علم مواد
مائده السادات ضوئی؛ سید جاوید میراحمدی؛ مجتبی فرقانی؛ محمد چیانی؛ سعید اصغری
چکیده
پوشش‌های سد حرارتی (TBCها) سیستم‌های سرامیکی پیشرفته‌ای هستند که معمولاً بر روی سطح قطعات داغ اعمال می‌شوند تا امکان افزایش عملکرد تجهیزات در دمای بالاتر را فراهم سازند. در طی هر سیکل حرارتی، به دلیل عدم تطابق در ضرایب انبساط حرارتی لایه‌های سیستم TBC، این لایه‌ها به‌صورت غیرمتعادل منبسط و منقبض می‌شوند. تنش‌های حرارتی حاصل باعث ...
بیشتر
پوشش‌های سد حرارتی (TBCها) سیستم‌های سرامیکی پیشرفته‌ای هستند که معمولاً بر روی سطح قطعات داغ اعمال می‌شوند تا امکان افزایش عملکرد تجهیزات در دمای بالاتر را فراهم سازند. در طی هر سیکل حرارتی، به دلیل عدم تطابق در ضرایب انبساط حرارتی لایه‌های سیستم TBC، این لایه‌ها به‌صورت غیرمتعادل منبسط و منقبض می‌شوند. تنش‌های حرارتی حاصل باعث هسته‌گذاری و رشد میکروترک‌ها در سیستم TBC می‌شود. پس از چند صد سیکل حرارتی، میکروترک‌ها به هم می‌پیوندند و ترک نسبتاً بزرگی را تشکیل می‌دهند که موجب ورقه‌‌ورقه شدن و جدایش پوشش، قرارگیری قطعات در برابر دمای بالا و در نهایت منجر به شکست فاجعه‌آمیز کل تجهیز می‌شوند. ایجاد قابلیت خودترمیمی توانایی ترمیم خودبخودی ترک را فراهم می‌سازد. در این مقاله به معرفی و بررسی انواع فناوری‌های دستیابی به خودترمیمی در پوشش‌های سد حرارتی YSZ و ساختار و خواص پوشش‌های حاصله پرداخته شده‌است. پس از استخراج فناوری‌های مذکور و مقایسه آن‌ها با یکدیگر می‌توان با توجه به نیاز هر یک از صنایع به دستیابی به پوشش‌هایی با خاصیت خودترمیمی، گزینه‌‌ی مناسب توسعه فناوری پوشش‌های سد حرارتی خودترمیم را انتخاب کرد و سپس ترکیب مناسب پوشش خودترمیم، ضخامت مناسب لایه‌ی پوشش خودترمیم، چیدمان مناسب لایه‌ی پوشش خودترمیم و پارامترهای فرایند پوشش‌دهی را تعیین نمود.
علم مواد
ساجده آقاسی؛ سید حسن جعفری؛ مهدی گلریز
چکیده
یکی از راهکارهای بهبود رسانایی حرارتی چسبهای اپوکسی، استفاده از فیلرهای رسانای سرامیکی، فلزی یا کربنی است. از آن‌جا که هدف اصلی این پژوهش، بهبود رسانایی حرارتی رزین اپوکسی و حفظ خاصیت عایق الکتریسیته‌ی آن است، استفاده از فیلر سرامیکی آلومینا به‌تنهایی و به‌صورت ترکیبی با فیلر سرامیکی بورنیترید بر رسانایی حرارتی چسبهای اپوکسی ...
بیشتر
یکی از راهکارهای بهبود رسانایی حرارتی چسبهای اپوکسی، استفاده از فیلرهای رسانای سرامیکی، فلزی یا کربنی است. از آن‌جا که هدف اصلی این پژوهش، بهبود رسانایی حرارتی رزین اپوکسی و حفظ خاصیت عایق الکتریسیته‌ی آن است، استفاده از فیلر سرامیکی آلومینا به‌تنهایی و به‌صورت ترکیبی با فیلر سرامیکی بورنیترید بر رسانایی حرارتی چسبهای اپوکسی مورد بررسی قرار گرفت. مشاهدات انجام‌شده توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی، نشان از پخش مناسب ذرات و اتصال آن‌ها به یکدیگر می‌باشد. نتایج حاصل از آزمون نفوذ حرارتی نشان داد که با واردکردن فیلرهای رسانای سرامیکی به ماتریس اپوکسی چه به‌صورت تکی و چه به‌صورت ترکیبی، فارغ از نوع سیستم پخت مورد استفاده، نفوذ حرارتی به علت تشکیل شبکه‌های رسانای حرارتی افزایش می‌یابد. اگرچه، سیستم هیبریدی، به علت پدیده‌ی پل‌زنی میان ذرات، سبب افزایش چشمگیر نفوذ حرارتی می‌شود. بنابراین، استفاده از سیستم هیبریدی آلومینا/بورنیترید، به همراه عامل پخت پلی آمین بلند زنجیر، انتخابی مناسب جهت ساخت چسبهای اپوکسی رسانای حرارت و عایق الکتریسیته، در صنایع فضایی می-باشد. نتایج نشان داد رسانایی حرارتی چسب هیبریدی آلومینا/بورنیترید به مقدار 7/1 وات بر متر بر کلوین رسیده است که این مقدار برای سیستم اپوکسی بدون فیلر حدود 4/0 وات بر متر بر کلوین می باشد. مهمترین نکته در این کار پژوهشی بدست آمدن خواص رسانایی حرارتی مناسب با حفظ خواص مکانیکی، ثابت دی الکتریک و استحکام برشی سیستم چسب هیبریدی در محدوده مجاز چسب های هادی حرارتی با کاربردهای فضایی است.
توان الکتریکی
محمد زارعی جلیانی؛ محمد محسن لغوی؛ محسن بابایی؛ رحیم اقرء؛ مسعود معصومی
چکیده
در سال‌های اخیر، با هدف بهبود دانسیته توان و دانسیته انرژی سیستم‌های باتری وانادیومی، پژوهش‌های گسترده‌ای با تمرکز بر مواد کلیدی باتری جریانی وانادیومی انجام شده است. در یک سیستم باتری جریانی وانادیومی، غشای تبادل یون از اهمیت قابل‌توجهی برخوردار است، چرا که به‌منظور جداکردن الکترولیت‌های قطب مثبت و منفی باتری وانادیومی و ...
بیشتر
در سال‌های اخیر، با هدف بهبود دانسیته توان و دانسیته انرژی سیستم‌های باتری وانادیومی، پژوهش‌های گسترده‌ای با تمرکز بر مواد کلیدی باتری جریانی وانادیومی انجام شده است. در یک سیستم باتری جریانی وانادیومی، غشای تبادل یون از اهمیت قابل‌توجهی برخوردار است، چرا که به‌منظور جداکردن الکترولیت‌های قطب مثبت و منفی باتری وانادیومی و اجازه دادن به انتقال یون‌ها به‌کار می‌رود. در حال حاضر غشاهای نفیون به دلیل هدایت بالای پروتون و پایداری شیمیایی قابل‌توجه، به‌طور گسترده در باتری‌های جریانی وانادیومی به‌کار می‌روند. در پژوهش حاضر غشای نفیون 117 تحت یک پیش‌عملیات اسیدی و حرارتی قرار گرفته است تا برای کاربرد در باتری جریانی وانادیومی بررسی گردد. استک‌های سه‌سلولی باتری جریانی وانادیومی با استفاده از غشای خام و غشای پیش‌عملیات‌شده مونتاژ شدند و عملکرد آن‌ها طی سیکل‌های شارژ/ دشارژهای متوالی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می‌دهد که با اِعمال پیش‌عملیات اسیدی و حرارتی روی غشای نفیون 117، دانسیته انرژی تا 30% افزایش یافته است. علاوه‌براین ولتاژ متوسط دشارژ که یکی از پارامترهای کلیدی در تعیین عملکرد باتری جریانی وانادیومی است، با انجام پیش‌عملیات روی غشاء دستخوش تغییر شده و از V 57/3 (برای غشای خام) به V 9/3 (برای غشای پیش‌عملیات‌شده) افزایش یافته است. این موضوع به کاهش وزن استک باتری جریانی وانادیومی و همچنین کاهش هزینه‌های تولید باتری کمک می‌کند. از طرفی با انجام پیش‌عملیات اسیدی و حرارتی روی غشای نفیون بازده انرژی و بازده ولتاژ باتری به ترتیب از 9/66% و 8/76% به 73% و 87% افزایش یافته‌اند.
علم مواد
شهاب خامنه اصل؛ رضا گلزاریان؛ بهنام صلاحی مهر؛ علی فردی ایلخچی
چکیده
ااستفاده از چاقوی حرارتی به عنوان یکی از مکانیزم‌های نگه‌دارنده ورهایش غیرانفجاری در حوزه مکانیزم‌های فضاییهمواره مورد توجه بوده است. در این مکانیزم‌ها استفاده از مواد با نقطه ذوب بالا و وزن پایین ودرعین‌حال امکان تولید در مقیاس‌های کوچک یک چالش عمده محسوب می‌شود.ازاین‌رو استفاده از کاتالیست‌های پلاتین/آلومینا می‌توانند ...
بیشتر
ااستفاده از چاقوی حرارتی به عنوان یکی از مکانیزم‌های نگه‌دارنده ورهایش غیرانفجاری در حوزه مکانیزم‌های فضاییهمواره مورد توجه بوده است. در این مکانیزم‌ها استفاده از مواد با نقطه ذوب بالا و وزن پایین ودرعین‌حال امکان تولید در مقیاس‌های کوچک یک چالش عمده محسوب می‌شود.ازاین‌رو استفاده از کاتالیست‌های پلاتین/آلومینا می‌توانند راه‌گشای مناسبی برایمشکلات پیش رو در این زمینه باشند. هدف از این مقاله تهیه زیر پایه آلومینایی با سطح ویژه بالا با استفاده از فرایند آندایزینگ آلومینیوم و پوشش دهی آن با ذرات پلاتین است. بدین ترتیب کار پیش رو شامل دو مرحله می‌باشد؛ در مرحله اوّل آندایزینگ آلومینیوم در محلول اسید اگزالیک انجام شده و بهینه‌سازیپارامترهای آن جهت رسیدن به نانولوله‌های آلومینایی با قطر و ضخامت دیواره متنوع صورت پذیرفته است که دراین‌بینبهینه‌سازیولتاژ اعمالی،غلظت الکترولیت و شرایط آندایزینگ انجام‌یافته است. بررسی در این مرحله با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی انجام شده و داده‌های مربوط به سطح ویژهاستخراج شده است. در مرحله بعدی نانو ذرات پلاتین در مقادیر مختلف با استفاده از نمک فلزی و حلالمناسب با استفاده از روش الکتروشیمی رسوب‌گذاری شده است.نتایج بدست آمده نشان داد که نانوسیم‌های به‌دست‌آمده دارای قطر حدود 200 نانومتر و طول چند میکرومتر هستند. تمام نمونه‌ها پولیش مکانیکی شده و نشان داده‌ایم که غشاهایاکسید آندی آلومینیوم به‌طور کامل با ترکیب فلزات پرشده است. همچنین آنالیزهای انجام‌شده نشان داده است که نانوسیم‌های به‌دست‌آمده در داخل غشاء ماندگار هستند.
علم مواد
مجید حقگو؛ احمد رمضانی سعادت آبادی
چکیده
فرایند پذیری مطلوب دوغاب پلیمری سوخت جامد کامپوزیت، دستیابی به گرینی بدون نقص را تضمین می کند. به عبارت دیگر، سوسپانسیون بشدت پر شده با خواص رئولوژیکی بهینه باعث می شود انتقال به قالب و شکل پذیری کامل آن در هندسه های پیچیده امکان پذیر باشد. در این مطالعه دینامیکی، خواص رئولوژیکی یک سوسپانسیون غلیظ با استفاده از مواد مدل وافزودن نانو ...
بیشتر
فرایند پذیری مطلوب دوغاب پلیمری سوخت جامد کامپوزیت، دستیابی به گرینی بدون نقص را تضمین می کند. به عبارت دیگر، سوسپانسیون بشدت پر شده با خواص رئولوژیکی بهینه باعث می شود انتقال به قالب و شکل پذیری کامل آن در هندسه های پیچیده امکان پذیر باشد. در این مطالعه دینامیکی، خواص رئولوژیکی یک سوسپانسیون غلیظ با استفاده از مواد مدل وافزودن نانو ذرات به آن، بررسی شده است. به منظور بررسی اثر نانوذره مولیبدن دی سولفاید در رفتار رئولوژیکی سوسپانسیون ها از زمینه پلی اتیلن گلایکول و پر کننده های دانه شیشه ای با توزیع ذرات 60 الی 103 میکرون به عنوان مدل استفاده شد. مولیبدن دی سولفاید خام با استفاده از روش های اسیدشویی، اکسیداسیون و شوک حرارتی به صورت نانوذره مولیبدن دی سولفاید تک لایه و چند لایه با ضخامت بین 50 تا 100 نانومتر بدست آمدند. در ادامه پس از تهیه سوسپانسیون های 10 الی 40 درصد حجمی حاوی دانه های شیشه، اثر افزودن نانوصفحات مولیبدن دی سولفاید سنتز شده (به میزان کمتر از 0.1 درصد نسبت به فاز زمینه) بر خواص رئولوژیکی مخلوط، بررسی شد. نتایج آزمون جاروب فرکانس و جاروب دما نشان داد که با افزایش درصد نانو صفحات مولیبدن دی سولفاید به میزان کمتر از 0.1 درصد، گرانروی مختلط ضمن حفظ مدول ذخیره و افزایش مدول اتلافی در همه مقادیر میکروفیلر تغییر کاهشی محسوسی دارد. در نهایت آزمون جریان برشی دینامیکی نشان داد که گرانروی دینامیکی نیز پس از اضافه کردن نانو ذره افت قابل توجهی داشته است.
سازه
آروین تقی زاده تبریزی؛ حسین آقاجانی؛ فرهاد فرهنگ لاله
چکیده
با وجود چگالی پایین و نسبت استحکام به وزن بالای تیتانیوم، این فلز به دلیل داشتن خواص سطحی ضعیف مانند مقاومت به سایش پایین، مستعد وقوع جوش سرد در کاربردهای فضایی و تحت سایش این فلز است. برای بهبود این خاصیت تیتانیوم، اعمال پوشش‌های محافظ موثر است. پارامترهای فیزیکی مقاومت به سایش، چسبندگی پوشش به سطح و ریزسختی سطح پوشش به‌دست آمده، ...
بیشتر
با وجود چگالی پایین و نسبت استحکام به وزن بالای تیتانیوم، این فلز به دلیل داشتن خواص سطحی ضعیف مانند مقاومت به سایش پایین، مستعد وقوع جوش سرد در کاربردهای فضایی و تحت سایش این فلز است. برای بهبود این خاصیت تیتانیوم، اعمال پوشش‌های محافظ موثر است. پارامترهای فیزیکی مقاومت به سایش، چسبندگی پوشش به سطح و ریزسختی سطح پوشش به‌دست آمده، می‌توانند بر جوش سرد تاثیرگذار بوده و تقویت این پارامترها باعث جلوگیری از این پدیده می‌شود. بنابراین، در پژوهش پیش-رو، با اعمال نیتروژن‌دهی پلاسمایی بر روی پوشش کروم اعمال شده بر روی تیتانیوم مورد استفاده در سازههای فضایی به بررسی رفتار تریبولوژیکی آن ( مقاومت به سایش، چسبندگی و ریزسختی سطح) پرداخته شده است. نتایج نشاندهنده تشکیل پوشش نیترید کروم بر روی زیرلایه تیتانیومی در اثر اعمال نیتروژن‌دهی پلاسمایی بر روی پوشش کروم بوده که به طبع آن افزایش ریزسختی سطح تا مقدار 1109 ویکرز و بهبود مقاومت به سایش و چسبندگی پوشش را به همراه داشته است. مقدار ضریب اصطکاک تا مقدار 16/0 کاهش یافته است که از وقوع جوش سرد میتواند به خوبی جلوگیری کند.
سازه
مائده السادات ضوئی؛ هادی گورابی؛ محمدرضا اشرف خراسانی؛ سعید اصغری‌ورزنه؛ سید جاوید میراحمدی
چکیده
سامانه‌های فضایی که در مدار نزدیک زمین (LEO) قرار می‌گیرند، در معرض عامل مخرب اکسیژن اتمی هستند. در مأموریت‌های طولانی مدت، نرخ تخریب مواد حاصل از واکنش با اکسیژن اتمی قابل توجه بوده و موجب افت عملکرد سازه می‌شود. با توجه به اثرات زیان‌بار اکسیژن اتمی بر روی مواد، انتخاب مواد مقاوم به اکسیژن اتمی و یا استفاده از پوشش‌های مقاوم سطحی ...
بیشتر
سامانه‌های فضایی که در مدار نزدیک زمین (LEO) قرار می‌گیرند، در معرض عامل مخرب اکسیژن اتمی هستند. در مأموریت‌های طولانی مدت، نرخ تخریب مواد حاصل از واکنش با اکسیژن اتمی قابل توجه بوده و موجب افت عملکرد سازه می‌شود. با توجه به اثرات زیان‌بار اکسیژن اتمی بر روی مواد، انتخاب مواد مقاوم به اکسیژن اتمی و یا استفاده از پوشش‌های مقاوم سطحی بسیار متداول است. در این پژوهش مقاومت به خوردگی اکسیژن اتمی قطعه اینترکانکتور از یک سلول خورشیدی با اعمال پوشش پایه سیلیکونی مورد مطالعه قرار میگیرد. به‌منظور بررسی رفتار خوردگی اکسیژن اتمی از روش تست زمینی با شرایط معادل مدار LEO توسط تجهیز پلاسمای DC استفاده شده و در ابتدا پارامترهای تست زمینی خوردگی اکسیژن اتمی در شرایط معادل مدار LEO تعیین می‌شود. نتایج اعمال اکسیژن اتمی در این مطالعه نشان می‌دهد که مقدار حد فرسایش اکسیژن اتمی پوشش سیلیکونی در مقایسه با مقدار حد فرسایش اکسیژن اتمی زیرلایه نقره به میزان قابل توجهی کمتر است. همچنین بررسی سطح پوشش پس از اعمال اکسیژن اتمی توسط تصاویر SEM منجر به تعیین ضخامت بهینه پوشش میگردد. نتایج EDX نشان می‌دهد که پس از اعمال اکسیژن اتمی، تغییر قابل توجهی در ترکیب شیمیایی پوشش حاصل نشده است.
