دانشگاه فردوسی مشهدمهندسی متالورژی و مواد2008-746232220210823The Increase in the Wear Resistance of Copper Substrate Coated by Cu-Al2O3 Nanocomposite Through Solution Combustion Methodافزایش مقاومت به سایش زیرلایۀ مسی پوششدادهشده با نانوکامپوزیت مسآلومینا بهروش احتراق محلولی1104000910.22067/jmme.2021.58568.0FAهادی نصیریگروه مهندسی مواد، دانشکده مهندسی مکانیک و مواد، دانشگاه صنعتی بیرجند، بیرجند، ایران.0000-0001-6818-6460احسان محمدیگروه مهندسی مواد و متالورژی، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران.Journal Article20190115<em><span style="font-size: 10.0pt;">Solution Combustion is a new and low costs method in order to synthesis nanomaterials. In the presented investigation, Copper and Aluminum nitrates, Urea and Graphite are used as oxidizer, fuel and auxiliary materials, respectively. All experiments categorized in five groups in terms of percentage of alumina (5, 15, 25, 35 and 45 wt. %) and fuel to oxidizer ratio of 1.25. Time- Temperature diagrams are plotted during reaction and wear tests carried out for all samples. Results showed, sample with 25 wt. % alumina can increase the wear resistance 4 times than non-coated copper substrate. Also, the coating microstructure were investigated by SEM equipped by EDS, TEM and XRD. The results proved synthesis of nanocomposite copper-alumina coating just in one-step.</span></em>یکی از روشهای نوین برای سنتز سریع و کمهزینۀ نانومواد، سنتز احتراقی در محلول است. در کار ارائهشده از نیتراتهای مس و آلومینیم با نقش اکسیدکنندگی و از اوره بهعنوان سوخت و از گرافیت نیز برای مادۀ کمکی استفاده شد. آزمایشها در 5درصد وزنی مختلف فاز آلومینا (5، 15، 25، 35 و 45) با نسبت سوخت به اکسیدکننده 25/1 انجام شد و نمودارهای دما برحسب زمان در حین انجام سنتز رسم شد و میزان مقاومت به سایش نمونهها مطالعه شد. نتایج نشان داد در نسبت 25درصد وزنی فاز آلومینا میزان مقاومت به سایش زیرلایۀ مسی پوششدادهشده تا حدود 4برابر افزایش یافت. همچنین میکروساختار و فازهای تشکیلشده این پوشش با میکروسکوپهای SEM مجهز به EDS،TEM و آنالیز XRD بررسی شد که نتایج تولید پوشش نانوکامپوزیتی مسآلومینا را در یک مرحله در اتمسفر هوا تأیید کرد.دانشگاه فردوسی مشهدمهندسی متالورژی و مواد2008-746232220210823Evaluation of the Microstructure and Mechanical Properties of Dissimilar Joint between Pure Copper and Stainless Steel 316بررسی ریزساختار و خواص مکانیکی اتصال غیرهمجنس مس خالص به فولاد زنگنزن 31611264001010.22067/jmme.2021.40010FAمصطفی جعفرزادگاندانشگاه بین المللی امام خمینی (ره)رضا احمدیدانشگاه بین المللی امام خمینی (ره)محمد تلافی نوغانیدانشگاه بین المللی امام خمینی (ره)احمد میریدانشگاه بین المللی امام خمینی (ره)Journal Article20190224<em>In this research, dissimilar joints between copper and stainless steel 316by gas-tungsten arc welding using copper and monel filler metals and also the similar welding of steel 316 have been investigated. The microstructure was studied by OM, SEM and EDS. Tensile and impact tests were done to evaluate the mechanical properties. In order to investigate the sigma phase formation, the specimens were heat treated. The microstructure of the dissimilar welds contained an iron rich and a copper or monel phase. After heat treatment, no sigma phase was observed in the dissimilar joint that it seems that the presence of copper and nickel as an austenite stabilizer elements in the microstructure prevents the sigma phase formation.</em><em>در این پژوهش اتصالهای غیرهمجنس مس به فولاد زنگنزن 316 با روش قوسی تنگستن</em><em></em><em>گاز و با استفاده از دو نوع فلز پرکنندۀ مس و مونل و همچنین جوش همجنس فولاد 316 بررسی شده است. ریزساختار با میکروسکوپ نوری، </em><em>SEM</em><em> و </em><em>EDS</em><em> بررسی شد. آزمون کشش و ضربه برای بررسی خواص مکانیکی اتصالها انجام شد. بهمنظور بررسی تشکیل فاز سیگما، نمونهها تحت عملیات حرارتی قرار گرفتند. ریزساختار جوشهای غیرهمجنس دارای فاز غنی از آهن و فاز مس یا غنی از مونل بود. پس از عملیات حرارتی، در نمونۀ غیرهمجنس هیچ فاز سیگمایی مشاهده نشد که بهنظر میرسد وجود مس و نیکل بهعنوان عناصر آستنیت</em><em></em><em>زا در ساختار باعث جلوگیری از تشکیل فاز سیگما میشود.</em>دانشگاه فردوسی مشهدمهندسی متالورژی و مواد2008-746232220210823Modeling the Effect of the Most Important Factors on the Kinetics Behavior of Silicon Nitration Reaction Based on Group Method of Data Handlingمدلسازی اثر مهمترین عوامل مؤثر بر رفتار سینتیکی واکنش نیتریدهکردن سیلیسیم به روش پیوند واکنشی بر اساس روش گروهی بررسی داده27444001110.22067/jmme.2021.40011FAاحسان شاه محمدیدانشکده مهندسی مواد، دانشگاه علم و صنعت ایران.فرهاد گلستانی فرد، دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه علم و صنعت ایران.علیرضا میرحبیبیدانشکده مهندسی مواد، دانشگاه علم و صنعت ایرانJournal Article20190519<em>In the present study, a soft computing method namely the group method of data handling (GMDH) is applied to develop a new and efficient predictive model for prediction of kinetics silicon nitridation. 1186 data point is obtained from experimental results and other studies in literatures. Several effective parameters like time, temperature, nitrogen percentage, pellet size and silicon particle size are considered. The silicon nitridation was performed in 1573<sup> </sup>k and results were evaluated against model results for validation of the model.</em> <em>The performance of the model is evaluated through statistical analysis. Furthermore, the performance and efficiency of the GMDH model is confirmed against the two most common analytical models. Using sensitivity analysis, nitrogen pressure with </em> <em> </em><em>0.27 was the most effective parameter in nitridation. </em><em>در مطالعه حاضر با استفاده از روش محاسباتی به نام بررسی گروهی داده </em><em>(</em><em>group method of data handling</em><em>)</em><em> مدل مؤثر برای پیشبینی میزان پیشروی واکنش نیتریده</em><em></em><em>کردن سیلیسیم به</em><em></em><em>روش پیوند واکنشی، توسعه داده شده است. 2186 داده از آزمایشهای انجام</em><em></em><em>شده در این تحقیق و اطلاعات موجود در کارهای گذشته استخراج شده است. تأثیرات مهمترین پارامترها مثل زمان، دما، درصد گاز نیتروژن، اندازۀ قرص و اندازۀ ذرۀ سیلیسیم اولیه بررسی شده است. واکنش نیتریدهکردن سیلیسیم در دمای 1573 درجه کلوین انجام شد و نتایج آزمایش با مقادیر حاصل از مدل مقایسه و با استفاده از پارامترهای خطای آماری عملکرد مدل با خطای 96/0 تأیید شد. همچنین عملکرد دقیق و مؤثر مدل </em><em>GMDH</em><em> در برابر مدلهای تحلیلی قبلی مقایسه شد. با استفاده از آنالیز حساسیت، فشار نیتروژن با مقدار 27/0 مؤثرترین پارامتر در میزان نیتریدهشدن تعیین شد. </em>دانشگاه فردوسی مشهدمهندسی متالورژی و مواد2008-746232220210823The Mechanism of the Reduction of Hematite-Magnetite Concentrate by Graphite-Calcium Carbonate Mixture in Hoganas Processسازوکار احیای کنسانتره هماتیت-مگنتیت توسط مخلوط گرافیت-کربنات کلسیم به روش هوگانس45564001310.22067/jmme.2021.58727.0FAسید محمد علی حقیگروه مهندسی متالورژی و مواد، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد.احد ضابطگروه مهندسی متالورژی و مواد، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد.0000000164606173مصطفی میرجلیلیگروه مهندسی متالورژی و مواد، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد.0000-0001-6287-0798Journal Article20190727In this study, the mechanism of reduction of hematite-magnetite concentrate (HMC) by graphite-calcium carbonate reductant mixture at 1000 °C was investigated. The initial and middle stages of the reduction process (up to 63%) are mainly affected by the heat transfer inside the crucible. In the middle and final stages of the reduction process, the gaseous diffusion to the FeO-Fe reaction interface and the carbon gasification by CO2 jointly controlled this progress. The reduction rate was relatively slow below the temperature at which the carbon gasification by CO2 commences. According to the XRD analysis, prior to the carbon gasification, the metallic iron was not found. The reduction of the HMC hollow cylinder proceeded topochemically mainly from the outer surface. The SEM micrographs indicated the formation of sintered iron whisker.در این تحقیق، سازوکار احیای کنسانتره هماتیت-مگنتیت توسط مخلوط گرافیت-کربنات کلسیم در دمای °C1000 مورد بررسی قرار گرفته است. بررسیها نشان داد مراحل اولیه تا میانی احیاء (تا 63%) عمدتا تحت تاثیر انتقال حرارت داخل محفظه میباشد. در مراحل میانی تا پایانی فرآیند احیاء، نفوذ گازی به فصل مشترک FeO-Fe به همراه واکنش گازی شدن کربن کنترل کننده فرآیند احیاء میباشند. قبل از شروع واکنش گازی شدن کربن، نرخ احیاء نسبتا کند بوده و بر اساس نتایج آنالیز XRD، آهن فلزی تشکیل نمیشود. بررسی مقطع نمونههای احیاء شده نشان داد پیشروی فرآیند احیاء به صورت توالی شیمیایی وعمدتا از سطح بیرونی استوانه به سمت داخل میباشد. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM) نشان دهنده تشکیل آهن فلزی به صورت رشتههای زینتر شده میباشد.دانشگاه فردوسی مشهدمهندسی متالورژی و مواد2008-746232220210823Synthesis and Characterization of CuFe2O4 Magnetic Nanoparticles and Their Application for Removal of Reactive Red 141 from Aqueous Solutionسنتز و تعیین مشخصۀ نانوذرات مغناطیسی مس فریت و کاربرد آنها برای حذف رنگ قرمز واکنشی 141 از محیط آبی58704001410.22067/jmme.2021.58831.0FAوحید مجاورگروه مهندسی شیمی دانشکده مهندسی،، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد ، ایران.علی احمدپورگروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران.طاهره روحانی بسطامیگروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی، دانشگاه صنعتی قوچان، قوچان، ایران.وحید محمودیمجتمع آموزش عالی گنابادJournal Article20191128<em>In this research, spinel ferrite (CuFe2O4) magnetic nanoparticles were synthesized by the solvothermal approach in the polyol media and used for the adsorptive removal of Reactive Red 141 (RR 141) as a model of organic dye. Batch adsorption studies were carried out for various pH values, nanoadsorbent loadings, contact times, temperatures, and initial concentrations of the organic pollutant. The adsorption isotherms were in the range of 10–50 ppm and the results fitted well with Langmuir isotherm. The sorption kinetic studies well-defined to Ho’s pseudo-second order model. This research suggests an effective low cost CuFe2O4 nanoadsorbent with a reasonably high efficiency for the removal of RR141 compound, which allows convenient recovery from aqueous media using a weak external magnetic field.</em><em>در این پژوهش، نانوذرات مغناطیسی مس فریت (</em><em>CuFe<sub>2</sub>O<sub>4</sub></em><em>) با ساختار کریستالی اسپینل فریت (</em><em>Spinel ferrite</em><em>) به</em><em></em><em>روش حلال گرمایی در محیط اتیلن گلیکول تهیه و برای حذف رنگ قرمز واکنشی (</em><em>RR141</em><em>) از محیط آبی به کمک فرایند جذب سطحی به کارگرفته شدند. مطالعه رفتار جذب سطحی </em><em>RR141</em><em> در شرایط مختلف و با تغییر پارامترهای عملیاتی مانند </em><em>pH</em><em> محلول، مقدار نانوجاذب، زمان جذب، دمای محلول و غلظت اولیه آلاینده آلی انجام شد. ایزوترم</em><em></em><em>های جذب سطحی در محدودۀ </em><em>ppm</em><em> 10-50 به</em><em></em><em>دست آمدند و نتایج نشان دادند داده</em><em></em><em>ها با ایزوترم لانگمویر مطابقت دارند. مطالعۀ سینتیک جذب نشان داد که سینتیک جذب </em><em>RR141</em><em> روی سطح نانوذرات مس فریت از مدل هو تبعیت می</em><em></em><em>کند. </em>دانشگاه فردوسی مشهدمهندسی متالورژی و مواد2008-746232220210823Effect of the Content of Graphite in the Slag Powder of the Steel LRF on the Microstructure and Properties of SAW of Ductile Ironاثر مقدار پودر گرافیت در پودر سربارۀ کورۀ تصفیۀ پاتیلی فولاد روی ریزساختار و خواص جوش زیرپودری چدن نشکن71824001510.22067/jmme.2021.40015FAبهرام غضنفریاندانشکده مهندسی، واحد بندرعباس، دانشگاه آزاد اسلامی، بندرعباس، ایرانکامران داداش نیادانشکده مهندسی، واحد آیت الله آملی، دانشگاه آزاد اسلامی، آمل، ایرانسید ابراهیم وحدتدانشگاه آزاد اسلامی واحد آیت الله آملی0000-0002-0117-7452Journal Article20191208<em>The use of protective powders in submerged arc welding (SAW) is one of the methods for protecting the Welding pool. In this research, it has been attempted to use ladle refining furnaces (LRF) slag as an alternative to a ductile cast iron shielding powder. For this purpose, the hardness and maximum tensile strength of the ductile iron before and after the SAW with protective powders including from 0 to 25 wt% of graphite and 100 to 75 wt% of the LRF slag powder have been compared. The results show that the welding quality is improved by increasing the amount of graphite powder in the powder of the LRF, because the maximum tensile strength of the welded metal is nearly the maximum tensile strength of the non-welded cast iron (control specimen). Also, the amount of graphite powder in the slag powder of the LRF has the straight relation with the hardness of the welding metal.</em><em>استفاده از پودرهای محافظ در جوشکاری زیرپودری یکی از روش</em><em></em><em>های محافظت از حوضچۀ جوش است، در این پژوهش، تلاش بر آن است تا از سربارۀ کورۀ پاتیلی فولاد بهعنوان جایگزینی برای پودر محافظ جوشکاری چدن نشکن استفاده شود.</em><em> به همین منظور، سختی و حداکثر استحکام کششی چدن نشکن قبل و بعد از جوشکاری زیرپودری با پودرهای محافظ حاوی صفر تا 25 درصد وزنی گرافیت و 100 تا 75 درصد وزنی پودر سربارۀ کورۀ تصفیۀ پاتیلی فولاد مقایسه شده است. نتایج حاکی از این است که با افزایش مقدار پودر گرافیت در پودر سربارۀ کورۀ تصفیۀ پاتیلی فولاد، کیفیت جوش بهتر می</em><em></em><em>شود، زیرا حداکثر استحکام کششی فلز جوشکاری زیرپودری</em><em></em><em>شده به حداکثر استحکام کششی چدن نشکن شاهد نزدیک</em><em></em><em>تر میشود. به</em><em></em><em>علاوه، با افزایش مقدار پودر گرافیت در پودر سربارۀ کورۀ تصفیۀ پاتیلی فولاد، سختی فلز جوشکاری زیرپودری</em><em></em><em>شده رابطۀ مستقیم با مقدار پودر گرافیت در پودر سربارۀ کورۀ تصفیۀ پاتیلی دارد.</em>دانشگاه فردوسی مشهدمهندسی متالورژی و مواد2008-746232220210823Investigation of Thermal and Corrosion Behavior of a Ti-Based Bulk Metallic Glass with Composition of (Ti41Zr25Be28Fe6)93Cu7بررسی رفتار حرارتی و مقاومت به خوردگی آلیاژ آمورف تودهای پایه تیتانیم با ترکیب (Ti41Zr25Be28Fe6)93Cu783944001610.22067/jmme.2021.58869.0FAزهرا جمیلی شیرواندانشکده مواد و شیمی، مجتمع آموزش عالی فنی و مهندسی اسفراین، اسفراین، خراسان شمالی، ایران.غلامرضا حیدریدانشکده مواد و شیمی، مجتمع آموزش عالی فنی و مهندسی اسفراین، اسفراین، خراسان شمالی، ایران.Journal Article20200319<em>Structure, thermal and corrosion behavior of </em><em>(Ti<sub>41</sub>Zr<sub>25</sub>Be<sub>28</sub>Fe<sub>6</sub>)<sub>93</sub>Cu<sub>7</sub> bulk metallic glass</em><em> in two different solutions </em><em>were studied using X-ray diffraction pattern, Vickers micro hardness test, Differential Scaning Calorimetry and tafel polarization methods. The amorphous samples were heated up to the final temperature of crystallization. It was revealed that the studied alloy has complex crystallization behavior including 5 steps of crystallization. Crystallized phases of each crystallization step and its hardness were identified. The studied alloy with corrosion current density of 0.4 </em><em>μ</em><em>A/cm<sup>2</sup> in 3.5wt % NaCl solution is a suitable candidate for engineering and biomedical applications. Heating the samples in super cooled region showed insignificant changes in corrosion rate. An obvious decrease in corrosion resistance was observed in samples heated in crystallization region.</em><em>پس از تولید آلیاژ آمورف تودهای با ترکیب </em><em>(Ti<sub>41</sub>Zr<sub>25</sub>Be<sub>28</sub>Fe<sub>6</sub>)<sub>93</sub>Cu<sub>7</sub></em><em>، ساختار، رفتار حرارتی و رفتار خوردگی آن در دو محلول مختلف، با</em><em> استفاده از پراش پرتو </em><em>X</em><em>، میکروسختی</em><em></em><em>سنج ویکرز، گرماسنج روبشی تفاضلی و پتانشیو استات مطالعه شد. آلیاژ فوق با پنج مرحله بلورینگی، رفتار حرارتی پیچیده</em><em></em><em>ای نشان داد. محصول هر مرحله بلورینگی و سختی نمونه، پس از گرمایش پیوسته تا دمای پایان بلورینگی مشخص شد. این آلیاژ با دانسیتۀ جریان خوردگی معادل </em><em>4/0 میکروآمپر بر سانتی</em><em></em><em>متر مربع در محلول </em><em>NaCl</em><em> با غلظت 5<sub>/</sub>3 درصد</em><em> گزینۀ مناسبی برای کاربردهای مهندسی و پزشکی است. با گرمایش آلیاژ در محدودۀ مذاب تحت تبرید، تغییرات نرخ خوردگی ناچیز بود و پس از آن با وقوع بلورینگی، کاهش در مقاومت به خوردگی مشاهده شد.</em>دانشگاه فردوسی مشهدمهندسی متالورژی و مواد2008-746232220210823Removal of Arsenic from Pregnant Leaching Solution Using Electrochemical Coagulation Methodحذف آرسنیک از محلول لیچینگ باردار با استفاده از روش انعقاد الکتروشیمیایی951144001710.22067/jmme.2021.58937.0FAسید مرتضی موسوی رادگروه پژوهشی محیط زیست، پژوهشگاه علوم و تکنولوژی پیشرفته و علوم محیطی، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته، کرمان، ایرانعلی حسن زاده سلبوئیمعاونت امور معادن و صنایع معدنی، سازمان صنعت، معدن و تجارت استان کرمان، کرمان، ایران.Journal Article20200928<em>In the present study, the electrochemical coagulation process (electrocoagulation) in the mining industry to remove arsenic ions from the charged leaching solution of PLS (copper processing plant) has been investigated. Samples were obtained by simulating the leaching process by adding trivalent arsenic salt (NaAsO<sub>2</sub>). The effects of three independent parameters such as pH (X<sub>1</sub>), electrolysis time (X<sub>2</sub>), current density (X<sub>3</sub>) were investigated using the response surface methodology (RSM) to investigate the removal of arsenic from PLS solution. This design includes 17 sets of experiments using electrocoagulation system. In this study, the Box-Benken test design in the response surface method with three numerical factors at three levels was investigated to investigate the interactive effect of process variables to evaluate the efficiency of arsenic removal from leaching solution using electrocoagulation method. The optimal conditions for the electrocoagulation process were determined at pH 6.50, electrolysis time: 114 minutes and electric current density of 65.3 A/m<sup>2</sup>, with a removal efficiency of 96.88%. The results showed that the ability of electrocoagulation process as a reliable method to remove metal ions, especially arsenic ions from the effluents of the mining industry, especially in mineral processing plants is very desirable.</em><em>در مطالعه</em><em> حاضر</em><em>، فرآیند انعقاد الکتر</em><em>وشیمیایی</em><em> (الکتروکواگولاسیون) در صنایع معدنی به منظور حذف یون آرسنیک از محلول لیچینگ باردار </em><em>PLS)</em><em>) کارخانه فرآوری مس</em><em>، مورد بررسی قرار </em><em>گرفته</em><em> است. نمونه ها حاصل از شبیه سازی فرآیند لیچینگ و با افزودن نمک آرسنیک سه ظرفیتی (</em><em>NaAsO2</em><em>) تهیه گردید. </em><em>تأثیرات سه پارامتر مستقل مانند </em><em>pH</em><em> (</em><em>X<sub>1</sub></em><em>)، زمان الکترولیز (</em><em>X<sub>2</sub></em><em>)، چگالی جریان (</em><em>X<sub>3</sub></em><em>)</em><em> با استفاده از روش سطح پاسخ (</em><em>RSM</em><em>)</em><em> بمنظور بررسی حذف آرسنیک از محلول </em><em>PLS</em><em>، بررسی شد.</em><em> این طرح شامل 17 مجموعه آزمایش با استفاده از سیستم الکتروکواگولاسیون می باشد. در این تحقیق، طرح آزمایش باکس </em><em>–</em><em> بنکن در روش سطح پاسخ با سه عامل عددی در سه سطح برای بررسی اثر تعاملی متغیرهای فرآیند به منظور بررسی راندمان حذف آرسنیک از محلول لیچینگ با استفاده از روش الکتروکواگولاسیون، مورد بررسی قرار گرفت. </em><em>شرایط بهینه برای فرآیند الکتروکواگولاسیون در 5/6</em><em>pH:</em><em>، زمان الکترولیز: 114 دقیقه و چگالی جریان الکتریکی </em><em>A/m<sup>2</sup></em><em> 3/65، با راندمان حذف88/96</em><em>٪</em><em> حاصل شد. نتایج نشان داد که قابلیت فرآیند الکتروکواگولاسیون به عنوان یک روش قابل اعتماد و قابل اطمینان به منظور حذف </em><em>یون های فلزی</em><em> بخصوص یون آرسنیک از پساب های صنایع معدنی به ویژه در کارخانجات فرآوری مواد معدنی بسیار مطلوب می باشد.</em><br /><em> </em><br /> دانشگاه فردوسی مشهدمهندسی متالورژی و مواد2008-746232220210823Novel High-Cycle-Life Soft Actuator Using Silicon Elastomer Matrix and Ethanolساخت عملگر نرم نوین با طول عمر بالا با استفاده از سیلیکون الاستومر و اتانول1151244065810.22067/jmme.2021.69788.1012FAحجت زامیادگروه مهندسی برق، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایرانامیرحسین ابراهیمیگروه مهندسی متالورژی و علم مواد، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایرانسمانه صاحبیانگروه مهندسی متالورژی و علم مواد، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایرانجواد صفائیگروه مهندسی برق، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایرانJournal Article20210412<em>The application of conventional actuators such as hydraulic and pneumatic motors and artificial muscles is limited in many areas due to their heavy weight, large dimensions, and excessive noise. In recent years, many researchers and scientists have conducted extensive research to introduce a new generation of smart, inexpensive, small, and lightweight operators. In this research, a soft robot with a fast response, using a polymer composite with silicon matrix and ethanol as a phase-changing fluid (secondary phase), was made. Its kinetic behavior and temperature response under several periods and working cycles were investigated.<strong> </strong>Due to the electrical actuation and the internal pressure created inside the microcapsules containing ethanol, which are randomly distributed in the composite matrix, at the ethanol phase change's temperature, the mechanical force required to move the soft robot is provided. The evaluation of soft robot dynamic operation showed optimal response on the first and second working days (</em><em>8.55</em><em> and </em><em>6.2</em><em>mm of displacement, respectively). Also, the external and internal temperature of the composite indicates the temperature stability of the material, which respectively reached a maximum of </em><em>48</em><em> and </em><em>81</em><em>°C. Also, at the end of the actuation period on the seventh day, the material had about </em><em>11%</em><em> weight reduction due to ethanol loss, which indicates the desirable performance of the composite in terms of storage and retention of the phase-changing fluid.</em><em>قابلیت کاربری عملگرهای مرسوم همانند موتورها و ماهیچههای مصنوعی هیدرولیکی و پنوماتیکی به دلیل وزن زیاد، ابعاد بزرگ، صدای بیش از اندازه در بسیاری از حوزهها محدود شده است. در همین راستا، در سالهای اخیر بسیاری از محققین و دانشمندان تحقیقات گستردهای جهت معرفی نسل جدیدی از عملگرهای هوشمند، ارزان قیمت، با ابعاد کوچک و سبک انجام دادهاند. </em><em>در این پژوهش ربات نرم با پاسخگویی سریع، با استفاده از کامپوزیت پلیمری با زمینه سیلیکونی و اتانول به عنوان سیال تغییر فازدهنده (فاز ثانویه) ساخته و رفتار حرکتی و پاسخ دمایی آن تحت دوره و سیکلهای متعدد کاری بررسی شد. در اثر تحریک الکتریکی و بواسطه فشار داخلی ایجاد شده درون میکروکپسولهای حاوی اتانول که به صورت تصادفی در زمینه کامپوزیت توزیع شده، در دمای تغییر فاز اتانول ، نیروی مکانیکی مورد نیاز جهت جابهجایی ربات نرم مهیا میگردد.</em><em> </em><em>بررسی رفتار حرکتی ربات نرم، بیانگر پاسخگویی مطلوب در روز اول و دوم کاری(به ترتیب 55/8 و 2/6 میلیمتر جابهجایی) بود. همچنین ثبت دمای سطحی و داخلی کامپوزیت، نشاندهنده پایداری دمایی ماده بوده، به طوریکه دمای سطح و هسته به ترتیب حداکثر به 48 و 81 درجه سانتیگراد رسید. همچنین ماده در پایان دوره تحریک و در روز هفتم، حدود 11% کاهش وزن در اثر هدر رفت اتانول داشته که بیانگر عملکرد مطلوب کامپوزیت در خصوص انبارش و حفظ سیال تغییر فازدهنده است.</em>دانشگاه فردوسی مشهدمهندسی متالورژی و مواد2008-746232220210823Predication of Hot Flow Behavior of Micro-Alloy Steel Using Modified Johnson-Cook Modelپیشبینی رفتار شارش داغ فولاد میکروآلیاژی با استفاده از مدل جانسون-کوک اصلاحشده1251364001810.22067/jmme.2021.67108.0FAحمید احمدیگروه مهندسی مکانیک، واحد الیگودرز دانشگاه آزاد اسلامی، الیگودرز، ایران.0000-0003-2549-3246حمیدرضا رضایی آشتیانیدانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اراک، اراک، ایران.محمد حیدریگروه مهندسی مکانیک، واحد الیگودرز دانشگاه آزاد اسلامی، الیگودرز، ایران.0000-0003-2549-3246Journal Article20201109<em><span style="font-size: 10.0pt; line-height: 115%; font-weight: normal;">Constitutive models can be used as a powerful tool to predict the complex behavior of materials under different deformation conditions. These equations can model and control the flow behavior of materials with appropriate accuracy by considering the parameters affecting the behavior of the material. In this study, a modified Johnson-Cook model has been developed to predict the hot working behavior of L80 micro alloy steel at various deformation parameters such as temperature, strain rate, and strain. In order to develop this model, experimental data related to hot compression tests at a temperature range of 1173-1373 K and strain rates of 0.001-1 s<sup>-1</sup> have been used. The results of the microstructure correctly describe the flow behavior of the material. The results show that the developed model, taking into account the softening effects of temperature as well as strain and strain rate hardening, provides a good prediction of the hot working behavior of micro-alloy steel and this developed model can be used to simulate the production processes of this steel at high temperatures.</span></em><em>مدلها</em><em>ی</em><em> رفتاری بهعنوان ابزاری قدرتمند برای پیشبینی رفتار پیچیدۀ ماده در شرایط پیچیده تغییر شکل استفاده میشوند. این معادلات میتوانند رفتار شارشی مواد را با دقت مناسب در شرایط تغییر شکل مدلسازی و کنترل کنند. در این تحقیق یک مدل اصلاحشده از مدل رفتاری جانسون-کوک که در آن پارامترهای تغییر شکل دما، نرخ کرنش و کرنش در نظر گرفته شده است برای پیشبینی رفتار فولاد میکروآلیاژی </em><em>L80</em><em> که دارای کاربرد گسترده در لولههای فولادی است، توسعه داده شده است. برای توسعۀ این مدل از دادههای آزمونهای فشار داغ تکمحوره در دماهای 1373-1173 کلوین و نرخهای کرنش 1-001/0 بر ثانیه استفاده شده است. نتایج تحلیل ریزساختاری، رفتار شارشی ماده را بهدرستی توصیف میکند. بررسی نتایج نشان میدهد که مدل توسعه دادهشده با درنظرگرفتن اثرات نرمشوندگی حاصل از دما و سختشوندگی ناشی از کرنش و نرخ کرنش، پیشبینی مناسبی از رفتار کار داغ فولاد میکروآلیاژی ارائه کرده است و میتوان از این مدل در شبیهسازی فرایندهای تولید این فولاد در دما بالا استفاده کرد.</em>دانشگاه فردوسی مشهدمهندسی متالورژی و مواد2008-746232220210823Fatigue Properties of Inconel 625 Alloy Parts Manufactured by Wire Arc Additive Manufacturing Methodبررسی رفتار خستگی قطعات آلیاژ اینکونل 625 تولیدشده با فرایند ساخت افزایشی مبتنی بر سیم و قوس الکتریکی1371484001910.22067/jmme.2021.68429.1005FAقاسم پیروزمنشفارغ التحصیل کارشناسی ارشد مهندسی مواد/ دانشگاه سیستان و بلوچستانمحمود شریفی تبارعضو هیات علمی/ دانشگاه سیستان و بلوچستان0000-0001-6193-8164مهدی شفیعی آفارانیعضو هیات علمی/ دانشگاه سیستان و بلوچستانJournal Article20210119<em>In the present study, Inconel 625 alloy walls were fabricated by wire arc additive manufacturing method. Microstructure, hardness, tensile properties at room temperature and 700 </em><em>˚</em><em>C, and high-cycle fatigue strength in both welding and building directions of samples were evaluated. The microstructure of the wall contained dendritic Ni-based solid solution along with MC carbide, Laves, and delta inter-dendritic phases. Moreover, the Vickers hardness value decreased from 380 HV near the substrate to 300 HV in the top layer. Also, yield and tensile strengths along the welding direction were 6.6 and 8.6% higher and the elongation was 23% lower than the building direction, respectively. Furthermore, fatigue test results with the stress ratio of 0.1 showed that the number of cycles to failure was slightly higher in the welding direction. Fractography of the samples illustrated that all fatigue cracks initiated from the surface. This confirmed the soundness of the walls manufactured by this method. </em><em>در این پژوهش دیوارۀ آلیاژ اینکونل 625 با فرایند ساخت افزایشی مبتنی بر سیم و قوس تولید شد. سپس ریزساختار، </em><em>سختی، </em><em>خواص</em><em> کششی در دمای محیط و دمای 700 درجه سلسیوس </em><em>و استحکام خستگی در محدودۀ پرچرخه در دو راستای جوشکاری و رسوب</em><em></em><em>دهی بررسی شد. مطالعات ریزساختاری نشان داد که دیوارۀ حاوی دندریت</em><em></em><em>های محلول جامد و فازهای بین</em><em></em><em>دندریتی کاربید نیوبیوم، لاوه و دلتا (</em><em>Ni<sub>3</sub>Nb</em><em>) بود. با افزایش ارتفاع دیواره مقدار سختی از محدودۀ 380 ویکرز در نزدیکی زیرلایه تا حدود 300 ویکرز در بالای آن کاهش یافت. استحکام تسلیم و کششی دیوارۀ تولیدی در راستای جوشکاری به</em><em></em><em>ترتیب در حدود 6/6 و 6/8 درصد بالاتر و قابلیت تغییر طول 23 درصد کمتر از خواص دیواره در راستای رسوبگذاری به</em><em></em><em>دست آمد. نتایج آزمون خستگی با نسبت تنش 1/0 نشان داد که میانگین تعداد سیکل منجر به شکست آلیاژ در راستای جوشکاری بالاتر از راستای رسوبگذاری بود. شکست</em><em></em><em>نگاری نمونهها جوانه</em><em></em><em>زنی سطحی ترک خستگی را نشان داد و تولید دیوارههای سالم و بدون عیب با فرایند ساخت افزایشی مبتنی بر سیم و قوس را تأیید کرد.</em>دانشگاه فردوسی مشهدمهندسی متالورژی و مواد2008-746232220210823Characterization of the Effect of Type and Amount of Acid and Base Catalyst on the Crystallization and Morphology of Mullite Particles Synthesized by the Sol - Gel Methodمطالعه تاثیر نوع و مقدار کاتالیست بر روند تبلور، خلوص و مورفولوژی ذرات مولایت تهیه شده به روش سل – ژل1491664065710.22067/jmme.2021.71179.1018FAسیدمرتضی حسینیگروه مهندسی متالورژی و مواد، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهدفائزه درویشیان حقیقیگروه مهندسی متالورژی و مواد، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهدسحر ملازادهگروه مهندسی متالورژی و مواد، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهدعلیرضا کیانی رشیددانشگاه فردوسی مشهد، دانشکده مهندسی، گروه مهندسی متالورژی و موادJournal Article20210626<em>The current study aims to investigate the effect of the type and amount of acid and base catalyst on the microstructural properties of mullite phase particles prepared by the sol-gel method (3Al2O3-2SiO2). Nona-hydrated aluminum nitrate (ANN), Tetraethyl orthosilicate (TEOS), ethanol, and water were used as starting materials. After the precise preparation method, obtained gels were dried in an inert atmosphere and heated with specific heat treatment (cycles or temperatures). DSC analysis was used to identify the proper (crystallization temperature of the particles). X-ray diffraction pattern (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) analyses were utilized to investigate the phase crystallization and morphology of the created phases, respectively. XRD analysis showed that mullite is crystallized in all samples with acidic or basic catalyst. However, based on the results, single-phase mullite crystallized only in the presence of the optimal amount of acidic or basic catalyst. According to the SEM results, the samples synthesized at acidic pH had plate-like morphology, while basic samples had spherical morphology. Furthermore, increasing the concentrations of the catalysts did not affect the morphology of the particles. However, the type and the concentration of the catalyst had an impressive effect on the crystallization of the mullite phase.</em><em>در پژوهش حاضر، تاثیر مقدار و نوع کاتالیست بر روند تبلور فازی سیستم </em><em>Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub></em><em>-</em><em>SiO<sub>2</sub></em><em> </em><em>مورد بررسی قرار گرفت. به منظور فرآوری ذرات از روش سل </em><em>–</em><em> ژل استفاده شد. ترکیب انتخاب شده جهت بررسی روند تبلور ترکیب شیمیایی مولایت استوکیومتری و یا </em><em>3Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>-2SiO<sub>2</sub></em><em> بود. سل ابتدایی با استفاده از آلومینیوم نیترات نوناهیدرات (</em><em>ANN</em><em>)، تترااتیل اورتوسیلیکات(</em><em>TEOS</em><em>)، آب و اتانول تهیه گردید. ژل حاصل از این سل، ابتدا خشک شده و سپس با برنامه عملیات حرارتی خاص در بازه دمایی 900 الی 1550 درجه سانتی گراد مورد گرمایش قرار گرفت.</em><em> به منظور تعیین نوع واکنشهایی که با افزایش دما در نمونهها اتفاق میافتد، آنالیز حرارتی افتراقی (</em><em>DSC/TG</em><em>) انجامشد</em><em>. </em><em>آنالیز پراش پرتو ایکس (</em><em>XRD</em><em>) نیز </em><em>با هدف تعیین تبلور فازی و یا ساختار آمورف ذرات انجام گرفت. مورفولوژی فازهای متبلور شده نیز توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (</em><em>SEM</em><em>) بررسی گردید. نتایج آنالیز </em><em>XRD</em><em> </em><em>نشان داد که مولایت تک فاز</em><em> </em><em>تنها در حضور مقادیر بهینه ای از کاتالیزور اسیدی یا بازی متبلور شده است. تصویربرداری توسط میکروسکوپ </em><em>SEM</em><em> </em><em>نیز نشان داد نمونههای فرآوری شده در </em><em>pH</em><em> </em><em>اسیدی مورفولوژی صفحه ای دارند در حالیکه</em><em> </em><em>فرآوری در محیط بازی، منجر به تشکیل ذراتی با مورفولوژی کروی گردید. علاوه براین، نتایج به دست آمده نشان داد که نوع و مقدار کاتالیست، تاثیر قابل توجهی بر شروع روند تبلور فاز مولایت دارد. </em>دانشگاه فردوسی مشهدمهندسی متالورژی و مواد2008-746232220210823Design and Characterization of Electrically Driven-Bioinspired Soft Actuator based on Silicon- Ethanol Compositeطراحی و مشخصۀابی عملگر نرم الکتروفعال- الهام گرفته از طبیعت، بر پایۀ کامپوزیت سیلیکون- اتانول1671824113110.22067/jmme.2021.69610.1010FAامیرحسین ابراهیمیمهندسی مواد و متالورژی،دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایرانحجت زامیادگروه مهندسی برق، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایرانجواد صفاییگروه مهندسی برق، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایرانسمانه صاحبیانگروه مهندسی متالورژی و علم مواد، دانشکدۀ مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد.Journal Article20210402<em>Manufacturing soft robots to mimic the natural movements of living organisms by controllable external stimuli required actuation systems like pneumatic, hydraulic, electrical, magnetic, and memory actuators. Inspired by natural muscles, a fast-responsive soft robot was fabricated by a polymer composite with a phase-change fluid as a secondary phase.<strong> </strong>The synthesis actuator can displace up to 25% (normal muscle tension), with a power equivalent to 12W. The microstructural observations show that the second phase is homogeneously distributed within microcapsules of less than 20 </em><em>µ</em><em>m in size across the matrix. The stability of the internal temperature of the actuator in the range of 60-70°C during successive excitation cycles and the ability to achieve the desired amount of displacement allows the use of this soft robot in many areas.</em><em>ساخت رباتهای نرم برای تقلید حرکات طبیعی موجودات زنده بااستفاده از تحریک خارجی قابل کنترل، غالباً بهواسطۀ سیستمهای تحریکی نظیر عملگرهای پنوماتیکی، هیدرولیکی، الکتریکی، مغناطیسی و حافظهدار انجام میپذیرد. در این پژوهش با الهام از ماهیچههای طبیعی، رباتی نرم با پاسخگویی سریع، بهواسطۀ ساخت کامپوزیتی پلیمری با سیال تغییر فازدهنده بهعنوان فاز ثانویه ساخته شد. عملگر ساختهشده قادر به جابهجایی بهمیزان 25% (کشش عضلات طبیعی)، با صرف توانی معادل با </em><em>W</em><em>12 میباشد. مشاهدات میکروساختاری بیانگر توزیع همگن فاز ثانویه درون میکروکپسولهایی با اندازۀ کمتر از </em><em>m</em><em>20</em><em>µ</em><em> در سراسر زمینه میباشد. ثبات دمای داخلی عملگر در بازۀ </em><em>C</em><em>60-70</em><em>°</em><em>، در حین دورههای تحریکی متوالی و دستیابی به میزان جابهجایی مطلوب، موجب کاربرد این ربات نرم در بسیاری از حوزهها میگردد.</em>