامه با بررسی­‌های متالوگرافی و انجام آزمون‌­های کشش، ثابت‌های رابطه هال- پچ اصلاح شده و ارتباط خواص کششی با ریزساختار آلیاژ به‌­دست آمد.

در این پژوهش، اثر بور و زیرکونیوم بر ریزساختار و خواص مکانیکی آلیاژهای بر پایه  Fe₃Alمورد مطالعه قرار گرفته است. به‌منظورآلیاژسازی از کوره القایی تحت خلأ استفاده شد و ریخته‌گری در قالب فلزی صورت گرفت. بررسی‌های ریزساختاری، فازشناسی، خواص مکانیکی فشاری، کششی و همچنین شکست‌نگاری روی نمونه‌ها انجام گرفت. بر اساس مشاهدات ریزساختاری، ریزساختار آلیاژها به‌صورت دندریتی است و فازهای رسوبی به‌طور عمومی در مناطق بین دندریتی حضور دارند. افزودن بور و زیرکونیوم موجب تشکیل فازهای رسوبی بورایدی ولاوه در آلیاژ می‌شود. بررسی تأثیر عناصرآلیاژی افزوده شده به آلیاژ نشان می‌دهد، زیرکونیوم به‌علت تشکیل فازهای لاوه بیشترین تأثیر را بر بهبود خواص مکانیکی آلیاژها دارد. بررسی مکانیزم شکست در بین آلیاژها، حاکی از شکست ترد در آنها است..

فرایند شکل­‌دهی خزشی از جمله فرایند­های نوینی است که به‌دلیل بهبود خواص مکانیکی و کاهش هزینه­ های تولید در صنایع هوایی توسعه یافته ­است. شکل­‌دهی خزشی بر اساس پدیده­ خزش و آزادسازی تنش در حین عملیات پیرسازی آلیاژهای عملیات حرارتی‌پذیر آلومینیوم رخ می­دهد. در این پژوهش، شکل­دهی خزشی آلیاژ آلومینیوم 7075 در دماهای 120، 150 و 180 درجه سانتی­گراد و زمان‌های 6، 24 و 48 ساعت انجام­ شد و از آزمون ­های کشش و سختی برای مشخصه ­یابی نمونه­ ها استفاده شد. با اندازه­‌گیری میزان برگشت‌­فنری مشخص شد که این پاسخ تابع دما و زمان بوده و با افزایش دما و زمان شکل­دهی خزشی، از 1/54 درصد به 51/39 درصد کاهش می­یابد. خواص مکانیکی نمونه ­ها نشان داد که با افزایش زمان شکل­دهی، استحکام و سختی افزایش می­یابد که دلیل آن، می ­تواند تحولات ریزساختاری ناشی از فرایند رسوب­گذاری در حین شکل‌­دهی خزشی باشد. با توجه به نتایج، دو نمونه به‌عنوان نمونه­ های بهینه از نظر برگشت ­فنری و خواص مکانیکی انتخاب شدند و رفتار کارسختی و مورفولوژی سطح شکست آنها بررسی شد.

دگزامتازون به‌عنوان داروی ضدالتهاب سال‌هاست به شکل‌های مختلف مصرف می‌شود و هنوز یکی از امن‌ترین داروهای گلوکوکورتیکوئیدی برای درمان بیماری‌های مختلف است. به‌سبب وجود طیف گسترده از اثرات جانبی، پیدا کردن یک سامانه رهایشی مناسب برای افزایش اثربخشی و کاهش میزان دوز مصرفی این دارو ضروری است. الکتروریسی یکی از روش‌های ساخت الیاف پلیمری است که به‌دلیل توانایی بارگیری داروها و مواد بیولوژیکی مختلف و کنترل رهایش آنها به‌طور گسترده برای ساخت حامل‌های دارویی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این پژوهش الیاف الکتروریسی شده پلی‌لاکتیک ‌اسید فاقد و حاوی دگزامتازون تهیه شد. برای بررسی تأثیر غلظت پلیمر بر مورفولوژی، خواص مکانیکی الیاف و نمودار رهایش دارو، سه غلظت 10، 14 و 18 درصد وزنی/حجمی پلیمر تهیه شد. به نمونه‌ها پنج درصد وزنی/حجمی دگزامتازون اضافه شد. تصاویر میکروسکوپی الکترونی روبشی برای به‌دست آوردن میانگین قطر الیاف و میانگین مساحت حفره‌ها در هر نمونه بررسی شد. در نمونه‌های فاقد دارو میانگین قطر الیاف حاوی 10 تا 18 درصد وزنی، 63/21 درصد افزایش یافت. در نمونه‌های حاوی دارو میانگین قطر الیاف از نمونه 10 تا 18 درصد، 51/19 درصد افزایش یافت. خواص مکانیکی پلیمر مورد بررسی قرار گرفت. مدول الاستیک از نمونه 10 درصد تا نمونه 18 درصد، 81/34 درصد افزایش یافت. افزایش 68/021 درصد استحکام نهایی از نمونه 18 درصد نسبت به نمونه 10 درصد دیده شد. رهایش دارو برای نمونه‌های الکتروریسی تا هفت روز انجام شد. در نمونه‌های 10 و 14 درصد رهایش خطی مشاهده شد. مدل رهایش دارو از نمونه‌ها درجه صفر بود که با توجه به اینکه این مدل رهایش دارو در کاربردهای مختلف دگزامتازون حائز اهمیت است، سامانه‌های طراحی شده می‌توانند برای کاربردهای مختلف دگزامتازون مفید باشند. بیشترین سرعت رهایش دارو مربوط به نمونه 14 درصد بود (0/044 بر ساعت).

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.