@article { author = {Seyed-Vakili, Seyed-Vahidreza and Babaei, Alireza and Abdizadeh, Hossein and Heshmati-Manesh, Saeed}, title = {Synthesize Characterization of LSCF and LSCF/GDC Cathodes for Solid Oxide Fuel Cell}, journal = {Metallurgical Engineering}, volume = {19}, number = {3}, pages = {168-175}, year = {2016}, publisher = {Iranian Metallurgical Engineers}, issn = {1563-1745}, eissn = {}, doi = {10.22076/me.2017.42924.1074}, abstract = {LaxSr1-xCoyFe1-yO3 (LSCF) perovskite oxides have been successfully synthesized by GNP method (Glycine Nitrate Process) to use as a cathode electrode in solid oxide fuel cells. X-ray diffraction (XRD) results showed formation of single phase LSCF powder without presence of any impurity. In this study, LSCF and LSCF/GDC inks were used as cathode material. The inks were analyzed with an in-situ sintering study where the in-plane conductivity was used to investigate the effect of different sintering temperatures on the conductivity of the electrodes. Compared to LSCF cathode, it was shown that LSCF/GDC has lower in-plane conductivity due to the present of GDC, which is not an electronic conductor at high temperature. Electrochemical analysis was performed at different temperatures to deeply understand the behavior of the cathode materials. A two-electrode configuration was used to measure the impedance of the cells. LSCF/GDC cathode manifest good performances with polarization resistance of 0.027 Ω cm2 at 750 °C in the air atmosphere.}, keywords = {Solid oxide fuel cell,Cathode electrode,LSCF,GDC,Impedance}, title_fa = {سنتز و مشخصه یابی الکترودهای کاتد LSCF و LSCF/GDC به منظور استفاده در پیل سوختی اکسید جامد}, abstract_fa = {در این پژوهش ساختار اکسیدی و پروسکایتی (LSCF) LaxSr1-xCoyFe1-yO3 به وسیله‌ی روش سنتز به کمک گلایسین (Glycine Nitrate Process-GNP) به منظور استفاده در پیل سوختی اکسید جامد سنتز شد. نتایج حاصل از آنالیز پراش پرتو ایکس (X-ray Diffraction-XRD) نشان دهنده حضور ماده LSCF سنتز شده به صورت تک‌فاز است. پودر LSCF سنتز شده به صورت جداگانه و همچنین پس از مخلوط شدن با سریای آلاییده شده با گادولونیم (GDC) به صورت کامپوزیت LSCF/GDC به عنوان الکترود کاتد پیل سوختی اکسید جامد مورد بررسی قرار گرفت. در ابتدا، مشخصه‌یابی الکترودها به وسیله‌ی روش اندازه‌گیری هدایت صفحه‌ای چهار نقطه ای در دماهای پخت گوناگون به صورت درجا صورت گرفت. از مقایسه بین دو الکترود، کامپوزیت LSCF/GDC دارای هدایت الکتریکی پایین‌تری به دلیل حضور ماده GDC به عنوان یک عایق الکتریسیته در ساختار بود. همچنین اندازه‌گیری الکتروشیمیایی به منظور مطالعه عمیق‌تر رفتار ماده الکترودی صورت گرفت. با وجود کمتر بودن هدایت الکتریکی الکترود کامپوزیتی LSCF/GDC نسبت به الکترود تک‌فاز LSCF، الکترود LSCF/GDC عملکرد بهتری را به دلیل هدایت یونی بالاتر از خود نشان داد به طوری که مقاومت پلاریزاسیون برابر Ω.cm2 027/0 در دمای °C 750 در هوا حاصل گردید.}, keywords_fa = {پیل سوختی اکسید جامد,الکترود کاتد,LSCF,GDC,امپدانس}, url = {https://www.metalleng.ir/article_30149.html}, eprint = {https://www.metalleng.ir/article_30149_3944642d5f463ca178ae0babe8935346.pdf} } @article { author = {Saghafian, Hasan and Farzaneh, Ali and Razavi, Hosein}, title = {An investigation on the effect of rotational speed on microstructure of A390 hypereutectic alloy}, journal = {Metallurgical Engineering}, volume = {19}, number = {3}, pages = {176-185}, year = {2016}, publisher = {Iranian Metallurgical Engineers}, issn = {1563-1745}, eissn = {}, doi = {10.22076/me.2017.44581.1076}, abstract = {Functionally graded aluminum matrix composites to the advantage of lightness as same as high hardness and good wear resistance can have many applications in the aerospace and automotive industry, which with more investigations can be reached to the optimum condition by centrifugal cast method. A390 hypereutectic alloy was cast cylindrically as the base alloy with rotational speed of , 1200, 1400, 1600 & 2000rpm by vertical centrifugal cast method. The Microstructures of samples were investigated by optical microscope. Also the volume fraction of reinforcement particles and their hardness from inner wall through outer wall were investigated. It was found because of smaller density of primary Si particles than molten Al, These particles were moved to the inner wall of the samples due to centrifugal force and were distributed from inner layer through middle layer as gradient. The rotational speed of 1400 rpm was chosen as optimum speed and therefore the centrifugal sample with rotational speed of 1400 rpm was chosen as optimum sample.}, keywords = {A390 hypereutectic alloy,centrifugal cast method,volume fraction of reinforcement particles}, title_fa = {بررسی اثر سرعت دوران روی ریزساختار آلیاژ هایپریوتکتیک A390}, abstract_fa = {مواد هدفمند با زمینه ی آلومینیومی به سبب مزیت استحکام ویژه‌ی بالا و مقاومت سایشی خوب، می‌توانند کاربردهای زیادی در صنایع هوافضا و خصوصاً خودروسازی داشته باشند که با بررسی‌های بیشتر می‌توان شرایط بهینه را برای رسیدن به این خواص از طریق ریخته‌گری گریز از مرکز به دست آورد. آلیاژ هایپریوتکتیک A390 به‌عنوان آلیاژ اصلی و با سرعت‌های دوران 800، 1200، 1400، 1600 و 2000 دور بر دقیقه توسط دستگاه گریز از مرکز عمودی به شکل بوش استوانه‌ای ریخته‌گری شد. ریزساختار نمونه‌ها توسط میکروسکوپ نوری بررسی شد. همچنین نمودار کسر حجمی ذرات مقاوم‌ساز از دیواره‌ی داخلی تا دیواره‌ی خارجی به همراه سختی نمونه‌ها بررسی شد. مشخص شد به دلیل دانسیته ی کمتر ذرات مقاوم‌ساز سیلیسیم اولیه نسبت به آلومینیوم مذاب، این ذرات در اثر نیروی گریز از مرکز به سمت دیواره‌ی داخلی نمونه حرکت کرده و توزیع گرادیانی آن‌ها از دیواره‌ی داخلی تا ناحیه‌ی میانی نمونه ایجاد می‌گردد. سرعت دوران 1400 دور بر دقیقه به‌عنوان سرعت بهینه و نمونه‌ی ریختگی گریز از مرکز شده با سرعت دوران 1400 دور بر دقیقه به‌عنوان نمونه‌ی بهینه انتخاب شد.}, keywords_fa = {آلیاژ هایپریوتکتیک A390,ریخته‌گری گریز از مرکز,کسر حجمی ذرات مقاوم‌ساز}, url = {https://www.metalleng.ir/article_30150.html}, eprint = {https://www.metalleng.ir/article_30150_f30e532cc544d454e537239953acce16.pdf} } @article { author = {Allahkaram, Saeed Reza and Tafreshi, Mahshid}, title = {Study on micro structure and wear behavior of Zn–Ni alloy coatings}, journal = {Metallurgical Engineering}, volume = {19}, number = {3}, pages = {186-194}, year = {2016}, publisher = {Iranian Metallurgical Engineers}, issn = {1563-1745}, eissn = {}, doi = {10.22076/me.2017.34414.1051}, abstract = {Zn–Ni alloy coatings were electrodeposited from an acidic sulfate bath, while their microstructures, corrosion properties and wear behavior were investigated. To study their structures, X-ray diffraction (XRD) was used. To evaluate the wear behavior, wear tests via pin-on-disc were performed. Hardness measurements were carried out via Vickers microhardness testing machine. Secondary and backscattered electron micrographs were taken from the worn surfaces and chemical compositions of the coatings were also investigated using Scanning Electron Microscope (SEM) equipped with Energy Dispersive Spectroscopy (EDS) analyzer. X-ray diffraction (XRD) technique was also used to determine the phase structures of the coatings. The results indicated that the amount of nickel in the coating had a strong impact on their properties so that by increasing the amount of nickel an increase in the coating hardness was obtained. Finally, Zn-14% Ni coating which contained a single phase -Ni5Zn21 face centered cubic had the lowest coefficient of friction as well as wear rate among all other coatings with different chemical compositions.}, keywords = {Zn–Ni alloy,Electrodeposition,Hardness,Microstructure,Wear}, title_fa = {مطالعه سختی، ریز ساختار و رفتار سایشی پوششهای آلیاژی روی- نیکل}, abstract_fa = {در این پژوهش پوشش‌های آلیاژی Zn-Ni از طریق حمام سولفاتی اسیدی رسوب گذاری الکتریکی شده و سختی، ساختار فازی و رفتار سایشی آنها مورد مطالعه قرار گرفت. به جهت بررسی ساختار فازی از دستگاه پراش اشعه ایکس (XRD) استفاده شد. به منظور بررسی رفتار سایشی، آزمون سایش به روش پین روی دیسک روی نمونه‌ها انجام گرفت. همچنین سختی‌سنجی نمونه‌ها توسط دستگاه اندازه‌گیری میکروسختی ویکرز از سطح نمونه‌ها انجام شد. تصاویر برگشتی و ثانویه از مسیر سایش در پوشش‌ها توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و ترکیب شیمیایی آنها توسط آنالیزور (EDX) بررسی شد. نتایج حاکی از آن است که مقدار نیکل تأثیر زیادی بر سختی پوشش‌های آلیاژی Zn-Ni دارد به طوریکه با افزایش مقدار نیکل سختی پوشش‌ها افزایش می‌یابد. همچنین پوشش Zn-14%Ni دارای تک فاز Ni5Zn21 - مکعبی مرکز دار بوده است که این پوشش کمترین ضریب اصطکاک و نرخ سایش را در بین تمامی پوشش‌ها با ترکیب شیمیایی دیگر دارا است.}, keywords_fa = {آلیاژ Zn-Ni,آبکاری الکتریکی,سختی,ریزساختار,سایش}, url = {https://www.metalleng.ir/article_30151.html}, eprint = {https://www.metalleng.ir/article_30151_b99d4dd3bfda5dea29868838e994dfd4.pdf} } @article { author = {Taghiabadi, Reza and Jarahi, Mojtaba and Nazari, Marayam}, title = {Quantitative investigation of hot tearing sensitivity in Al-9Si-Fe(Mn) alloys}, journal = {Metallurgical Engineering}, volume = {19}, number = {3}, pages = {195-205}, year = {2016}, publisher = {Iranian Metallurgical Engineers}, issn = {1563-1745}, eissn = {}, doi = {10.22076/me.2017.48780.1094}, abstract = {The effect of Fe addition (0.5, 1, 1.5 and 2 wt %) and Mn modification (Mn/Fe=0.5) on hot tearing behavior of F332 Al alloys was investigated. The results show that due to the formation of fine interdendritic -Al5FeSi platelets, Fe addition up to 0.5 wt% improves high temperature tensile properties and promotes the formation of equiaxed grains thereby increases the hot tearing resistance of the alloy by about 25%. Further addition of Fe up to 2 wt%, however, increases the size and volume fraction of -platelets, decreases the tensile properties, reduces the fluidity and interdendritic feeding and consequently substantially increases the hot tearing susceptibility (HTS). Mn addition, however, was shown that changes the morphology of -platelets to less harmful Chinese script, polyhedral or star-like α-Al15(Fe,Mn)3Si2 whereby improves the tensile properties and interdendritic feeding characteristic of the alloy. Therefore, the HTS value is decreased to zero for 0.5 and 1 wt% Fe alloys, but increased by 50 and 40 %, respectively in the case of 1.5 and 2 wt% Fe containing alloys.}, keywords = {"Al-9Si","Hot tearing","Intermetallic","Iron","Manganese"}, title_fa = {بررسی کمی حساسیت به پارگی گرم در آلیاژهای (Al-9Si-Fe(Mn}, abstract_fa = {در این تحقیق تاثیر ناخالصی آهن (5/0، 1، 5/1 و wt % 2) و بهسازی شیمیایی توسط منگنز (5/0=Mn/Fe) بر رفتار پارگی گرم آلیاژ 332F آلومینیم مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است. بر اساس نتایج حاصله، با افزایش غلظت آهن تا 5/0 درصد وزنی، به دلیل توزیع ظریف ترکیبات بین‌فلزی -Al5FeSi در نواحی بین‌دندریتی و پیرو آن بهبود استحکام دما بالای آلیاژ و توسعه ساختار دانه‌ای ریز و هم محور، مقاومت به پارگی گرم آلیاژ حدود 25 درصد بهبود می‌یابد. افزایش غلظت آهن تا حدود 2 درصد وزنی موجب افزایش ابعاد و کسر حجمی ترکیبات صفحه‌ای شکل بتا در زمینه شده و علاوه بر افت استحکام و انعطاف‌پذیری آلیاژ، به سبب کاهش سیالیت و انسداد مسیرهای تغذیه بین‌دندریتی مذاب، شرایط را برای ایجاد پارگی گرم مهیا نموده و شاخص حساسیت به پارگی گرم (HTS) به میزان قابل ملاحظه‌ای افزایش می‌یابد. با افزودن منگنز، -Al5FeSi به α-Al15(Fe,Mn)3Si2 با مورفولوژی حروف چینی، چندوجهی یا ستاره‌ای شکل تبدیل شده و با حذف اثرات مخرب فاز بتای صفحه‌ای، موجب بهبود خواص کششی و قابلیت تغذیه بین دندریتی مذاب می‌شود. تحت این شرایط، شاخص حساسیت به پارگی گرم در آلیاژهای بهسازی شده حاوی 5/0 و 1 درصد وزنی آهن به صفر رسیده و در مورد دو آلیاژ حاوی 5/1 و 2 درصد وزنی آهن به ترتیب حدود 50 و 40 درصد کاهش می‌یابد.}, keywords_fa = {"Al-9Si","پارگی گرم","ترکیب بین فلزی","آهن","منگنز"}, url = {https://www.metalleng.ir/article_30152.html}, eprint = {https://www.metalleng.ir/article_30152_ffeddd854e836834197258e57dddc3a7.pdf} } @article { author = {Sazegaran, Hamid and Pour, Masoud and Hojati, Milad}, title = {Investigation on Microstructural and Compression Properties of Fe-0.5wt. %C-2wt. %Cu Foams Manufactured Through Powder Metallurgy}, journal = {Metallurgical Engineering}, volume = {19}, number = {3}, pages = {206-215}, year = {2016}, publisher = {Iranian Metallurgical Engineers}, issn = {1563-1745}, eissn = {}, doi = {10.22076/me.2017.45414.1079}, abstract = {In this study, the spherical urea granulates as space holders were applied to manufacturing the steel foams by powder metallurgy technique. In this process, the urea granulates were coated by mixture of iron, cupper, and carbon powders. After compacting the coated granulates up to 200 MPa through a hydraulic press in a metallic mold, the sintering process was done at 1120 ˚C in an especial powder metallurgy furnace. The performed studies on the manufactured specimens were included the measurement of the porosity fraction, microstructural evaluations by optical and scanning electron microscopies, and investigation of compression properties. The average of the porosity fraction of manufactured specimens was measured 74.5 percent. The optical microscopic evaluations shown that the cells are exactly manufactured according to granulate geometry. In addition, no fracture was observed in the cell walls and hence, no fracture was occurred in the urea granulates in compacting process. The SEM images shown that the all of cells walls connected to each other and sets of open and close cells were produced. In the compression stress vs. strain curves of manufactured steel foams, a long plateau region was observed. The average of stress in the plateau region, maximum compression stress, and absorbed energy were 15 MPa, 25 MPa, and 14 Nm, respectively.}, keywords = {Steel foam,urea granules,Porosity fraction,Microstructure,Compression behavior}, title_fa = {ارزیابی ریزساختار و رفتار فشاری فوم‌های Fe-1.5wt. %C-2wt. %Cu تولید شده به روش متالورژی پودر}, abstract_fa = {در این پژوهش، گرانوله‌های اوره کروی‌شکل به عنوان پُرکننده فضا در تولید فوم‌های فولادی به روشی مبتنی بر متالورژی پودر به کار برده شدند. در این روش، گرانوله‌های اوره توسط مخلوطی از پودرهای آهن، کربن و مس پوشش‌دهی شدند. پس از فشردن گرانوله‌های پوشش‌دهی شده توسط یک پرس هیدرولیک درون یک قالب فلزی و با فشار MPa 200، تف‌جوشی درون یک کوره مخصوص متالورژی پودر در دمای ˚C 1120 صورت گرفت. مطالعات انجام شده بر روی نمونه‌های تولیدی شامل اندازه‌گیری درصد تخلخل، ارزیابی ریزساختار توسط میکروسکوپ‌های نوری و الکترونی روبشی و تعیین رفتار فشاری است. میانگین میزان تخلخل نمونه‌های تولیدی برابر 5/74 درصد اندازه‌گیری شد. مطالعات میکروسکوپ نوری نشان داد که سلول‌ها دقیقاً منطبق با هندسه گرانوله‌های اوره تولید شده‌اند. علاوه بر این، هیچ‌گونه شکستی در دیواره سلول‌ها مشاهده نشد و بنابراین، هیچ‌گونه شکستی در گرانوله‌ها در اثر فشردن رخ نداده است. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان می‌دهد که اغلب سلول‌ها به یکدیگر اتصال یافته‌اند و مجموعه‌ای از سلول‌های باز و بسته ایجاد شده است. در منحنی‌های تنش-کرنش فشاری فوم‌های تولیدی، یک ناحیه پلاتو طولانی به صورت دندانه‌دار مشاهده می‌شود. میانگین تنش در ناحیه پلاتو برابر MPa 15، میانگین بیشترین مقدار تنش فشاری برابر MPa 25 و میانگین انرژی جذب شده برابر Nm 14 می‌باشد.}, keywords_fa = {فوم‌‌ فولادی,گرانوله‌های اوره,درصد تخلخل,ریزساختار,رفتار فشاری}, url = {https://www.metalleng.ir/article_30153.html}, eprint = {https://www.metalleng.ir/article_30153_abc970d42ab5d169988ec07b472203a6.pdf} } @article { author = {Sabzi, masoud and قدم‌دزفولی, محمدامین and پوربشارتی, آرش and نجفی‌بیرگانی, ابراهیم}, title = {Evaluation the effect of sintering time used in the production of silver electrodes on the life of zinc - silver batteries}, journal = {Metallurgical Engineering}, volume = {19}, number = {3}, pages = {216-223}, year = {2016}, publisher = {Iranian Metallurgical Engineers}, issn = {1563-1745}, eissn = {}, doi = {10.22076/me.2017.40177.1058}, abstract = {In this study, effect of sintering time used in the production of silver electrodes on the life of zinc - silver oxide batteries was investigated. For this purpose, initially four Ag electrodes (positive plate) with composition of 95 wt% silver oxide, 4.9 wt% carbon powder and 0.1 wt% resin prepared by powder metallurgy method. Then, four silver electrodes were sintered for 5, 10, 15 and 20 minutes at temperature 500°C. Electrical discharge method were used in the 1.4% KOH electrolyte to evaluate the effects of sintering time used in the production of silver electrodes on the life of zinc - silver oxide batteries. Scanning electron microscopy was used to examine the microstructures of electrodes and point analysis was accomplished by EDX method. Electrical discharge tests results showed that sintering time of 10 minute with discharge time of eight minutes and forty-seven seconds, is the most optimized sintering time for increase double of the life of zinc - silver oxide batteries. SEM images were showed that with increasing sintering time, the amount and size of apparent pores increased in the Ag electrodes. Also, point analysis results has implies on reduction of electrodes oxygen, with the increasing of sintering time.}, keywords = {silver-zinc batteries,sintering time,batterie life,silver electrode,KOH solution}, title_fa = {ارزیابی تأثیر زمان سینترینگ بکار رفته در تولید الکترودهای نقره بر عمر باتری‌های روی - نقره}, abstract_fa = {در این پژوهش، اثر پارامتر زمان سینترینگ بکار رفته در تولید الکترودهای نقره بر عمر باتری‌های روی - اکسید نقره مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور، ابتدا چهار الکترود نقره (صفحه مثبت) با ترکیب 95 درصد وزنی اکسید نقره، 9/4 درصد وزنی پودر کربن و 1/0 درصد وزنی رزین به روش متالورژی پودر تهیه گردید. سپس هر چهار الکترود اکسید نقره در زمان‌های 5، 10، 15 و 20 دقیقه در دمای C°500 تحت عملیات سینترینگ قرار گرفتند. برای بررسی تأثیر زمان سینترینگ بکار رفته در تولید الکترودهای نقره بر عمر باتری‌های روی - نقره از آزمایش تخلیه الکتریکی در الکترولیتwt% KOH 4/1 استفاده شد. برای بررسی ریزساختار الکترودها و آنالیز نقطه‌ای آنها از میکروسکوپ الکترونی روبشی و آنالیز طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس (EDX) استفاده گردید. نتایج آزمایش‌های تخلیه الکتریکی نشان داد که زمان سینترینگ 10 دقیقه با زمان تخلیه‌ی 8 دقیقه و 47 ثانیه، بهینه‌ترین زمان سینترینگ جهت افزایش دوبرابری عمر باتری‌های روی – نقره می‌باشد. براساس مشاهدات تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی، با افزایش زمان سینترینگ، میزان و اندازه تخلخل‌های ظاهری در الکترودهای نقره افزایش می‌یابد. همچنین نتایج آنالیز EDX دلالت بر کاهش اکسیژن الکترودهای نقره با افزایش زمان سینترینگ داشت.}, keywords_fa = {باتری‌های روی - نقره,زمان سینترینگ,عمر باتری,الکترود نقره,محلول هیدروکسید پتاسیم}, url = {https://www.metalleng.ir/article_30154.html}, eprint = {https://www.metalleng.ir/article_30154_38d30bafdb0efd29b60678e2ebeb5560.pdf} }