مهندسی متالورژی و مواد
سال:1404 | دوره:36 | شماره:2 |تعداد مقالات:7

در این تحقیق تاثیر ترکیب مواد اولیه و فرایند خردایش در مجتمع گل گهر روی خواص گندله نهایی بررسی شده است. آنالیز ترکیب مواد اولیه، دانه بندی، میزان رطوبت و اندازه گیری سطح ویژه به دو روش بلین و BET انجام شد. همچنین اندازه گیری استحکام و آنالیز های ریزساختاری به کمک SEM از گندله های خام و پخته شده انجام شد و مقاومت سایشی و میزان کرویت گندله ها بررسی گردید. نتایج آزمایشات نشان داد که دانه بندی ذرات تولید شده توسط آسیای گلوله ای ریزتر بوده و سطح ویژه بلین بالاتر (cm2/g 1988) دارند، اما بر اساس آزمون BET سطح ویژه ذرات تولید شده با هر دو روش خردایش به هم نزدیک است. مورفولوژی ذرات تولید شده توسط دو روش آسیاکاری به شکل نامنظم و غیر کروی بوده است. خوراک ورودی کارخانه گندله سازی شماره یک، دارای درصد بالاتری از FeO، گوگرد و اکسید منیزیم است. همچنین بررسی های ریزساختاری گندله نشان از توزیع بهتری از ذرات ریزدانه و فازهای غیر مگنتیتی در گندله های تولید شده در کارخانه شماره یک دارد. گندله تولید شده در کارخانه شماره 1 استحکام بالاتر در حالت گندله مرطوب (WCS) دارد، در حالی که استحکام خشک (DCS) و استحکام پخت (CCS) گندله در کارخانه شماره 2 بالاتر است. علاوه براین 3/96 درصد گندله های کارخانه شماره یک تست سایش دامپلر را بدون خرد شدن گذرانده اند و میزان کرویت آنها 824/0 بوده که نسبت به گندله های تولید شده به روش سایش HPGR بالاتر است.

در مقاله حاضر اسپینل MgFe2O4 سنتز شده به روش احتراقی با سوخت گلایسین و گل قرمز گرفته شده از کارخانه آلومینای جاجرم به عنوان دو کاتالیست بر مبنای Fe، در فرایند استریفیکاسیون جهت تولید بیودیزل مورد ارزیابی قرار گرفتند. جهت بررسی مشخصات فیزیکی، شیمیایی و ساختاری، برای هر دو نمونه از آنالیزهای XRD، FTIR، BET و FESEM استفاده شد و سپس هر دو نمونه بعنوان کاتالیست در واکنش استریفیکاسیون مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج حاصل از آنالیز های انجام گرفته و همچنین تست راکتوری نشان داد که نانو کاتالیست سنتز شده به روش احتراقی با سوخت گلایسین، به لحاظ مشخصات فیزیکی-شیمیایی-ساختاری و هم چنین عملکرد کاتالیستی در واکنش تولید بیودیزل بسیار مطلوب می باشد به طوری که در شرایط یکسان واکنش، مقدار تبدیل کاتالیست اسپینلی برابر 6/84 درصد است، در حالی که در همین شرایط مقدار تبدیل برای گل قرمز 7/62% می باشد. به این ترتیب کاتالیست های گل قرمز و اسپینل منیزیم فریت سنتز شده به روش احتراقی با سوخت گلایسین، با یکدیگر در دایره رقابت قرار گرفتند که در این بررسی کاتالیست اسپینلی Mg-Fe بسیار موثرتر عمل کرد و نتایج بهتری نسبت به کاتالیست گل قرمز برای واکنش استریفیکاسیون اسیداولئیک ارائه نمود. نتایج حاصل نشان داد که با وجود ارزان تر بودن کاتالیست گل قرمز (ضایعات فرایند تولید آلومینیوم)، درصد تبدیل اسپینل MgFe2O4 برای واکنش تولید سوخت ارزشمند بیودیزل بالاتر می باشد ولی به نظر میرسد برای مقایسه اقتصادی این دو کاتالیست نیاز به پژوهش های بیشتری باشد.

هدف از این تحقیق بررسی ریزساختار و رفتار سایشی نانوکامپوزیت آلیاژ آلومینیوم AlA380 تقویت شده با نانوصفحات گرافن (GNPs) و نانوذرات SiC تولید شده به روش آسیاب گلوله ای و کوره تف جوشی پلاسمای جرقه ای (SPS) است. درصد نانوذرات SiC ثابت و درصد نانوصفحات گرافن متغییر در نظر گرفته شد. نانوصفحات گرافن با درصدهای 0.25، 0.5، 0.75 و 1 درصد وزنی و نانوذرات SiC در 0.5 درصد وزنی به نانوکامپوزیت اضافه شدند. وجود GNP های پراکنده با سطح ویژه بالا به طور قابل توجهی استحکام و سختی کامپوزیت ها را افزایش می دهد. مطالعات ریزساختاری آلیاژ نشان داد که افزودن GNPs تا 0.5 درصد وزنی اندازه دانه را کاهش می دهد، اما افزودن مقدار GNP بیشتر (1 درصد وزنی GNPs) اندازه دانه را به طور قابل توجهی تغییر نمی دهد. در مقادیر بالاتر GNP، وجود آگلومره گرافن در مرزهای دانه ها مسیر مطلوبی برای رشد ترک است. مقدار بهینه نانوصفحات 0.5 درصد وزنی بدست آمد. مقاومت در برابر سایش نانوکامپوزیت های تولید شده نسبت به نمونه پایه بیشتر بوده و کاهش وزن نمونه پایه نسبت به نمونه بهینه 3 برابر می باشد. ضریب اصطکاک به دلیل ماهیت خود روان کننده گرافن برای نمونه پایه و نانوکامپوزیت حاوی 0.5 درصد وزنی گرافن به ترتیب برابر است با 0.689 و 0.455 که نشان دهنده کاهش ضریب اصطکاک می باشد. همچنین سختی نمونه ها از 105 ویکرز برای نمونه پایه به 175 ویکرز برای نموه حاوی 0.5 درصد وزنی گرافن افزایش می یابد.

در پژوهش حاضر، تاثیر افزودن نانوذرات دی بوراید زیرکونیم (ZrB2) بر ریزساختار و خواص کششی کامپوزیت زمینه آلومینیوم 5083 مطالعه و بررسی شد. نانوکامپوزیت های Al5083-5wt% ZrB2 و Al5083-10wt% ZrB2 به روش ریخته گری گردابی در دمای 1000 درجه سلسیوس با فرایند سنتزدرجا تولید شدند. سپس نمونه ها به منظور توزیع یکنواخت تقویت کننده ها در زمینه تحت عملیات تکمیلی اکستروژن گرم قرار گرفتند. نانوذرات ZrB2 مورد استفاده در این پژوهش با روش درجا به وسیله کریولیت (Na3AlF6)، اکسید زیرکونیم (ZrO2) و پتاسیم تترافوروبوراید (KBF4) در مذاب آلومینیوم فراوری شد. به منظور بررسی ریزساختار، سطوح و سازکار شکست نمونه ها از آنالیز پراش اشعه ایکش(XRD)، میکروسکوپ نوری(OM) و میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی(FE-SEM) و برای ارزیابی خواص مکانیکی از آزمون کشش استفاده شد. نتایج آزمون کشش نشان داد که افزودن 10 درصد وزنی ذرات ZrB2، در مقایسه با نمونه بدون تقویت کننده، باعث افزایش 18. 2 درصدی استحکام کششی نهایی و کاهش 19. 5 درصدی کرنش می شود. همچنین عملیات تکمیلی اکستروژن سبب کاهش تخلخل شده در نتیجه چگالی افزایش یافته است.

در صنعت، پلیمرها به عنوان بازدارنده های خوردگی کارآمد شناخته می شوند. در این میان، پلیمرهای طبیعی با دسترسی آسان و قیمت اندک مورد توجه هستند. در کار حاضر،کارایی بازدارندگی خوردگی توسط آگارز به دلیل داشتن اتم های اکسیژن متعدد در ساختار، که قابلیت پروتونه شدن در اسید را دارند، بررسی شد. با افزودن یدید به ساختار آگارز، میزان قطبش پذیری و چگالی الکترونی آن تقویت گردید. از این رو، میزان خوردگی نمونه های آهن در سولفوریک اسید و مخلوط آگارز - یدید پتاسیم با نسبت جرمی مختلف (AG، AG:I، AG:2I و AG:3I) به عنوان بازدارنده بررسی شد. کارایی چهار بازدارنده معرفی شده، با تکنیک های مختلفی از جمله: پلاریزاسیون تافل، گراویمتری، طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی، میکروسکوپی نیروی اتمی و میکروسکوپی الکترونی روبشی مقایسه گردید. بر اساس نتایج گراویمتری در حضور g/l 5/0 بازدارنده، درصد بازدارندگی خوردگی از 14/44% برای AG به 68/88% برای AG:3I رسید. پلیمر یددار با بهبود پوشانندگی سطح، نقش یک بازدارنده مختلط را با جذب فیزیکی روی سطح و تأثیر بر نیم واکنش های آندی و کاتدی خوردگی ایفا کرد. وجود یدید در ساختار آگارز چگالی الکترونی پلیمر بازدارنده را افزایش داده و عملکرد بازدارندگی آن را تقویت می کند.

پژوهش حاضر تأثیر پارامترهای فرآیند جوشکاری مقاومتی سربه سر (RUBW)1 بر اتصال میلگردهای فولادی با قطرهای مختلف را بررسی می کند. ارزیابی های انجام شده شامل ریزساختار، استحکام کششی نهایی، درصد ازدیاد طول نسبی، و سختی موضعی نمونه های جوش داده شده است. بهینه سازی پارامترها با استفاده از روش طراحی مرکب مرکزی (CCD)2 و الگوریتم جمعیت ذرات (PSO)3 انجام شد. حداکثر استحکام کششی نهایی 628 مگاپاسکال و ازدیاد طول 25 درصد در شرایط بهینه برای قطر میلگرد 18 میلی متر، شدت جریان 8460 آمپر، و فشار جوش 64/1 مگاپاسکال به دست آمد. تحلیل واریانس نشان داد که مدل درجه دوم برای استحکام کششی نهایی و مدل خطی برای ازدیاد طول نسبی، پیش بینی های دقیقی ارائه می دهند. الگوریتم PSO برای تعیین پارامترهای ورودی بهینه استفاده و نتایج آن با روش CCD مقایسه شد. نرم افزار JMatPro برای بررسی نوع فازها و مقایسه با مشاهدات تجربی به کار رفت. نتایج نشان داد که فصل مشترک دارای دانه های فریت سوزنی و ناحیه متأثر از حرارت دارای ریزساختار دانه درشت فریت-پرلیت است.

در پژوهش حاضر یک ربات نرم کامپوزیتی با استفاده از سیلیکون به عنوان زمینه و اتانول به عنوان ماده تغییرفازدهنده ساخته شد. هدف از ساخت این ربات نرم، ایجاد عملکرد کرنشی در ربات است. با توجه به این که مکانیزم فعال سازی ربات سیلیکون-اتانول، جذب حرارت توسط اتانول و ایجاد فشار بخار در زمینه سیلیکون و درنتیجه ی آن، کرنش است؛ بنابراین تاثیر یکنواختی توزیع حرارت در کامپوزیت بر سرعت پاسخدهی آن مورد بررسی قرار گرفت. نتایج این پژوهش با استفاده از تست تحریک الکتریکی، وزن سنجی با ترازو، تصویربرداری از ریزساختار توسط میکروسکوپ الکترونی(FESEM) و پردازش تصاویر مربوط به جابه جایی نمونه ها توسط نرم افزار متلب، نشان داد شرایط توزیع حرارت در کامپوزیت سیلیکون-اتانول در سرعت عملکرد و طول عمر کامپوزیت بسیار با اهمیت است. نمونه با قطر سیم پیچ 1 سانتی متر (برابر با 34درصد حجمی از نمونه که داخل سیم پیچ قرار گرفته به حجم کل نمونه) دارای ثبات عملکردی در طی سیکل های مختلف در زمان عملکرد بود. اختلاف دماهای مرکز و سطح نمونه برابر حدود ℃21 بود و میانگین زمان پاسخدهی طی سه روز کاری برابر با 161 ثانیه به دست آمد. برای نمونه با قطر سیم پیچ 8/0 سانتی متر میزان اختلاف دمای سطح و مرکز 25℃ و میانگین زمان پاسخدهی طی سه روز کاری 165 ثانیه بود. در نمونه با قطر سیم پیچ 5/0 سانتی متر میزان اختلاف دمای سطح و مرکز 95℃و میانگین زمان پاسخدهی طی سه روز کاری، 143 ثانیه اندازه گیری شد.