دانشگاه فردوسی مشهدمهندسی متالورژی و مواد2008-746233420221222Synthesis and characterization of cobalt ferrite magnetic nanoparticles by chemical co-precipitation methodسنتز و مشخصه یابی نانو ذرات مغناطیسی فریت کبالت به روش هم رسوبی شیمیایی1124315310.22067/jmme.2022.75570.1042FAسمانه صاحبیانگروه متالورژی و مواد، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، ایران.عبدالکریم سجادیگروه متالورژی و مواد، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، ایران.0000-0000-0000-0000زهرا یوسفیگروه متالورژی و مواد ، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، ایران.0000-0002-3965-6950Journal Article20220228Cobalt ferrite is a magnetic material with a spinel structure. nano particles of Cobalt ferrite is attractive because of medium supersaturation, magnetic anisotropy,optical properties which causes to wide range applications such as drag delivery, cancer diagnosis and treatment, magneto-sensor, optical fibers and magneto-optical devices. In this investigation, the effect of reaction temperature on structure and magnetic properties of co-precipitated cobalt ferrite nanoparticles was studied. The nanoparticles were synthesized at 80, 90,100 and 110 C. X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), scanning electron microscopy (SEM) and vibration sample magnetometer (VSM) were used to charactization of nano particls. The results showed that cobalt ferrite nanoparticles was synthesized at all the reaction temperatures and supersaturation of non-calcination samples was noticeable. According to the results, by increasing the reaction temperature, crystallite size increased from 32 nm to 90 nm and also the magnetic supersaturation increased from 32 from 71.5 emu/g. besides, The purity of cobalt ferrite increased with increasing reaction temperature.فریت کبالت مادهای مغناطیسی با ساختار اسپینلی است که به دلیل مغناطش اشباع متوسط، ناهمسانگردی مغناطیسی، خواص نوری ویژه دارای کاربردهای گسترده است. در این پژوهش، اثر پارامتر دما بر ساختار و خواص مغناطیسی بلورهای فریت کبالت سنتزشده به روش همرسوبی شیمیایی بررسی شده است. به این منظور، نمونهها در دمای 80، 90، 100 و OC 110 سنتز شدند. برای سنتز فریت کبالت از پتاسیم هیدروکسید با غلظت M، کلرید آهن و کلرید کبالت به نسبت 1:2 استفاده شد. به منظور بررسی ویژگیهای ساختاری بلورها، از آنالیزهای میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، پراش پرتو ایکس (XRD)، طیفسنجی مادون قرمز (FTIR) و پراش انرژی پرتوی ایکس (EDS) استفاده شد. خواص مغناطیسی نیز با آنالیز مغناطیسسنج نمونهی نوسانی (VSM) بررسی شد. یافتهها نشان میدهد، افزایش دمای واکنش منجر به افزایش متوسط اندازهی بلورها از 37 به nm 90 و مغناطش اشباع از 32 تا emu/g 5/71 و شده است. نتایج نشان داد که خلوص فریت کبالت با افزایش دمای فرایند افزایش یافته است.https://jmme.um.ac.ir/article_43153_33568bfa68e459e8de9d82778fcf62b3.pdfدانشگاه فردوسی مشهدمهندسی متالورژی و مواد2008-746233420221222The effect of age hardening heat treatment (T6) on the microstructure and wear behavior of Al-8Zn-3Mg-2.5Cu nanocomposite reinforced with graphene nano platesتاثیر عملیات حرارتی پیر سختی (T6) بر ریزساختار و خواص سایشی نانوکامپوزیت آلیاژ آلومینیوم Al-8Zn-3Mg-2.5Cu تقویت شده با نانو صفحات گرافن13264319310.22067/jmme.2022.78198.1070FAمحمد علی پورگروه مهندسی مواد- دانشکده مکانیک-دانشگاه تبریز- تبریز-ایرانJournal Article20220814<em>In this study, microstructure and wear behavior of Al-8Zn-3Mg-2.5Cu aluminum alloy matrix nanocomposite reinforced with 0.1, 0.3, 0.5, 0.7 and 1 wt.% graphene nano plates (GNPs) produced by stir casting and ultrasonic treatment have been investigated. Ultrasound device equipped with a cooling system with high powers was used for mixing alloy and nanoparticles. </em><em>Also t</em><em>he microstructure and wear surfaces of nanocomposite was investigated by scanning electron microscope equipped with EDS analysis. The microstructural studies of the nanocomposite revealed that GNPs addition reduces the grain size, but adding high GNPs content (1 wt.%) does not change the grain size considerably. Further investigations on wear revealed that the addition of GNPs increases wear resistance . At high GNPs contents (1 wt.%), the presence of GNPs agglomerate on grain boundaries was found that causes decrease the wear resistance. The optimum amount of nanoparticles is 0.5 wt.% GNPs that nanocomposite exhibits bes wear resistance. </em><em>در این تحقیق، خواص سایشی و ریزساختار نانوکامپوزیت آلیاژ آلومینیوم </em><em>Al-8Zn-3Mg-2.5Cu</em><em> </em><em>تقویت شده با 0.1، 0.3، 0.5، 0.7 و 1 درصد نانو صفحات گرافن تولید شده به روش ریخته گری گردابی با کمک حباب زائی مافوق صوت بررسی شد</em><em>. </em><em>همچنین برای مطالعات ریزساختاری و سطوح سایش، میکروسکوپ الکترونی روبشی بکار گرفته شد. مطالعات ریزساختاری نانوکامپوزیت نشان داد که حضور نانو صفحات گرافن پراکنده باعث کاهش اندازه دانه شد</em><br /><em>ه، اما در درصدهای بالای این نانوذرات (1 درصد وزنی)، کاهش محسوسی در اندازه دانه ایجاد نمیشود. همچنین حضور نانوذرات و کاهش اندازه دانه، افزایش چشمگیر مقاومت به سایش نانوکامپوزیت را به همراه دارند. البته در درصدهای بالای نانو صفحات گرافن (1 درصد وزنی)، این نانو مواد در مرزدانه ها کلوخه ای شده و باعث کاهش مقاومت به سایش کامپوزیت شدند. نانوکامپوزیت تقویت شده با 0.5% وزنی نانو صفحات گرافن قبل و بعد از عملیات حرارتی بهترین مقاومت به سایش را نشان داد که بهینه ترین درصد نانو صفحات گرافن می باشد.</em>https://jmme.um.ac.ir/article_43193_22328819e312fdf45b85c1345cc96c84.pdfدانشگاه فردوسی مشهدمهندسی متالورژی و مواد2008-746233420221222Investigating the effect of the amount of reinforcement on the compressive strength of A380 aluminum alloy nanocomposite reinforced with silicon carbide nanoparticlesبررسی تاثیر مقدار تقویت کننده بر روی استحکام فشاری نانو کامپوزیت زمینه آلیاژ آلومینیوم A380 تقویت شده با نانو ذرات کاربید سیلیسیم27384322810.22067/jmme.2022.77789.1064FAعلی محمدیگروه مهندسی مواد،دانشکده مکانیک، دانشگاه تبریز،ایران0000-0001-7929-9129محمد علی پورگروه مهندسی مواد، دانشکده مکانیک، دانشگاه تبریز، ایرانJournal Article20220720In this paper, the microstructure and compressive strength of A380 aluminum alloy were investigated by adding SiC nanoparticles. A380 aluminum powder and SiC nanoparticles with values (0, 0.5, 1, and 2% by weight) were ground in a planetary ball mill in an argon atmosphere for 10 hours. The ball weight ratio to powder was 10:1, and the rotation speed was set at 250 rpm. After the milling process, a hot press produced the samples. The products were produced through a graphite mold with a 15 mm diameter at a 10 °C heating rate per minute to a final 510 °C sintering temperature with a 30 minutes holding time under vacuum conditions. In addition, a pressure of 50 MPa was placed in the hot press machine. The microstructure and formed phases of the product samples were examined using scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD). Moreover, a universal testing machine (UTM) was used to test the compressive strength. It was observed that agglomeration occurred with the increase of SiC nanoparticles, which decreased the mechanical properties. The samples' best density and compressive strength were related to aluminum alloy with 0.5% by weight of SiC nanoparticle. Furthermore, due to the low sintering temperature, SiC decomposition did not occur. Besides, the intermetallic compound of aluminum with carbon or aluminum with silicon was not formed.<em>در این مقاله ریز ساختار و استحکام فشاری آلیاژ آلومینیوم</em><em> </em><em>A380</em><em> </em><em>با افزودن نانو </em><em>ذرات</em><em> </em><em>SiC</em><em> </em><em>(</em><em>Silicon carbide</em><em>) مورد بررسی قرار گرفت.</em><em> </em><em>پودر آلومینیوم</em><em> </em><em>A380 </em><em> </em><em>و نانوذرات</em><em> </em><em>SiC</em><em> </em><em>با مقدارهای </em><em>(0 ،5/0 ،1 و 2 درصد وزنی) </em><em>در یک دستگاه آسیاب گلولهای سیارهای در اتمسفر آرگون به مدت 10 ساعت آسیاب شدند. نسبت وزن توپ به پودر 1:10 و سرعت چرخش روی 250 دور بر دقیقه تعیین شد. پس از فرآیند آسیاب، از پرس گرم برای تولید نمونهها استفاده شد، محصولات از طریق قالب گرافیتی به قطر 15 میلی متر همزمان با سرعت گرمایش 10 درجه سانتیگراد بر دقیقه تا دمای پخت نهایی 510 درجه سانتیگراد با زمان نگهداری 30 دقیقه تحت خلا در فشار 50 مگاپاسکال در دستگاه پرس گرم قرار گرفت. ریز ساختار و فاز های تشکیل شده نمونههای تولید شده با استفاده از میکروسکوپ الکترون روبشی</em><em>(SEM</em><em>) </em><em> </em><em> </em><em>(</em><em>Scanning electron microscope</em><em>) و پراش اشعهی ایکس</em><em> </em><em>(</em><em>XRD</em><em>)</em><em> </em><em>(</em>X-ray diffraction<em>) مورد بررسی قرار گرفت. برای آزمایش استحکام فشاری از دستگاه آزمایش کشش/ فشار یونیورسال</em><em>(</em><em>UTM</em><em>)</em><em> </em><em> (</em><em>universal testing machine</em><em>)</em><em> استفاده شد. مشاهده شد با افزایش نانو ذرات </em><em>SiC</em><em> اگلومره شدن اتفاق افتادکه باعث کاهش خواص مکانیکی شد. </em><em>بهترین چگالی و استحکام فشاری نمونهها مربوط به آلیاژ آلومینیوم با </em><em>5/0</em><em> </em><em>درصد وزنی نانو ذرات</em><em>SiC</em><em> </em><em> به دست آمد</em><em> همچنین به علت پایین بودن دمای زینترینگ، تجزیه </em><em>SiC</em><em> اتفاق نیفتاد</em><em> و ترکیب بین فلزی آلومینیوم با کربن یا آلومینیوم با سیلیسیم تشکیل نشد.</em>https://jmme.um.ac.ir/article_43228_8c1fa8186c9ae3edddfd4b9c44ea3f54.pdfدانشگاه فردوسی مشهدمهندسی متالورژی و مواد2008-746233420221222Evaluation of biodegradability and electrochemical behavior of magnesium-aluminum alloy AZ91 with bio-nanocomposite membraneارزیابی رفتار زیست تخریب پذیری و الکتروشیمیایی آلیاژ منیزیم - آلومینیوم AZ91 با غشاء بایو نانوکامپوزیتی39524322910.22067/jmme.2022.78695.1074FAفرزاد سلیمانیاستادیار، دانشگاه پیام نور.0000-0003-0788-3961Journal Article20220907One of the most important problems of using magnesium alloys is their high corrosion rate. In order to solve this problem, the method of surface modification and coating has been considered. The main purpose of this research is to apply polycaprolactone/chitosan-1% Baghdadite polymer membrane by immersion method on anodized magnesium-aluminum AZ91 alloy in order to improve the corrosion resistance, biodegradability and biocompatibility of this alloy. The results of the electrochemical test show the improvement of the electrochemical resistance and the reduction of the electrochemical current density (10^3 times reduction) of the anodized magnesium-aluminum alloy AZ91 due to the application of the polymer-ceramic membrane. Also, the application of polymer-ceramic membrane has led to an increase in the surface roughness from 0.329 ± 0.02 (magnesium-aluminum AZ91) to 7.792 ± 0.34 micrometers. In order to evaluate the ability of apatite formation on the samples, the body simulating liquid test (phosphate buffer) was used. The results show that the formation of apatite layer on the surface of the sample can be considered as a measure of biodegradabilityیکی از مهمترین مشکلات استفاده از آلیاژهای منیزیم سرعت خوردگی بالای آنها است. به منظور رفع این مشکل روش اصلاح سازی سطحی و پوشش دهی مورد توجه قرار گرفته است. هدف اصلی از تحقیق حاضر اعمال غشاء پلیمری پلی کاپروالکتون/کیتوسان-1 %بغدادیت به روش غوطه وری بر روی آلیاژمنیزیم - آلومینیوم AZ91 آندایز شده به منظور بهبود مقاومت به خوردگی، زیست تخریب پذیری و زیست سازگاری این آلیاژ است. نتایج حاصل از آزمون الکتروشیمیایی نشان دهنده بهبود مقاومت به الکتروشیمیایی وکاهش چگالی جریان الکتروشیمیایی(کاهش 10^3 برابری) آلیاژ منیزیم - آلومینیوم AZ91 آندایز شده در اثر اعمال غشاء پلیمری-سرامیکی است. همچنین اعمال غشاء پلیمری-سرامیکی منجر به افزایش زبری سطح از 0/02 ± 0/329(منیزیم - آلومینیوم AZ91) به 34/0 ± 792/7 میکرومتر شده است. به منظور ارزیابی توانایی تشکیل آپاتیت روی نمونه ها، از آزمون مایع شبیه ساز بدن (بافر فسفات) استفاده شد. نتایج نشان میدهد که تشکیل لایه آپاتیت روی سطح نمونه میتواند به عنوان معیاری از زیست تخریب پذیریدر نظر گرفته شودhttps://jmme.um.ac.ir/article_43229_17114a605407b6f0304fcfd8466b008f.pdfدانشگاه فردوسی مشهدمهندسی متالورژی و مواد2008-746233420221222Investigating the effect of brazing time and temperature on stainless steel sandwich jointsبررسی تاثیر دما و زمان لحیم کاری سخت بر اتصال ساندویچی فولاد زنگ نزن53664323210.22067/jmme.2022.77394.1059FAمعصومه خیاطگروه مهندسی مواد و متالورژی، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد،ایران0000000306054723بهروز بیدختیگروه مهندسی مواد و متالورژی، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد،ایرانJournal Article20220627Brazing of low-carbon austenitic stainless steel sheets is applied to produce plate heat exchangers. In this study, the copper filler was used to join multiple layers of 316L steel plates due to its low cost, low melting temperature and relatively good bonding strength compared to other filler metals. For comparison, 2-layer and 5-layer specimens were brazed with the copper interlayer. fabricated. The sandwich joints have been fabricated under different process conditions of the brazing temperature (1070 and 1120°C) and the brazing time (30, 60, and 90 min). Detailed microstructural studies and hardness were carried out on the brazed joints. The microscopic studies showed that the joint formed at 1070 °C was not uniform compared to 1120 °C and the specimen brazed at 1120°C/90 min presented better properties due to enough time for melting of the interlayer and diffusion of elements. Also, 2-layer specimens with lower average grain size had higher hardness than 5-layer specimens.برای تولید مبدلهای حرارتی صفحهای، صفحات فولاد زنگ نزن بهصورت ساندویچی به یکدیگر متصل میشوند. برای این نوع اتصال میتوان از روش لحیم کاری سخت که در آن اتصال دهی تحت خلأ صورت میگیرد، استفاده نمود. بههمین منظور در این طرح، صفحات فولاد زنگ نزن L316 بهصورت چند لایه (2 و 5 لایه) توسط لایه واسطه مس که نسبت به سایر فلزات پرکننده مقرون بهصرفهتر و دارای دمای ذوب پایینتر است و امکان ایجاد استحکام اتصال نسبتا مناسب دارد، به یکدیگر متصل شدند. متغیرهای این پژوهش، دما ( 1070 و 1120 درجه سانتیگراد) و زمان (30، 60 و 90 دقیقه) بود. تصاویر میکروسکوپی که برای بررسی ریزساختار درز اتصال گرفته شد، نشان داد که اتصال ایجاد شده در دمای 1070 درجه سانتیگراد نسبت به 1120 درجه سانتیگراد مناسب و یکپارچه نبوده و اتصال در دمای 1120 درجه و زمان 90 دقیقه بهدلیل فرصت کافی برای ذوب لایه واسطه و نفوذ عناصر، خواص بهتری داشت. همچنین نمونههای دولایه با متوسط اندازه دانه کمتر، سختی بالاتری داشتند.https://jmme.um.ac.ir/article_43232_9cbc90d4ef8c1e7d23b4fd6e642892b8.pdfدانشگاه فردوسی مشهدمهندسی متالورژی و مواد2008-746233420221222Sensitivity Analysis of Solutioning Time, Ageing Temperature, and Clay Nano-Particles Addition on Hardness of Piston Aluminum-Silicon Alloy using Regression Methodتحلیل حساسیت زمان انحلال، دمای پیرسازی و افزودن نانوذرات خاک رس بر سختی آلیاژ آلومینیوم- سیلیسیم پیستون بهروش آنالیز رگرسیون67944325910.22067/jmme.2022.75681.1044FAحامد بهمن آبادیدانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه سمنان، سمنان.0000-0002-3393-3072محمد آزادیدانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه سمنان، سمنان.0000-0001-8686-8705Journal Article20220306In this article, the sensitivity analysis of heat treatment parameters including the solutioning time, ageing temperature, and addition of nano-particles on the hardness of the piston aluminum-silicon alloy (AlSi12CuNiMg) were characterized using regression analysis method. For such an objective, the clay nano-particles with 1 wt. % were used to fabricate the metal-matrix nano-composites and the standard specimens were produced using the gravity and stir-casting methods. To find the superior heat treatment conditions for aiming the maximum hardness, the solution treatment was performed at 500 ℃ for 1, 3, and 5 hours and the ageing treatment was done at 200, 215, and 230 ℃ for 6 hours on the base alloy and the metal-matrix nano-composites. Experimental results showed that the ageing treatment had the most effect on the material hardness and the solutioning time and nano-particles addition were the less effective parameters on the alloy hardness. The optimum heat treatment conditions achieved by the solutioning time of 5 hours and the ageing temperature of 200 ℃, during heat-treating which led to have the maximum hardness.در این مقاله، به تحلیل حساسیت پارامترهای عملیات حرارتی شامل زمان انحلال، دمای پیرسازی و نیز افزودن نانوذرات بر سختی آلیاژ آلومینیوم- سیلیسیم (AlSi12CuNiMg) پیستون موتور خودرو بهروش آنالیز رگرسیون پرداخته شده است. بدینمنظور، از نانوذرات خاک رس بهمقدار 1 درصد وزنی جهت ساخت نانوکامپوزیت پایهفلزی، استفاده شده و نمونههای استاندارد، با روش ریختهگری گردابی و گرانشی ساخته شدند. بهمنظور یافتن شرایط بهینه عملیات حرارتی جهت دستیابی به بیشترین مقدار سختی، فرآیند انحلال با دمای 500 درجه سانتیگراد بهمدت 1، 3 و 5 ساعت و نیز فرآیند پیرسازی با دماهای 200، 215 و 230 درجه سانتیگراد بهمدت 6 ساعت برروی آلیاژ پایه و نیز نانوکامپوزیت پایهفلزی، اعمال گردید. نتایج تجربی نشان داد که دمای پیرسازی، پارامتری با بیشترین تأثیر و زمان انحلال و نیز افزودن نانوذرات، پارامترهایی با کمترین میزان تأثیر بر سختی آلیاژ بودهاند. همچنین، زمان 5 ساعت برای فرآیند انحلال و دمای 200 درجه سانتیگراد برای فرآیند پیرسازی، شرایط بهینه برای عملیات حرارتی بوده و موجب دستیابی به بیشترین میزان سختی شدهاند.https://jmme.um.ac.ir/article_43259_8b8bbf286cab9be725e04628d0675238.pdf