به تازگی تمایل زیادی به توسعه بیومواد کامپوزیتی نانوساختار جهت دستیابی به موادی با خواص متفاوت و یا کاربردهای چند منظوره ازجمله ترمیم، درمان و بازسازی بافت استخوان ایجاد شده است. حضور سیلیکا در بسیاری از مواد زیست فعال و زیست سازگار ، بهبود زیست فعالی را نشان داده است. از این رو در پژوهش حاضر ، پودر کامپوزیتی نانوساختار هیدروکسی آپاتییت – سیلیکا در دمای c°600 و پوشش کامپوزیتی مذکور بر روی فولاد زنگ نزن 316ال در دمای c°550، به روش سل – ژل تهیه و ارزیابی شد. تکنیک پراش پرتو ایکس (xrd) جهت تایید فازهای مطلوب در ترکیب پودر و پوشش مورد استفاده قرار گرفت. در ادامه تاثیر میزان سیلیکا بر اندازه دانه و میزان بلورینگی پودرهای کامپوزیتی ارزیابی شد. طیف سنجی مادون قرمز با تبدیل فوریه (ftir) جهت آنالیز بنیان های موجود در پودر و پوشش های کامپوزیتی استفاده شد. ارزیابی شکل و اندازه ذرات پودرهای کامپوزیتی نانو ساختار با استفاده از میکروسکوپ الکترونی عبوری (tem) انجام شد. از میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) جهت ارزیابی مورفولوژی پودر، مورفولوژی و کیفیت سطحی پوشش ونیز تعیین ضخامت پوشش استفاده شد. از آنالیز تفکیک انرژی پرتو ایکس (edx) جهت تعیین عناصر تشکیل دهنده پودر و نیز توزیع عناصر موجود در پوشش های کامپوزیتی استفاده شد. ارزیابی نرخ انحلال و زیست فعالی پودر و پوشش های کامپوزیتی در سرم فیزیولوژی و به ترتیب در مدت 21 روز در یک سیستم بسته ترمودینامیکی و 4 روز در یک سیستم باز ترمودینامیکی انجام شد. در ادامه، از تکنیک طیف سنجی جذب اتمی (aas) برای تعیین میزان رهایش یون کلسیم از پودر و پوشش های کامپوزیتی و از sem جهت بررسی تغییرات مورفولوژی استفاده شد. ارزیابی کیفی استحکام چسبندگی پوشش به زیر لایه بر اساس استاندارد astm c1624 انجام شد. در نهایت ارزیابی مقاومت به خوردگی نمونه های با پوشش با استفاده از آزمون الکتروشیمیایی پلاریزاسیون پتانسیودینامیک صورت گرفت. نتایج بدست آمده نشان داد که پودر کامپوزیتی نانوساختار تولید شده حاوی فاز کریستالی هیدروکسی آپاتیت و فاز آمورف سیلیکا است؛ به طوری که با افزایش میزان سیلیکا از میزان بلورینگی و اندازه کریستالیت های فاز هیدروکسی آپاتیت کاسته می شود. آزمون انحلال پودر ها در سیستم بسته ترمودینامیکی، مبین افزایش رهایش یون کلسیم از پودر های کامپوزیتی در مقایسه با پودر تک فاز هیدروکسی آپاتیت در مرحله انحلال و تسریع تشکیل آپاتیت در مرحله رسوب مجدد بود. ارزیابی پوشش های بهینه سازی شده تک فاز و کامپوزیتی با استفاده از2 درصد وزنی اسید اگزالیک، دستیابی به پوشش هایی با کیفیت سطحی بسیار خوب ، پیوستگی مناسب با زیر لایه و ضخامت کمتر ازmµ5/3 را نشان داد. ارزیابی کیفی استحکام چسبندگی پوشش ها حاکی از استحکام چسبندگی بهتر پوشش های کامپوزیتی در مقایسه با پوشش های تک فاز بود. آزمون انحلال پوشش های کامپوزیتی در سیستم باز ترمودینامیکی مبین کنترل نرخ رهایش یون کلسیم از پوشش های کامپوزیتی در اثر حضور سیلیکا بود. علاوه بر این، بررسی مورفولوژی پوشش ها پس از آزمون انحلال بیانگر تغییر مورفولوژی آپاتیت های رسوبی و در نتیجه افزایش زیست فعالی با افزایش سیلیکا در پوشش های کامپوزیتی بود. نتایج حاصل از آزمون الکتروشیمیایی پلاریزاسیون نشان داد که افزایش سیلیکا در پوشش های کامپوزیتی منجر به بهبود رفتار خوردگی زیر لایه فلزی و در نتیجه بهبود زیست سازگاری آن می شود.

در این تحقیق پوشش نانوکریستال نیکل-کبالت-تنگستن و نیکل-کبالت از حمام واتز توسط جریان مستقیم بر روی زیرلایه مسی رسوب داده شد. پوشش دهی در چگالی جریان های 5/2، 5، 15، 50 و ma cm-270 بر روی زیر لایه مسی انجام شد. با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی(sem) و دستگاه پراش پرتو ایکس(xrd) تغییرات مورفولوژی و اندازه دانه پوشش ها با تغییر چگالی جریان بررسی شد. نتایج بررسی ها نشان داد با افزایش چگالی جریان پوشش دهی مورفولوژی پوشش های نیکل-کبالت از هرمی، به مخلوطی از مورفولوژی های هرمی و بلوکی تغییر یافت. اما این مورفولوژی و نسبت شدت پیک ها در پوشش نیکل-کبالت-تنگستن در تمامی چگالی جریان ها ثابت بود. اندازه دانه های پوشش از الگوی پراش اشعه ایکس و توسط رابطه شرر محاسبه شد و مشاهده شد که اندازه دانه ها در حدود6-11 نانومتر است که حاکی از عدم وابستگی اندازه دانه های پوشش به دانسیته جریان پوشش دهی است. اندازه دانه در این پوشش به مراتب کمتر از پوشش نیکل-کبالت در چگالی جریان های مشابه است. نتایج بررسی ها توسط روش طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی(eis) حاکی از افزایش نفوذ سطحی یون های جذب سطحی شده با افزایش دانسیته جریان پوشش دهی در مورد پوشش نیکل-کبالت-تنگستن است. نتایج بررسی های طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی (eis) برای پوشش نیکل-کبالت حاکی از تاثیر جذب کمپلکس های هیدروژن و ترکیبات میانی بر تشکیل ساختار نانوکریستالی بود. نتایج آزمون پلاریزاسیون تافل انجام شده در محلول %5/3 کلرید سدیم نشان داد که پوشش های نانوکریستال نیکل-کبالت-تنگستن، چگالی جریان خوردگی در حدود 5/3 تا µa.cm-24 دارند. نتایج آزمون میکروسختی حاکی از بهبود این پارامتر در پوشش نیکل-کبالت-تنگستن نسبت به پوشش های نیکل و نیکل-کبالت بوده که این بهبود ناشی از حضور تنگستن است و تنها میکروسختی پوشش نیکل-تنگستن بیشتر است که علت آن وجود کبالت در پوشش نیکل-کبالت-تنگستن است. درصد عناصر تشکیل دهنده پوشش های نشان داد که با افزایش چگالی جریان پوشش دهی درصد تنگستن و کبالت موجود در پوشش کاهش می یابد.

در سال های اخیر فولادهای زنگ نزن آستنیتی پر نیتروژن عاری از نیکل به دلیل خصوصیات ممتازی نظیر خواص مکانیکی عالی، مقاومت به خوردگی بالا (به ویژه خوردگی حفره ای، شیاری و بین دانه ای) و کاربردهایی چون مواد فلز کاشتنی ( به دلیل عدم آلرژی زایی) در بدن انسان، به شدت مورد توجه قرار گرفته اند. به طور کلی مقاومت به خوردگی حفره ای فولادها با فاکتور pren (mn1-n16+mo3/3+cr =pren)، سنجیده می شود، به نحوی که با افزایش این فاکتور مقاومت به خوردگی حفره ای افزایش می یابد. به همین دلیل هدف از این پژوهش ساخت فولاد زنگ نزن آستنیتی پر نیتروژن mo-mn-cr-fe از طریق آلیاژسازی مکانیکی تحت اتمسفر نیتروژن و بررسی عوامل موثر بر بهبود فاکتور pren در آن بود. بدین منظور ابتدا اثر مولیبدن به عنوان یک عنصر افزاینده فاکتور pren روی استحاله فریت به آستنیت بررسی شد. سپس به بررسی نقش اندازه ذرات پودر آهن اولیه روی سرعت استحاله مذکور پرداخته شد. در نهایت به منظور بهبود فاکتور pren در فولاد تولیدی، امکان کاهش میزان منگنز و افزایش مقدار مولیبدن در ترکیب شیمیایی بررسی شد. فرایند آلیاژسازی مکانیکی با استفاده از مخلوط پودرهای عنصری آهن، کرم، مولیبدن و منگنز (با خلوص بالا) در یک آسیاب گلوله ای- سیاره ای انجام شد. مشخصه یابی و ارزیابی محصولات به وسیله آزمون پراش اشعه ایکس(xrd) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) صورت گرفت. همچنین میزان نیتروژن جذب شده در ساختار توسط آنالیزگر نیتروژن تعیین شد. به منظور بررسی اثر مولیبدن دو نمونه با ترکیب mo4-mn11-cr18-fe و mo6-mn11-cr18-fe با استفاده از پودر آهن با اندازه ذرات متوسط µm34/47 تحت آسیاب کاری در اتمسفر نیتروژن به مدت 100 ساعت قرار گرفت. نتایج حاصل از این آزمایش نشان داد که با افزایش میزان مولیبدن از 4 به 6 درصد وزنی، میزان پارامتر فعالسازی مکانیکی (?/d) در مواد بیشتر شده و لذا سینتیک استحاله افزایش می یابد. ولی در اثر کاهش نیروی محرکه لازم برای پایداری فاز آستنیت تکمیل استحاله نیاز به انرژی بیشتری (زمان های طولانی تر آسیاب کاری) دارد. همچنین با کاهش اندازه ذرات متوسط پودر آهن اولیه (µm 9/6)، علاوه بر اینکه امکان افزایش مقدار نیتروژن ورودی به ساختار (به عنوان مهمترین پارامتر در افزایش فاکتور pren) فراهم می شود، سرعت استحاله فریت به آستنیت نیز در اثر افزایش میزان جذب نیتروژن افزایش چشمگیری می یابد، به گونه ای که مدت زمان آسیاب کاری برای تکمیل استحاله مذکور از 100 ساعت به 8 ساعت تقلیل می یابد. از طرفی افزایش سرعت استحاله، امکان کاهش میزان منگنز از 11 به 8 درصد وزنی و همچنین افزایش مولیبدن از 4 به 8 درصد وزنی را به وجود آورد. بررسی عوامل فوق نشان داد که در اثر تغییر ترکیب شیمیایی می توان مقدار فاکتور pren را از 36/35 به 6/55 افزایش داد. در نهایت نیز نتایج حاصل از انجام عملیات حرارتی در دمای °c1100 به مدت یک ساعت روی فولاد زنگ نزن آستنیتی پر نیتروژن نشان داد که در اثر حضور نیتروژن، فولاد تولیدی از پایداری حرارتی بالایی برخوردار است، به طوری که ساختار نانومتری همواره در آن حفظ شده است.

هدف از این تحقیق، ایجاد پوشش پلیمری فوق آبگریز بر روی فولاد ساده کربنی به کمک اصلاح شیمیایی نانوذرات سیلیکا می-باشد. در ابتدا به منظور تغییر ماهیت آبدوستی نانوذرات سیلیکا به ماهیت آبگریز، سطح آنها توسط مقادیر مختلف از ترکیب سیلانی وینیل تری متوکسی سیلان (vtms) اصلاح گردید. بدین منظور نسبت مولی [oh]/ [vtms] (نسبت غلظت vtms مصرفی به گروه های هیدروکسی نانوسیلیکا) در محدوده 18-1 تغییر داده شد و مشاهده گردید که در نسبت مولی 18، بیشترین افزایش وزن و قطر، کمترین جذب رطوبت، و بالاترین میزان تخلخل در نانوذرات سیلیکا پدید آمد. سپس با استفاده از نانوذرات اصلاح شده در مرحله اول، پوششی آبگریز بر سطح فولاد ساده به دو روش مختلف ایجاد شد. در روش اول ابتدا کامپوزیتی از پلی اتیلن پیوند شده با مالئیک انیدرید و نانوذرات اصلاح شده به روش محلول تهیه شد و پس از آن پوششی از این نانوکامپوزیت بر سطح فولاد به روش ریخته گری ایجاد گردید. با تغییر درصد وزنی نانوذرات مصرفی در تهیه نانوکامپوزیت در محدودهwt% 215-25 (نسبت به وزن پلیمر) ملاحظه شدکه با افزایش مقدار نانوذره، زاویه تماس افزایش و زاویه غلتش کاهش می یابد، به طوری که در 215% وزنی پوششی با آبگریزی بسیار خوب با زاویه تماس 5/149 و زاویه غلتش 6 درجه حاصل گردید. در روش دوم که برای اولین بار ارائه شد، ابتدا پوششی از فیلم پلی اتیلن به روش پاشش الکتروستاتیک بر سطح فولاد ایجاد گردید. پس از آن برای حصول زبری و ایجاد ساختار میکرومتری مطلوب، پوششی از نانوذرات سیلیکای اصلاح شده بر روی فیلم پلی اتیلن به روش غوطه وری ایجاد شد و به منظور تثبیت نانوذرات بر روی سطح، تحت عملیات حرارتی قرار گرفت. با تغییر نسبت مولی [oh]/ [vtms] در محدوده 18-1 برای نانوذرات سیلیکا مشاهده گردید که در نسبت های مولی بالاتر از 6 یک پوشش فوق آبگریز با زاویه غلتش بسیار پایین ( ا درجه) حاصل گردید. به نظر می رسد که این روش قابلیت کاربرد بر روی تمامی پوشش های ترموپلاستیک را داشته باشد. به علاوه با انجام آزمون تافل در هر دو روش مذکور مشاهده گردید که ایجاد پوشش آبگریز بر سطح فولاد ساده کربنی موجب افزایش قابل توجهی در مقاومت خوردگی می شود.

در این پژوهش پلی اتیلن با دانسیته بالا(hdpe) به همراه مونت موریلونیت موسوم به کلوزیت 15a (cl15a) و سازگارکننده پلی اتیلن گرافت شده با مالئیک انیدرید(pe-g-ma) با غلظتهای (wt%20، 15، 10، 5، 0) و غلظت ثابت 4% وزنی از cl15a طی فرایند اختلاط مذاب در دومرحله، توسط اکسترودر دو مارپیچه تهیه شد. اثر غلظت های مختلف سازگارکننده بر ساختار، شاخص جریان مذاب و درصد ژل شدن آمیزه نانوکامپوزیتی مورد مطالعه قرار گرفت. مطالعات پراش اشعه ایکس آمیزه های نانوکامپوزیتی نشان دادکه فاصله بین لایه های سیلیکات در غیاب سازگارکننده افزایش نمی یابد و آمیزه، ساختاری مشابه میکروکامپوزیت دارد. با افزایش غلظت سازگارکننده تا 15% وزنی، فاصله بین لایه های سیلیکات افزایش می یابد. در غلظت 20% وزنی از سازگارکننده فاصله بین لایه های سیلیکات بطور جزئ کاهش می یابد. با افزایش غلظت سازگارکننده، شاخص جریان مذاب کاهش و درصد ژل شدن افزایش می یابد. آمیزه های نانوکامپوزیتی حاصل را، توسط آسیاب به پودر های با اندازه متوسط 100میکرومتر تبدیل و با روش الکترواستاتیک پاششی پودری بر روی سطح ورق فولاد پاشش داده شد. مطالعات میکروسکوپ الکترونی روبشی بر روی سطح پوشش نانوکامپوزیتی نشان دادکه پوشش تهیه شده تحت شرایط پیش گرم کردن به مدت 1 دقیقه در دمای ?100، ولتاژ پاشش 60کیلو ولت، مدت زمان حرارت دهی 30 دقیقه در دمای ?200 ، دارای سطحی یکنواخت و با کمترین نقص می باشد. مطالعات پراش اشعه ایکس بر روی پوشش نانو کامپوزیتی نشان داد که درطی فرایند ذوب پوشش درون آون خلاء به علت نفوذ زنجیره های پلی اتیلن در فضای بین صفحات سیلیکات فاصله بین صفحات اندکی افزایش می یابد. و خواص مکانیکی و مقاومت خوردگی پوشش توسط آزمون های انعطاف پذیری، استحکام چسبندگی و مه آب نمک مورد آنالیز قرار گرفت. انعطاف پذیری و استحکام چسبندگی با افزایش غلظت سازگارکننده تا 15% افزایش می یابد و در غلظت 20% سازگارکننده تغییری در خواص مکانیکی دیده نمی شود. پوشش حاوی 15% وزنی سازگارکننده بیشترین مقاومت خوردگی را درآزمون مه آب نمک نشان داد.

در این پژوهش، از یک تکنیک طراحی آزمایش (doe) تحت عنوان روش تاگوچی جهت بهینه سازی پارامترهای موثر بر مقاومت به خوردگی فولادهای زنگ نزن سوپر دوفازی (uns s32760) در جوشکاری قوسی تنگستن – گاز از طریق جریان پالسی (pcgtaw) استفاده شده است. با انتخاب چهار پارامتر (جریان پالس، جریان زمینه، % on time و فرکانس پالس) با سه سطح ، در طرح تاگوچی از یک آرایه متعامد l9 (34) که شامل نه آزمایش می باشد، کمک گرفته شد. مقاومت به خوردگی در محیط 3.5% نمک طعام توسط آزمون های پلاریزاسیون در دمای اتاق ارزیابی گردید. همچنین آنالیز واریانس (anova) بر روی داده های نسبت سیگنال به نویز صورت گرفت. برای دستیابی به شرایط بهینه به منظور تخمین بالاترین پتانسیل حفره دار شدن (epit) ، مشخصه کیفی هرچه بیشتر بهتر (hb) انتخاب شد. نتایج نشان داد که شرایط بهینه هنگامی حاصل می شود که جریان پالس در سطح دوم (a 120)، جریان زمینه در سطح دوم (60 a)، فرکانس پالس در سطح سوم (hz 5) و on time% در سطح سوم (80%) باشد. تحت شرایط بهینه، پتانسیل حفره دار شدن 1.06 ولت به دست آمد که بسیار نزدیک به پتانسیل حفره دار شدن پیش بینی شده (1.08 ولت) است. همچنین نتایج آنالیز واریانس نشان داد که پارامترهای جریان پالس و جریان زمینه که به ترتیب دارای درصد توزیع 28/66% و 97/25% هستند دارای بیشترین تاثیر بر مقاومت به خوردگی جوش های فولاد زنگ نزن سوپر دوفازی می باشند که به روش pcgtaw جوشکاری شده اند. نهایتا نتایج نشان داد که از روش تاگوچی می توان به عنوان یک ابزار دقیق و موثر جهت بهینه سازی پارامترهای جوشکاری پالسی استفاده کرد. همچنین در این تحقیق، تاثیر عملیات حرارتی آنیل مرحله ای بر ریز ساختار و مقاومت به خوردگی حفره ای در قطعات جوش فولادهای زنگ نزن سوپر دوفازی uns s32760 بررسی شد. مقاومت به خوردگی حفره ای در محلول کلریدی به روش پتانسیواستات مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بررسی ها نشان داد که عملیات آنیل مرحله ای در محدوده دمایی 1000-550 درجه سانتیگراد منجر به رسوب فاز سیگما و نیترید کروم (cr2n) در مرزهای فریت/آستنیت و فریت/فریت می شود. در این محدوده دمایی، غالبا حفره های نیمه پایدار در اطراف رسوبات در مرزدانه و همچنین در فاز فریت جوانه می زنند. در آنیل مرحله ای در محدوده دمایی 1100-1050 درجه سانتیگراد، ریز ساختار تنها شامل فریت و آستنیت است. در این شرایط، دمای بحرانی حفره دارشدن به بالاترین مقدار خود در این تحقیق رسید.

پژوهش حاضر، ساخت و ارزیابی خواص قطعات فولاد زنگ نزن آستنیتی پرنیتروژن عاری از نیکل، حاصل از پرس سرد و سینتر پودر های تهیه شده به روش آلیاژسازی مکانیکی است. در این راستا محلول های جامد نانو ساختارفولادهای زنگ نزن آستنیتی پرنیتروژن fe-cr-mn و fe-cr-mn-mo از طریق آسیابکاری مخلوط های پودری با ترکیب های mo4-mn8-cr18-fe، mo8-mn8-cr18-fe، mn8-cr18-fe و mn9-cr18- feتحت اتمسفر نیتروژن سنتز شدند. پس از آن، پودرهای نانوساختار فولاد های پرنیتروژن fe-cr-mn و fe-cr-mn-mo به وسیله فرایند پرس سرد، سینتر در دمای 1250 درجه سانتی گراد به مدت 60 دقیقه و خنک سازی در مخلوط آب و یخ به قطعات متراکمی تبدیل شد. تغییرات فازی و مطالعات ریزساختاری و میزان نیتروژن جذب شده به وسیله آزمون های پراش پرتو ایکس (xrd)، میکروسکوپ الکترونی روبشی sem)) مجهز به سیستم آنالیز عنصری (eds) و آنالیزگر نیتروژن انجام گرفت. سختی و مدول الاستیک نمونه های زینتر شده نیز توسط ریزسختی سنجی و نانوایندنتیشن تعیین شد. نتایج آلیاژسازی مکانیکی نشان داد که با افزایش زمان آسیابکاری، میزان جذب نیتروژن افزایش یافت و در نمونه های فوق به ترتیب به مقادیر 76/0، 1/1، 9/0 و 8/0 درصد وزنی رسید. با افزایش میزان نیتروژن ساختار، ریزسختی پودرهای نانوساختار افزایش یافت. پس از سینتر، سختی نمونه ها به ترتیب معادل422، 604، 517 و 434 ویکرز تعیین شد. مدول یانگ این چهار محلول جامد نیز توسط آزمون نانوایندنتیشن معادل 272، 390، 344 و 326 گیگا پاسکال به دست آمد. اندازه گیری چگالی و محاسبات اندازه دانه آستنیت پس از فرایند پرس سرد وسینتر نشان دهنده موفقیت آمیز بودن این روش در تولید قطعات بالک فولادهای پرنیتروژن بود. خواص سایشی نمونه ها (نظیر نرخ سایش، ضریب اصطکاک و مکانیزم سایش) نیز با استفاده از آزمون پین- دیسک در بار 800 گرم بررسی شد. نتایج آزمون سایش حاکی از تاثیر قابل ملاحظه نیتروژن در کاهش نرخ سایش نمونه های بالک تولید شده بود. مکانیزم اصلی حاکم بر سایش با استفاده از مشاهدات میکروسکوپ الکترونی روبشی، سایش چسبان تعیین شد. رفتار خوردگی نمونه ها نیز با استفاده از آزمون پلاریزاسیون تافل بررسی و مشاهده شد که چگالی جریان نمونه mo4-mn8-cr18-fe از دیگر نمونه ها کمتر است.

در این تحقیق تاثیر متغیرهای جوشکاری روی خواص خوردگی و شکست ناشی از محیط آلیاژ آلومینیم 6061 جوشکاری شده توسط روش اصطکاکی-اغتشاشی مورد مطالعه قرار گرفت. نمونه های مختلف تحت متغیرهای سرعت دوران 630، 1000 و 1250 دور بر دقیقه و سرعت خطی 40، 80 و 125 میلی متر بر دقیقه و قطر شانه ابزار 18،15و21 میلی متر تهیه شد. بررسی ریز ساختاری توسط میکروسکوپ نوری و مقطع شکست توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی انجام شد. جهت بررسی رفتار خوردگی، آزمون پلاریزاسیون در محلول کلرید سدیم 5/3 درصد انجام شد. برای تعیین میزان خوردگی، آزمون غوطه وری در محلول 5/3 درصد کلرید سدیم انجام شد. شکست ناشی از محیط به وسیله آزمون کشش با نرخ کرنش آهسته و در محلول اسیدی بررسی و مقاومت به ترک ناشی از حساسیت به محیط به وسیله درصد تغییر کرنش در محیط نسبت به محیط مرجع(هوا) بیان شد. نتایج نشان داد در سرعت خطی و قطر شانه ثابت، تغییرسرعت دوران بیشترین تاثیر را روی خواص خوردگی دارد که این تاثیر مربوط به خرد شدن و انحلال ذرات فاز ثانویه در اثر دریافت کار مکانیکی و حرارت اصطکاکی است. این ذرات با تشکیل پیل های گالوانیکی با زمینه مهم ترین عامل خوردگی در آلیاژ هستند که با انحلال و توزیع پراکنده آن ها مقاومت به خوردگی بهبود می یابد. مقاومت به خوردگی در سرعت دورانی 1000 دور بر دقیقه حالت بیشینه دارد و در سرعت بالاتر مقدلر کمی افت نشان می دهد که به دلیل ورود حرارت بیش از حد به قطعه است. بین قطر های شانه، قطر 18 میلی متر بهترین مقاومت خوردگی را دارا است. در تمام شرایط جوشکاری مقدار پتانسیل خوردگی در مقایسه با فلز پایه نجیبت تر هستند. همراهی سرعت دوران کم با سرعت خطی زیاد و سرعت دوران زیاد با سرعت خطی کم موجب تضعیف مقاومت به خوردگی و مقاوت به شکست ناشی از حساسیت به محیط می شود. در مورد اول به علت حرارت ورودی کم و کار مکانیکی پایین و در مورد دوم به علت حرارت ورودی بیش از حد و ایجاد تلاطم، ذرات خشن فاز ثانویه تولید می شود. حساسیت به محیط در نمونه هایی رخ داد که با این متغیرها جوشکاری شدند. این حساسیت از نوع تردی هیدروژنی است. نتایج نشان داد که ترک ناشی از محیط درست در مرز بین منطقه دکمه جوش و ناحیه تحت تاثیر تروموکانیکی رخ داد. ساختار به شدت تغییر شکل یافته به همراه فعالیت الکتروشیمیایی بالا در این ناحیه دلیل این پدیده است. هیدروژن در اثر واکنش خوردگی تولید و بخشی از آن به شکل اتمی وارد ماده می شود. کرنش ناشی از کشش در این ناحیه موجب تسریع این فر ایند می شود. نتایج شکست نگاری وجود یک ناحیه شبه تورقی (ترد) را بین منطقه خوردگی بین دانه ای و زمینه خورده نشده نشان داد که این موضوع به علت وجود ناحیه متاثر از هیدروژن است که افت در نرمی ماده را در پی دارد.

در این تحقیق تاثیر متغیرهای جوشکاری روی خواص خوردگی و شکست ناشی از محیط آلیاژ آلومینیم 6061 جوشکاری شده توسط روش اصطکاکی-اغتشاشی مورد مطالعه قرار گرفت. نمونه های مختلف تحت متغیرهای سرعت دوران 630، 1000 و 1250 دور بر دقیقه و سرعت خطی 40، 80 و 125 میلی متر بر دقیقه و قطر شانه ابزار 18،15و21 میلی متر تهیه شد. بررسی ریز ساختاری توسط میکروسکوپ نوری و مقطع شکست توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی انجام شد. جهت بررسی رفتار خوردگی، آزمون پلاریزاسیون در محلول کلرید سدیم 5/3 درصد انجام شد. برای تعیین میزان خوردگی، آزمون غوطه وری در محلول 5/3 درصد کلرید سدیم انجام شد. شکست ناشی از محیط به وسیله آزمون کشش با نرخ کرنش آهسته و در محلول اسیدی بررسی و مقاومت به ترک ناشی از حساسیت به محیط به وسیله درصد تغییر کرنش در محیط نسبت به محیط مرجع(هوا) بیان شد. نتایج نشان داد در سرعت خطی و قطر شانه ثابت، تغییرسرعت دوران بیشترین تاثیر را روی خواص خوردگی دارد که این تاثیر مربوط به خرد شدن و انحلال ذرات فاز ثانویه در اثر دریافت کار مکانیکی و حرارت اصطکاکی است. این ذرات با تشکیل پیل های گالوانیکی با زمینه مهم ترین عامل خوردگی در آلیاژ هستند که با انحلال و توزیع پراکنده آن ها مقاومت به خوردگی بهبود می یابد. مقاومت به خوردگی در سرعت دورانی 1000 دور بر دقیقه حالت بیشینه دارد و در سرعت بالاتر مقدلر کمی افت نشان می دهد که به دلیل ورود حرارت بیش از حد به قطعه است. بین قطر های شانه، قطر 18 میلی متر بهترین مقاومت خوردگی را دارا است. در تمام شرایط جوشکاری مقدار پتانسیل خوردگی در مقایسه با فلز پایه نجیبت تر هستند. همراهی سرعت دوران کم با سرعت خطی زیاد و سرعت دوران زیاد با سرعت خطی کم موجب تضعیف مقاومت به خوردگی و مقاوت به شکست ناشی از حساسیت به محیط می شود. در مورد اول به علت حرارت ورودی کم و کار مکانیکی پایین و در مورد دوم به علت حرارت ورودی بیش از حد و ایجاد تلاطم، ذرات خشن فاز ثانویه تولید می شود. حساسیت به محیط در نمونه هایی رخ داد که با این متغیرها جوشکاری شدند. این حساسیت از نوع تردی هیدروژنی است. نتایج نشان داد که ترک ناشی از محیط درست در مرز بین منطقه دکمه جوش و ناحیه تحت تاثیر تروموکانیکی رخ داد. ساختار به شدت تغییر شکل یافته به همراه فعالیت الکتروشیمیایی بالا در این ناحیه دلیل این پدیده است. هیدروژن در اثر واکنش خوردگی تولید و بخشی از آن به شکل اتمی وارد ماده می شود. کرنش ناشی از کشش در این ناحیه موجب تسریع این فر ایند می شود. نتایج شکست نگاری وجود یک ناحیه شبه تورقی (ترد) را بین منطقه خوردگی بین دانه ای و زمینه خورده نشده نشان داد که این موضوع به علت وجود ناحیه متاثر از هیدروژن است که افت در نرمی ماده را در پی دارد.

یکی از فاکتور های مهم در بهبود کارایی و افزایش چگالی انرژی باتری های روی – اکسید نقره، بالا بردن ظرفیت صفحات روی باتری است. به منظور بالا بردن ظرفیت صفحات روی می توان سطح ویژه پودر روی بکار رفته را بالا برد. تولید پودر به روش الکتروشیمیایی باعث ایجاد پودر با سطح ویژه بالا می شود. بدین منظوراز یک سیستم دو الکترودی، الکترود روی و الکترود نیکل، درون یک محلول قلیایی استفاده می شود. الکترود روی به قطب منفی منبع dc وصل می شود. با اعمال جریان الکترون ها از منبع وارد الکترود شده و باعث می شود که یون های روی موجود در محلول احیا شده و روی سطح الکترود قرار بگیرند. پودر تولیدی با این روش از سطح ویژه ی بالایی برخوردار است. به کاربردن مواد فعال به صورت پودری موجب افزایش سطح موثر و واکنش دهنده ی الکترود می شودکه به کاهش وزن باتری کمک می کند. علاوه بر این برای دست یابی به فعالیت شیمیایی بیش تر و پلاریزه شدن کم تر، بهتر است باتری در چگالی جریان کم تری کار کند. سطح موثر بیش تر باعث کاهش جریان عبوری از واحد سطح می شود. پودر روی الکترولیتی با مورفولوژی دندریتی سطح ویژه بیش تری فراهم می کند. پارامترهای مختلفی از جمله چگالی جریان اعمالی، غلظت زینکات، غلظت هیدروکسیدپتاسیم، دما و فاصله ی بین الکترود ها بر مورفولوژی و اندازه پودر تولیدی به این روش تاثیر دارند. در این پروژه تولید پودر به روش الکتروشیمیایی ازمحلول قلیایی زینکات روی، و بررسی تاثیر پارامترهای دما و فاصله ی بین الکترود ها بر مورفولوژی پودر تولیدی به این روش ، با استفاده از تصاویر sem انجام شد. تاثیرات مورفولوژی پودرهای بکار رفته در ساخت الکترود روی بر عملکرد باتری های روی – اکسید نقره نیز توسط منحنی های دشارژ و آزمون های امپدانس متناوب، بررسی شد. در این پژوهش چگالی جریان اعمالی 2000 آمپر بر متر مربع، غلظت زینکات 1مولار و غلظت هیدروکسیدپتاسیم 8 مولار، به عنوان پارامترهای ثابت و دما و فاصله ی بین الکترودی به عنوان پارامترهای متغیر درنظرگرفته شد. پودر های تولیدی جمع آوری شده و سپس اسید شویی و خشک شد. تصاویر semگرفته شده از پودر ها نشان می دهد با افزایش دما تا دمای70 درجه سانتیگرادمورفولوژی پودر ها به سمت دندریتی شدن پیش می رود. این حالت با کاهش فاصله ی بین الکترودی نیز مشاهده می شود. با افزایش دما به محدوده ی دمایی 85-90 درجه سانتیگراد مورفولوژی پودر ها به سمت کلوخه ای شدن پیش می رود. منحنی های دشارژ نیز نشان می دهد با افزایش حالت دندریتی در مورفولوژی پودر و به دنبال آن افزایش سطح ویژه ی الکترود ها، عمردشارژ و سطح پتانسیل دشارژ بیش تر می شود. نتایج آزمون امپدانس الکتروشیمیایی نیز افزایش سطح واکنش و کاهش مقاومت انتقال بار را با افزایش حالت دندریتی در مورفولوژی پودر نشان می دهد. کلمات کلیدی سطح ویژه، دشارژ، الکترود روی، امپدانس متناوب

فولاد ‏p460n‏ از نوع فولادهای میکروآلیاژی است. این فولاد استحکام مطلوبی در حد فولادهای آلیاژی در بین ‏فولادهای کم کربن کم آلیاژ دارد که استحکام خود را از دو عامل عناصر میکروآلیاژی وعملیات نرماله کردن بدست ‏می آورد. عناصر میکروآلیاژی وانادیوم، نیوبیوم و تیتانیوم هستند که با تشکیل کاربید، نیترید و کاربونیترید منجر به ‏افزایش استحکام می شوند و عملیات نرماله کردن منجر به ریزدانه شدن می شود. فولاد ‏p460n‏ کاربرد وسیعی در ‏محیط های دریایی دارد. نواحی جوشکاری شده این فولاد اغلب به منظور طولانی شدن عمر سرویس نیاز به تعمیرهای ‏متعدد دارند. استانداردهای محدودی در مورد جوشکاری تعمیری و تعداد دفعات مجاز تعمیر موجود است. تنها در دو ‏استاندارد یکی استاندارد دریایی ‏dnv-os-f101‎‏ و استاندارد ‏gb50236-97&98‎‏ بیان شده است که تا دوبار تعمیر ‏ممکن است در یک ناحیه جوشکاری شده انجام گیرد. تعمیرهای تکراری در جوش می تواند روی سازه تاثیرهای ‏مختلفی بگذارد از جمله، تغییر در ریز ساختار منطقه متاثر از حرارت ، تغییر در سختی و استحکام و تغییر در مقاومت به ‏خوردگی. به صورت معمول در جوشکاری تعمیری از روش تمپربید ‏ در تعمیرهای تکراری جوش استفاده می شود. ‏مزیت استفاده از این روش در حذف کردن عملیات حرارتی پس از جوشکاری ‏ به منظور اصلاح ساختارهای مضر ‏ایجاد شده در منطقه متاثر از حرارت است.‏ جوشکاری تعمیری سبب ایجاد تنش های باقی مانده می شود. تحقیقات زیادی به اندازه گیری تنش باقی مانده در مقاطع ‏جوش تعمیری پرداخته اند. راهکارهایی از جمله افزایش حرارت ورودی و افزایش تعداد لایه های جوش سبب کاهش ‏تنش های باقی مانده می شود. بررسی تاثیر جوشکاری تعمیری بر تغییرات ریز ساختار، خواص مکانیکی و خوردگی در ‏تحقیقات محدودی انجام شده است. هر یک از این تحقیقات در مورد جوشکاری تعمیری به مطالعه نوع خاصی از ‏فولاد های پرکاربرد در صنایع مختلف پرداخته اند. از جمله فولاد ‏api x52‎‏ و ‏aisi 304‎‏. در نوع خاصی از فولاد ها از ‏قبیل ‏bisplate 80‎‏ که مستعد به ترک خوردن در منطقه جوش به علت انعطاف پذیری پایین هستند، به منظور ‏جوشکاری تعمیری از روش لایه نشانی ‏ استفاده شده است. در روش لایه نشانی قبل از تعمیر منطقه جوش، ضخامتی در ‏حد چند میلیمتر از ناحیه تعمیری، با آلیاژی با انعطاف پذیری بالا از قبیل ‏fe-ni‏ پوشانده می شودکه سبب کاهش ترک ‏گرم در جوشکاری تعمیری می شود. بر اساس تحقیقات گذشته ضخامت لایه پوشانده شده در خواص حاصل تاثیر گذار ‏است. مثلا برای جوشکاری تعمیری فولاد ‏bisplate 80‎‏ 4 میلیمتر لایه نشانی باعث ایجاد بهترین خواص از لحاظ ‏خستگی و چقرمگی می شود. نتایج حاصل از تحقیقات گذشته در مورد جوشکاری تعمیری، قابل تعمیم دادن برای همه ‏فلزات نیست. تاثیر جوشکاری تعمیری بر خواص، برای هر فلز جداگانه نیاز به تحقیق و مطالعه دارد. با توجه به کاربرد، ‏رفتار خوردگی در جوشکاری تعمیری حائز اهمیت است. در جوشکاری، فلز جوش اغلب به عنوان ناحیه مستعد به ‏خوردگی عمل می کند. عواملی از جمله ترک، تخلخل، نفوذ ناقص، تنش های باقی مانده، انتخاب نادرست فلز پرکننده ‏و طراحی نادرست محل اتصال سبب شده که فلز جوش بیشتر از سایر مناطق مستعد به خوردگی شود.‏ مرور تحقیقات گذشته نشان می دهد که تاثیر تکرار عملیات جوشکاری تعمیری بر ریزساختار، خواص مکانیکی و ‏خوردگی فولاد ‏p460n‏ مورد بررسی قرار نگرفته است. در مورد این فولاد با توجه به کاربرد گسترده ای که در صنایع ‏دریایی دارد، نیاز به تحقیق و مطالعه گسترده احساس می شود. انتظار می رود در این تحقیق با استفاده از نتایج حاصل، در ‏مورد تغییر خواص به واسطه سه بار تعمیر مکرر در ناحیه جوش این فولاد اطلاعات کاملی بدست آید.‏

پاکسازی اشیاء برنزی تاریخی هنگامی که با محصولات خوردگی حجیم پوشیده شده اند، شرایط دشوار و پیچیده ای را فرا روی حفاظت گران قرار می دهد. نمایان کردن ویژگی های اولیه شیء برنزی به عنوان یک تمامیت زیبایی شناسی از سویی، و حفظ تمامی شواهد باستان شناختی موجود در اثر به عنوان اسناد تاریخی از سوی دیگر، فرایند تصمیم گیری برای پاکسازی شیء را با چالش های جدی مواجه می کند. از اینرو در این رساله طرح یک چارچوب کلی برای برون رفت از چالش های موجود در تقابل های پیش رو، با توجه به ویژگی های سطح اصلی و ترکیب عمده ی آن و ارزیابی روش های پاکسازی در این گونه آثار با در نظر گرفتن اصول و مبانی نظری مرمت، به عنوان هدف مورد توجه قرار گرفته است. در این راستا، بررسی ها و مطالعات به صورت کتابخانه ای، بررسی های میدانی و مطالعات آزمایشگاهی در سه حوزه انجام گرفته است. در بخش اولِ مطالعات، تقابل اصول و مبانی نظری به هنگام مواجهه با این آثار و جایگاه ارزشی سطح اصلی با توجه به کیفیت هایی که برای اشیاء برنزی ایجاد می کند در مقابل سایر ویژگی های موجود در این آثار مورد نقد و واکاوی قرار گرفته است. در بخش دومِ مطالعات، سطح اصلی و مشکلات فنی برای بازیابی آن با توجه به ساختارهای متنوع خوردگی بررسی شده است. برای این منظور ساختارهای مختلف خوردگی در اشیاء برنزی برای وجود یا عدم وجود سطح اصلی و امکان بازیابی آن مورد مطالعه و بررسی های میکروسکوپی و آنالیزهای دستگاهی قرار گرفته است. در بخش سوم پژوهش، آسیب های و تغییرات ناشی از استفاده از مواد پاکسازی شیمیایی بر لایه کوپریت که اغلب سطح اصلی را در اشیاء برنزی حفظ کرده است، به صورت آزمایشگاهی مورد ارزیابی قرار گرفته است. شبیه سازی نمونه های تاریخی دارای لایه نشانگر کوپریت به روش الکتروشیمیایی انجام شد. سپس اندازه گیری میزان انحلال در محلول های مختلف با استفاده از طیف سنجی جذب اتمی (aas) انجام شد. افزون بر این، بررسی مورفولوژی سطح و تغییرات بصری در لایه کوپریت به ترتیب با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) و رنگ سنج انجام گرفت. علاوه بر این رفتار لایه کوپریت در زمان غوطه وری در محلول با اندازه گیری eocp مطالعه شد. بررسی ساختارهای خوردگی در ارتباط با سطح اصلی، نشان داد که بازیابی سطح اصلی در خوردگی های زگیلی، دوره ای، لایه ای و حفره ای امکان پذیر نیست. همچنین، مشخص شد که استفاده از گسست در محل سطح اصلی برای پاکسازی مکانیکی همواره کارایی نداشته و ممکن است سبب آسیب های جدی به شیء برنزی شود. در بررسی مبانی نظری، مشخص شد که اگرچه سطح اصلی در اشیاء برنزی در بردارندهد ی بسیاری از ویژگی های شیء اولیه است و می تواند به عنوان سطح معیار در پاکسازی به کار رود اما شواهد مختلف باستان شناختی مربوط به بستر و اطلاعات بالقوه متنوعی که در قسمت های بیرونی تر سطح وجود دارند، موانعی در راه رسیدن به این رهیافت هستند. افزون بر این، ارزیابی روش های پاکسازی، آسیب های ناشی از محلول های پاکسازی بر لایه نشانگر کوپریت (سطح اصلی) را برای کالگون، سدیم تری پلی فسفات و نمک راشل قلیایی کمترین مقدار مشخص کرد. در نهایت بر مبنای نتایج به دست آمده از این سه بخش یک الگوی تصمیم گیری برای فرایند پاکسازی ارائه شده است.

هدف از این تحقیق بررسی اثرات جریان سرگردان بر تغییرات ساختاری بتن و دوام آن می باشد. تغییرات ساختاری را می توان به کمک بررسی تغییرات ایجاد شده در نفوذپذیری، حجم حفره های مویین، مقاومت ویژه، بار الکتریکی در آزمون rcp، ضریب نفوذ کلرید و تغییر در طیف eis بتن مطالعه نمود. این تغییرات در ارتباط با دوام بتن در شرایط محیطی می باشد و می تواند به عنوان عامل موثر در فرایندهای خوردگی آرماتورها عمل نماید. در این بررسی نمونه های بتنی با طرح های اختلاط مختلف در حالت اشباع از آب در معرض ولتاژهای ac و dc به ترتیب در مقادیر 220 و 380 vac و 50 vdc قرار داده شدند. سپس به کمک آزمون های مقاومت ویژه، eis، rcp، ضریب نفوذ کلرید، عمق نفوذ کلرید و بررسی های میکروسکوپی تاثیر جریان های مزبور بر ساختار بتن بررسی گردید. علاوه بر این به منظور اعتبارسنجی نتایج آزمایشگاهی، آزمون های میدانی بر روی تیرهای بتنی برق انجام گردید. برخی از تیرهای مزبور در شرایط بارانی و آلودگی هوا دچار نشت جریان ac در ولتاژ بالا از طریق خزش جریان در سطح مقره ها شده بودند. ‍ بر اساس آزمون های انجام شده، جریان سرگردان ac در ولتاژهای بالا قادر است در مدت زمان بسیار کوتاه (در مواردی در حدود یک دقیقه) موجب افزایش اندازه حفره های مویین بتن، ایجاد حفره ها و ترک مویین جدید و ایجاد تغییرات گسترده ساختاری و کاهش قابل ملاحظه دوام بتن در شرایط محیطی شود. در این رابطه جریان سرگردان ac از طریق مسیرهای های خازنی(مسیر حفره های مویین) و مسیرهای مقاومتی(مسیر فازهای جامداز بتن عبور می کند. در ولتاژهای بالا و در حالت اشباع از آب، این موضوع سبب بروز تنش های حرارتی، انقباضی و انتقال جرم در بتن خواهد شد. نتیجه این فرایند کاهش دوام بتن در شرایط محیطی خواهد بود. در مقابل جریان سرگردان dc قادر به عبور از مسیرهای خازنی نمی باشد و بنابر این نسبت به جریان ac از توانایی کمتری جهت کاهش دوام بتن برخوردار است. در این حالت مکانیزم تنش های حرارتی از اهمیت کمتری برخوردار است. کاهش نسبت آب به سیمان(w/c) و افزایش مواد پوزولانی مثل میکروسیلیس به طرح اختلاط بتن، موجب کاهش حجم حفره های مویین، افزایش تراکم، کاهش نفوذپذیری، کاهش فاز هیدرواکسیدکلسیم و نیز افزایش امپدانس مسیرهای خازنی(بدلیل کاهش حجم حفره های مویین)خواهد شد. بنابر این اثرات مخرب جریان سرگردان ac کاهش می یابد. همچنین با کاهش نفوذپذیری میزان نفوذ و انتقال جرم هیدرواکسید کلسیم در جریان سرگردان dc کاهش می یابد و اثرات جریان dc بر بتن کاهش می یابد. علاوه بر این افزودن الیاف غیر فلزی نظیر الیاف پلی پروپیلن به طرح اختلاط بتن موجب کاهش رشد ترک های مویین در هنگام عبور جریان سرگردان ac از بتن اشباع از آب خواهد شد.

در پژوهش حاضر از فرایندهای نورد تجمعی (arb)، نورد و آنیل پی در پی (car) و آندایزینگ با درصدهای حجمی متفاوت آلومینا برای ساخت کامپوزیت آلومینیوم/آلومینا/تیتانیم استفاده شد. در ابتدا شرایط ایجاد پیوند بین لایه ها با درصدهای حجمی متفاوت آلومینا و درصدهای متفاوت کاهش ضخامت توسط آزمون لایه کنی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با افزایش ضخامت لایه آندایز چسبندگی بین آلومینیوم و تیتانیم کاهش می یابد. همچنین با افزایش میزان کاهش ضخامت، استحکام لایه کنی در نمونه ها افزایش می یابد. پس از ساخت کامپوزیت به روش نورد تجمعی تا 4 سیکل، از میکروسکوپ نوری جهت بررسی توزیع فازهای تقویت کننده (تیتانیم و آلومینا) استفاده شد. به منظور بررسی خواص مکانیکی نمونه ها، از آزمون های کشش تک محوری و ریزسختی سنجی ویکرز استفاده شد. برای درک نحوه ی شکست نمونه ها در آزمون کشش تک محوری، از میکروسکوپ الکترونی روبشی استفاده شد. پارامترهای ریزساختاری از قبیل اندازه دانه ی فرعی، میکرو کرنش و دانسیته ی نابجایی ها توسط نرم افزار maud محاسبه شد مشاهده شد نه تنها ریزشدگی ذرات و پراکندگی مناسب آن ها تا 4 سیکل به وجود نیامد بلکه نمونه ها در سیکل چهارم دارای ترک بودند و استحکام کششی این کامپوزیت ها در سیکل چهارم کاهش یافت. درصد ازدیاد طول نمونه ها از سیکل اول تا چهارم روند نزولی داشت و شکست نمونه ها به صورت ترد تشخیص داده شد. با افزایش درصد آلومینا، استحکام در سیکل-های مشابه افزایش و درصد ازدیاد طول کاهش یافت. بررسی ریزساختاری کامپوزیت های ساخته شده به روش نورد و آنیل پی در پی توزیع ریزتر و یکنواخت تر فازهای تقویت کننده در زمینه را نسبت به کامپوزیت ساخته شده به روش نورد تجمعی نشان داد. استحکام کششی کامپوزیت ها پس از 6 سیکل برای نمونه های 5، 10 و 15 میکرومتر لایه آلومینا به ترتیب به 192، 197 و 218 مگاپاسکال رسید. شکست نمونه ها به صورت چقرمه تشخیص داده شد.

بعد از قرن بیستم، بعضی مواد مغناطیسی نرم مهم مثل آلیاژهای fe-ni، co-fe-ni و fe-si به دلیل توسعه پیوسته تکنولوژی ارتباطی با سیم و بی سیم، تکنولوژی ثبت مغناطیسی و سنسورهای مغناطیسی مورد توجه قرار گرفتند. در این میان آلیاژهای آهن- نیکل مستعدترین ماده مغناطیسی نرم برای کاربردهای الکترومغناطیسی هستند که اساساً در سنسورهای مغناطیسی به کار می روند. به دلیل ویژگی های منحصر به فرد آلیاژهای آهن- نیکل مثل ضریب انبساط حرارتی پایین و خواص نرم مغناطیسی، این آلیاژها کاربرد زیادی در صنعت دارند. در این تحقیق ابتدا آلیاژ آهن- نیکل به روش رسوب دهی الکتریکی با جریان مستقیم و سپس نانوکامپوزیت آهن- نیکل/ کاربید تنگستن به روش رسوب الکتریکی با جریان مستقیم و پالسی در یک حمام کلریدی ساده تولید شد. اثر اعمال جریان پالس و عواملی چون دما، ph و چگالی جریان روی ترکیب و مورفولوژی محصول و نیز پارامترهایی چون بازده جریان، نرخ تولید و انرژی مصرفی ویژه آن مورد بررسی قرار گرفت. مورفولوژی، ترکیب شیمیایی و ساختار میکروسکوپی نمونه های حاصل نیز به ترتیب به وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem)، طیف سنج انرژی (eds) و پراش پرتو ایکس (xrd) شناسایی شد. نتایج حاصله برای رسوب دهی با جریان مستقیم نشان داد با افزایش ph میزان آهن کاهش و نیکل افزایش یافته است. همچنین مورفولوژی سطح نانوکامپوزیت آهن- نیکل/ کاربید تنگستن حاصل از جریان پالسی کروی و مورفولوژی نانوکامپوزیت حاصل از جریان مستقیم چندوجهی بود. با افزایش ph بازده جریان و نرخ تولید نمونه های نانوکامپوزیتی افزایش و انرژی مصرفی ویژه آن ها کاهش یافت. افزایش دما نیز بازده جریان و نرخ تولید نمونه های نانوکامپوزیتی را کاهش و انرژی مصرفی ویژه آن ها را افزایش داد. برای رسوب-دهی نانوکامپوزیت ها به روش پالس با افزایش ph نیکل به مقدار کمی افزایش یافت ولی همین تغییر کم نیز تغییر مورفولوژی از کروی به ستاره ای را موجب شد. با افزایش دمای الکترولیت میزان رفتار غیرعادی در رسوب دهی کاهش یافت. همچنین اثر اعمال جریان پالسی مورد بررسی قرار گرفت به طوری که میزان ni/fe در نمونه حاصل از رسوب دهی الکتریکی جریان پالسی (pc) بیش تر از نمونه حاصل از جریان مستقیم (dc) بود و مورفولوژی یکنواخت تری نیز حاصل شد. بازده جریان، نرخ تولید و انرژی مصرفی ویژه نمونه حاصل از رسوب دهی پالسی در مقایسه با نمونه حاصل از رسوب دهی با جریان مستقیم به ترتیب کم تر ، کم تر و بیش تر بود. زیرا میزان تولید هیدروژن در روش پالسی بیش تر می باشد.

در این تحقیق رفتار خوردگی حفره ای فولاد زنگ نزن دوفازی 2205 در محیط اسید استیک ارزیابی شد. تأثیر غلظت های مختلف 01/0، 1/0، 2/0 و 5/0 مولار از نمک های برمید و کلرید سدیم بر رفتار خوردگی حفره ای فولاد زنگ نزن 2205 با استفاده از آزمون های پلاریزاسیون سیکلی ارزیابی شد. نتایج نشان داد که فولاد زنگ نزن 2205 نسبت به حفره دار شدن در محلول حاوی cl- مقاوم است. در حضور آنیون های br- تمام منحنی ها حلقه هیسترزیس نشان دادند و تغییرات پتانسیل حفره دار شدن (epit) و پتانسیل حفاظت (eprot) نسبت به لگاریتم غلظت یون br- بصورت خطی بدست آمد. به منظور بررسی تأثیر دمای الکترولیت، آزمون های پلاریزاسیون سیکلی در دماهای 25، 35، 45 و c°55 در محلول های حاوی m1/0 از یون های br- و cl- انجام شد. نتایج این آزمون ها نشان داد که epit و eprot برای فولاد زنگ نزن دوفازی در محلول حاوی یون br- بصورت خطی با دما افت می کنند. همچنین دمای بحرانی حفره دار شدن (cpt) و دمای بحرانی حفاظت (cprt) برای فولاد زنگ نزن دوفازی در محلول حاوی cl- زیر c°45 است. بررسی های انجام شده توسط میکروسکوپ نوری و الکترونی (sem) نشان داد که حفره ها از فاز آستنیت شروع می شوند. نتایج آزمون طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی (eis) نشان داد که افزایش دما موجب کاهش ضخامت فیلم رویین می شود. همچنین بررسی ها توسط آزمون موت-شاتکی افزایش غلظت جاهای خالی را با افزایش دما نشان داد. اثرات بازدارندگی نیتریت سدیم بر رفتار خوردگی حفره ای فولاد زنگ نزن دوفازی توسط آزمون های پلاریزاسیون سیکلی و eis بررسی شد. نتایج بدست آمده نشان داد که افزودن آنیون no2- موجب کاهش نرخ خوردگی و افزایش پتانسیل خوردگی شده است. افزایش پتانسیل خوردگی نشان دهنده عملکرد آندی این بازدارنده است. آزمون های امپدانس افزایش مقاومت انتقال بار را با افزایش غلظت بازدارنده نشان دادند.

چکیده هدف از این پژوهش، تعیین شرایط بهینه از نظر رفتار سختی، برای سخت کاری لیزری فولاد x12crnimov12 است. بدین منظور، با استفاده از آزمایش های عملی و شبیه سازی حرارتی فرایند سخت کاری لیزری، شرایط بهینه برای سخت کاری لیزری تعیین شد. در این راستا، از یک لیزر پیوسته دی اکسید کربن، با توان حداکثر kw4 و توزیع گوسی انرژی در اشعه استفاده شد. با استفاده از یک لنز 5/7 اینچ و فاصله گرفتن از کانون این لنز، امکان دستیابی به قطرهای مختلفی از اشعه فراهم شد. با استفاده از تئوری انتشار اشعه گوسی، شعاع و نحوه توزیع انرژی در فواصل مختلف از کانون لنز، مورد ارزیابی قرار گرفت. با استفاده از روش اجزای محدود، شبیه سازی حرارتی فرایند سخت کاری لیزری، در یک مدل سه بعدی برای یک اشعه گوسی متحرک، انجام گرفت. اندازه گیری دما توسط یک دماسنج میله ای نوع k انجام گرفت. به منظور افزایش ضریب جذب اشعه، روش های شن پاشی، اعمال پوشش گرافیتی و رنگ جاذب، مورد بررسی قرار گرفت و ضریب جذب هریک از این روش ها با استفاده از شبیه سازی حرارتی تعیین گردید. اثر کلی تابش اشعه لیزر بر ریزساختار و سختی آلیاژ اولیه، توسط آزمایش های ریزسختی سنجی، متالوگرافی نوری، میکروسکوپ الکترونی و تفرق اشعه ایکس ارزیابی شد. با تعریف سه شاخص اساسی برای منطقه سخت شده و طراحی چند الگوریتم محاسباتی، شرایط بهینه برای سخت کاری لیزری تعیین گردید. نتایج این بررسی ها نشان می دهد، شن پاشی سطح و سپس اعمال رنگ جاذب ضریب جذب اشعه را از 6 درصد به 85 درصد افزایش می دهد. نتایج آزمایش های عملی، نشان می دهد، شبیه سازی انجام شده با دقت خوبی، تغییرات دمایی در قطعه را نشان می دهد. دمای سطح °c1280، دمای مناسب برای سخت کاری لیزری به دست آمد. در این دما، سختی سطح بدون رخ دادن ذوب سطحی، از hv0.1320 به مقدار بیشینه hv0.1 570 افزایش می یابد. عمق سختی به شدت وابسته به پارامترهای سرعت، شعاع و توان اشعه است و با استفاده از یک لیزر kw4، تا عمق mm5/3 قابل دستیابی است. عرض سختی به شدت وابسته به شعاع اشعه است و به راحتی تا مقدار mm 22 قابل دستیابی است. دستاورد اصلی این پژوهش، ارائه دیاگرام جدیدی به نام نقشه سخت کاری لیزری است؛ که توانایی پیش بینی شرایط بهینه سخت کاری لیزری فولاد x12crnimov12 را در دامنه وسیعی از شرایط مختلف دارد. این نقشه نشان می دهد، راه کار اصلی برای افزایش عمق سختی، افزایش شعاع اشعه و یا کاهش سرعت حرکت اشعه است.