ORIGINAL_ARTICLE
ارزیابی ساختار و خواص مکانیکی نانوکامپوزیتهای تیتانیوم آلومینا تهیه شده توسط روش همزن اصطکاکی
در تحقیق حاضر با بکارگیری فرآیند همزن اصطکاکی بر زیر لایه تیتانیوم خالص تجاری، نانوکامپوزیت های تیتانیوم-آلومینا ایجاد گردید. به این منظور پودرهای آلومینا با اندازه های و 20 80 نانومتر به صورت مجزا در داخل شکاف تعبیه شده بر سطح ورقهای زیرلایه قرار گرفت و ابزار چرخان از میان آنها عبور داده شد. با تغییر ابعاد شکاف، کامپوزیتی با مقادیر مختلف کسر حجمی نانوذرات آلومینا در محدوده 5/7تا 1/8 درصد تشکیل گردید. بررسی های ریزساختاری به کمک میکروسکوپ های نوری و الکترونی عبوری مشخص کرد که مهمترین عامل تعیین کننده اندازه دانه های زمینه، فاصله نانوذرات تقویت کننده از یکدیگر و یا به عبارتی اندازه، کسر حجمی و نحوه توزیع آنها است. همچنین نتایج حاصل از آزمونهای کشش و سختی سنجی به همراه بررسی مشخصه های ریزساختاری مشخص نمود که علاوه بر حضور ذرات سخت در زمینه، کاهش اندازه دانه زمینه و برهمکنش ذرات با ناپیوستگیهای میکروسکوپی و ذاتی ریزساختار ا ز قبیل مرز دانه ها و نابجایی ها موجب بهبود چشمگیر خواص مکانیکی شده است.
https://www.jamt.ir/article_70286_f690229642a2b8bc66e9fbb05793266b.pdf
2015-05-22
1
11
10.30501/jamt.2636.70286
فرآیند همزن اصطکاکی
تیتانیوم
آلومینا
نانو کامپوزیت
ریزساختار
خواص مکانیکی
عزیز
شفیعی
1
دانشگاه تهران، دانشکده مهندسی متالورژی و مواد، قطب علمی مهندسی سطح و حفاظت از خوردگی در صنایع، تهران، ایران
AUTHOR
سید فرشید
کاشانی بزرگ
fkashani@ut.ac.ir
2
دانشگاه تهران، دانشکده مهندسی متالورژی و مواد، قطب علمی مهندسی سطح و حفاظت از خوردگی در صنایع، تهران، ایران
LEAD_AUTHOR
Donachie, M. J., Titanium: A Technical Guide, ASM International, 2nd Edition, 2000.
1
Matsunaga, K., Nakamura, A., Yamamoto, T., Ikuhara, Y., Theoretical study of defect structures in pure and titanium-doped alumina, Solid State Ion., 2004, 172, 155–158.
2
Das, K., Choudhury, P., Das, S., The Al-O-Ti (Aluminum-Oxygen-Titanium) System, of Phase Equilibria, 2002, 23, 525-536.
3
Lee, C. J., Huang, J. C., Hsieh, P. J., Mg based nano-composites fabricated by friction stir processing, Scrip. Mater., 2006, 54, 1415–1420.
4
Tomoshige, R., Goto, T., Matsushita, T., Imamura, K., Chiba, A., Fujita, M., High-temperature-shock compaction of ceramics/silicide composites produced by combustion synthesis, J. Mater. Process. Technol., 1999, 85, 100–104.
5
Welham, N. J., Willis, P. E., Kerr, T., Mechanochemical formation of metal–ceramic composites, Am. Ceram. Soc., 2000, 83, 33–40.
6
Hamilton, C., Dymek, S., Blicharski, M.. A model of material flow during friction stir welding, Materials Characterization, 2008, 59, 1206-1214.
7
Lee, W., Lee, C., Chang, W., Yeon, Y., Jung, S., Microstructural investigation of friction stir welded pure titanium, Mater. Lett., 2005, 59, 3315–3318.
8
Fujii, H., Sun, Y., Kato, H., Nakata, K., Investigation of welding parameter dependent microstructure and mechanical properties in friction stir welded pure Ti joints, Sci. Eng. A, 2010, 527, 3386–3391.
9
Zhang, Y., Sato, Y., Kokawa, H., Park, S., Hirano, S., Stir zone microstructure of commercial purity titanium friction stir welded using pcBN tool, Sci. Eng. A, 2008, 488, 25–30.
10
Shamsipur, A., Kashani-Bozorg, S. F., Zarei-Hanzaki, A., The effects of friction-stir process parameters on the fabrication of Ti/SiC nano-composite surface layer, & Coat. Tech., 2011, 206, 1372–1381.
11
Lienert, T. J., In: R.S. Mishra, M.W. Mahoney, editors. “Friction stir welding and processing”, ASM International, 2007. 123.
12
Mirono, S., Sato, Y. S., Kokawa, H., Development of grain structure during friction stir welding of pure titanium, Acta Mater., 2009, 57, 4519 – 4528.
13
Li, B., Shen, Y., Luo, L., Hu, W., Fabrication of TiCp/Ti–6Al–4V surface composite via friction stir processing (FSP): Process optimization, particle dispersion-refinement behavior and hardening mechanism, Materials Science and Engineering: A, 2013, 574, 75–85.
14
Martin, J. W., “Micromechanisms in Particle Hardened Alloys”, Cambridge University Press, Cambridge, UK, 1980, 60–98.
15
Humphreys, F. J., Hatherly, M., Recrystallization and Related Annealing Phenomena, Oxford, Pergamon, 1995.
16
Figiel, P., Rozmus, M., Smuk, B., Properties of alumina ceramics obtained by conventional and non-conventional methods for sintering ceramics, of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering, 2011, 48, 29-34.
17
ORIGINAL_ARTICLE
اثر دمای عملیات حرارتی بر خواص ساختاری کامپوزیت نیترید تیتانیوم-گرافن سه بعدی نانوساختار سنتز شده به روش شیمیایی
در این مطالعه، فاز نیترید تیتانیم (TiN) به روش شیمیایی بر روی سطح و داخل ساختار متخلخل گرافن سه بعدی (3DG) رسوب داده شد. این روش شامل غوطه ور کردن 3DG داخل یک محلول حاوی یون های تیتانیم و سپس عملیات حرارتی آن در اتمسفر آمونیا می باشد. در این مقاله اثر دمای عملیات حرارتی بر نوع فازهای تشکیل شده، مورفولوژی و استوکیومتری آنها بررسی شده است. بدین منظور نمونه ها در سه دمای مختلف 750، 800 و 850 درجه سانتیگراد عملیات حرارتی و سپس تحت آنالیزهای XRD، SEM و XPS قرار گرفتند. نتایج نشان داد که افزایش دمای عملیات حرارتی منجر به افزایش ثابت شبکه و اندازه بلورک ها و نیز کاهش میزان اکسیژن داخل ساختار TiN می شود. مناسب ترین درصد استوکیومتری برابر با نسبت اتمی تیتانیم به نیتروژن 09/1، در دمای عملیات حرارتی C° 850 به دست آمد.
https://www.jamt.ir/article_70287_e7a1ea178df946be09fd7952ad0b665e.pdf
2015-05-22
13
19
10.30501/jamt.2636.70287
گرافن سه بعدی
نیترید تیتانیم
روش شیمیایی
خواص ساختاری
فاطمه
دبیر
1
دانشگاه تربیت مدرس، دانشکده فنی و مهندسی، بخش مهندسی مواد، گروه سرامیک، تهران، ایران
AUTHOR
رسول
صراف ماموری
rsarrafm@modares.ac.ir
2
دانشگاه تربیت مدرس، دانشکده فنی و مهندسی، بخش مهندسی مواد، گروه سرامیک، تهران، ایران
LEAD_AUTHOR
نسترن
ریاحی نوری
nriahi@nri.ac.ir
3
پژوهشگاه نیرو، پژوهشکده شیمی و مواد، گروه مواد غیر فلزی، تهران، ایران
AUTHOR
وحید
احمدی
4
دانشگاه تربیت مدرس، دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، تهران، ایران
AUTHOR
1. Katsnelson, M. I., Graphene: carbon in two dimensions, Materials today, 2007, 10 (1-2).
1
2. Yavari, F., Chen, Z., Thomas, A. V., Ren, W., Cheng, H. M., Koratkar, N., High Sensitivity Gas Detection Using a Macroscopic Three-Dimensional Graphene Foam Network, Scientific Reports1, 2011, Article number:166.
2
3. Maiyalagan, T., Dong, X., Chen, P., Wang, X., Electrodeposited Pt on three-dimensional interconnected graphene as a free-standing electrode for fuel cell application, Journal of Materials Chemistry, 2012, 22, 5286–5290.
3
4. Ji, H. X., Zhang, L.L., Pettes, M. T., Li, H. F., Chen, S. S., Shi, L., Piner, R., Ruoff, R. S., Ultra-Thin Graphite Foam: A Three-Dimensional Conductive Network for Battery Electrodes, Nano Letters, 2012, 12, 2446–2451.
4
5. Wu, Z. S., Sun, Y., Tan, Y. Z., Yang, S., Feng, X., Müllen, K., Three-Dimensional Graphene-Based Macro and Mesoporous Frameworks for High-Performance Electrochemical Capacitive Energy Storage, Journal of American. Chemistry Society, 2012, 134 (48), 19532–19535.
5
6. Chen, Z., Ren, W., Gao, L., Liu, B., Pei, S., Cheng, H. M., Three-dimensional flexible and conductive interconnected graphene networks grown by chemical vapour deposition, Nature Materials, 2011, 10, 424–428.
6
7. Cao, X., Zheng, B., Rui, X., Shi, W., Yan, Q., Zhang, H., Metal Oxide-Coated Three-Dimensional Graphene Prepared by the Use of Metal–Organic Frameworks as Precursors, Angewandte Chemie International Edition, 2014, 53, 1404–1409.
7
8. Wen, Z., Cui, S., Pu, H., Mao, S., Yu, K., Feng, X., Chen, J., Metal Nitride/Graphene Nanohybrids: General Synthesis and Multifunctional Titanium Nitride/Graphene Electrocatalyst, Advanced Materials, 2011, 23, 5445–5450.
8
9. Gray, D., McCaughan, A., Mookerji, B., Crystal Structure of Graphite, Graphene and Silicon, Physics for Solid State Applications, 2009.
9
10. Subramanian, B., Jayachandran, M., Characterization of reactive magnetron sputtered nanocrystalline titanium nitride (TiN) thin films with brush plated Ni interlayer", Journal of Applied Electrochemistry, 2007, 37, 1069–1075.
10
11. Patterson, A. L., The Scherrer Formula for X-Ray Particle Size Determination, Physics Review, 1939, 56, 978.
11
12. Galvanetto, E., Galliano, F.P., Borgioli, F., Bardi, U., Lavacchi, A., XRD and XPS study on reactive plasma sprayed titanium-titanium nitride coatings, Thin Solid Films, 2001, 384, 223-229.
12
13. Zukalova, M., Prochazka, J., Bastl, Z., Duchoslav, J., Rubacek, L., Havlicek, D., Kavan, L., Facile Conversion of Electrospun TiO2 into Titanium Nitride/Oxynitride Fibers, American Chemical Society, 2010.
13
14. Bello, A., Fabiane, M., Dodoo-Arhin, D., Ozoemena K.I., Manyala, N., Silver Nanoparticles Decorated on a Three-Dimensional Graphene Scaffold for Electrochemical Applications, Journal of Physics and Chemistry of Solids, 2014, 75, 109-114.
14
15. Chae, S.J., Güneş, F., Kim, K.K., Kim, E.S., Han, G.H., Kim, S.M., Shin, H.J., Yoon, S., Choi, J., Park, M.H., Yang, C.W., Pribat, D., Lee, Y.H., Synthesis of Large-Area Graphene Layers on Poly-Nickel Substrate by Chemical Vapor Deposition: Wrinkle Formation, Advanced Materials, 2009, 21, 2328–2333.
15
16. Liu, M., Dong, Y., Wu, Y., Feng, H., Li, J., Titanium Nitride Nanocrystals on Nitrogen-Doped Graphene as an Efficient Electrocatalyst for Oxygen Reduction Reaction, Chemistry-A European Journal, 2013, 19, 14781 – 14786.
16
17. Jiang, N., Zhang, H.J., Bao, S.N., Shen, Y.G., Zhou, Z.F., XPS study for reactively sputtered titanium nitride thin films deposited under different substrate bias, Physica B, 2004, 352, 118–126.
17
18. Barhai, P.K., Kumari, N., Banerjee, I., Pabi, S.K., Mahapatra, S.K., Study of the effect of plasma current density on the formation of titanium nitride and titanium oxynitride thin films prepared by reactive DC magnetron sputtering, Vacuum, 2010, 84, 896–901.
18
19. Brat, T., Parikh, N., Tsai, N. S., Sinha, A. K., Poole, J., Wickersham, C., Characterization of titanium nitride films sputter deposited from a high‐purity titanium nitride target, Journal of Vacuum Science & Technology B, 1987, 5(6), 1741-1748.
19
ORIGINAL_ARTICLE
بررسی تاثیر افزودن نیوبیوم بر مقاومت به اکسیداسیون کامپوزیت Ti-48Al/Ti2AlC
در این تحقیق کامپوزیت Ti-48Al/Ti2AlC و Ti-48Al(8Nb)/Ti2AlC به روش آلیاژسازی مکانیکی و پرس گرم سنتز شد. ابتدا مخلوط پودری عناصر به مدت 75 ساعت تحت عملیات آلیاژسازی مکانیکی قرار گرفتند و سپس به منظور تولید قطعات بالک، عملیات پرس گرم در دمای ℃ 1000 به مدت 1 ساعت بر روی پودرها انجام پذیرفت. آزمون اکسیداسیون در دمای ℃ 1000 در هوا به منظور مقایسه رفتار اکسیداسیون نمونه ها انجام گرفت. نمونه های سنتز شده و اکسیداسیون توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی، طیف سنج انرژی اشعه ایکس و دستگاه پراش سنج پرتو ایکس مورد مطالعه قرار گرفتند. مطابق با نتایج الگوی پراش پرتوی ایکس، فازهای تشکیل شده برای هر دو نمونه تولیدی، گاما - آلومیناید تیتانیم و Ti2AlC شناسایی شد و هیچ فازی بر پایه نیوبیوم تشکیل نشد. نتایج آزمون اکسیداسیون نشان داد که مقاومت به اکسیداسیون نمونه آلیاژی با افزودن نیوبیوم بهبود یافته است. رشد اکسید تیتانیم به دلیل جایگزین شدن اتم های نیوبیوم با اتم های تیتانیم کاهش یافت. همچنین ترکیب شیمیایی پوسته اکسیدی با افزودن نیوبیوم در نمونه تغییر کرد که دلیل آن پایدار شدن لایه نیتریدی میباشد.
https://www.jamt.ir/article_70288_dbe008a3670ac795449006310b88c421.pdf
2015-05-22
21
30
10.30501/jamt.2636.70288
کامپوزیت TiAl/Ti2AlC
آلیاژسازی مکانیکی
پرس گرم
اکسیداسیون
نیوبیوم
هادی
کریمی
hadi.karimi1987@yahoo.com
1
دانشگاه صنعتی مالک اشتر، دانشکده مهندسی مواد، اصفهان، ایران
LEAD_AUTHOR
علی
قاسمی
2
دانشگاه صنعتی مالک اشتر، دانشکده مهندسی مواد، اصفهان، ایران
AUTHOR
مرتضی
هادی
3
دانشگاه صنعتی مالک اشتر، دانشکده مهندسی مواد، اصفهان، ایران
AUTHOR
محسن
صادقی محمدی
4
دانشگاه صنعتی مالک اشتر، دانشکده مهندسی مواد، اصفهان، ایران
AUTHOR
Yamaguchi, M., Inui, H., Ito, K., “High temperature structural intermetallics”, Acta Materiala, vol. 48, pp. 307-322, 2000.
1
Tetsui, T., Shindo, K., Kaji, S., Kobayashi, S., Takeyama, M., “Fabrication of TiAl components by means of hot forging and machining”, Intermetallics, 13, pp. 971-978, 2005.
2
Lee, D., “Effect of Cr, Nb, Mn, V, W and Si on high temperature oxidation of TiAl alloys”, Metals and Materials International, vol. 11, pp.141-147, 2005.
3
Wu, Y., Hwang, S.K., Nam, S.W., Kim, N.J., “The effect of yttrium addition on the oxidation resistance of EPM TiAl-based intermetallics”, Scripta Materialia, vol. 48, pp. 1655-1660, 2003.
4
Perez, P., Jimenez, J.A., Frommeyer, G., Adeva, P., “Oxidation behaviour of a Ti–46Al–1Mo–0.2Si alloy: the effect of Mo addition and alloy microstructure”, Materials Science and Engineering A, vol. 284, pp. 138-147, 2000.
5
Sun, F., Froes, F.H., “Effect of Mg on the microstructure and properties of TiAl alloys”, Materials Science and Engineering A, 345, pp. 255-261, 2003.
6
Cao, G., Fu, L., Lin, J., Zhang, Y., Chen, C., “The relationships of microstructure and properties of a fully lamellar TiAl alloy”, Intermetallics, vol. 8, 647-653, 2000.
7
Yun, J.H., Oh, M.H., Nam, S.W., Wee, D.M., Inui, H., Yamaguchi, M., “Microalloying effects in TiAl-Mo alloys”, Materials Science and Engineering A, vol. 239-240, pp. 702-708, 1997.
8
Niewolak, L., Shemet, V., Thomas, C., Lersch, P., Singheiser, L., Quadakkers, W.J., “Oxidation behaviour of Ag-containing TiAl-based intermetallics”, Intermetallics, vol. 12, pp. 1387-1396, 2004.
9
Liu, Q., Nash, P., “The effect of Ruthenium addition on the microstructure and mechanical properties of TiAl alloys”, Intermetallics, vol. 19, pp. 1282-1290.
10
Pilone, D., Felli, F., “Isothermal oxidation behaviour of TiAl-Cr-Nb-B alloys produced by induction melting”, Intermetallics, vol. 26, pp. 36-39, 2012.
11
Huiren, J., Zhonglei, W., Wenshuai, M., Xiaoran, F., Ziqiang, D., Liang, Z., Yong, L., “Effects of Nb and Si on high temperature oxidation of TiAl”, Transactions of Nonferrous Metals society, 18, pp. 512-517, 2008.
12
Chen, Y.Y., Yua, H.B., Zhang, D.L., Chaia, L.H., “Effect of spark plasma sintering temperature on microstructure and mechanical properties of an ultrafine grained TiAl Intermetallic Alloy”, Materials Science and Engineering, A525, pp. 166-173, 2009.
13
Fu, E., Rawlings, R.D., McShane, H.B., “Reaction synthesis of titanium Aluminides”, Materials Science, vol. 36, pp. 5537-5542, 2001.
14
Hitoshi, H., Sun, Z., “Fabrication of TiAl alloys by MA-PDS process and the mechanical properties”, Intermetallics, vol. 11, pp. 825-834, 2003.
15
Seetharaman, V., Semiatin, L., “Intermetallic Compounds-Principles and Practice”, vol. 3, Chapter 30, Powder metallurgy, pp. 643-658, 2002.
16
Maziarz, W., Michalski, A., Kurtyka, p., Dutkiewicz, J., “Structure and mechanical properties of ball milled TiAl-Cr intermetallics consolidated by hot pressing and pulse plasma sintering”, Advanced Materials and Science, vol. 8, pp. 158-163, 2004.
17
Kambara, M., Uenishi, K., Kobayashi, K.F., “Nano-structured intermetallic compound TiAl obtained by crystallization of mechanically alloyed amorphous TiAl and its subsequent grain growth”, Materials and Science, vol. 35, pp. 2897-2905, 2000.
18
Ramaseshan, R., Kakitsuji, A., Seshadri, S.K., Nair, N.G., Mabuchi, H., Tsuda, H., Matsui, T., Morii, K., “Microstructure and some properties of TiAl-Ti2AlC composites produced by reactive processing”, Intermetallics, vol. 7, pp. 571-577, 1999.
19
Zhu, J., Yang, W., Yang, H., Wang, F., “Effect of Nb2O5 on the microstructure and mechanical properties of TiAl based composites produced by hot pressing” Materials Science and Engineering A, vol. 528, pp. 6642-6646, 2011.
20
Alamolhoda, S., Heshmati-Manesh, S., Ataie, A., “Role of intensive milling in mechano-thermal processing of TiAl/Al2O3 nano-composite”, Advanced Powder Technology,23, pp. 343-348, 2012.
21
Mei, B., Miyamoto, Y., “Investigation of TiAl/Ti2AlC composites prepared by spark plasma sintering”, Materials Chemistry and Physics, vol. 75, pp. 291-295, 2002.
22
Hashimoto, S., Nishina, N., Hirao, K., Zhou, Y., Hyuga, H., Honda, S., Iwamoto, Y., “Formation mechanism of Ti2AlC under the self-propagating high-temperature synthesis (SHS) mode”, Materials Research Bulletin, vol. 47, pp. 1164-1168, 2012.
23
Shu, S., Qiu, F., Lü, S., Jin, S., Jiang, Q., “Phase transitions and compression properties of Ti2AlC/TiAl composites fabricated by combustion synthesis reaction”, Materials Science and Engineering A, vol. 539, pp. 344-348, 2012.
24
Farhang, M., Kamali, A., Nazarian-Samani, M., “Effects of mechanical alloying on the characteristics of a nanocrystalline Ti–50at. %Al during hot pressing consolidation” Materials Science and Engineering B, vol. 168, pp. 136-141, 2010.
25
ASTM E 1131-03, “Standard test method for compositional analysis by thermogravity”, ASTM international, 2003.
26
Vojtech, D., Popela, T., Kubásek, J., Maixner, J., Novak, P., “Comparison of Nb- and Ta-effectiveness for improvement of the cyclic oxidation resistance of TiAl-based intermetallics”, Intermetallics, vol. 19, pp.493-501, 2011.
27
Schutze, M., Hald, M., “Improvement of the oxidation resistance of TiAl alloys by using the chlorine effect”, Materials Science and Engineering A, vol. 239, pp. 847-858, 1997.
28
Basu, S., Obando, N., Gowdy, A., Karaman, I., Radovic, M., “Long-Term Oxidation of Ti2AlC in Air and Water Vapor at 1000-1300◦C Temperature Range”, Journal of the Electrochemical Society, vol. 159, pp. 90-96, 2012.
29
ORIGINAL_ARTICLE
بررسی مکانیزم ترشوندگی در فصل مشترک سیستم آلومینیم – منیزیم/سرامیک
یکی از مهمترین عوامل در مطالعه کامپوزیتهای زمینه فلزی، پدیده ترشدن فلز - سرامیک در فصل مشترک آنها است. در این پژوهش مکانیزم ترشوندگی آلومینیم براساس ترمودینامیک واکنشهای موجود در فصل مشترک مورد بررسی قرار گرفت. اساساً واکنشهای بوجود آمده در فصل مشترک فلز - سرامیک منجر به ایجاد محصولی جدید در سطح فاز سرامیکی شده که در اکثر موارد موجب کاهش زاویه ترشوندگی میشود. اثر عنصر آلیاژی منیزیم و دمای فرایند بر ترشوندگی، بهصورت تئوری از دیدگاه ترمودینامیکی و فیزیکی بررسی شد. نتایج نشان میدهد که در فرآیند ترشدن از نوع واکنشپذیری، نه تنها شدت واکنش فصل مشترک (σr ∆، تغییرات انرژی آزاد گیبس واکنش) حاکم میباشد بلکه خواص حاصل از تغییرات انرژی فصل مشترک ( σr ∆ ) نیز موثر است. شدت زاویای ترشوندگی با استفاده از مدل فیزیکی و شیمیایی محاسبه و مشاهده شد که با مقادیر آزمایشگاهی همخوانی خوبی را دارا میباشد.
https://www.jamt.ir/article_70289_f842acf041e7f4025dcadc52db5e58d9.pdf
2015-05-22
31
37
10.30501/jamt.2636.70289
مواد کامپوزیتی
ترشوندگی – زاویه ترشوندگی – آلومینیم(منیزیم)/ سرامیک
حسن
شریفی
sharifi@eng.sku.ac.ir
1
دانشگاه شهرکرد، دانشکده فنی و مهندسی، گروه مهندسی مواد، شهرکرد، ایران .
LEAD_AUTHOR
مهدی
دیواندری
divandari@iust.ac.ir
2
دانشگاه علم و صنعت، دانشکده مهندسی مواد، تهران، ایران.
AUTHOR
علیرضا
خاوندی
khavandi@iust.ac.ir
3
دانشگاه علم و صنعت، دانشکده مهندسی مواد، تهران، ایران.
AUTHOR
Kainer, K.U., "Metal Matrix Composites", Wiley-Vch Publishing, 2003.
1
Aksay, I.A., Hoge, C.E., and Pask J.M., Mater.Sci., 1974, 78, 1178.
2
C. Ferro, B. Derby: Acta Mettal. Mater., 1995, 43, 3061.
3
W.IP, M. Kucharski, J.M. Toguri: J.Mater.Sci.Letter, 1993,129, 1699.
4
Laurent, D. Chatain, N. Eustathopoulos: Mater. Sci. Eng. A, 1991, 135, 89.
5
Lee, J.Ahn, Z.Shi, J.Shim, H.Lee:Metall.Mater.Trans., 2001, 32A, 1541.
6
I. Pech, R. N. Katz and M. M. Makhlouf: Journal of Materials Scince, 2000, 35, 2167.
7
Ueki, M. Naka and I. Okamoto: Journal of Materials Science, 1988, 23, 2983.
8
Chen,M.Gu,F.Pan:J.Mater.Res. 2002, 17, 911.
9
F. Corbin, X. Zhao-Jie, H. Henein and P. S. Apte: Materials Science and Engineering, A, 1999, 262, 192.
10
Y.e:Hand book of practical thermochemical properties of inorganic substances(Metallurgical Industry Publication).
11
D.Kinger,H.K.Bowen,D.R.Uhlmann:Introduction to Ceramics(Second Edition, John Wiley &Sons, Inc., 1976).
12
Laurent,D.C.hatain,N.Eustathopoulos:J.Mater.Sci., 1987, 22, 244.
13
Candan,H.V.Atkison,H.Jones:Scripta Materialia, 1998, 38, 999.
14
ORIGINAL_ARTICLE
سنتز دو ماده رنگزای جدید برپایه تیوایندیگو و کاربرد آنها در سلول خورشیدی حساس شده به مواد رنگزا
دو ماده رنگزای آلی جدید برپایه تیوایندیگو حاوی فنوتیازین به عنوان گروه الکترون دهنده و آکریلیک اسید و سیانوآکریلیک اسید به عنوان گروه الکتـرون گیرنده توسـط فرآیـندهای استاندارد از فنوتـیازین به عنوان ماده اولیه تهیه شد. مواد رنگـزای سـنتز شده به روش کـروماتوگرافی خالصشده و توسـط روشهای آنالیز دستگاهی مانند نقطه ذوب، 1HNMR، FTIR و آنالیز عنصری شناسایی گردیدند. خواص اسپکتروسکوپی مواد رنگزای سنتز شده در محلول و در حالت جذب شده بر روی دیاکسید تیتانیوم مورد مطالعه قرار گرفت. طول موج ماکزیمم جذب ماده رنگزای 1 حاوی گروه الکترون گیرنده آکریلیک اسید و ماده رنگزای 2 دارای گروه الکترون گیرنده سیانوآکریلیک اسید به ترتیب در محلول 499 و 505 نانومتر و بر روی لایه دیاکسید تیتانیوم 523 و 527 نانومتر است. مواد رنگزای خالص در ساختار سل خورشیدی نانوساختار اعمال شد و خواص فتوولتاییک آنها نیز مورد بررسی قرار گرفت. بازده تبدیل مواد رنگزای 1 و 2 به ترتیب 34/2% و 07/3% است.
https://www.jamt.ir/article_70290_088115eb517780b0631496dbd5cf06f4.pdf
2015-05-22
39
45
10.30501/jamt.2636.70290
تیوایندیگو
سلول خورشیدی حساس شده به مواد رنگزا
بازده تبدیل
مواد فوتونیکی
مژگان
حسین نژاد
hosseinnezhad-mo@icrc.ac.ir
1
موسسه پژوهشی علوم و فناوری رنگ و پوشش، گروه پژوهشی مواد رنگزای آلی، تهران، ایران
LEAD_AUTHOR
سیامک
مرادیان
2
دانشگاه صنعتی امیرکبیر ، دانشکده مهندسی پلیمر و رنگ، تهران، ایران
AUTHOR
کمال الدین
قرنجیگ
3
موسسه پژوهشی علوم و فناوری رنگ و پوشش، گروه پژوهشی مواد رنگزای آلی، تهران، ایران
AUTHOR
1. Xu, H., Tao, X., Wang, D., Zheng, Y., Chen, J., Enhanced efficiency in dye-sensitized solar cells based on TiO2 nanocrystal/nanotube double-layered films, Electrochimica Acta, 2010, 55, 2280–2285.
1
2. O'Regan, B., Grätzel, M., A low cost, high efficiency solar cell based on dye-sensitized colloidal TiO2 films, Nature, 1991, 353, 737-740.
2
3. Hosseinnezhad, M., Moradian, S., Gharanjig, K., Synthesis and characterization of two new organic dyes for dye-sensitized solar cells, Synthetic Commun, 2014, 44, 779-787.
3
4. Hosseinnezhad, M., Moradian, S., Gharanjig, K., Synthesis and application of two organic dyes for dye-sensitized solar cells, Color. Colorants. Coat, 2013, 6, 109-107.
4
5. Groningen, R., Fullerene based Organic Solar Cells, Timisoara pub., Romaine, 1978, 154-157.
5
6. Park, S., Won, Y. S., Choi, Y. C., Kim, J. H., Molecular Design of Organic Dyes with Double Electron Acceptor for Dye-Sensitized Solar Cell, Energ Fuel, 2009, 23, 3732-3736.
6
7. Chen, Y., Wu, T. Y., Synthesis, optical and electrochemical properties of luminescent copolymer containing N-hexyl-3,8-iminodibenzyl chromophores, Polym J., 2003, 42, 9895-9901.
7
8. Mishra, A., Fischer, M., Bauerle, P., Metal-Free Organic Dyes for Dye-Sensitized Solar Cells: From Structure: Property Relationships to Design Rules, Chem. Int. Ed., 2009, 48, 2474-2499.
8
9. Wang, Z. S., Koumura, N., Cui, Y., Takahashi, H. Sekiguchi, A. Mori, T. Kubo, A. Furube, M., Hara, K., Hexylthiophene Functionalized Carbazole Dyes for Efficient Molecular Photovoltaics: Tuning of Solar-Cell Performance by Structural Modification, Chem Mater, 2008, 20, 3993-4003.
9
10. Wu, T., Tsao, M., Chen, F., Su, S., Chang, C., Wang, H., Lin, Y., Yang, W., Sun, I., Synthesis and Characterization of Organic Dyes Containing Various Donors and Acceptors, Int J Mol Sci, 2010, 11, 329-353.
10
11. Hosseinnezhad, M., Moradian, S., Gharanjig, K., Afshar Taromi, F., Synthesis and characterisation of eight organic dyes for dye sensitised solar cells, Material Technol, 2014, 29, 112-117.
11
12. Hosseinnezhad, M., Khosravi, A., Gharanjig, K., Moradian, S., The Synthesis, Application and Investigation Properties of Two New Acid Dyes Based on Naphthalimide, Color. Sci. Tech, 2011, 4, 233-243.
12
13. Hallas, G., Towns, A. D., Dyes derived from aminothiophenes, Dyes Pigm, 1997, 33, 319-336.
13
14. Shaki, H., Gharanjig, K., Rouhani, S., Khosravi, A., Synthesis and photophysical properties of some novel fluorescent dyes based on naphthalimide derivatives, J Photoch Photobio A, 2010, 216, 44-52.
14
15. Andrienko, D., Cyclic Voltammetry, John Wiely & Sons pub., New York. 2008, 3-12.
15
16. Wang, Y., Yang, H., Lu, L., Three-dimensional double deck mesh like dye sensitized solar cells, Appl. Phys, 2010, 108, 64510-64516.
16
17. Wang, P., Zakeeruddin, S., Comte, P., Humphry, R., Gratzel, M., Enhance the Performance of Dye-Sensitized Solar Cells by Co-grafting Amphiphilic Sensitizer and Hexadecylmalonic Acid on TiO2 Nanocrystals, J Phys Chem B, 2003, 107, 14336-14341.
17
18. Matsui, M., Fujita, T., Kubota, Y., Funabiki, K., Jin, J., Yoshida, T., Miura, H., The use of indoline dyes in a zinc oxide dye-sensitized solar cell, Dyes Pigm, 2009, 80, 233-238.
18
19. Hosseinnezhad, M., Gharanjig, K., Moradian, S. The synthesis and application of a new disperse dye based on indoline on polyester fibers, Color. Sci. Tech, 2013, 7, 61-68.
19
ORIGINAL_ARTICLE
اثر فرآیند پرس گرم بر ریزساختار و خواص مغناطیسی آلیاژ نانو بلورین فاینمت
در پژوهش حاضر، هستههای نرم مغناطیسی نانوبلورین فاینمت با استفاده از فرآیند پرس گرم شکلدهی شد و امکان افزایش ضخامت هستهها با استفاده از این روش بررسی گردید. همچنین تاثیر فرآیند پرسگرم بر ریزساختار و خواص مغناطیسی پیش ماده آمورف بررسی و با روش متداول عملیات حرارتی مورد مقایسه قرار گرفت. به این منظور، ابتدا آلیاژ فاینمت با استفاده از روش ریسندگیمذاب به صورت نوارهای آمورف تولید و رفتار حرارتی آلیاژ آمورف فاینمت و تبلور فاز نانو بلور به کمک آنالیز گرماسنجی تفاضلی روبشی مطالعه گردید. به این ترتیب، دمای مناسب تبلور فاز آمورف حدود C˚۵۵۰ تعیین و خواص نرم مغناطیسی نمونهها توسط دستگاه مغناطشسنج گرادیان نیروی متناوب بررسی گردید. بهمنظور تبلور فاز نانوبلورین از بستر آمورف، عملیات حرارتی (متداول) نوارها در دمای C˚۵۵۰ به مدت ۳۰ دقیقه تحت اتمسفر کنترلی آرگون- هیدروژن (%3۰ 2H و %70 Ar) و فرآیند پرسگرم نیز تحت همان اتمسفر و دما، به مدت 60 دقیقه با اعمال فشار MPa 100 انجام شد. فازهای تشکیل شده توسط آنالیز پراش سنجی پرتو ایکس شناسایی و ریزساختار آلیاژ بهوسیله میکروسکوپ الکترون - روبشی مورد بررسی قرار گرفت. به این طریق مشاهده میشود عملیات حرارتی باعث تشکیل بلورکهای نانومتری α-FeSiمحصور در زمینه آمورف میگردد. اندازه متوسط نانوبلورکهای α-FeSi بعد از فرآیندهای عملیات حرارتی (متداول) و پرسگرم به کمک نرم افزار MAUD، به ترتیب nm17و nm12 محاسبه شد. نتایج حاصل نشان داد فرآیند پرسگرم سبب کاهش موثر سایز بلورکها (نسبت به روش متداول عملیات حرارتی) میشود. گرچه روش مذکور باعث افت خواص نرم مغناطیسی نوارهای نازک شده؛ اما خواص حاصل در محدوده نرم مغناطیس بسیار خوب (emu/g130 ~σ، Oe8~Hc) میباشد.
https://www.jamt.ir/article_70291_20eb8de021ae8479fede7c0cae04916b.pdf
2015-05-22
47
54
10.30501/jamt.2636.70291
آلیاژ فاینمت
آلیاژ مغناطیسی نرم
ریسندگی مذاب
پرس گرم
حمید رضا
صدلاله
h.r_sadlaleh@yahoo.com
1
گروه مواد، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، ایران
LEAD_AUTHOR
ابوالقاسم
نورمحمدی
a.nourmohammadi@sci.ui.ac.ir
2
دانشگاه اصفهان، دانشکده علوم و فناوری های نوین، گروه مهندسی نانوفناوری، اصفهان، ایران
AUTHOR
Jiancheng T., Dangping and Zhongzhi and Baiyun Huang and Wensheng, Journal of Alloys Compounds, 2010, 493, 134–136.
1
Mchenry M. E., Willard and David and Laughlin, Amorphous and nanocrystalline materials for applications as softmagnets, Pennsylvania, 1999.
2
Yoshizawa Y., Yamauchi, Journal of Materials Science and Engineering, 1991, 133, 176-179.
3
Herzer, Nanocrystalline soft magnetic alloys, Germany, 1997.
4
Gavrilovic A., Minica and Rafailovic and Angerer and Wosik and Maricic and Minic, Journal of Alloys Compounds, 2010, 504, 462-467.
5
Akhter J.I., Iqbal and Siddique and Ahmad 1 and Haq and Shaikh and Hu, Journal of Materials Science and Technol, 2009, 25, 48-52.
6
Willard A., Daniil, Journal of Nanoscale Magnetic Materials and Applications, 2009, 48, 373-400.
7
محمدی فشارکی ح.، نورمحمدی، یوسفی، اولین همایش مواد پیشرفته در صنایع هوایی و انرژی، پژوهشگاه مواد و انرژی کرج، اردیبهشت، 1391.
8
Liebermann, Rapidly solidified alloys (processes, structures, properties, applications), New York, 1993.
9
جزایری قرهباغ ع.، فناوری انجماد سریع و کاربرد آن در تولید مواد آمورف و نانوبلوری، انتشارات جهاد دانشگاهی واحد صنعتی شریف،1390.
10
نوحی ز.، طرقینژاد، گلعزار، سمپوزیوم نانو93، دانشگاه آزاد واحد نجفآباد، 1393.
11
A. Young, The Rietveld Method, New York, 1993.
12
Viswanathan V., Laha and Balani and Agarwal and Seal, Journal of Materials Science and Engineering, 2007, 54, 121- 285.
13
ORIGINAL_ARTICLE
بررسی اثر افزایش BaZrO3 بر ریز ساختار و خواص دیالکتریک مایکروویو سرامیکهای (0.9-x)Ba([Zn0.6Co0.4]1/3,Nb2/3)O3–0.1Ba(Ga1/2Ta1/2)O3–xBaZrO3 x=0-0.1
سرامیکهای دیالکتریک مایکروویو امروزه به عنوان اجزای غیرقابل جایگزین در دستگاهها و سیستمهای مورد استفاده در فرکانسهای مایکروویو برای مثال تلفنهای همراه و سیستمهای ماهوارهای به کار میروند. در این تحقیق اثر افزایش مقادیر متفاوت BaZrO3، بر روی ریز ساختار و خواص دیالکتریک مایکروویو یک ترکیب با مبنای Ba(Zn1/3Nb2/3)O3(BZN) که با فرمول (0.9-x)Ba([Zn0.6Co0.4]1/3,Nb2/3)O3–0.1Ba(Ga1/2Ta1/2)O3–xBaZrO3 نشان داده میشود و در آن x=0-0.1میباشد ، مورد بررسی قرار گرفته است. دانسیته در اثر افزایش مقدار BaZrO3 تا x=0.08 افزایش و سپس کاهش مییابد. آزمایشهای پراش پرتوX نشان دهنده حضور فاز Ba(Zn1/3Nb2/3)O3 به همراه میزان بسیار ناچیزی از یک فاز ناشناخته برای سرامیکهای با مقادیر x=0,0.02,0.04 میباشد. با اینحال مطالعات ریزساختاری توسط میکرسکوپ نوری نشان داد که فاز دوم در ریز ساختار سرامیکهای با x=0.06,0.08,0.10 نیز وجود دارد و به دلیل میزان پایین آن توسط آزمایش پراش پرتو X قابل تشخیص نیست. پیک سوپرساختار در طیف پراش پرتو X هیچکدام از ترکیبات مشاهده نشد. فاکتور کیفیت (Q´f) برای نمونه با x=0.08 برابر با GHz4366 بود که بسیار پایین میباشد. برای بقیه نمونهها نیز فاکتور کیفیت پایین و قابل اندازهگیری نبود. همانطور که اشاره شد بررسیهای ریزساختاری و پراش پرتو X نشان داد که فاز دوم در تمامی نمونهها وجود دارد بنابراین علت اصلی میزان پایین فاکتور کیفیت که برای تمامی نمونهها مشاهده شده را میتوان باحضور فاز دوم در ریز ساختار توجیح کرد.
https://www.jamt.ir/article_70292_66320c80a02f63af590ed296d6dd075f.pdf
2015-05-22
55
62
10.30501/jamt.2636.70292
الکتروسرامیک
دیالکتریک مایکروویو
پروسکایت
زینتر
ریز ساختار
فاکتور کیفیت
کیوان
اسدیان
keivan.asadian@yahoo.com
1
پژوهشگاه مواد و انرژی، پژوهشکده انرژی، کرج، ایران
LEAD_AUTHOR
Jinga, S.I., Stoleriu, S., and Busuioc, C., Microwave dielectric properties of Ba(Zn1/3Ta2/3)O3 ceramics doped with Nb2O5, MnO2 or V2O3, Materials Research Bulletin, 2012, 47(11), 3713-3718.
1
Wersing, W., Microwave Ceramics for Resonators and Filters, Current Opinion in Solid State & Materials Science, 1996, 1(5), 715-731.
2
Kawashima, S., Nishida, M, Ueda, I, Ouchi, H, Ba(Zn1/3Ta2/3)O3 Ceramics with Low Dielectric Loss at Microwave Frequencies, Journal of the American Ceramic Society, 1983, 66, 421-423.
3
Davies, P.K., Tong, J., Negas, T, Effect of Ordering-Induced Domain Boundaries on Low-Loss Ba(Zn1/3Ta2/3)O3-BaZrO3 Perovskite Microwave Dielectrics, Journal of the American Ceramic Society, 1997, 80(7), 1727-1740.
4
Scott, R.I., Thomas, M, Hampson, C, Development of Low Cost, High Performance Ba(Zn1/3Nb2/3)O3 Based Materials for Microwave Resonator Applications, Journal of the European Ceramic Society, 2003, 23, 2467-2471.
5
Brixner, L.H., Preparation and Structure Determination of Some New Cubic and Tetragonally-Distorted Perovskites, Journal of Physical Chemistry, 1960, 64, 165-166.
6
Chen, , Chan, H., Harmer, M.P., Ordering Structure and Dielectric Properties of Undoped and La/Na-doped Pb(Mg1/3Nb2/3)O3, Journal of the American Ceramic Society, 1989, 72(4), 593-598.
7
Hughes, H., Azough, F., Freer, R., Iddles, D., Development of surface phases in Ba(Zn1/3Nb2/3)O3-Ba(Ga1/2Ta1/2)O3 microwave dielectric ceramics, Journal of the European Ceramic Society, 2005, 25(12), 2755-2758.
8
Azough, F., Leach, C., Freer, R. , Effect of V2O5 on the sintering behaviour, cation order and properties of Ba3Co7Zn0.3 Nb2O9 ceramics, Journal of the European Ceramic Society, 2005, 25(12), 2839-2841.
9
Reaney, R.I, Iqbal, Y., Zheng, H., Feteira, A., Hughes, H., Iddles, D., Muir, D., Price, T., Order-Disorder Behavior in 0.9Ba([Zn6Co0.4]1/3Nb2/3)O3-0.1Ba(Ga0.5Ta0.5)O3 Microwave Dielectric Resonators, Journal of the European Ceramic Society, 2005, 25, 1183-1189.
10
Tamura, H., Konoike, T., Sakabe, Y., Wakino, K., Improved High-Q Dielectric Resonator with Complex Perovskite Structure, Journal of the American Ceramic Society, 1984, 67, C-59_C-61.
11
Hakki, B. W., Coleman, P.D., A Dielectric Resonator Method of Measuring Inductive Capacitance in the Millimeter Range, IRE Transactions on Microwave Theory and Technology, 1960, 8, 402-410.
12
JCPDS File Card No. 039-1474.
13
Wu, H., Davies, P. K., Influence of Non-Stoichiometry on the Structure and Properties of ba(Zn1/3Nb2/3)O3 Microwave Dielectrics: III. Effect of Muffling Environment, Journal of the American Ceramic Society, 2006, 89 [7], 2264-2270.
14
d’Astorg, S., Marinel, S., Effects of the Sintering Atmosphere on Nb-based Dielectrics, Ceramics International, 2007, 33, 1515-15-19.
15
Noh, S. Y., Yoo, M. J., Nahm, S., Choi, C. H., Park, H. M., Lee, H. J., Effect of Structural Changes on the Microwave Dielectric Properties of Ba(Zn1/3Nb2/3)O3 Ceramics, Japanese Journal of Applies Physics, 2002, 41, 2978-2981.Ioachim , M.I. Toacsan, M.G. Banciu, L. Nedelcu , C.A. Dutu, M. Feder, C. Plapcianu, F. Lifei, P. Nita, Effect of the Sintering Temperature on the Ba(Zn1/3Ta2/3)O3 Dielectric Properties, Journal of the European Ceramic Society, 2007, 27, 1117-1122.
16
ORIGINAL_ARTICLE
بررسی اثر متغیرهای SPS (سینتر به روش جرقه پلاسما) بر روی چگالی ZnSe تف جوشی شده
در پژوهش حاضر تفجوشی پودر سلنیدروی با روش SPS با موفقیت انجام شد. اثر متغیرهای دما و فشار این روش بر روی دانسیته بالک قطعه بررسی گردید. برای اندازه گیری دانسیته از روش ارشمیدسی، برای بررسی ریزساختار از میکروسکوپی نوری و میکروسکوپی الکترونی روبشی و برای بررسی فازها از الگوی پرتواشعه X استفاده شد. نتایج به دست آمده نشان داد که دما و سپس فشار بیشترین اثر را دارند و بالاترین دانسیته نسبی (3/99%) در دمای 1100 درجه سانتی گراد، فشار 70 مگاپاسکال و کمترین دانسیته نسبی (1/99%) در دمای 1000 درجه سانتی گراد و فشار 30 مگاپاسکال (زمان نگه داری در دمای نهایی 25 دقیقه) حاصل شد. همچنین پدیده جهت گیری صفحات کریستالوگرافی توسط الگوی پراش اشعه X مشاهده و توسط میکروسکوپی الکترونی روبشی تایید گردید.
https://www.jamt.ir/article_70293_4a0c3bc06a56e491c27ca239db28e108.pdf
2015-05-22
63
69
10.30501/jamt.2636.70293
SPS
جهت گیری
سلنید روی
سامان
صفیان
sami.02136@yahoo.com
1
پژوهشگاه مواد و انرژی، پژوهشکده سرامیک، کرج، ایران
LEAD_AUTHOR
محمد
ذاکری
m_zakeri@merc.ac.ir
2
پژوهشگاه مواد و انرژی، پژوهشکده سرامیک، کرج، ایران
AUTHOR
محمدرضا
رحیمی پور
m-rahimi@merc.ac.ir
3
پژوهشگاه مواد و انرژی، پژوهشکده سرامیک، کرج، ایران
AUTHOR
Hilton, A.R., Infrared transmitting materials, Electron.Mater, 1973.
1
Deutsch, T.F., Laser window materials—an Overview, Electron.Mater, 1975.
2
Marsh, K.J., Savage, I.A., Infrared optical materials for 8–13 µm: Current development and future prospects, Infrared Phys, 1974.
3
Harris, D.C., Diamond: the ultimate durable infrared window material, Naval Res. Rev, 1992.
4
Pierson, H.O., Norwich, Ed., Handbook of chemical vapor deposition, William Andrew, 1999.
5
Patel, B.S., Optical suitability of window materials for carbon dioxide lasers, Opt, 1977.
6
Gavrushchuk, E., Polycrystalline zinc selenide for IR optical applications, Institute of Chemistry of High-Purity Substances, Russian Academy of Sciences, 2003.
7
Daniel C., Infrared window and dome materials, International Society for Optical Engineering, 1992.
8
Munir, A., Anselmi-Tamburini U., Ohyanagi, M., The effect of electric field and pressure on the synthesis and consolidation of materials: A review of the spark plasma sintering method, Journal of Materials Science, 2006.
9
Chlique, C., Delaizir, G., A comparative study of ZnS powders sintering by hot uniaxial pressing and spark plasma sintering, Optical Materials, 2001.
10
Donald, W., Rochester,Y., Method of forming zinc selenide infrared transmitting optical elements, US Patent, No 3454685, 1969.
11
Richard E., Clark, Rochester, N.Y., Plurality optical element pressing process, US Patent, No 3589880, 1971.
12
Gallian, V. V. Fedorov, and S. B. Mirov., Hot-pressed ceramic Cr2+: ZnSe gain-switched Laser, Institute of Scintillation Materials, NAS Ukraine, 2000.
13