بخش آلی استخوان شامل الیاف کلاژن و بخش معدنی آن فاز آپاتیت کربناتی است که الیاف کلاژن در نقش زمینه و مینرال آپاتیت به صورت رسوباتی در این زمینه وجود دارد. در ساختار بافت استخوان یون هایی چونna+1 ،k+1 ، mg+2 ، co3-2 وf-1 وجود دارندکه در این بین sr+2 وf-1 از جمله تاثیرگذارترین یون ها بر رفتار و خواص بخش معدنی استخوان هستند.کلسیم هیدروکسی آپاتیت یکی از پرمصرف ترین کلسیم فسفات ها در ساخت و تولید کاشتنی بدن است که شبیه ترین ماده به بخش معدنی استخوان می باشد. همه خواص هیدروکسی آپاتیت از جمله زیست فعالی، زیست سازگاری، میزان انحلال و خواص جذبی آن می تواند در یک دامنه وسیع از راه تغییر ترکیب توسط جانشینی یونی اصلاح شود. حضور یون فلوئور و استرانسیم باعث تأثیرات متفاوتی بر خواص هیدروکسی آپاتیت می شود. با جایگزینی همزمان فلوئور و استرانسیم در ساختار هیدروکسی آپاتیت می توان از فواید این دو یون به صورت همزمان بهره برد. به صورتی که همزمان به کاهش میزان انحلال و افزایش میزان زیست فعالی هیدروکسی آپاتیت دست یافت. هدف از پژوهش حاضر، تهیه و مشخصه یابی نانوپودر استرانسیم فلوئور هیدروکسی آپاتیت بود. نانوپودر استرانسیم فلوئور هیدروکسی آپاتیت با صفر ، 5، 10 و 20 درصد جایگزینی یون استرانسیم و 100 درصد جایگزینی یون فلوئور در ساختار به روش آسیاکاری پرانرژی تولید شد. از تکنیک پراش پرتو ایکس (xrd) به منظور تأیید حضور فازهای مطلوب در ترکیب محصول تولیدی استفاده شد. به منظور بررسی شکل و توزیع اندازه ذرات پودر نانومتری از میکروسکوپ الکترونی عبوری (tem) و نیز میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) و از طیف سنجی فرو سرخ با تبدیل فوریه (ftir) برای آنالیز گروه های عامل موجود در پودر حاصل استفاده گردید. برای مشخص نمودن عناصر موجود در ترکیب پودرهای تولید شده از آزمون آنالیز عنصری با تکنیک طیف سنجی تفکیک انرژی پرتو ایکس (edx) استفاده شد. همچنین از نقشه توزیع عناصر جهت بررسی و مقایسه میزان و نحوه توزیع عناصر استفاده گردید. برای تعیین مقدار استرانسیم جایگزین شده در ساختار استرانسیم فلوئور آپاتیت از آزمون یون سنجی به روش پلاسمای زوج القایی (icp-oes) استفاده شد. به منظور ارزیابی رفتار زیست فعالی، استرانسیم فلوئور آپاتیت تولید شده به روش آسیاکاری پرانرژی به مدت پانزده روز در محلول شبیه سازی شده بدن (sbf)، غوطه ور گردید. تاثیر حضور یون استرانسیم بر زیست اضمحلالی و زیست فعالی پودر تولیدی از طریق اندازه گیری تغییرات غلظت یون های کلسیم و استرانسیم در محلول شبیه سازی شده بدن انسان در زمان های مختلف غوطه وری بررسی شد.تشکیل آپاتیت بر سطح نمونه ها از طریق مطالعه با میکروسکوپ الکترونی روبشی، بررسی شد. نتایج حاصل از پراش پرتو ایکس (xrd) به همراه آزمون طیف سنجی فروسرخ با تبدیل فوریه (ftir) نشان داد که پودر استرانسیم فلوئورآپاتیت خالص به روش آسیاکاری پر انرژی تولید شد و زمان بهینه آسیاکاری 12 ساعت تعیین شد. عملیات حرارتی نمونه ها در دمای 600 درجه سانتی گراد به مدت دو ساعت باعث شد درجه بلوری شدن افزایش یابد. در اثر افزایش میزان حضور یون استرانسیم در ساختار فلوئور آپاتیت، پارامترهای شبکه a و c و همچنین میزان بلورینگی ساختار افزایش یافت. آزمون آنالیز عنصری با تکنیک طیف سنجی تفکیک انرژی پرتو ایکس (edx) نشان داد که تمامی عناصر موجود در پودرهای تولیدی در تصویر آنالیز عنصری آشکار شده است. آزمون میکروسکوپ الکترونی عبوری (tem) نشان داد که اندازه ذرات پودر تولیدی بین 30 تا 50 نانومتر است. نتایج حاصل از بررسی زیست اضمحلالی و زیست فعالی پودرهای استرانسیم فلوئورآپاتیت نشان داد که با افزایش جایگزینی استرانسیم در ساختار فلوئورآپاتیت، انحلال نمونه ها و جذب یون های کلسیم بر روی سطوح نمونه ها به طور هم زمان افزایش می یابد. در نتیجه، مشخص شد که جایگزینی استرانسیم ، زیست فعالی فلوئور آپاتیت را بهبود می بخشد و زیست فعالی پودر متناسب با مقدار استرانسیم جایگزین شده است به طوری که با افزایش مقدار استرانسیم ، زیست فعالی بهبود بیشتری می یابد.

در این پژوهش نانولوله های کربنی (cnt) در زمینه ی آلومینیوم1200 (aa 1200) با استفاده از فرآیند اصطکاکی اغتشاشی(fsp) توزیع و خصوصیات کامپوزیت ایجاد شده مورد مطالعه قرار گرفت. بدین منظور درصدهای حجمی مختلف نانولوله های کربنی در محلول pva با کمک امواج اولتراسونیک پخش شده و درون شیاری روی سطح آلومینیوم قرار داده شد. سپس با استفاده از فرآیند fsp نانوذرات cnt در زمینه پخش شد. سرعت چرخشی و پیشروی به ترتیب rpm1600 و mm/min 25 انتخاب شدند. بار دیگر با انتخاب vol.%10 cnt به عنوان مقدار بهینه، و سرعت های چرخشی و پیشروی rpm1200 و mm/min 20 نمونه ها مورد 1، 2، 3 و 4 پاس fsp قرار گرفتند. ابزار مورد استفاده در هر دو آزمایش پین استوانه ای رزوه شده با شانه به قطر mm15 و پین به ارتفاع و قطر 3 و 5 میلیمتر می باشد. نمونه های متالوگرافی در مقطع عمود بر راستای fsp برش زده شد و توسط عملیات الکتروپولیش وحکاکی با محلول keller آماده سازی گردید. مطالعات ریزساختاری به کمک میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی sem حاکی از اصلاح دانه بندی و توزیع نسبتا یکنواخت cnt در لایه ی سطحی بود. این مطالعات نشان داد که با افزایش مقدار cnt در کامپوزیت سطحی ایجاد شده، اندازه ی دانه در منطقه اغتشاش کاهش می یابد ( از ?m 5±30 در فلز پایه به ?m 2±11 در منطقه اغتشاش). افزایش 70درصدی سختی لایه ی fspشده نشان می دهد که دانه ها نسبت به فلز پایه کوچک تر شده و تکرار پاس های fsp منجر به توزیع یکنواخت cnt در زمینه شده است. آزمون خوردگی پتانسیودینامیک نشان داد که با افزایش درصد حجمی cnt، مقاومت به خوردگی کاهش می یابد درحالیکه با افزایش تکرار پاس ها مقاومت به خوردگی افزایش می یابد. بررسی رفتار سایشی دلالت بر بهبود قابل ملاحظه ی خواص سایشی نمونه های کامپوزیت سطحی شده با استفاده از نانوذرات cnt در مقایسه با al 1200 دارد.

آلومینیوم و آلیاژهای آن به دلیل دارا بودن خواص منحصر به فرد، بخش عظیمی از مواد فلزی گوناگون تولید شده در دنیا را به خود اختصاص داده است؛ محصولات آلومینیومی با روش های متنوع و مختلفی تولید می شوند که در این بین، ریخته گری تحت فشار به دلیل توانایی تولید قطعات پیچیده با خواص مکانیکی مناسب، بیشترین کاربرد را دارا می باشد. وجود ناخالصی ها، مک های گازی (هیدروژن) و تخلخل ها که در ضمن فرایند ذوب و ریخته گری حاصل می شوند می تواند تأثیر جدی بر کیفیت محصول ریخته گری شده ایفا کند. تاکنون روش های متنوعی برای مشخص کردن، اندازه گیری و رفع این موارد به کار گرفته شده است که می توان به استفاده از روانسازها جهت حذف ناخالصی ها، عملیات گاززدایی و استفاده از جوانه زاها جهت بهبود ساختار کریستالی اشاره کرد؛ که بهترین فرایند حاصل شده برای حفظ و بالا بردن کیفیت مذاب آلومینیوم استفاده از دستگاهی است که دمش گاز خنثی جهت حذف مک گازی هیدروژن و تزریق ماده ی فلاکس جهت حذف ناخالصی ها را با یک پره چرخان در درون مذاب انجام دهد. در این پروژه سعی شده با طراحی و ساخت دستگاه گاززدایی دورانی به همراه تزریق مواد فلاکس و بهینه نمودن پارامترهای مربوطه (به صورت تجربی)، بهبود کیفی در مذاب آلومینیوم حاصل شود. در این راستا با طراحی سیستم مناسب هم زدن مذاب به خصوص طراحی هندسه بهینه لانس (شفت نازل گاز خنثی)، بهترین شرایط اختلاط مذاب همراه با کمترین میزان تلاطم در مذاب ایجاد خواهد شد. محدوده استاندارد دانسیته آلومینیوم ریخته گری gr/cm^( ) 56/2-264/2 می باشد، با ساخت و بهینه-سازی پارامترهای دستگاه گاززدایی دورانی، دانسیته از gr/cm^( ) 32/2 به gr/cm^( ) 555/2 رسید.

آلیاژ al-1050 یک آلیاژ عملیات حرارتی ناپذیر آلومینیوم از سری xxx1 می¬باشد. به طور کلی آلیاژهای آلومینیوم به دلیل وزن کم و استحکام مناسبی که دارند در صنعت بسیار مورد استفاده قرار می¬گیرند. از این رو بهبود خواص این مواد بسیار اهمیت پیدا کرده است. روش fsp در سال 1991 در انگلستان به عنوان یک روش کارآمد برای بهبود خواص آلومینیوم به جهان معرفی شد. در این روش از یک ابزار سخت استفاده می¬شود که با چرخش بر روی قطعه¬ی آلومینیومی باعث اغتشاش در آن شده که نتیجه¬ی این اغتشاش بهبود خواص ماده است. در سال¬های اخیر محققان زیادی در مورد فرایند fsp تحقیق نموده¬اند. نتایج تحقیقات این دسته از محققین نشان داده است که با اضافه نمودن پودر مواد سرامیکی یا فلزی به ناحیه¬ی fsp شده می¬توان خواص بهتری را در آلیاژ مورد نظر به دست آورد. بدین منظور در پژوهش حاضر، پودر فلز منیزیم توسط روش اصطکاکی اغتشاشی، به منظور کامپوزیت¬سازی سطحی و در نتیجه آن اصلاح ساختار و بهبود خواص مکانیکی به زمینه al-1050 اضافه گردید. کامپوزیت¬سازی در تعداد پاس¬های 1، 2و 4 با موفقیت صورت گرفت و خواص آن از جمله سختی، استحکام کششی و خواص ریزساختاری مورد بررسی قرار داده شد. در ابتدای این تحقیق به بررسی اثر تعداد پاس fsp بر روی زیرلایه¬ی al-1050 پرداخته و سپس نتایج با کامپوزیت¬های ساخته شده مقایسه گردید. بررسی¬های ریزساختاری نوری نشان داد که با اعمال یک پاس fsp بدون منیزیم ساختار از حالت ستونی و کشیده در فلزپایه به ساختار هم¬محور تبدیل شد و با تکرار پاس¬ها اندازه دانه ریزتر شد. این بررسی¬ها همچنین نشان داد با اضافه شدن منیزیم، ساختار به طور قابل توجهی ریزدانه¬تر شد و با تکرار پاس ساختار ظریف¬تری بوجود آمد. بررسی¬ها با میکروسکوپ الکترونی روبشی حاکی از تشکیل ترکیب بین فلزی al3mg2 در نمونه¬ی 4پاس است. نتایج سختی سنجی نشان داد نمونه¬های اغتشاش یافته بدون منیزیم حداکثر دارای سختی hv3∓27 و نمونه¬های کامپوزیت دارای سختی hv5∓60 بوده¬اند در حالی که فلز پایه سختی معادل hv2∓20 داشته است. بررسی¬های استحکام کششی نیز حاکی از بهبود استحکام در کامپوزیت ساخته شده در 4پاس است. بررسی¬های خوردگی نشان داد که با انجام fsp مقاومت به خوردگی بهبود یافته اما در حالتی که پودر منیزیم استفاده شد، مقاومت به خوردگی کاهش پیدا کرده است. آزمون سایش نیز نشان داد فرایند fsp باعث بهبود مقاومت به سایش می¬شود. از طرفی حضور پودر منیزیم باعث بهبود بیشتر مقاومت به سایش شده است.

در پژوهش فعلی هدف بررسی تاثیر پارامترهای عملیات حرارتی رسوب سختی بر ویژگی های مکانیکی یک آلیاژ آلومینیوم از سری 2000 است. در این راستا لازم است پس از عملیات رسوب سختی، سختی و ویژگی های سیلان آلیاژ مورد بررسی قرار گیرد. نتایج حاکی از این هستند که روند تغییرات ضرایب کارسختی و استحکام مطابق با تغییرات سختی آلیاژ رسوب سخت شده است. همچنین نشان داده شد که شکست در ابتدا و انتهای عملیات ترد و در مناطق مربوط به حداکثر ضرایب ذکر شده در بالا از نوع نرم است.

این پژوهش به منظور تعیین پارامترهای موثر بر پوشش سیلیکا-آلومینای اعمال شده بر روی فولاد st52 با روش سل-ژل و بررسی محتوای آلومینا و سیلیکا بر کیفیت و خواص پوشش ایجاد شده، صورت گرفت. بدین منظور برای تهیه سل سیلیکا و آلومینا به ترتیب از تترااتوکسید سیلیسیم و آلومینیوم ایزوپروپکساید به عنوان پیش ماده، از نیتریک اسید به عنوان کاتالیزور و از اتانول و آب دیونیزه به عنوان حلال استفاده شد. نمونه های پوشش داده شده درون کوره الکتریکی در ?c500 پخت شدند و سپس با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی، تکنیک تفرق اشعه x، دستگاه های تست میکروسختی، سایش، خوردگی الکتروشیمیایی و چسبندگی مورد مطالعه و ارزیابی قرار گرفتند.

سایش و خوردگی یکی از مهمترین خسارت های مطرح در صنایع مختلف از جمله ابزار آلات می باشد. ساییده شدن لبه لاینرهای مورد استفاده در صنایع سرامیکی نیز همواره باعث کاهش عمر این قطعات گردیده است. از مهمترین تکنیک های بهبود مقاومت به سایش و خوردگی می توان به ایجاد یک لایه مقاوم بر سطح زیر لایه اشاره نمود.در پژوهش حاضر، خصوصیات ساختاری فولاد ساده کربنی روکش کاری شده توسط لایه روکش سخت غنی از کروم مورد ارزیابی و مطالعه واقع شد.

جوشکاری بدلیل وجود ناپیوستگی در ابعاد میکرو و ماکرو، تنش های پسماند و عدم تطابق های احتمالی که ممکن است بین دو قطعه یکسان تغییر کنند، دارای پیچیدگی هایی می باشد. جوشکاری معمولاً محلی برای بروز شکست خستگی می باشد. در این پژوهش تاثیر مولیبدن بر روی خصوصیات مقاومت خستگی و ریزساختار های جوش ایجاد شده با الکترود e8010-p1 مورد بررسی قرار گرفته است. جوشکاری به روش قوس الکتریکی دستی و با استفاده از الکترودهای سلولزی سری e8010-p1 مطابق استاندارد aws a5.5 انجام گرفت و آزمون های متالوگرافی و خستگی نمونه های جوشکاری شده انجام شد. از مهمترین نتایج بدست آمده می توان به نقش عنصر مولیبدن در تشکیل فاز های غالب فلز جوش از جمله فریت سوزنی و تاثیر آن بر حد خستگی فلز جوش اشاره نمود. بطوریکه مطالعات ریزساختاری نواحی مختلف فلز جوش نشان داد که با افزایش عنصر مولیبدن مقدار فریت سوزنی ظریف و ریزدانه در فلز جوش با کاهش مقدار فریت مرزدانه و ویدمنشتاتن افزایش می یابد و منجر به بهبود خواص مکانیکی فلز جوش از جمله مقاومت خستگی می گردد. مطالعات تاثیر مولیبدن نشان داد افزایش بیش از 4/0 درصد در ترکیب شیمیایی فلز جوش علاوه بر تشکیل فریت سوزنی ریزدانه به مقدار زیاد منجر به افزایش مقدار فازهای ثانویه (میکروفازها) و افت شدید مقاومت خستگی می گردد. این در حالیست که نمونه دارای 6/0 درصد مولیبدن با توجه به خشن تر شدن ساختار به مقدار 17 درصد، نسبت به نمونه دارای 0/0 درصد مولیبدن از مقاومت خستگی کمتری برخوردار می باشد. کلمات کلیدی: مولیبدن، الکترود e8010-p1 ، جوشکاری الکترود دستی، خستگی، ریز ساختار.