گروه علمی و پژوهشی مهندسی و علم مواد

🔶️استفاده از تکنولوژی ساخت افزایشی در ساخت قطعات پروژه اخیر ناسا perseverance 🔸️18 فوریه امسال پروژه جدید ناسا به نام استقامت به سلامت بر روی کره مریخ نشست و پیشرفت های زیادی در عرصه فناوری و مهندسی را بوجود آورد. از داغ ترین بحث های این پروژه در بحث مهندسی مواد، استفاده بیش از پیش فناوری ساخت افزایشی مواد و پرینت 3 بعدی است که در پروژه قبلی ناسا (curiosity) به صورت محدود دیده می شد(استفاده از پرینت 3 بعدی برای پرینت ماده سرامیکی که کاربردش در محفظه اجاق مانند دستگاه انالیز نمونه مریخ نورد کنجکاوی قرار داده شده بود)، اما در پروژه اخیر ناسا استفاده از این فناوری پررنگ تر شد و قدم بزرگی در جهت پیشرفت این تکنولوژی برداشته شد به طوریکه 11 قطعه از قطعات مریخ نورد استقامت با استفاده از پرینت 3 بعدی ساخته شد. در فرآیند ساخت افزایشی برخلاف روش های مرسوم قبلی نظیر فورج، ریخته گری یا برش مواد، با استفاده از لیزر مواد پودری را ذوب کرده و به صورت لایه به لایه شکل نهایی قطعه را میسازد که از جمله روش های ساخت پایین به بالا محسوب میشود و چالش های جدی مهندسی در حین ساخت قطعات با این روش وجود دارد اما قطعه ساخته شده با استفاده از این روش دقت و استحکام بیشتری نسبت به روش های مرسوم دارد و وزن سبک تری نیز دارد. همان طور که میشود این خواص را در قطعات ساخته شده پروژه استقامت مشاهده نمود. 5 قطعه از 11 قطعه پرینت شده در وسیله PIXL مریخ نورد بکار می رود، وسیله مذکور ابزاری است برای تجزیه و تحلیل سطوح سنگی کره مریخ برای یافتن علائم حیات میکروسکوپی که با روش لیتوشیمی اشعه ایکس انجام میشود . این قطعات پرینت شده در حقیقت پوسته دو تکه از جنس تیتانیوم هستند که وظیفه محافظت از وسیله PIXL را دارند به گفته مهندسان ارشد این پروژه ساخت این قطعات از روش پرینت 3 بعدی، قطعاتی 3 تا 4 برابر سبک تر از روش های مرسوم قبلی بدست آورده است. اما در دستگاه MOXIE این مریخ نورد ،6 قطعه پرینت شده از سوپرآلیاژهای پایه نیکل استفاده شده است. این دستگاه وظیفه امکان سنجی برای ساخت اکسیژن از هوای مریخ را برعهده دارد تا برای پروژه های بعدی ناسا مورد استفاده قرار گیرد. دستگاه برای ساخت اکسیژن باید هوا اطراف موجود در مریخ را در محفظه ای به دمای 1000 درجه سانتی گراد رساند که این امر نیازمند استفاده از سوپرآلیاژهای پایه نیکل بوده تا بتواند در آن دمای کاری خواص و استحکام خود را حفظ کند. از جمله چالش های ساخت این سوپرآلیاژ با روش ساخت افزایشی طبق گفته مدیر ارشد JPL ، بوجود آمدن ترک و حفره است زمانی که لایه های بر روی یکدیگر پرینت میشوند. برای حل این مشکل و رفع نواقص صفحات حین فرآیند ساخت در دستگاه پرس ایزواستاتیک تا دمای 1000 درجه عملیات حرارتی میشوند و سپس توسط انالیزهای گوناگون از سالم بودن میکروساختار برای انجام ماموریت فضایی مورد تست قرار میگرد. 🆔 @Materials_research 🆔 @MatRes_Services 🖥 MatRes.ir Instagram

استفاده از تکنولوژی ساخت افزایشی در ساخت قطعات پروژه اخیر ناسا perseverance 🆔 @Materials_research 🆔 @MatRes_Services 🖥 MatRes.ir Instagram

کانال جامع مهندسی و علم مواد فایل های مربوط به مهندسی مواد از کارشناسی تا دکترا(جوش,سرامیک,شکل دهی,نانو,استخراج,خوردگی و …جزوات دانشگاه های برتر ,آموزش نرم افزار,فیلم آموزشی,راهکار اپلای و درج اطلاعیه های مهم و …) https://t.me/sharifmse

مهندسی و علم مواد فایل های مربوط به مهندسی مواد از کارشناسی تا دکترا(جوش,سرامیک,شکل دهی,نانو,استخراج,خوردگی و …جزوات دانشگاه های برتر ,آموزش نرم افزار,فیلم آموزشی,راهکار اپلای و درج اطلاعیه های مهم و …) https://t.me/sharifmse

ساخت ماده ضد کرونا مس-تنگستن- نقره توسط دانشگاه ولورهمپتون انگلیس گروه تحقیقاتی ساخت افزایشی مواد کاربردی (AMFM) دانشگاه ولورهمپتون انگلیس یگ ماده ضد ویروس از مس، نقره و تنگستن توسعه داد که می‌تواند ساخت افرودنی شده و بنابر گزارش‌ها ویروس کرونا (COVID-19) را از بین ببرد. AMFM توضیح داد که بیماری همه‌گیر COVID-19، نیاز برای مواد و سطوحی که بتواند ویروس را از بین ببرد یا متوقف سازد و به کاهش انتقال از طریق هوا وسطح کمک نماید را برجسته کرده است. گروه پژوهشی با تخصص در زمینه ساخت افزودنی مواد زیستی ضد مییکروبی، تلاش‌های خود را برای بررسی مواد ضد ویروسی که می‌توانند با COVID-19 مقابله کنند، متمرکز کرد. این پروژه بین رشته‌ای توسط جان رابینسون ، دکترآرون آرجونان و دکتر احمد باروتاجی از دانشگاه ولورهمپتون هدایت شد که با گروه آنجل سرانو آروکا از آزمایشگاه زیست مواد و مهندسی زیستی دانشگاه کاتولیک والنسیا برای توسعه سریع مواد و تجزیه تحلیل ویروسی همکاری کردند. محقق دکتری جان رابینسون بیان کرد که "انتقال ویروس COVID-19 می‌تواند به صورت غیرمستقیم از طریق قطرات منقل شده از طریق هوا یا به صورت مستقیم از طریق سطوح آلوده باشد. بنابراین توانایی کنترل انتقال ویروس جهت کاهش شیوع و محدود کردن اثرات طولانی مدت ناشناخته بسیار مهم است." "همچنین با ظهور انواع جدید ویروس تأکید بیشتری بر لزوم کنترل و پیشگیری پیشرفته انتقال وجود دارد. نیاز برای ماسک‌های با عمر طولانی و فیلترهای ماسک که می‌توانند ضد عفونی شوند ضروری است." رابینسون ادامه داد: "با ادامه روند شیوع بیماری همه‌گیر شرایط مختلف غیر قابل پیش‌بینی محتمل به نظر می‌رسد." "برای فعال کردن پاسخ فوری و راه حل سریع، ما یک ماده ضد ویروس ایجاد کردیم که می‌تواند به صورت سه بعدی چاپ گردد و بنابراین می‌تواند سطوح ضد ویروسی را در زمان و مکان مورد نیاز ایجاد نماید." محققین از فناوری ذوب بستر پودری توسط پرتو لیزری (PBF-LB) جهت ساخت افزودنی یک ماده جدید ضد ویروس مس-تنگستن-نقره استفاده کردند. نقره برای داشتن خواص ضدمیکروبی شناخته شده است اما با وجود این به علت هزینه نسبتاً بالا برای مصارف و کاربرد در مقیاس بزرگ بویژه محصولات یکبار مصرف چالش‌هایی را بوجود می‌آورد. به همین ترتیب مس به داشتن خواص ضد COVID-19 با مزایایی چون هزینه کم‌تر در مقایسه با نقره برجسته شده است. مطالعات اخیر غیرفعال‌سازی 99.2 درصدی ویروس در پنج ساعت را با استفاده از سطوح پوشش داده شده با مس گزارش کرده است. همچنین اگر چه به صورت محدود اما پژوهش جدید نیز نشان می‌دهد تنگستن نیز دارای اثرات ضد میکروبی در برابر عوامل بیماری زایی چون E. coli و Staphylococcus aureus دارد. این پروژه ترکیب این سه عنصر را برای ساخت یک ماده جدید که می‌تواند به صورت افزودنی برای ایجاد سطوح لمسی و هندسه‌های فیلتر ساخته شود در حالی که دارای خواص ضد ویروسی COVID-19 برتر هست. رابینسون افزود: "ماده ضد ویروسی ما یک غیر فعال‌سازی 100 درصدی در مدت 5 ساعت در برابر نمونه بیولوژیکی ایمن از COVID-19 نشان داد." "این یک پیشرفت چشمگیر بر نتایج پوشش‌دهی مس در پژوهش قبل است، زیرا همه ویروس‌های COVID-19 را از بین می‌برد. به همین ترتیب ماده مس-تنگستن-نقره توسعه یافته در این پژوهش می‌تواند هم برای کاهش آلودگی سطح و انتشار ویروس COVID-19 در هوا استفاده شود." "ما امیدواریم که این ماده بتواند موارد استفاده زیادی از جمله در سیستم فیلتراسیون ساختمان و فیلترهای ماسک صورت داشته باشد." www.wlv.ac.uk 🆔 @Materials_research 🆔 @MatRes_Services 🖥 MatRes.ir Instagram

ساخت ماده ضد کرونا مس-تنگستن- نقره توسط دانشگاه ولورهمپتون انگلیس 🆔 @Materials_research 🆔 @MatRes_Services 🖥 MatRes.ir Instagram

تا کنون، مشکل خوردگی داغ در محیط دارای کلر و سولفور بسیار مورد توجه بوده است، اما اطلاعات کمی در مورد فولادهای استنلس سوپرآستنیتی (SASS) وجود دارد. گرچه SASSها آلیاژهای آهنی هستند، میزان عناصر آلیاژی آن ها بسیار بیشتر از فولادهای کم آلیاژ و فولادهای استنلس متداول است. بعلاوه، میزان نیکل (کم تر از 28 درصد وزنی) آن ها کم تر از آلیاژهای پایه نیکل است. بنابراین، SASS ها می توانند خواص مقاومت به خوردگی داغ جدیدی را نسبت به سایرمواد فراهم کنند. علاوه بر نوع مواد، دمای کاری نیز اثر مهمی در تشکیل نمک های ترکیبی، دارد و می تواند بر فرایند خوردگی داغ موثر باشد. پژوهش حاضر در مجله Corrosion Science منتشر شده است و مکانیزم های خوردگی داغ تحت تاثیر کلر و سولفات را در فولاد S31254 بررسی کرده است که یک فولاد استنلس سوپرآستنیتی است. شرایط مورد نظر در این پژوهش، محیط گاز خشک بوده که در دمای 400 تا 1000 درجه بررسی شده است. نتایج مشخص کرد که همراه با افزایش دا، نمک های ترکیبی ذوب شدند و به مرور مقاومت به خوردگی فولاد را بدتر کردند. با شروع در دمای 600 درجه، نمک های کلری مذاب، خوردگی را تسریع کردند و مکانیزم خوردگی، «خوردگی الکتروشیمیایی + خوردگی کلر-فعال» بوده است. در بالاتر از 800 درجه، سولفات های مذاب از طریق مکانیزم «فلاکس (شار) قلیایی» لایه خوردگی را حل کرده و تخریب کردند و موجب بروز خوردگی شدید داخلی و بین دانه ای می شود. افزون بر آن، رسوبات بی شماری تشکیل شدند و نفوذ غنصری را تقویت کردند و موجب تسریع بیشتر خوردگی نمک، شدند. تحت تاثیر نمک های مذاب و رسوبات تشکیل شده، خواص این فولاد به مرور بدتر شد و نهایتا خوردگی فاجعه بار (catastrophic) رخ داد. 🆔 @Materials_research 🆔 @MatRes_Services 🖥 MatRes.ir Instagram

مکانیزم خوردگی داغ متاثر از کلر و سولفات در فولاد استنلس سوپر آستنیتی S31254 در محیط گاز خشک Chloride- and sulphate-induced hot corrosion mechanism of super austenitic stainless steel S31254 under dry gas environment تولید برق و انرژی از طریق سوزاندن پسماندها، یک روش پاک و موثر برای بازیابی انرژی است. این فرایند نه تنها ظرفیت تولید برق را افزایش می دهد بلکه مشکلات زیست محیطی را نیز کم تر می کند. با این وجود، فرایند سوزاندن مقدار زیادی مواد با قابلیت خوردگی شدید را تولید می کند، که شامل رسوبات نمک دارای کلر و گوگرد و گازهای خورنده مانند HCl، SO2 و غیره می گردد. ترکیب این رسوبات و گازهای خورنده می تواند موجب بروز خوردگی گرم شدید بر روی قطعات بویلر شود، به خصوص در سوپرهیترها (دمای کاری بین 350 تا 650 درجه) و دیواره آبی (دمای کاری بین 800 تا 1000 درجه). در نتیجه، انتخاب مواد مناسب برای پایداری و عملکرد موثر تجهیزات سوزاندن زباله ها، ضروری است. در چند دهه اخیر، فولادهای کم آلیاژ، فولادهای استنلس متداول، و آلیاژهای پایه نیکل همواره برای ساخت تجهیزات سوزاندن پسماند، به کار رفته اند. اما، فولادهای کم آلیاژ و فولادهای استنلس متداول، هردو مقاومت ضعیفی در خوردگی داغ دارند که دلیل میزان کم عناصر آلیاژی آن ها می باشد. گرچه آلیاژهای نیکل دار مقاومت به خوردگی داغ عالی ای دارند، قیمت بالایی دارند که کاربردشان را محدود می کند. تحت این شرایط، فولادهای استنلس سوپر آستنیتی (SASS) بیش از پیش، مورد توجه قرار دارند چون مقاومت به خرودگی عالی، خواص مکانیکی جامع فوق العاده و قیمت نسبتا پایینی، دارند. این مواد گزینه های بسیار خوبی برای ساخت تجهیزات سوزاندن زباله هستند. در سال های اخیر، بررسی های گسترده ای بر روی مکانیزم های خوردگی داغ مواد مورد استفاده در محیط سوزاندن زباله پسماند، صورت گرفته است. به طور کلی، مکانیزم های اصلی خوردگی مواد فلزی در این محیط، خوردگی کلرینه شدن و سولفاته شدن هستند. در رابطه با خوردگی کلرینه شدن، مکانیزمی که عموما پذیرفته شده است «خوردگی کلر فعال» است. در فرایند خوردگی، نمک های قلیایی کلر در ابتدا لایه اکسیدی را حل می کنند و Cl2 تولید می کنند. سپس، Cl2 به سطح زمینه نفوذ می کند و با زمینه واکنش می دهد تا کلرید فلز فرار، تشکیل دهد. در فرایند تبخیر شدن کلریدهای فلز، فشار جزئی اکسیژن به صورت تدریجی افزایش می یابد، در نتیجه آن ها به اکسیدهای غیرمحافظ و Cl2 تبدیل می شوند. سپس، بخشی از Cl2 تولید شده به سطح زمینه باز می گردد و فرایند کلرید، تکرار می گردد. در آخر، ماده به صورت تدریجی با مشارکت کاتالیستی Cl2 خورده می شود. در خوردگی سولفاته شدن، مکانیزمی که عموما پذیرفته شده است «خوردگی فلاکس قلیایی» است. در فرایند خوردگی، سولفات در ابتدا به اکسیدهای قلیایی تجزیه می شود و سپس، اکسیدهای قلیایی لایه اکسید محافظ را حل می کند تا نمک های فلزی قلیایی تشکیل دهد. به دلیل ایجاد گرادیان غلظتی، این نمک های فلزی قلیایی به مرور به بیرون نفوذ می کنند و تجزیه می شوند تا لایه های اکسیدی غیرمحافظ را تشکیل دهند و در نتیجه مقاومت به خوردگی داغ آن آلیاژ، به شدت افت می کند. گرچه بیشتر مقالات به این دو مکانیزم ارجاع می دهند، مواد مختلف خواص خوردگی متفاوتی را نشان می دهند. فولادهای کم آلیاژ و فولادهای استنلس متداول، آلیاژهای آهنی هستند که عناصر آلیاژی کمی دارند (معمولا کم تر از 40 درصد وزنی). این فولادها به راحتی کلرینه می شوند و FeCl2 تشکیل می شود که انرژی آزاد گیبس پایین و فشار جزئی بالایی دارد و می تواند لایه اکسید غیرمحافظ را تشکیل دهد. علاوه بر آن، محصولات اکسیداسیون و خوردگی آلیاژهای آهنی عمدتا اکسیدهای آهن هستند و به راحتی توسط سولفات حل می شوند و سپس خوردگی را تسریع می کنند. بنابراین، فولادهای کم آلیاژ و فولادهای استنلس متداول عمدتا دچار خوردگی داغ می شوند و طول عمر کوتاهی دارند. در آلیاژهای پایه نیکل، نیکل عنصر غالب است و معمولا بیش از 50 درصد وزنی به کار می رود. این مواد به راحتی کلرینه نمی شوند که به دلیل انرژی آزاد گیبس بالاتر NiCl2 می باشد. همچنین، محصولات خوردگی و اکسیداسیون آلیاژهای نیکلی عمدتا اکسید نیکل و کروم هستند و این اکسیدها به راحتی توسط سولفات حل نمی شوند. در نتیجه، آلیاژهای نیکلی همواره مقاومت به خوردگی بهتر و طول عمر بیشتری دارند.

مکانیزم خوردگی داغ متاثر از کلر و سولفات در فولاد استنلس سوپر آستنیتی S31254 در محیط گاز خشک Chloride- and sulphate-induced hot corrosion mechanism of super austenitic stainless steel S31254 under dry gas environment توضیحات مقاله در مترِس لینک مقاله مرجع گروه علمی و پژوهشی مهندسی و علم مواد (MatRes-مترس) 🆔 @Materials_research 🆔 @MatRes_Services 🖥 MatRes.ir Instagram

🔸️برگزاری دوره پروکست مقدماتی در مترس ▪️مدرس: مهندس طالبی 🔹️تاریخ : ۸ اسفند 🔺️هزینه دوره: ۲۵۰ هزار تومان 💠لینک پرداخت:👇🏼 دوره پروکست مترس

11فوریه، روز جهانی زنان در علم و فناوری بر تمام خانم هایی که در این عرصه فعالیت می کنند، مبارک باد.

اثر عملیات حرارتی بر روی رفتار رشد ترک خستگی در اتصالات جوشکاری شده از جنس S355 تحت بارگذاری خمشی The influence of heat treatment on the behavior of fatigue crack growth in welded joints made of S355 under bending loading زمینه جوشکاری در تحقیقات فراوانی بر روی آلیاژها و مواد مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. در حال حاضر، محققین به دنبال بررسی اثر عوامل مختلف بر روی طول عمر اتصالات جوشکاری شده در تجهیزات مختلف، هستند؛ برای نمونه، نوع بارگذاری، نوع عملیات حرارتی، شرایط محیطی، اثر هندسه جوشکاری و غیره. دستیابی به عملکرد صحیح و قابل اطمینان بخش ها و اتصالات در قطعات، کماکان یک موضوع مهم مهندسی است. این الزامات در مورد دستگاه های مورد استفاده در معادن نیز وجود دارد. تلاش برای افزایش کیفیت و نیز تعمیق دانش در مورد رفتار المان های موجود در این دستگاه ها، بر اطمینان حاصل کردن از ایمنی عملکرد این ابزارها موثر است. بنابراین، برای دانستن رفتار و طول عمر خستگی اتصالات جوشکاری شده، محققین تست های مختلفی را بر روی نمونه های اتصالات جوشکاری شده انجام داده اند، که برخی از آن ها بدون عملیات حرارتی بوده است. بایستی تاکید شود که این نوع اتصالات عموما در ساخت دستگاه ها و تجهیزات معدن، به کار می روند. در مقاله ای که در مجله International Journal of Fatigue منتشر شده است، رشد ترک خستگی در نمونه های جوشکاری شده از جنسب فولاد S355، که تحت تنش خمشی قرار گرفته اند، مورد بررسی قرار گرفته است. این نوع فولاد به صورت گسترده در کاربردهای مختلفی مهندسی به کار می روند. از فرایند TIG تحت آرگون برای جوشکاری این نمونه ها استفاده شد. این نمونه ها به دو دسته تقسسیم شدند و بر روی یک سری عملیات حرارتی انجام شد و سایر نمونه ها بدون عملیات حرارتی بررسی شدند تا اثر عملیات حرارتی بر روی رشد ترک خستگی مشخص شود؛ عملیات حرارتی آنیل کاری در دمای 630 درجه به مدت 2 ساعت انجام شد. نتایج این پژوهش نشان داد که میکروسختی اتصالات جوشکاری شده بدون عملیات حرارتی، به صورت یکنواخت توزیع نشد و میکروسختی فلز پایه، کم تر از بخش های جوش بوده است. بیشترین میکروسختی در نمونه بدون علمیات حرارتی در ناحیه HAZ مشاهده شد (فلز پایه 197، و بخش های جوشکاری شده بین 197 تا 274 HV). پس از عملیات حرارتی، میکروسختی یکنواخت شد و به بین 125 تا 154 HV رسید. نتایج مربوط به رشد ترک خستگی نشان داد که بیشترین طول عمر برای نمونه های بدون عملیات حرارتی حاصل شدند. نمونه های دارای جوش نبشی مقعر که تحت عملیات آنیلینگ قرار گرفتند، رشد ترک خستگی در 15100 سیکل شروع شد و نمونه در سیکل 19000 ام، شکست. نمونه های بدون عملیات حرارتی بیشترین طول عمر را نشان دادند که شروع رشد ترک در سکیل 69000 شروع شد و سیکل 77500 شکستند. نتایج با روند مشابه برای جوش محدب نیز بدست آمد. همچنین مشخص شد که رشد ترک های خستگی در مکان تمرکز تنش بوده است و مکانیزم رشد ترک خستگی در هر دو نوع جوش، یکسان بود. این پژوهش می تواند به صورت مستقیم در صنایع مرتبط به کار رود و موجب افزایش طول عمر و عملکرد قطعات مورد استفاده در صنایع، گردد. گروه علمی و پژوهشی مهندسی و علم مواد (MatRes-مترس) 🆔 @Materials_research 🆔 @MatRes_Services 🖥 MatRes.ir Instagram

اثر عملیات حرارتی بر روی رفتار رشد ترک خستگی در اتصالات جوشکاری شده از جنس S355 تحت بارگذاری خمشی The influence of heat treatment on the behavior of fatigue crack growth in welded joints made of S355 under bending loading گروه علمی و پژوهشی مهندسی و علم مواد (MatRes-مترس) 🆔 @Materials_research 🆔 @MatRes_Services 🖥 MatRes.ir Instagram

فرایند هات اسپینینگ گروه علمی و پژوهشی مهندسی و علم مواد (MatRes-مترس) 🆔 @Materials_research 🆔 @MatRes_Services 🖥 MatRes.ir Instagram

بررسی اثر استفاده از نانوسیال ترکیبی دارای نانولوله های کربنی بر روی خواص ماشینکاری فولاد زنگ نزن PH 13-8 Mo Investigation of the influence of MWCNTs mixed nanofluid on the machinability characteristics of PH 13-8 Mo stainless steel فولادهای زنگ نزن رسوب سختی شده، نخست در دهه 1940 توسعه یافتند و به دلیل دارا بودن خواص ویژه، کاربردهای گسترده ای دارند. این نوع فولادها در صنایع مختلفی ترجیح داده می شوند که به دلیل استحکام، چقرمگی، و مقاومت به خوردگی بالایشان می باشد. این فولادها، وابسته به ترکیب شیمیایی، آستنیتی، نیمه-آستنیتی، یا مارتنزیتی هستند. با این وجود، آلیاژهای فولاد زنگ نزن رسوب سختی شده مارتنزیتی، بیشترین مورد استفاده را دارند. به منظور افزایش خواص مکانیکی این نوع فولادها، که غالبا دارای 4 تا 7 درصد نیکل هستند، از عناصری مانند مولیبدن، مس، تیتانیم و نیوبیوم استفاده می کنند. در منابع گزارش شده است که فولادهای زنگ نزن فریتی و مارتنزیتی دارای نیکل و آلومینیوم که رسوب سختی شده اند، مانند آلیاژ PH 13-8 Mo، را می توان حتی در دمای بالاتر نیز سخت کرد (بالاتر از 400 درجه سانتیگراد). چون فولاد PH 13-8 Mo از نوع فولاد زنگ نزن کم کربن رسوب سختی شده است، دارای استحکام کششی بالا و مقاومت به خوردگی خوبی است که موجب شده در صنایع گوناگون به کار رود. علاوه بر آن، چون فولاد PH 13-8 Mo مقاومت به خوردگی و استحکام بالاتری نسبت به سایر فولادهای رسوب سختی شده، دارند، می توانند خواص مکانیکی عالی خود را حتی در شرایط سخت محیطی نیز حفظ کنند. در نتیجه، برای ساخت قطعات مورد استفاده در صنایع، معمولا از فرایندهای شدید ماشینکاری استفاده می شود. استفاده از سیال برای روانکاری حین ماشینکاری، یکی از روش هایی است که برای افزایش بهره وری ماشینکاری به کار می رود. مهم ترین مزایای استفاده از سیال های برشکاری که بازدهی ماشینکاری را به شدت افزایش می دهند، به این ترتیب است: 1) سرد کردن ناحیه برش، 2) روانکاری فصل مشترک قطعه-دستگاه، 3) جدا کردن چیپ از ناحیه برش، 4) افزایش طول عمر دستگاه برش. با این وجود، سیال های متداول برش نگرانی هایی جدی از نظر مسائل زیست محیطی ایجاد می کنند و سلامت کارکنان را نیز به خطر می اندازند، چون عمدتا پایه نفتی هستند. روش هایی مانند حداقل مقدار لوبریکنت و استفاده از لوبریکنت های نانوسیال، برای جلوگیری از مشکلات مربوط به روش های متداول توسعه یافته اند. در تنکیک استفاده از نانوسیال، زمانی که نانولوبریکنت یا نانوذره به سیال پایه اضافه می شود، خواص فیزیکی، سایشی و حرارتی محلول برش بهبود می یابند که درصد بهبود خواص، تابعی از خواص نانوذرات به کار رفته است. نانوذرات MoS2، نیترید بور، آلومینا، سیلیکا، نانولوله های کربنی، تیتانیا، اکسید مس، GnP و گرافیت، بیشترین مورد استفاده را در این زمینه داشته اند. در پژوهشی که در مجله Tribology International منتشر شده است، از نانوله های کربنی چند دیواره (MWCNT) برای بهبود خواص سیال برش استفاده شده است. نانولوله های کربنی در سیال برپایه سبزیجات به کار رفته است و تاثیر آن بر روی خواص ماشین کاری فولاد زنگ نزن PH 13-8 Mo مورد بررسی قرار گرفته است. در این پژوهش با استفاده از طراحی آزمایش تاثیر پارامترهای مختلف بر روی سختی سطح و دمای بشیینه در ناحیه برش، بررسی شدند. در نتیجه این پژوهش مشخص شد که استفاده از نانولوله های کربنی می تواند سختی سطح را 12 درصد کاهش دهد. همچنین سایش در تجهیزات برشکاری به صورت چشمگیری ، 60 درصد، کاهش یافت. این پژوهش نشان می دهد که با استفاده از نانوذرات کربنی، یا حتی سایر نانوذرات، می توان میزان سایش در تجهیزات ماشینکاری را کاهش داد که تاثیر عمده ای در کاهش قیمت نهایی محصولات خواهد داشت. این پژوهش همچنین نشان می دهد که از طریق مهندسی خواص سیالات روانکاری، با بهره بردن از نانوذرات موثر، این امکان فراهم می گردد که خواص مکانیکی قطعات تولیدی نیز در سطح مطلوبی حفظ شود. در این واقع، این پژوهش در فصل مشترک صنعت و مرز-دانش صورت گرفته است و مشخصاً نشان می دهد که می توان ابتکاراتی عملی را برای کاربرد مستقیم در صنعت، ارائه داد. گروه علمی و پژوهشی مهندسی و علم مواد (MatRes-مترس) 🆔 @Materials_research 🆔 @MatRes_Services 🖥 MatRes.ir Instagram

بررسی اثر استفاده از نانوسیال ترکیبی دارای نانولوله های کربنی بر روی خواص ماشینکاری فولاد زنگ نزن PH 13-8 Mo Investigation of the influence of MWCNTs mixed nanofluid on the machinability characteristics of PH 13-8 Mo stainless steel گروه علمی و پژوهشی مهندسی و علم مواد (MatRes-مترس) 🆔 @Materials_research 🆔 @MatRes_Services 🖥 MatRes.ir Instagram

بررسی اثر استفاده از نانوسیال ترکیبی دارای نانولوله های کربنی بر روی خواص ماشینکاری فولاد زنگ نزن PH 13-8 Mo Investigation of the influence of MWCNTs mixed nanofluid on the machinability characteristics of PH 13-8 Mo stainless steel فولادهای زنگ نزن رسوب سختی شده، نخست در دهه 1940 توسعه یافتند و به دلیل دارا بودن خواص ویژه، کاربردهای گسترده ای دارند. این نوع فولادها در صنایع مختلفی ترجیح داده می شوند که به دلیل استحکام، چقرمگی، و مقاومت به خوردگی بالایشان می باشد. این فولادها، وابسته به ترکیب شیمیایی، آستنیتی، نیمه-آستنیتی، یا مارتنزیتی هستند. با این وجود، آلیاژهای فولاد زنگ نزن رسوب سختی شده مارتنزیتی، بیشترین مورد استفاده را دارند. به منظور افزایش خواص مکانیکی این نوع فولادها، که غالبا دارای 4 تا 7 درصد نیکل هستند، از عناصری مانند مولیبدن، مس، تیتانیم و نیوبیوم استفاده می کنند. در منابع گزارش شده است که فولادهای زنگ نزن فریتی و مارتنزیتی دارای نیکل و آلومینیوم که رسوب سختی شده اند، مانند آلیاژ PH 13-8 Mo، را می توان حتی در دمای بالاتر نیز سخت کرد (بالاتر از 400 درجه سانتیگراد). چون فولاد PH 13-8 Mo از نوع فولاد زنگ نزن کم کربن رسوب سختی شده است، دارای استحکام کششی بالا و مقاومت به خوردگی خوبی است که موجب شده در صنایع گوناگون به کار رود. علاوه بر آن، چون فولاد PH 13-8 Mo مقاومت به خوردگی و استحکام بالاتری نسبت به سایر فولادهای رسوب سختی شده، دارند، می توانند خواص مکانیکی عالی خود را حتی در شرایط سخت محیطی نیز حفظ کنند. در نتیجه، برای ساخت قطعات مورد استفاده در صنایع، معمولا از فرایندهای شدید ماشینکاری استفاده می شود. استفاده از سیال برای روانکاری حین ماشینکاری، یکی از روش هایی است که برای افزایش بهره وری ماشینکاری به کار می رود. مهم ترین مزایای استفاده از سیال های برشکاری که بازدهی ماشینکاری را به شدت افزایش می دهند، به این ترتیب است: 1) سرد کردن ناحیه برش، 2) روانکاری فصل مشترک قطعه-دستگاه، 3) جدا کردن چیپ از ناحیه برش، 4) افزایش طول عمر دستگاه برش. با این وجود، سیال های متداول برش نگرانی هایی جدی از نظر مسائل زیست محیطی ایجاد می کنند و سلامت کارکنان را نیز به خطر می اندازند، چون عمدتا پایه نفتی هستند. روش هایی مانند حداقل مقدار لوبریکنت و استفاده از لوبریکنت های نانوسیال، برای جلوگیری از مشکلات مربوط به روش های متداول توسعه یافته اند. در تنکیک استفاده از نانوسیال، زمانی که نانولوبریکنت یا نانوذره به سیال پایه اضافه می شود، خواص فیزیکی، سایشی و حرارتی محلول برش بهبود می یابند که درصد بهبود خواص، تابعی از خواص نانوذرات به کار رفته است. نانوذرات MoS2، نیترید بور، آلومینا، سیلیکا، نانولوله های کربنی، تیتانیا، اکسید مس، GnP و گرافیت، بیشترین مورد استفاده را در این زمینه داشته اند. در پژوهشی که در مجله Tribology International منتشر شده است، از نانوله های کربنی چند دیواره (MWCNT) برای بهبود خواص سیال برش استفاده شده است. نانولوله های کربنی در سیال برپایه سبزیجات به کار رفته است و تاثیر آن بر روی خواص ماشین کاری فولاد زنگ نزن PH 13-8 Mo مورد بررسی قرار گرفته است. در این پژوهش با استفاده از طراحی آزمایش تاثیر پارامترهای مختلف بر روی سختی سطح و دمای بشیینه در ناحیه برش، بررسی شدند. در نتیجه این پژوهش مشخص شد که استفاده از نانولوله های کربنی می تواند سختی سطح را 12 درصد کاهش دهد. همچنین سایش در تجهیزات برشکاری به صورت چشمگیری ، 60 درصد، کاهش یافت. این پژوهش نشان می دهد که با استفاده از نانوذرات کربنی، یا حتی سایر نانوذرات، می توان میزان سایش در تجهیزات ماشینکاری را کاهش داد که تاثیر عمده ای در کاهش قیمت نهایی محصولات خواهد داشت. این پژوهش همچنین نشان می دهد که از طریق مهندسی خواص سیالات روانکاری، با بهره بردن از نانوذرات موثر، این امکان فراهم می گردد که خواص مکانیکی قطعات تولیدی نیز در سطح مطلوبی حفظ شود. در این واقع، این پژوهش در فصل مشترک صنعت و مرز-دانش صورت گرفته است و مشخصاً نشان می دهد که می توان ابتکاراتی عملی را برای کاربرد مستقیم در صنعت، ارائه داد. گروه علمی و پژوهشی مهندسی و علم مواد (MatRes-مترس) 🆔 @Materials_research 🆔 @MatRes_Services 🖥 MatRes.ir Instagram

ساخت سوپرکپسیتور با عملکرد عالی با استفاده از نانوساختار 2-بعدی گرافن/سیلوکسن برای کاربرد در ذخیره سازی انرژی ترمزی بازگشتی خودروهای الکتریکی Two-Dimensional Siloxene–Graphene Heterostructure-Based High-Performance Supercapacitor for Capturing Regenerative Braking Energy in Electric Vehicles سیستم های ذخیره سازی انرژی الکتروشیمی (EES) (مانند باطری های لیتیوم-یونی، سوپرکپسیتور ها (ابرخازن ها)) در پژوهش های فراوانی مورد توجه قرار داشته اند و در صنعت نیز با سرمایه گذاری چشمگیری همراه بوده اند. نرخ سریع شارژ/دشارژ، تراکم توان بالا، و طول چرخه عمر بالا در سوپرکپسیتورها (نسبت به باطری های لیتیومی) موجب شده است برای کاربردهای مختلفی از اهمیت بالایی برخوردار شوند، مانند فیلترینگ خط AC، تامین توان بدون اختلال، و ذخیره سازی انرژی بازگشتی ترمزی (PRBE) در خودروهای الکتریکی. توسعه سوپرکپسیتورها با تراکم انرژی خوب و تراکم توان بالا در فرایند ذخیره سازی انرژی ترمز خودروهای الکتریکی مورد نیاز است. در نتیجه، در حال حاضر این چالش وجود دارد که تراکم انرژی سوپرکپسیتورها باید افزایش یابد (بدون کاهش تراکم توان) تا این که به سطح تراکم انرژی باطری های لیتیوم یونی دست یابند و مقاومت دمایی بالایی نیز بدست آورند؛ این خواص برای عملی شدن این ادواات در ذخیره سازی انرژی ترمز، ضروری هستند. یک استراتژی مفید برای افزایش تراکم انرژی سوپرکپسیتور، استفاده از الکترولیت های دارای پنجره ولتاژ عملیاتی (OVW) گسترده والکترود با ظرفیت بالا، عنوان شده است. برای افزایش محدوده OVW یک سوپرکپسیتور، الکترولیت های یونی/آلی به الکترولیت های آبی ترجیح داده می شوند. الکترودهای دارای ظرفیت بالا عامل مهم دیگری در افزایش تراکم انرژی هستند که به این منظور، معمولا مواد نانو ساختار با ابعاد پایین، عملکرد بهتری دارند. در پژوهشی که در مجله Advanced Functional Materials منتشر شده است، محققین از نانوساختارهای 2-بعدی به عنوان الکترود سوپرکپسیتورها استفاده کرده اند، به این دلیل که دارای برتری های ساختاری چشمگیری هستند که شامل 1) کانال های انتقال یون 2-بعدی؛ 2) در دسترس بودن راحت یون در سراسر سطح صفحه ها؛ و 3) رسانایی الکتریکی بالا در صفحه ها؛ می شود. نانوساختارهای 2-بعدی، به دلیل دارا بودن این خواص یکتا، همواره گزینه های غالبی برای ساخت الکترودهای سوپرکپسیتورها بوده اند؛ مانند صفحات گرافنی، کالکوژنید فلزات انتقالی، مکسین ها، متالن ها، سیلوکسن، و چارچوب های آلی-فلزی 2 بعدی؛ چالش اصلی در استفاده از مواد 2 بعدی به عنوان الکترود سوپرکپسیتورها، رسانایی الکتریکی ضعیف در بیرون صفحه است و همچنین تمایل آن ها به تجمع و ماهیت روی هم قرار گرفتن، که کاربرد آن ها را محدود می کند. برای غلبه این چالش ها، روش های مختلفی پیشنهاد شده است، مانند طراحی الکترودهای بدون چسب، قرار دادن نانوکریستال ها بر روی صفحات، و دوپ کردن عناصر مختلف، تا از انباشت نانوساختارهای 2-بعدی بر روی یکدیگر جلوگیری کنند. در این راستا، سنتز هترواستراکچر (قرارگیری نانوصفحات غیرمشابه بر روی یکدیگر) 2-بعدی/2-بعدی از نانوصفحات غیرمشابه با مکانیزم های متفاوت ذخیره سازی بار، می توانند عملکردی عالی را ایجاد کنند. در این پژوهش، با استفاده از طریق هیبرید کردن مواد 2 لایه ای، شامل 1) صفحات گرافنی یا اکسید گرافن احیا شده (rGO) با ظرفیت 2-لایه-ای و 2) صفحات سیلوکسن با ماهیت شبه-خازنی. سوپرکپسیتور ساخته شده از سیلوکسن-rGO همراه با الکترولیت 1 مولار تترااتیل آمونیوم تترافلوئوروبرات (TESBF4)، عملکرد فوق العاده ای را نشان دادند که می توان به ماهیت هترواستراکچری (آرایش صفحات غیرمشابه بر روی یکدیگر) نسبت داد. این نانوساختار نوین، به تراکم انرژی 55.79 وات-ساعت در هر کیلوگرم و حداکثر تراکم توان 15000 وات در هر کیلوگرم دست یافته است و علاوه بر آن، می تواند در محدوده دمایی بین 15- تا 80 درجه سانتیگراد کار کند؛ در نتیجه، برای کاربرد در خودروهای الکتریکی و ذخیره سازی انرژی بازگشتی ترمزی، بسیار مناسب است. گروه علمی و پژوهشی مهندسی و علم مواد (MatRes-مترس) 🆔 @Materials_research 🆔 @MatRes_Services 🖥 MatRes.ir Instagram

ساخت سوپرکپسیتور با عملکرد عالی با استفاده از نانوساختار 2-بعدی گرافن/سیلوکسن برای کاربرد در ذخیره سازی انرژی ترمزی بازگشتی خودروهای الکتریکی Two-Dimensional Siloxene–Graphene Heterostructure-Based High-Performance Supercapacitor for Capturing Regenerative Braking Energy in Electric Vehicles گروه علمی و پژوهشی مهندسی و علم مواد (MatRes-مترس) 🆔 @Materials_research 🆔 @MatRes_Services 🖥 MatRes.ir Instagram