2024-03-29T03:15:30Z
https://jstc.iust.ac.ir/?_action=export&rf=summon&issue=5849
علوم و فناوری کامپوزیت
2383-3823
2383-3823
1398
6
3
شناسه این شماره نشریه علوم و فناوری کامپوزیت
2019
11
22
https://jstc.iust.ac.ir/article_37574_9cca20043cf0d61be2e3472bfcae9ee1.pdf
علوم و فناوری کامپوزیت
2383-3823
2383-3823
1398
6
3
ساخت ماده هدفمند مس- آهن به روش متالورژی پودر و مشخصهیابی مکانیکی آن
سیدمحمدرضا
خلیلی
مریم
ترابیان
رضا
اسلامی فارسانی
مواد هدفمند، نوع جدیدی از کامپوزیتها با ریزساختار ناهمگن هستند که خواص فیزیکی و مکانیکی آنها در راستای ضخامت ماده به صورت پیوسته تغییر میکند. تحقیقات زیادی در زمینه ساخت و تخمین خواص و همچنین تحلیل های سازهای و حرارتی مواد هدفمند صورت گرفته است. با تغییر درصد حجمی مواد تشکیل دهنده میتوان خواص مکانیکی، فیزیکی و ترمودینامیکی مختلف را از آنها انتظار داشت. در این پژوهش، کامپوزیت هدفمند پنج لایه مس- آهن با تغییر ترکیب لایهها به صورت پله ای بین مس خالص و آهن خالص به کمک روش متالورژی پودر ساخته شد. ابتدا پودر فلزات به وسیله پرس در فشار بالا فشرده شد و پس از آن، قطعات خام اولیه برای اتصال بهتر لایهها و افزایش استحکام در کوره مناسب، تفجوشی شدند. برای مقایسه نتایج از دو نوع پرس مختلف شامل پرس تک محوره و پرس ایزواستاتیک سرد برای ساخت قطعات استفاده شد. جهت مشاهده ریزساختار و چگونگی تغییر ترکیب لایههای ماده هدفمند، میکروسکوپ نوری بکار رفت. نتایج مطالعات میکروسکوپی، اتصال خوب لایهها و ذرات فلز و میزان نسبتاً کم حفرهها در هر لایه را نشان دادند. برای تعیین خواص مکانیکی کامپوزیت نیز، نمونه های مس- آهن هدفمند ساخته شده مورد آزمایشهای خمش و کشش قرار گرفتند. نمودارهای تنش- کرنش به دست آمده از آزمایش، افزایش استحکام خمشی و کششی ماده هدفمند مس- آهن را در مقایسه با مس و آهن خالص ساخته شده به روش متالورژی پودر نشان دادند. همچنین پرس ایزواستاتیک سرد در افزایش استحکام قطعات نسبت به پرس تک محوره بسیار موثرتر واقع گردید.
ماده هدفمند
متالورژی پودر
ریزساختار
استحکام خمشی
استحکام کششی
2019
11
22
335
342
https://jstc.iust.ac.ir/article_37595_a5612dea0f65c364c6b064f08a12f57d.pdf
علوم و فناوری کامپوزیت
2383-3823
2383-3823
1398
6
3
بهبود استحکام برشی بین لایه ای و خواص خمشی کامپوزیت اپوکسی/الیاف کربن از طریق افزودن نانوذرات کربنات کلسیم اصلاح سطحی شده
ثریا
شه بخش
حامد
خسروی
اسماعیل
توحیدلو
در تحقیق حاضر، به بررسی تأثیر درصد وزنی کربنات کلسیم و همچنین اصلاح سطحی آن بر استحکام برشی بین لایهای و خواص خمشی کامپوزیت اپوکسی/الیاف کربن پرداخته شده است. در گام نخست، سطح نانوذرات کربنات کلسیم با استفاده از ترکیب تری گلیسیداکسی پروپیل تری متوکسی سیلان اصلاح شد که در ادامه با استفاده از آنالیز طیفسنج مادون قرمز روند اصلاح سطحی مورد تأیید قرار گرفت. نانوذرات کربنات کلسیم اصلاح شده در مقادیر مختلف (0.5، 1، 3 و 5 درصد وزنی زمینه) با استفاده از روشهای همزدن و آلتراسونیک وارد ساختار کامپوزیت شدند. نتایج آزمونهای مکانیکی نشان داد که افزودن 3 درصد وزنی نانوذرات کربنات کلسیم اصلاح شده باعث بهبود به ترتیب 25، 36 و 27 درصدی استحکام برشی بین لایهای، استحکام خمشی و مدول خمشی میشود. آنالیز سطح شکست نمونهها موید بهبود استحکام فصلمشترک الیاف کربن و زمینه در حضور نانوذرات بود. استحکام برشی بین لایهای، استحکام خمشی و مدول خمشی نمونه حاوی نانوذرات کربنات کلسیم اصلاح سطحی شده مقادیر بالاتری را در مقایسه با نمونه حاوی نانوذرات کربنات کلسیم اصلاح نشده از خود نشان دادند. نتایج حاصله نشان داد که اختلاط نانوذرات کربنات کلسیم اصلاح شده سیلانی در زمینه کامپوزیت الیافی نقش کلیدی را در دستیابی به کامپوزیت با کارایی بالا دارد.
کامپوزیت الیافی
نانوکربنات کلسیم
اصلاح سطحی
استحکام برشی بین لایهای
خواص خمشی
2019
11
22
343
350
https://jstc.iust.ac.ir/article_34590_aaa029c201e4b282b8fcc4a375e77e86.pdf
علوم و فناوری کامپوزیت
2383-3823
2383-3823
1398
6
3
بررسی تجربی و عددی اثر شکل هندسی تقویت کننده ها بر رفتار خمشی پنل ساندویچی کامپوزیتی انحنادار با هسته مشبک
سروش
معصومی اصل
غلامحسین
رحیمی
سازه های مشبک کامپوزیتی به عنوان سازه هایی سبک که استحکام و سفتی بالایی نسبت به وزنشان دارند، در صنایع مختلفی همچون هوافضا، خودروسازی و کشتی سازی رایج شده اند. از آنجا که بسیاری از موارد استفاده از سازه های کامپوزیتی در صنایع، به صورت انحنادار می باشد، نیاز است تا رفتار خمشی سازه های کامپوزیتی انحنادار تحت بررسی قرار گیرند. پنلهای ساندویچی کامپوزیتی، از دو پوسته کامپوزیتی نازک متصل به طرفین شبکه ریب های تقویت کننده کامپوزیتی تشکیل شده است. در این پژوهش، به بررسی تجربی و عددی رفتار خمشی پنلهای ساندویچی کامپوزیتی انحنادار با هسته مشبک تحت بارگذاری خمش سه نقطه پرداخته شده است. بدین منظور، دو نوع پنل ساندویچی با هسته تقویت کننده مربعی و مثلثی در نظر گرفته شده است. سازه ها به روش لایه چینی دستی و رشته پیچی الیاف ساخته شده اند. نمونه های ساخته شده، تحت آزمایش خمش سه نقطه ای قرار گرفتند. تمامی نمونه ها در نرم افزار اباکوس مدل سازی عددی شده اند. برای بدست آوردن خواص مکانیکی ریب ها و پوسته ها، تست کشش مطابق استاندارد صورت گرفته است. همچنین پیش بینی تخریب سازه ها، برای شبیه سازی عددی صورت گرفته است. همبستگی خوبی بین نتایج عددی و تجربی مشاهده شد. نتایج نشان دادند که پنل ساندویچی با هسته ریب مثلثی 7 درصد سفتی خمشی بیشتری نسبت به هسته مربعی از دارند. بار بیشینه قابل تحمل توسط پنل های ساندویچی با هسته ریب مثلثی تا لحظه واماندگی نیز نسبت به نمونه مربعی 5/7 درصد بیشتر می باشد.
پنل ساندویچی کامپوزیتی انحنادار
خمش سه نقطه ای
سفتی خمشی
2019
11
22
351
362
https://jstc.iust.ac.ir/article_34591_0c18d896837d07cf1fa5555aec229795.pdf
علوم و فناوری کامپوزیت
2383-3823
2383-3823
1398
6
3
تاثیر عملیات حرارتی بر ریزساختار و رفتار سایشی کامپوزیت درجای Al 3003/Al3Zr+ Al3Ti تولید شده توسط فرآیند اصطکاکی اغتشاشی
مجتبی
زادعلی محمدکوتیانی
خلیل
رنجبر
در این مقاله، کامپوزیت هیبریدی سطحی Al 3003/Al3Zr + Al3Ti توسط فرآیند اصطکاکی اغتشاشی (FSP) بهصورت درجای تولید شد. از ورق کارشدهی آلیاژ آلومینیم Al 3003-H14 بهعنوان زیرلایه و از ذرات فلزی زیرکنیم و تیتانیم بهعنوان تقویتکننده استفاده شد و تعداد شش پاس FSP اعمال گردید. سپس، بر روی نمونههای FSP شده یک مرحله عملیات حرارتی آنیل در دمای ℃ 500 و بهمدت زمان 4 ساعت انجام شد. سختی و رفتار سایشی فلز پایه و نمونههای FSP شده در شرایط قبل و بعد از عملیات حرارتی آنیل مورد ارزیابی قرار گرفت. بررسیهای ریزساختاری با استفاده از روش میکروسکوپی نوری (OM) و الکترونی روبشی (SEM) و همچنین آنالیز فازی توسط پراش پرتو ایکس (XRD) انجام شد. بررسیهای ریزساختاری نشان داد که اعمال فرآیند FSP منجر به ریز و هممحور شدن دانهها با توزیع یکنواخت ذرات تقویتکننده میگردد. همچنین مشاهده شد که واکنش شیمیایی در فصل مشترک بین زمینه آلومینیم با ذرات فلزی افزوده شده اتفاق افتاده و ترکیبات آلومینایدی Al3Zr و Al3Ti تشکیل میشوند. انجام عملیات حرارتی آنیل باعث بهبود واکنشهای شیمیایی حالت جامد شده و به تشکیل بیشتر ترکیبات آلومینایدی کمک میکند. همچنین مشاهده شد که بیشترین سختی و مقاومت به سایش در کامپوزیت هیبریدی و بعد از عملیات حرارتی آنیل حاصل میگردد.
فرآیند اصطکاکی اغتشاشی
کامپوزیت هیبریدی درجای
آنیل
آلومینایدهای Al3Zr و Al3Ti
آلیاژ Al 3003
2019
11
22
363
373
https://jstc.iust.ac.ir/article_34592_a5999be7657acaf7fcc41b8ed2e55415.pdf
علوم و فناوری کامپوزیت
2383-3823
2383-3823
1398
6
3
تشخیص عیوب مختلف در کامپوزیت لایه ای پایه پلیمری تقویت شده با الیاف کربن تحت کشش با تحلیل ارتعاش
محمد
آزادی
نظام الدین
رئیسی
سید اشکان
موسویان
میثم
شکوری
در این مقاله، عیوب مختلف در کامپوزیت لایهای پایه پلیمری تقویت شده با الیاف کربن تحت بارگذاری کششی، با استفاده از تحلیل ارتعاش، تشخیص داده شده است. لذا از آزمون کشش بر روی نمونههای استاندارد کامپوزیتی سوراخدار، براساس استاندارد ASTM-D5766، استفاده شده است. حسگرهای شتابسنج، بر روی نمونههای فوق، نصب شده و سیگنالهای ارتعاشی، دادهبرداری شدهاند. دادههای تجربی مربوطه به نمونههای رزین خالص و الیاف خالص از روش تبدیل فوریه سریع و سیگنالهای مربوط به نمونههای استاندارد کامپوزیتی سوراخدار، از روش تبدیل بسته موجک تحلیل گردید. در انتها نشان داده شد که تحلیل ارتعاش میتواند ابزار مناسبی برای تشخیص سه نوع عیب مانند شکست الیاف، ترک ماتریسی و سایر خرابیها در کامپوزیتها باشد. بر این اساس، بیشترین درصد مکانیزم خرابی در نمونههای استاندارد کامپوزیتی، مربوط به خرابیهای جدایش الیاف از ماتریس، تورق و بیرون زدگی الیاف از ماتریس شد. این نتایج، مطابقت مناسبی با تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نیز داشت.
تشخیص عیوب
کامپوزیت لایهای الیاف کربنی
بارگذاری کششی
تحلیل ارتعاش
تبدیل موجک
2019
11
22
373
384
https://jstc.iust.ac.ir/article_34593_569b777144556bc0d84ade26e1341b23.pdf
علوم و فناوری کامپوزیت
2383-3823
2383-3823
1398
6
3
اثر افزودن ذرات SiC بر ریزساختار و سختی پوشش کامپوزیتی Al-SiC حاصل از پاشش سرد
زهرا
عیوضی
امیر
عبدالهزاده
حمید
ضیائی
رجبعلی
سراج
فیروز
کارگر
با توسعه کاربرد قطعات منیزیمی در صنایع مختلف، ضرورت ایجاد لایه محافظ در برابر خوردگی و سایش روی این قطعات بیشتر احساس میشود. در این پژوهش پوشش کامپوزیتی Al-SiC با استفاده از فرایند پاشش سرد روی بستر آلیاژ منیزیم AZ31B ایجاد شد. برای این منظور پودر آلومینیم خالص و پودرهای کامپوزیتی با درصد وزنی 25، 50 و 75 از ذرات تقویت کننده SiC آمادهسازی شد. پوششدهی با استفاده از گاز نیتروژن در دمای 300ºC، فشار 30 بار و فاصلهی پاشش 20mm انجام شد. اثر افزودن درصدهای مختلف پودر SiC برکیفیت و خواص پوششهای حاصل بررسی شد. مشخصات ریزساختاری سطح مقطع پوششها با میکروسکوپ الکترونی روبشی، آزمون ریزسختیسنجی و نرم افزار تحلیل تصویر مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با افزایش درصد ذرات تقویتکننده، به دلیل شکستن و خرد شدن ذرات بزرگتر و هم-چنین عدم اتصال مناسب ذرات سخت تقویت کننده با زمینه، مقدار تخلخل پوشش افزایش مییابد. از طرف دیگر, با افزایش درصد وزنی پودر SiC در مخلوط پودر اولیه، توزیع این ذرات در پوشش یکنواختتر شده و سختی پوشش افزایش مییابد. سختی پوشش حاصل از پودر کامپوزیتی Al-75wt%SiC حدود 90HV است که در مقایسه با پوشش آلومینیم خالص بیش از 80 درصد افزایش را نشان میدهد.
پاشش سرد
کامپوزیت Al-SiC
سختی
تخلخل
منیزیم AZ31B
2019
11
22
385
392
https://jstc.iust.ac.ir/article_34594_75205fc97958ce3787b7856d0996bf17.pdf
علوم و فناوری کامپوزیت
2383-3823
2383-3823
1398
6
3
بهبود استحکام اتصال لبهای کامپوزیت-فولاد با درجهبندی ناحیه اتصال بهوسیله الیاف کربن و شیشه و همچنین ایجاد درگیری مکانیکی بهروش پله معکوس
علیرضا
دادیان
سعید
رهنما
عباس
ذوالفقاری
با توجه به ترکیبات فیزیکی و خواص مکانیکی متفاوت فلزات و کامپوزیتها، اتصال کارآمد آنها یکی از چالشهای مهم در صنایع مختلف بهشمار میرود. شکست در اتصالات چسبی معمولاً نتیجهی توزیع غیریکنواخت تنش و کرنش است که با مقادیر بیشینه نزدیک دو انتهای همپوشانی مشاهده میشود. در این مطالعه از الیاف کربن بهعنوان المان تقویتی در لایه چسب استفاده شده و جهت بهبود توزیع تنش از درجهبندی خواص در طول همپوشانی بهصورت متقارن و بهوسیله الیاف کربن و شیشه استفاده میشود. همچنین با استفاده از یک روش جدید، تاثیر وجود پله معکوس در استحکام اتصال بررسی شده است. علاوه بر این، مدلسازی المان محدود برای بیان نحوه توزیع تنش برشی و پوستهکنی در لایه چسب و همچنین تحلیل دلایل افزایش استحکام اتصال در نمونههای پلهدار بهکار گرفته میشود. استفاده از کربن در سطح مشترک اتصال، درجهبندی ناحیه پیوند با استفاده از کربن و همچنین ایجاد درگیری مکانیکی بهوسیلهی پله معکوس، تاثیرات مثبتی بر استحکام اتصال دارند. بهطوریکه با درجهبندی ناحیه همپوشانی بهوسیله کربن و شیشه، توزیع تنش برشی و پوستهکنی یکنواختتر شده و بار و جابجایی شکست نسبت به نمونه مرجع که دارای استحکام برشی 1.92 کیلونیوتن است، 34% افزایش یافته است. ایجاد پله معکوس در چسبندهها موجب تغییر مود شکست میشود. بهطوریکه وجود یک پله، 40% و قرارگیری کربن در فصل مشترک آن، 112% استحکام را افزایش داده است. اما بیشترین افزایش استحکام و جابجایی شکست با استفاده از دو پله معکوس و همچنین الیاف کربن در فصل مشترک دو چسبنده، به میزان قابل توجه 172% بهدست آمده است.
اتصال مدرج هدفمند
روش پخت و اتصال همزمان
اتصال لبهای
درگیری مکانیکی
پله معکوس
2019
11
22
393
400
https://jstc.iust.ac.ir/article_36090_66a43affe88e5fb9ce1883e1d3a4fc88.pdf
علوم و فناوری کامپوزیت
2383-3823
2383-3823
1398
6
3
تأثیر تقویت کننده های اکسید گرافن بر خواص بالستیک نانو کامپوزیت Al6061-GO
مهدی
هدایتیان
خداداد
واحدی
علیرضا
نظام آبادی
امیر
مومنی
در این مقاله تأثیر افزودن نانو صفحات اکسید گرافن بر خواص بالستیکی و جذب انرژی کامپوزیت زمینه آلومینیومی Al6061 تولید شده به روش ریخته گری گردابی و نورد گرم بررسی شده است. برای ساخت نمونه ها، از اختلاط نانو صفحات اکسید گرافن به عنوان تقویت کننده در درصدهای وزنی 0.0، 0.2، 0.5 و 0.8 در مذاب آلیاژ آلومینیوم استفاده شد. سپس عملیات نورد گرم در دمای 530 درجه سانتی گراد روی قطعات ریختگی انجام گرفت. رفتار مکانیکی نانو کامپوزیت با انجام آزمون کشش شبه استاتیکی بررسی شد. به علاوه آزمون نفوذ بر روی صفحات Al6061-GO با ابعاد 60 میلیمتر و ضخامت 4.2 میلیمتر با استفاده از پرتابه های سر تخت با نسبت منظری L/d>3، در ســـرعت های 100-300 متر بر ثانیه صورت گرفت. در 24 آزمایش، سرعت اولیه و باقیمانده پرتابه ها اندازه گیری شد و سرعت حد بالستیک برای نمونه های کامپوزیتی تعیین گردید. چقرمگی در آزمون کشش و همچنین مد شکست و میزان جذب انرژی نمونهها در آزمون نفوذ مورد بحث قرار گرفتند. نتایج نشان داد که با افزودن درصد وزنی نانو صفحات اکسید گرافن، سرعت حد بالستیک نمونه های کامپوزیتی تا 24 درصد نسبت به آلیاژ پایه بهبود یافته است. همچنین میزان جذب انرژی نمونه های کامپوزیتی در بارگذاری شبه استاتیکی و ضربهای به ترتیب 116 و 107 درصد نسبت به آلیاژ آلومینیومی 6061 افزایش داشته است. این مشاهدات حاکی ازنقش بسیار خوب نانو صفحات اکسید گرافن بر روی جذب انرژی آلیاژ آلومینیومی دارد.
اکسید گرافن
نانو کامپوزیت
آلومینیوم 6061
حد بالستیک
جذب انرژی
2019
11
22
401
410
https://jstc.iust.ac.ir/article_36092_89e5efc9f1fbfff4697ed7a9834c15a4.pdf
علوم و فناوری کامپوزیت
2383-3823
2383-3823
1398
6
3
مطالعه تجربی اثر افزودن نانو لوله کربنی و صفحات گرافن بر استحکام ضربه کامپوزیت اپوکسی/الیاف بازالت
حسین
بشیری گودرزی
مهدی
یارمحمد توسکی
با افزایش روز افزون کارایی مواد نانو و نانو کامپوزیتها در زندگی روزمره و صنعت، تحقیقات گسترده ای در این زمینه آغاز شده است. به همین دلیل در راستای تحقیقات گذشته و تکمیل آنها مواد نانو لوله کربنی و نانو گرافن به طور جداگانه با درصد وزنی های1/0، 3/0 و 5/0در فاز زمینه کامپوزیت متشکل از رزین اپوکسی و الیاف بازالت اضافه گردید و به روش لایه گذاری دستی نانو کامپوزیتهای شش لایه الیاف بازالت ساخته شد. در ادامه نمونههای کامپوزیتی و نانو کامپوزیتی برای تعیین میزان تغییرات انرژی جذب شده شکست، تحت آزمون ضربه شارپی قرار گرفت و سطح شکست نمونهها پس از انجام آزمون ضربه شارپی برای مطالعه دقیق و کامل، تحت عکس برداری الکترونی قرار گرفت. افزایش میزان انرژی ضربه جذب شده درحضور مواد نانو با تمامی درصد وزنی های متفاوت نسبت به نمونه کامپوزیتی مشاهده گردید. بیشترین میزان افزایش انرژی ضربه جذب شده در نمونههای نانو کامپوزیت نسبت به نمونه های کامپوزیت، در نمونه هایی استفاده شده از ذرات گرافن به میزان 1/0 درصد وزنی مشاهده گردید. بیشترین میزان افزایش انرژی ضربه جذب شده در نمونه های کامپوزیت های نانولوله کربنی، مربوط به استفاده از 3/0 درصد وزنی از نانو لوله کربنی در فاز زمینه میباشد.
نانوکامپوزیت
نانو گرافن
نانو لوله کربنی
شارپی
میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی
2019
11
22
411
418
https://jstc.iust.ac.ir/article_36093_688840cd90946253816e7dd157286f76.pdf
علوم و فناوری کامپوزیت
2383-3823
2383-3823
1398
6
3
مطالعه تجربی ریز ساختار، خواص حرارتی و مکانیکی نانو کامپوزیت های PA6/NBR تقویت شده با نانو ذرات گرافن
محمد رضا
نخعی امرودی
شهره
محمدی
قاسم
نادری
میر حمید رضا
قریشی
قاسم
نادری
در این تحقیق، ترموپلاستیک الاستومر بر پایه پلی آمید 6 (PA6) و لاستیک آکریلونیتریل بوتادین (NBR) تقویت شده با نانو صفحات گرافن (GNP) با مخلوط کن داخلی تولید شد. تاثیر درصد GNP (0.5، 1 و 2 درصد وزنی) بر روی خواص حرارتی، مکانیکی و ریزساختار سه ترکیب درصد نانوکامپوزیت PA6/NBR (90/10، 70/30 و 50/50) مورد بررسی قرار گرفت. آزمون پراش پرتو ایکس (XRD)، گرماسنجی تفاضلی روبشی (DSC)، آنالیز دینامیکی مکانیکی حرارتی (DMTA)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و تست های مکانیکی انجام شد تا ریز ساختار، خواص حرارتی و مکانیکی این نانو کامپوزیت ها مورد بررسی قرار گیرد. نتایج نشان می دهد که خواص مکانیکی نانو کامپوزیت های PA6/NBR/GNP مثل استحکام و مدول کششی با افزایش GNP در مخلوط PA6/NBR افزایش می یابد، در حالی که با افزایش مقدار NBR این خواص کاهش می یابد. بررسی تاثیر درصد GNP و NBR بر روی رفتار بلورینگی نانوکامپوزیت های PA6/NBR/GNP نشان می دهد که دمای بلورینگی PA6 در حضور GNP افزایش می یابد درحالی که افزایش NBR باعث کاهش دمای بلورینگی می شود. مدول ذخیره PA6، در حضور GNP به مقادیر بالاتر تغییر می کند. بهبود مدول ذخیره در حضور نانو ذرات به دلیل سختی فوق العاده GPN و کاهش حرکت زنجیره های پلیمری است.
پلی آمید 6
لاستیک آکریلونیتریل بوتادین
نانو صفحات گرافن
نانو کامپوزیت
خواص مکانیکی
2019
11
22
419
426
https://jstc.iust.ac.ir/article_36094_c8054110d5a31a5a6e11b55d3d60a19b.pdf
علوم و فناوری کامپوزیت
2383-3823
2383-3823
1398
6
3
بررسی تجربی و تحلیلی رفتار فشاری نانوکامپوزیت پلیکربنات تقویت شده با نانو رس و گرافن اکسید در نرخ کرنش پائین
حسین
ملک محمدی
غلامحسین
مجذوبی
جواد
پاینده پیمان
در این پژوهش، اثرات نانو رس اصلاح شده کلوزیت 20A و گرافن اکسید بر رفتار فشاری نانوکامپوزیت پلیکربنات مورد بررسی قرار گرفته است. نمونهها با روش تزریق تهیه گردیده و از روش مستربچ برای توزیع بهتر نانو در فاز زمینه استفاده شده است. مستربچ نانو رس از روش مستقیم به کمک دستگاه اکسترودر و مستربچ گرافن اکسید به کمک روش حلال ساخته شده است. نمونههای نانوکامپوزیت رس و گرافن اکسید به ترتیب در سه درصد وزنی 0.5%، 1% 3% و 0.3%، 0.6%، 0.9% ساخته شدهاند. آزمون فشار در سه نرخ کرنش ε ̇=〖10〗^(-3),〖10〗^(-2),〖10〗^(-1) s^(-1) در دمای محیط به کمک دستگاه یونیورسال سنتام انجام گرفته است. نتایج نشان داد که با افزایش نرخ کرنش، تنش تسلیم افزایش مییابد. همچنین، بهترین درصد وزنی رس و گرافن اکسید 1% و 0.6% بود که به ترتیب باعث بهبود 7.6% و6.2% در تنش تسلیم فشاری گردید. در ادامه، مدلی به منظور پیشبینی منحنی تنش-کرنش فشاری در نرخهای مختلف بر اساس اصلاح مدل جیسل-جوناس ارائه گردید. مدل ارائه شده به خوبی منحنی تنش-کرنش را در نرخهای مختلف پیشبینی نمود. در پایان، بر اساس ترکیب مدل ارینگ و مدل میکرومکانیکی تورسانی و همکاران مدلی برای توصیف تنش تسلیم نانوکامپوزیت بر اساس درصد وزنی فیلر و نرخ کرنش ارائه شده است.
پلیکربنات
گرافن اکسید
رس
تنش تسلیم فشاری
منحنی تنش-کرنش
2019
11
22
427
434
https://jstc.iust.ac.ir/article_36095_6a2656140a4743eede5b8469faca88d6.pdf
علوم و فناوری کامپوزیت
2383-3823
2383-3823
1398
6
3
مروری بر آخرین یافته ها در زمینه کامپوزیت های هوشمند خودترمیم شونده با کاربرد در دندانپزشکی
فاطمه
آهنگران
امیرحسین
نوارچیان
کامپوزیت های دندانی به دلیل داشتن ویژگی هایی نظیر حفظ زیبایی دندان، ماهیت غیر مهاجم و محافظه کارانه، خواص فیزیکی و مکانیکی بهبود یافته، به طور گسترده برای ترمیم دندان مورد استفاده قرار می گیرند. کامپوزیت های دندانی مستعد آسیب هایی نظیر ریزترک های ناشی از تنش های حرارتی و مکانیکی می باشند که این آسیب ها می توانند موجب تضعیف خواص این مواد شوند. تشخیص ریزترک ها در کامپوزیت های دندانی دشوار و در بسیاری از موارد غیر ممکن می باشد. همچنین در صورت تشخیص نمی توان این آسیب ها را به صورت درجا و با به کارگیری مواد و روش های مرسوم ترمیم نمود، از این رو ایجاد خاصیت خودترمیمی در کامپوزیت های دندانی ضرورت می یابد. در سال های اخیر ترمیم خودبخود آسیب هایی نظیر ترک خوردگی در مواد کامپوزیت دندانی بدون نیاز به مداخله بشر و جایگزینی قطعات جدید، توسعه یافته است. رایج ترین روش تهیه کامپوزیت های خودترمیم شونده دندانی، میکروکپسوله کردن عامل ترمیم در پوسته پلیمری و جاسازی میکروکپسول های تهیه شده در ماتریس آکریلاتی کامپوزیت دندانی می باشد. بررسی خاصیت خودترمیمی در این کامپوزیت های هوشمند دندانی با تعیین چقرمگی شکست کامپوزیت ها قبل و بعد از عمل ترمیم از طریق آزمون خمش شکاف تک لبه انجام می گیرد. در این پژوهش، مطالعاتی که تا کنون در زمینه کامپوزیت های دندانی هوشمند خودترمیم شونده انجام شده اند، مرور خواهد شد.
کامپوزیت دندانی
ریزترک
پوسیدگی دندان
پلیمر خودترمیمشونده
چقرمگی شکست
2019
11
22
435
450
https://jstc.iust.ac.ir/article_36097_d432a8c39f234c6f5aae4d8365bb1479.pdf
علوم و فناوری کامپوزیت
2383-3823
2383-3823
1398
6
3
رهیافت هیبریدی جدید برای استخراج خواص پلاستیکی به کمک فروروی نانو، تحلیل المان های محدود و آنالیز ابعادی اصلاح شده
ابوالفضل
درویزه
احسان
بزاز
مجید
علی طاولی
مهدی
یارمحمد توسکی
بدست آوردن خواص مکانیکی به کمک نتایج حاصل از آزمایش، به عنوان یکی از عمدهترین چالشها در زمینه تستهای فروروی نانو مطرح است. استفاده از روش هیبرید بوسیله ترکیب نتایج تجربی فروروی نانو با آنالیز المانهای محدود، یکی از راه حلهای مؤثر در این زمینه میباشد. لذا به منظور استخراج خواص مکانیکی مواد به کمک نتایج تست فروروی نانو، یک روش صریح مبتنی بر روش اصلاح شده آنالیز ابعادی در این مقاله توسعه داده شده است. مزیت عمده استفاده از این روش نسبت به روش های موجود در ارائه جوابهای منحصر به فرد بدون نیاز به روشهای تکرار و همچنین کاهش قابل توجه در حجم محاسبات میباشد. در این مقاله با اعمال این روش در مورد تیتانیوم خالص، خواص حالت پلاستیک (تنش تسلیم و مدول سخت شوندگی کرنشی) برای یک نمونه محاسبه شده است. برای اولین بار آنالیز ابعادی برای الگوی معادله ساختاری دو خطی (با دو پارامتر بیبعد) مورد استفاده قرار گرفت و در تحلیل المان محدود، فرم کلی معادله جانسون-کوک بکار رفت و مهمترین خاصیت حالت پلاستیک یعنی تنش تسلیم با تطابق بسیار خوبی با مقادیر مرجع استخراج گردید. در جریان حل، روش جدیدی در آنالیز خطا بر مبنای محاسبه برآیند خطای کلی و بدست آوردن اکسترمم خطاها در بازه تمام فضای پارامتری با موفقیت توسعه داده شده و به کار گرفته شد. همچنین برای کالیبره نمودن حل به تنظیم شرایط مهم مسئله مانند شعاع نوک فرورونده اقدام شده و نتیجهگیری شده است که استفاده از شعاع بالاتر از 200 نانومتر منجر به جواب منطبقتری با واقعیت میشود.
روش هیبریدی
آنالیز ابعادی
آنالیز ابعادی اصلاح شده
مینیمم برآیند خطا
خواص تیتانیوم
2019
11
22
451
464
https://jstc.iust.ac.ir/article_36570_10e1223b56c2c9409ca43a1e40a98b6e.pdf
علوم و فناوری کامپوزیت
2383-3823
2383-3823
1398
6
3
ساخت و تحلیل صفحات دوقطبی کامپوزیتی با گرافیت انبساط یافته جهت افزایش هدایت الکتریکیِ پیلهای سوختی
پوریا
پوستان
رسول
عبداله میرزایی
فرامرز
آشنای قاسمی
القار
عبداللهی
صفحات دوقطبی از پرکاربردترین و اجزای اصلی یک پیل سوختی پلیمری است. در این مقاله ابتدا صفحات دوقطبی کامپوزیتی طبق استاندارد دپارتمان انرژی (DOE) ساخته شده و سپس میزان هدایت الکتریکی و رفتار مکانیکی آنها تعیین و بررسی شده است. صفحات دوقطبی کامپوزیتی به روش ریختهگری تحتفشار و حرارت ساخته شدند. برای ساخت این صفحات از رزین فنولیک بهعنوان زمینه کامپوزیت، از گرافیت انبساط یافته جهت افزایش هدایت الکتریکی، از گرافیت به عنوان پرکننده و از پارچه کربنی جهت افزایش استحکام خمشی و بهینه کردن هدایت الکتریکی استفاده شد. آزمونهای تجربی نیز مطابق معیار DOE انجام پذیرفت. میزان هدایت الکتریکی در بهترین حالت، نسبت به معیار استاندارد به میزان بیش از 40 درصد افزایش یافت. میزان استحکام خمشی و استحکام ضربه نمونههای اندازهگیری شده نسبت به معیار استاندارد، در بهترین حالت، به ترتیب تا 11 و 170 درصد افزایش یافت. با توجه به تصاویر SEM و نتایج آزمونها مشخص شد که هدایت الکتریکی با استفاده از گرافیت انبساط یافته افزایش مییابد. نیز مشخص شد که افزایش درصد وزنی گرافیت انبساط یافته تأثیری در رفتار مکانیکی کامپوزیت ندارد و تنها هدایت الکتریکی کامپوزیت را افزایش میدهد.
صفحات دوقطبی
پیل سوختی
گرافیت انبساط یافته
کامپوزیت
هدایت الکتریکی
2019
11
22
465
472
https://jstc.iust.ac.ir/article_36571_992606091667a4dc1a790bc4d94b9c00.pdf
علوم و فناوری کامپوزیت
2383-3823
2383-3823
1398
6
3
اثر افزودن ذرات Al2O3 بر ریزساختار و سختی پوشش کامپوزیتی Al-Al2O3 حاصل از فرآیند پاشش سرد
حمید
ضیائی
امیر
عبدالهزاده
زهرا
عیوضی
رجبعلی
سراج
فیروز
کارگر
در این پژوهش پوشش کامپوزیتی Al-Al2O3 با استفاده از فرایند پاشش سرد روی ورق آلیاژ Al-7075-T6 ایجاد شد. برای این منظور پودر آلومینیوم خالص و پودرهای Al2O3 با درصد وزنی 25، 50 و 75 مخلوط شدند. پوششدهی با استفاده از گاز نیتروژن در دمای C°300، فشار 30 بار و فاصلهی پاشش mm 20 انجام شد. اثر افزودن درصدهای مختلف پودر Al2O3 برکیفیت و خواص پوششهای حاصل بررسی شد. مشخصات ریزساختاری پوششها با میکروسکوپ الکترونی روبشی، ریزسختیسنجی، پراش سنجی پرتو ایکس و نرم افزار تحلیل تصویر مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با افزایش درصد ذرات تقویتکننده، به دلیل شکستن و خرد شدن ذرات بزرگتر و هم-چنین عدم اتصال مناسب ذرات سخت تقویتکننده با زمینه، مقدار تخلخل پوشش افزایش مییابد. از طرف دیگر، با افزایش درصد وزنی پودر Al2O3 در مخلوط پودر اولیه، توزیع این ذرات در پوشش یکنواختتر شده و سختی پوشش افزایش مییابد. سختی پوشش حاصل از پودر کامپوزیتی Al-75wt.%Al2O3 برابر با HV 104 است که در مقایسه با پوشش آلومینیوم خالص بیش از 85 درصد افزایش را نشان میدهد. نتایج آزمون پراش پرتو ایکس نمایانگر ریزدانه شدن ساختار و عدم اکسیداسیون و تبدیل فازی در پوششهای خالص و کامپوزیتی است.
پاشش سرد
کامپوزیت Al-Al2O3
سختی
تخلخل
آلیاژ Al-7075-T6
2019
11
22
473
480
https://jstc.iust.ac.ir/article_36572_abdcb69bc8f4cde5d36ad6a19347fe41.pdf
علوم و فناوری کامپوزیت
2383-3823
2383-3823
1398
6
3
ساخت، مشخصهیابی و ارزیابی زیستی داربست کامپوزیتی سدیم آلژینات- فلوئورهیدروکسی آپاتیت به منظور کاربرد در مهندسی بافت استخوان
محمد
سلطانی
مردعلی
یوسف پور
زهرا
طاهریان
هیدروکسی آپاتیت به دلیل زیست سازگاری و داشتن ترکیب شیمیایی مشابه ماتریس معدنی استخوان، به عنوان ماده جایگزین استخوان مورد توجه قرار گرفته است. علیرغم برخورداری هیدروکسی آپاتیت از خواص زیستی مناسب، این ماده از خواص مکانیکی ضعیفی برخوردار است. فلوئورهیدروکسی آپاتیت به علت دارا بودن پایداری حرارتی بالاتر نسبت به هیدروکسی آپاتیت، خواص مکانیکی بهتری دارد و ترکیب آن با آلژینات به صورت داربست کامپوزیتی، ضمن بهبود خواص بیولوژیکی میتواند آن را به جایگزینی مناسب برای هیدروکسی آپاتیت تبدیل کند. در این پژوهش فلوئورهیدروکسی آپاتیت با استفاده از روش هم رسوبی تهیه شد و سپس کامپوزیتهای آلژینات- فلوئورهیدروکسی آپاتیت با 40، 50 و 60 درصد وزنی فلوئورهیدروکسی آپاتیت به روش خشکایش انجمادی ساخته شدند. به منظور مشخصهیابی داربستهای ساخته شده آزمونهای میزان سمیت سلولی با روش غیر مستقیم (MTT)، آلکالین فسفاتاز (ALP)، طیفسنجی فوریه فروسرخ (FTIR)، پراش پرتو ایکس (XRD)، طیف نگاری فلوئورسانس اشعه ایکس (XRF)، آنالیز حرارتی (TG-DSC) و آزمونهای فشاری استفاده شدند. ریخت شناسی سطحی و همچنین نحوه اتصال و رشد سلولهای استخوانی روی سطح داربست، با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) بررسی شد. تجزیه تحلیل دادهها با استفاده از آنوا یک طرفه انجام گرفت. نتایج نشان داد که داربست کامپوزیتی سدیم آلژینات- 60% فلوئورهیدروکسی آپاتیت در مقایسه با دو داربست دیگر از نظر خواص بیولوژیکی و مکانیکی دارای شرایط مناسب و بهینه میباشد.
کامپوزیت
هیدروکسی آپاتیت
فلوئورهیدروکسی آپاتیت
آلژینات
2019
11
22
481
490
https://jstc.iust.ac.ir/article_37606_40dd5aa3a10233ffdeb591484983a4d6.pdf