دانشگاه صنعتی اصفهانمواد پیشرفته در مهندسی2251-600X45220260622Comprehensive Failure Analysis of Rollers Screen Used in Iron Ore Pelletizing Plantsتجزیه و تحلیل جامع تخریب غلتک‌های مورد استفاده در سرندهای غلتکی کارخانه‌های گندله‌سازی کنسانتره‌‌آهن121362710.47176/jame.45.2.1114FAمریمکرباسیدانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران0009-0002-0085-8069امیرکریمیدانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایرانسبحانسعادتشرکت نظم آوران صنعت و معدن گل گهر، سیرجان، ایرانحمیدطالبی زاده سردریشرکت نظم آوران صنعت و معدن گل گهر، سیرجان، ایرانعلیمیرزاییدانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران0009-0009-1390-1004Journal Article20250304<strong>Introduction and Objectives:</strong> This study investigates the failure mechanisms of three types of rollers used in iron ore pelletizing plants, namely 304 stainless steel, 1.4313 steel, and hard chrome-coated St52 steel. The objective is to identify the causes of failure and assess the suitability of these materials for industrial application.<br><strong>Materials and Methods: </strong>The failure analysis was conducted using macroscopic and statistical classification, hardness testing, quantometer analysis, scanning electron microscopy (SEM), and energy dispersive spectroscopy (EDS). These methods enabled a comprehensive evaluation of the mechanical, structural, and surface characteristics of the rollers.<br><strong>Results:</strong> The results indicated that 304 stainless steel rollers failed due to low yield strength and insufficient hardness (~210 HV), leading to mechanical deformation and wear. In 1.4313 steel, widespread pitting corrosion and microstructural inhomogeneity caused excessive surface roughness and twisting. For the hard chrome-coated St52 rollers, the excessive coating thickness (up to 200 µm) resulted in brittle, detached layers that cracked at the interface, causing severe local delamination during operation.<br><strong>Conclusion:</strong> The study reveals that failure mechanisms vary depending on the material properties and coating processes. Understanding these differences can inform better material selection and manufacturing practices, potentially extending the service life and improving the efficiency of roller components in pelletizing operations.<strong>مقدمه و اهداف:</strong> این پژوهش با هدف بررسی مکانیزم‌های تخریب سه نوع غلتک مورد استفاده در کارخانه‌های گندله‌سازی سنگ‌آهن انجام شده است. این غلتک‌ها شامل فولاد زنگ‌نزن 304، فولاد 1.4313 و فولاد St52 با پوشش کروم‌سخت هستند. هدف نهایی، شناسایی علل شکست و ارزیابی مناسب‌بودن این مواد برای کاربرد صنعتی است. <br><strong>مواد و روش‌ها: </strong>جهت تحلیل تخریب، از روش‌های طبقه‌بندی ماکروسکوپی و آماری، سختی‌سنجی، کوانتومتری، میکروسکوپ الکترونی روبشی و طیف‌سنجی پراش انرژی استفاده شد. این روش‌ها امکان بررسی جامع خواص مکانیکی، ساختاری و سطحی نمونه‌ها را فراهم نمودند. <br><strong>یافته‌ها:</strong> نتایج نشان داد در فولاد زنگ‌نزن 304، سختی پایین (حدود 210 ویکرز) و استحکام تسلیم کم، موجب سایش و تغییر شکل مکانیکی شد. فولاد 1.4313، به دلیل خوردگی حفره‌ای گسترده و ریزساختار ناهمگن، دچار زبری سطحی شدید و پیچش شد. در فولادSt52 با پوشش کروم‌سخت، ضخامت بالای پوشش (تا 200 میکرومتر)، منجر به ایجاد ترک در ناحیه مرزی پوشش و زمینه و جداشدگی موضعی پوشش حین چرخش شد. <br><strong>نتیجه‌گیری: </strong>مکانیزم‌های تخریب در انواع غلتک‌ها، به ویژگی‌های مکانیکی، ساختاری و فرآیندهای پوشش‌دهی وابسته‌اند. نتایج حاصل می‌تواند در انتخاب بهینه مواد و اصلاح فرآیندهای ساخت غلتک‌ها مؤثر بوده و منجر به افزایش عمر و کارایی آن‌ها در صنایع گندله‌سازی شود.https://jame.iut.ac.ir/article_3627_2bf283c05b601f21364d052ca0ec798d.pdfدانشگاه صنعتی اصفهانمواد پیشرفته در مهندسی2251-600X45220260622Determination of Critical Temperatures of Dual-Phase Steel DP600 by Simulating a Real Hot Rolling Schedule Using Hot Torsion Testتعیین دماهای بحرانی فولاد دوفازی DP600 با شبیه‌سازی خط واقعی نورد داغ به کمک آزمایش پیچش داغ2337364710.47176/jame.45.2.1126FAامیرقیصریاندانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران0000-0003-1463-5093احمدرضائیاندانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران0000-0002-8490-4431آرشحاجی پورمجتمع فولاد سبا اصفهان، زرین شهر، اصفهان، ایرانحامدصفاریمجتمع فولاد سبا اصفهان، زرین شهر، اصفهان، ایرانJournal Article20250501<strong>Introduction and Objectives</strong>: Dual-phase steels, particularly DP600, are among the most widely used materials in the automotive industry due to their unique combination of high strength and good formability. Understanding the hot deformation behavior of these steels is crucial for designing optimal hot rolling schedules to produce steel sheets with desired mechanical properties. In this study, an investigation was conducted on the hot deformation behavior of DP600 steel with the aim of determining its critical temperatures.<br><strong>Materials and Methods</strong>: In this research, the hot torsion test, one of the most practical methods for simulating industrial hot rolling conditions, was employed to determine the critical temperatures (T<sub>nr</sub>, A<sub>r3</sub>, and A<sub>r1</sub>) of the dual-phase steel by simulating two different rolling schedules, namely average and actual tests.<br><strong>Results</strong>: In the average test, the no-recrystallization temperature (T<sub>nr</sub>), the starting temperature of austenite-to-ferrite transformation (A<sub>r3</sub>), and finishing temperature of ferrite transformation (A<sub>r1</sub>) were measured to be 910 °C, 790 °C, and 760 °C, respectively. In contrast, in the actual test, these temperatures were found to be 931 °C, 825 °C, and 765 °C, respectively. Microstructural analyses confirmed the reliability of the obtained results.<br><strong>Conclusion</strong>: The results indicated that the values of critical temperatures differ between the two tests due to non-equilibrium conditions. However, the values obtained from the actual test, which closely simulates real rolling conditions, can be effectively used to design an optimal rolling schedule for producing dual-phase steel with the desired tensile strength.<strong>مقدمه و اهداف: </strong>فولادهای دوفازی، به ویژه فولاد DP600، به دلیل ترکیب منحصربه‌فرد استحکام بالا و شکل‌پذیری خوب، جزء مواد پرکاربرد در صنایع خودروسازی محسوب می‌شوند. درک رفتار تغییر شکل داغ این فولادها، نکته کلیدی در طراحی برنامه نورد داغ به‌منظور تولید ورق‌های فولادی با خواص دلخواه است. با توجه به اهمیت این موضوع، این پژوهش با هدف بررسی رفتار تغییر شکل داغ فولاد دوفازی DP600 و تعیین دماهای بحرانی آن انجام شد.<br><strong>مواد و روش‌ها: </strong>آزمایش پیچش داغ که یکی از کاربردی‌ترین روش‌ها برای شبیه‌سازی خطوط نورد داغ است، در این تحقیق استفاده شده است و دماهای بحرانی (T<sub>nr</sub> و Ar<sub>3</sub> و Ar<sub>1</sub>) نوعی فولاد دوفازی با شبیه‌سازی دو برنامه نورد متفاوت (آزمایش میانگین و واقعی) تعیین شد.<br><strong>یافته‌ها: </strong>دماهای توقف تبلور مجدد، شروع استحاله آستنیت به فریت و پایان استحاله فریتی در آزمایش میانگین، به ترتیب 910 و 790 و 760 درجه سانتی‌گراد اندازه‌گیری شدند. این درحالی است که در آزمایش واقعی دماهای توقف تبلور مجدد، شروع استحاله آستنیت به فریت و پایان استحاله فریتی، به ترتیب 931 و 825 و 765 درجه سانتی‌گراد اندازه‌گیری شد. انجام مطالعات ریزساختاری صحت نتایج حاصل‌شده را تایید کرد. <br><strong>نتیجه‌گیری:</strong> نتایج نشان داد که مقادیر دماهای بحرانی به سبب غیر‌تعادلی بودن در دو آزمایش متفاوت هستند. با این وجود مقادیر تعیین‌شده در آزمایش واقعی که شبیه‌سازی عینی خط نورد است را می‌توان جهت طراحی برنامه نورد بهینه برای تولید فولاد دوفازی با استحکام کششی مطلوب مورد استفاده قرار داد.https://jame.iut.ac.ir/article_3647_0d8080853a54f8985276b0130266a657.pdfدانشگاه صنعتی اصفهانمواد پیشرفته در مهندسی2251-600X45220260622Comprehensive Analysis of Heat Input and Filler Metal Effects on Microstructure and Mechanical Properties in Gas Tungsten Arc Welding of Cobalt-Based FSX-414 Superalloyبررسی و تحلیل اثر حرارت ورودی و فلز پرکننده بر ریزساختار و خواص مکانیکی در جوشکاری قوسی تنگستن-گاز محافظ سوپرآلیاژ پایه کبالت FSX-4143968368710.47176/jame.45.2.1123FAمحمدرضاشیخ محسنیدانشکده مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه علم و صنعت ایران0009-0000-1909-6397سید محمدعلیبوترابیدانشکده مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه علم و صنعت ایران0000-0002-3109-0593محمدامینامجدیشرکت مهندسی موادکاران، گروه مپناروح الهعشیریدانشکده مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه علم و صنعت ایران0000-0001-7461-1371Journal Article20250503<strong>Introduction and Objective: </strong>The cobalt-based superalloy FSX-414, owing to its excellent resistance to high-temperature oxidation and hot corrosion, is widely used in the fabrication of first-row stationary vanes in Frame-9 industrial gas turbines. During prolonged service, these critical components are subjected to severe conditions such as thermal fatigue, oxidation, and creep, which can significantly reduce their service life and compromise the reliability of the turbine. The present study focuses on optimizing welding parameters to enhance the durability, mechanical strength, and performance stability of FSX-414 components at elevated temperatures.<br><strong>Materials and Methods: </strong>Repair welding was carried out using the Gas Tungsten Arc Welding (GTAW) process with welding currents of 50, 60, and 70 A applied on FSX-414 substrates. Microstructural evaluation revealed that 60 A provided the most favorable weld quality and was therefore selected for further experiments. At this optimized current, four different filler metals—FSX-414, HS25, HS188, and Mar-M918—were employed. Tensile tests were performed following ASTM E8 at room temperature and ASTM E21 at 650°C to evaluate mechanical behavior. Microstructural characterization and fracture analysis were conducted using optical microscopy and scanning electron microscopy.<br><strong>Results:</strong> For most welded specimens, failure occurred in the base metal rather than in the weld zone, confirming the adequacy of the welding procedure. However, in the specimen welded with HS188 filler metal, fracture initiated within the weld metal. Detailed analysis showed local segregation of chromium and tungsten in interdendritic regions and the transformation of primary MC carbides into M23C6 carbides, which promoted the formation of brittle phases and facilitated crack initiation.<br><strong>Conclusion:</strong> The filler metal Mar-M918 provided the highest tensile strength and toughness at both test temperatures. FSX-414 demonstrated inferior performance, while HS25 and HS188 yielded intermediate results.<strong>مقدمه و اهداف: </strong>سوپرآلیاژ پایه کبالت FSX-414، به دلیل مقاومت حرارتی و خوردگی بالا، در ساخت پره‌های ثابت ردیف اول توربین‌های گازی Frame 9 استفاده می‌شود. این قطعات طی سرویس، در معرض آسیب‌هایی نظیر خستگی حرارتی و اکسیداسیون قرار می‌گیرند که کاهش عمر مفید آن‌ها را در پی دارد. هدف این پژوهش، بهینه‌سازی شرایط جوشکاری تعمیری برای بهبود دوام، استحکام و پایداری عملکرد قطعات در دمای بالا است.<br><strong>مواد و روش‌ها: </strong>فرآیند جوشکاری قوسی تنگستن-گاز محافظ با جریان‌های ۵۰، ۶۰ و ۷۰ آمپر روی آلیاژ FSX-414 اعمال شد. براساس ارزیابی ریزساختاری، جریان ۶۰ آمپر به‌عنوان مقدار بهینه انتخاب گردید. در ادامه، با همین جریان، جوشکاری با چهار فلز پرکننده FSX-414 و HS25 و HS188 و Mar-M918 انجام شد. آزمون کشش طبق استانداردهای ASTM E8 (دمای محیط) و ASTM E21 (۶۵۰ درجه سانتی‌گراد) انجام گرفت. ریزساختار و نحوه شکست با میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی بررسی شد.<br><strong>یافته‌ها:</strong> در اکثر نمونه‌ها، شکست در فلز پایه رخ داد که نشان‌دهنده کیفیت مناسب جوشکاری بود. تنها در نمونه‌ای که با فلز پرکننده HS188 جوشکاری انجام شد، شکست در ناحیه جوش دیده شد که در این نمونه، تمرکز موضعی عناصر Cr و W در نواحی بین‌دندریتی و تبدیل کاربیدهای اولیه MC به M23C6، موجب ایجاد ساختارهای ترد و تسهیل آغاز شکست گردید.<br><strong>نتیجه‌گیری:</strong> فلز پرکننده Mar-M918، بیشترین استحکام کششی و چقرمگی را در هر دو دمای آزمون فراهم کرد. FSX-414 عملکرد ضعیف‌تری داشت و HS25 و HS188 نتایجی بینابینی ارائه دادند.https://jame.iut.ac.ir/article_3687_6754e06e46dfa419d5afe3c9781cecad.pdfدانشگاه صنعتی اصفهانمواد پیشرفته در مهندسی2251-600X45220260622Effect of Secondary Reduction of Tungsten Powder on the Properties of W-Ni-Fe Alloy Fabricated by Spark Plasma Sinteringتأثیر احیای ثانویه پودر تنگستن بر خواص آلیاژ W-Ni-Fe تفجوشی‌شده به روش پلاسمای جرقه‌ای6980370610.47176/jame.45.2.1143FAمحمدحسینکاوهدانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، اصفهان، ایرانغلامحسینبرهانیدانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، اصفهان، ایران0000-0003-1368-5945سعیدرضابخشیدانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، اصفهان، ایران0000-0002-1077-3475Journal Article20250805<strong>Introduction and Objective</strong>: The aim of this research is to investigate the effect of secondary tungsten powder reduction on the physical and mechanical properties of tungsten heavy alloys (WHAs) consolidated by the spark plasma sintering (SPS) method.<br><strong>Materials and Methods</strong>: Commercial tungsten powder was reduced at 900 °C for one hour in a hydrogen atmosphere. The type of tungsten oxide was investigated using SEM, EDS, Raman spectroscopy, and XRD analysis. The reduced tungsten powders were pre-sintered in a hydrogen atmosphere at 1150 °C for one hour and finally sintered at 1400 °C using the SPS method (30 MPa, 15 min).<br><strong>Results</strong>: The oxygen level of the commercial powder was successfully reduced from 3000 ppm to 770 ppm. SEM and EDS results revealed a uniform microstructure with minimal porosity and oxide dispersion. The hardness and compressive strength were measured to be 340 Vickers and 1611 MPa, respectively.<br><strong>Conclusion</strong>: This study confirms that secondary hydrogen reduction of commercial tungsten powder effectively decreases oxygen content and leads to a more homogeneous microstructure with reduced porosity and oxide dispersion. As a result, the spark plasma sintered WHAs exhibited improved hardness and compressive strength.<strong>مقدمه و اهداف:</strong> هدف از این پژوهش، بررسی تأثیر احیای ثانویه پودر تنگستن بر خواص فیزیکی و مکانیکی نمونه‌های آلیاژ سنگین تنگستن (W-4.9Ni-2.1Fe) است که با روش تفجوشی پلاسمای جرقه‌ای، تولید شده‌اند.<br><strong>مواد و روش‌ها:</strong> پودر تنگستن تجاری به مدت یک ساعت در دمای ۹۰۰ درجه سانتی‌گراد در اتمسفر هیدروژن احیا شد. نوع اکسید تنگستن با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی، طیف‌سنجی پراش انرژی پرتو ایکس، طیف‌سنجی رامان و آنالیز پراش پرتو ایکس بررسی شد. پودرهای تنگستن احیاشده، به مدت یک ساعت در اتمسفر هیدروژن در دمای ۱۱۵۰ درجه سانتی‌گراد پیش‌تفجوشی شدند و در نهایت در دمای ۱۴۰۰ درجه سانتی‌گراد با استفاده از روش تفجوشی پلاسمای جرقه‌ای (30 مگاپاسکال، ۱۵ دقیقه) تولید شدند.<br><strong>یافته‌ها:</strong> اکسیژن پودر تنگستن با موفقیت از ppm 3000 به ppm 770 کاهش یافت. نتایج میکروسکوپی الکترونی روبشی و طیف‌سنجی پراش انرژی پرتو ایکس، نشان‌دهنده ریزساختاری یکنواخت با حداقل تخلخل و پراکندگی فازهای اکسیدی بود. سختی و استحکام فشاری، به‌ترتیب برابر با 340 ویکرز و 1611 مگاپاسکال اندازه‌گیری شد.<br><strong>نتیجه‌گیری:</strong> این پژوهش تأیید می‌کند که احیای ثانویه هیدروژنی پودر تنگستن، به‌طور مؤثری مقدار اکسیژن این پودر را کاهش می‌دهد و منجر به تشکیل ریزساختاری همگن‌تر با تخلخل و پراکندگی اکسید کمتر در نمونه‌های آلیاژ سنگین تنگستن می‌شود. درنتیجه، آلیاژهای تنگستن تفجوشی‌شده به روش پلاسمای جرقه‌ای، سختی و استحکام فشاری بهبودیافته‌ای را نشان می‌دهند.https://jame.iut.ac.ir/article_3706_4764f37856fc727f70b666b8d0c4ab7a.pdfدانشگاه صنعتی اصفهانمواد پیشرفته در مهندسی2251-600X45220260622Investigation of the Oxidation Resistance of ZrB₂ Composites Containing Nano Carbon Black and Silicon Carbide in Air Atmosphereبررسی مقاومت به اکسیداسیون کامپوزیت‌های ZrB2 حاوی نانوکربن سیاه و کاربید سیلیسیوم در اتمسفر هوا8197371410.47176/jame.45.2.1145FAزهرهبلکگروه مهندسی مواد، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران0000-0003-4232-1462حمزهقنبریپورگروه مهندسی مواد، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایرانJournal Article20250810<strong>Introduction and Objectives:</strong> ZrB<sub>2</sub>-SiC composites are widely used in industeries such as aerospace due to their high melting points. This study investigates the effect of adding nano carbon black and silicon carbide (SiC) on the oxidation resistance of these composite at 1450 °C.<br><strong>Materials and Methods:</strong> Five samples were prepared with the following compositions: pure ZrB₂, ZrB₂ containing 10 and 15 vol% nano carbon black, and ZrB₂-30 vol% SiC containing 10 and 15 vol% nano carbon black. The samples were sintered via spark plasma sintering at 1850 °C for 8 minutes under 35 MPa pressure in vacuum. Oxidation resistance was evaluated at 1450 °C in air for 0.5, 1, 1.5, 2, 3, and 5 hours. The weight of each sample was measured before and after oxidation .Scanning electron microscopy was used to examine the cross-sectional morphology of the oxidized layers, and phase identification was performed using X-ray diffraction.<br><strong>Results</strong>: During oxidation at 1450 °C, the predominant oxidation phase in pure ZrB₂ and ZrB₂ containing 10 and 15 vol% nano carbon black was monoclinic ZrO₂. In the ZrB₂-30 vol% SiC composite containing 10 vol% nano carbon black, in addition to the primary phases, monoclinic ZrO₂, SiO₂, and B₂O₃ phases were also detected. The addition of 10 vol% nano carbon black reduced the oxidation layer thicknessfrom 129 ± 5 µm in pure ZrB₂ to 110 ± 6 µm in the ZrB₂ sample containing 10 vol% nano carbon black.<br><strong>Conclusion:</strong> The ZrB₂–30 vol% SiC composite containing 10 vol% nano carbon black exhibited the lowest oxidation layer thickness (55 ± 3 µm) and the highest oxidation resistance.<strong>مقدمه و اهداف: </strong>کامپوزیت‌های ZrB<sub>2</sub>-SiC به‌دلیل نقطه ذوب بالا، در صنایعی مانند صنعت فضایی و هواپیماسازی استفاده می‌شوند. اثر افزودن نانوکربن سیاه و کاربید سیلیسیوم بر مقاومت به اکسیداسیون در دمای 1450 درجه سانتی‌گراد بررسی شده است.<br><strong>مواد و روش‌ها: </strong>پنج نمونه با ترکیب شیمیایی ZrB<sub>2</sub> و ZrB<sub>2</sub> حاوی 10 و 15 درصد حجمی نانوکربن سیاه، ZrB<sub>2</sub>-30 vol% SiC حاوی 10 و 15 درصد حجمی نانوکربن سیاه، در دمای 1850 درجه سانتی‌گراد به مدت هشت دقیقه، تحت فشار 35 مگاپاسکال در خلاء، به روش پلاسمای جرقه‌ای تفجوشی شدند. مقاومت به اکسیداسیون نمونه‌ها در دمای 1450 درجه سانتی‌گراد برای مدت‌زمان‌های 0/5، 1، 1/5، 2، 3 و 5، در معرض هوا بررسی شد. وزن نمونه‌ها قبل و بعد از اکسیداسیون اندازه‌گیری شد. از میکروسکوپ الکترونی روبشی برای بررسی سطح مقطع اکسیداسیون استفاده شد. برای شناسایی فاز از پراش اشعه ایکس استفاده شد. <br><strong>یافته‌ها: </strong>طی اکسیداسیون در دمای 1450 درجه سانتی‌گراد، در نمونه‌های ZrB<sub>2 و </sub>ZrB<sub>2</sub> حاوی 10 و 15 درصد حجمی نانوکربن سیاه فاز غالب اکسید زیرکونیوم مونوکلینیک و در نمونه ZrB<sub>2</sub>-30 vol% SiC حاوی 10 درصد حجمی نانوکربن سیاه، علاوه‌بر فازهای اولیه، فازهای اکسید زیرکونیوم مونوکلینیک، اکسیدهای سیلیسیوم و بور است. با افزودن 10 درصد حجمی نانوکربن سیاه، ضخامت لایه اکسیداسیون از 5±129 میکرومتر در نمونه خالص به 6±110 میکرومتر در نمونه 10 درصد حجمی نانوکربن سیاه می‌رسد. <br><strong>نتیجه‌گیری: </strong>نتیجه‌گیری شد که نمونه ZrB<sub>2</sub>-30 vol% SiC حاوی 10 درصد حجمی نانوکربن سیاه، دارای کمترین میزان ضخامت لایه اکسیداسیون 55±3 میکرومتر و بیشترین میزان مقاومت به اکسیداسیون است.https://jame.iut.ac.ir/article_3714_e36286b94d3c219f414e0427e5f73aa5.pdfدانشگاه صنعتی اصفهانمواد پیشرفته در مهندسی2251-600X45220260622Fabrication of Mesoporous Titania with an Ordered Porous Structure Using a Modified Sol-Gel Methodساخت تیتانیای مزوحفره با ساختار حفرات منظم به روش سل-ژل اصلاح‌شده99112371810.47176/jame.45.2.1150FAعلیرضاضیائی آبیزگروه مهندسی مواد، واحد نجف‌آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف‌آباد، ایران0009-0007-3953-0454سید علیحسنزاده تبریزیگروه مهندسی مواد، واحد نجف‌آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف‌آباد، ایران0000-0001-8425-4822علیصفارگروه مهندسی مواد، واحد نجف‌آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف‌آباد، ایران0000-0001-5430-4438رضاابراهیمی کهریزسنگیگروه مهندسی مواد، واحد نجف‌آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف‌آباد، ایران0000-0002-0388-2980مهدیامیدیگروه مهندسی مواد، واحد نجف‌آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف‌آباد، ایران0000-0001-5584-9616Journal Article20250916<strong>Introduction and Objectives:</strong> Many efforts have been made to fabricate mesoporous titania due to its special properties and specific applications. The mesoporous structure of titania provides a large specific surface area, enhancing its catalytic efficiency and facilitating interaction with reactant molecules.<br><strong>Materials and Methods: </strong>In the present study, mesoporous titania was synthesized using a modified sol-gel method with two different surfactants. The produced materials were characterized using X-ray diffraction, scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, Brunauer-Emmett-Teller (BET) surface area analysis, and UV-Vis diffuse reflectance spectroscopy. The photocatalytic activity of the samples was evaluated by studying the degradation of the organic dye methyl orange.<br><strong>Results:</strong> X-ray diffraction analysis revealed that the titania was formed with a tetragonal anatase structure. The crystallite size was calculated to be approximately 26 nm using the Scherrer method and about 24 nm using the Williamson-Hall method. The presence of ordered pores with a mesoporous structure was observed by transmission electron microscopy. The specific surface area of the sample was about 70 m²/g with a pore size distribution between 2.5 and 8 nm. The light absorption results of the samples indicated that the bandgap of the product was approximately 3.2 eV. The kinetic constant of the methyl orange photodegradation reaction was found to be 0.0042 min⁻¹.<br><strong>Conclusion: </strong>The removal of surfactant from the samples effectively created regular mesoporous structures. The produced mesoporous titania can be used as a photocatalytic semiconductor.<strong>مقدمه و اهداف:</strong> تلاش‌های زیادی برای ساخت تیتانیای مزوحفره، به‌علت ویژگی‌های خاص و کاربردهای آن انجام شده است. ساختار مزوحفره تیتانیا، سطح ویژه بالایی را فراهم می‌کند که باعث افزایش کارایی کاتالیزوری آن و تسهیل تعامل با مولکول‌های واکنش‌دهنده می‌شود.<br><strong>مواد و روش‌ها:</strong> در تحقیق حاضر، تیتانیای مزوحفره با استفاده از یک روش سل-ژل اصلاح شده و با استفاده از دو سورفکتانت ساخته شد. پراش اشعه ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی، میکروسکوپ الکترونی عبوری، آزمون جذب و واجذب نیتروژن و طیف‌سنجی انعکاسی ماوراءبنفش-مرئی برای شناسایی مواد تولیدی استفاده شدند. فعالیت فوتوکاتالیستی نمونه‌ها با استفاده از تخریب رنگ آلی متیل اورانژ مورد مطالعه قرار گرفت.<br><strong>یافته‌ها:</strong> نتایج آنالیز پراش اشعه ایکس نشان داد تیتانیا با ساختار تتراگونال آناتاز تشکیل شده است. اندازه بلورک با استفاده از روش شرر حدود ۲۶ نانومتر و با استفاده از روش ویلیامسون-هال حدود ۲۴ نانومتر محاسبه شد. وجود حفرات منظم با ساختار مزو توسط میکروسکوپ الکترونی عبوری مشاهده شد. سطح ویژه نمونه حدود ۷۰ متر مربع بر گرم با توزیع اندازه حفرات بین 2/5 تا ۸ نانومتر به‌دست آمد. نتایج جذب نور نمونه‌ها نشان داد شکاف انرژی محصول حدود 3/2 الکترون‌ولت می‌باشد. تخریب فوتوکاتالیستی نمونه اندازه‌گیری شد و ثابت سینتیک واکنش تخریب رنگ متیل اورانژ، min⁻¹ 0/0042 به‌دست آمد.<br><strong>نتیجه‌گیری: </strong>نتایج نشان داد خروج سورفکتانت از نمونه‌ها می‌تواند تخلخل‌های منظم با ساختار مزو ایجاد کند. تیتانیای مزومتخلخل تولید شده می‌تواند به‌عنوان یک نیمه‌رسانای فوتوکاتالیستی مورد استفاده قرار گیرد.https://jame.iut.ac.ir/article_3718_9d068c869fd3e03fc606ec297fcd00be.pdfدانشگاه صنعتی اصفهانمواد پیشرفته در مهندسی2251-600X45220260622Preparation of Sulfonated Polyarylene Ether Membranes Reinforced with Sulfonated Graphene Oxide as Proton Exchange Membranes in Polymer Electrolyte Fuel Cellsتهیه غشاهای پلی آریلن اتری سولفونه تقویت‌شده با گرافن اکساید سولفونه جهت استفاده به‌عنوان غشای تبادل پروتونی در پیل‌های سوختی پلیمری113134372510.47176/jame.45.2.1153FAمریماروجزادهپژوهشکده علوم پلیمر، پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران، تهران، ایران0000-0002-3597-3414مریمجلیلی مرندپژوهشکده علوم پلیمر، پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران، تهران، ایران0000-0003-4425-8284Journal Article20250923<strong>Introduction and Objectives:</strong> This study aimed to develop nanocomposite membranes based on sulfonated poly(arylene ether) (sPAE) and evaluate the effect of incorporating sulfonated graphene oxide (sGO) nanosheets on their physicochemical and electrochemical properties for fuel cell applications. The main focus was on the use of sulfonated graphene oxide (sGO) nanosheets as the reinforcing phase.<br><strong>Materials and Methods: </strong>Nanocomposite membranes were prepared by introducing sGO nanoparticles into the sPAE matrix at three different weight percentages of (2, 4, and 6 wt%). The membranes were characterized in terms of ion exchange capacity, water uptake, thermal stability, proton conductivity, and single-cell fuel cell performance.<br><strong>Results:</strong> The results indicated that the membrane containing 2 wt% sGO represented the optimal composition. This membrane exhibited an ion exchange capacity of 1.98 meq/g, reflecting its high proton transfer capability. It also demonstrated a water uptake of 31.8%, ensuring a favorable balance between hydrophilicity and structural integrity. Proton conductivity at 80 °C reached 0.268 S/cm. Furthermore, in single-cell fuel cell tests at 80 °C, the 2 wt% sGO membrane increased current density by 15% and power density by 30% compared to the pristine membrane.<br><strong>Conclusion:</strong> Incorporating 2 wt% sGO into the sPAE membranes significantly enhanced ion exchange capacity, water uptake, and proton conductivity, leading to improved single-cell performance. These findings highlight the potential of sGO-modified sPAE membranes as promising candidates for fuel cell applications.<strong>مقدمه و اهداف:</strong> در این پژوهش، با هدف ارتقای عملکرد غشاهای پلیمری مورد استفاده در پیل‌های سوختی، غشاهای نانوکامپوزیتی بر پایه پلی‌آریلن اتر سولفونه (sPAE) طراحی و بررسی شدند. تمرکز اصلی بر استفاده از نانوصفحات گرافن اکساید سولفونه (sGO) به‌عنوان فاز تقویت‌کننده بود.<br><strong>مواد و روش‌ها: </strong>برای تهیه غشاها، نانوصفحات sGO در سه درصد وزنی ۲، ۴ و ۶ به ماتریس پلیمری sPAE افزوده شدند. نمونه‌های تولیدشده تحت آزمون‌های فیزیکوشیمیایی و الکتروشیمیایی شامل ظرفیت تبادل یونی، جذب آب، پایداری حرارتی، هدایت پروتونی و عملکرد تک‌سل پیل سوختی ارزیابی شدند.<br><strong>یافته‌ها:</strong> نتایج نشان داد غشای نانوکامپوزیتی حاوی ۲ درصد وزنی sGO بهینه‌ترین ترکیب است. این غشا، ظرفیت تبادل یونی meq/g 1/98، جذب آب 31/8 % و هدایت پروتونی S/cm 0/268 در دمای °C 80 را نشان داد. علاوه‌براین، در آزمون عملکردی تک‌سل، افزایش 15 % در چگالی جریان و 30 % در چگالی توان نسبت به غشای مرجع مشاهده شد.<br><strong>نتیجه‌گیری: </strong>بر اساس نتایج، افزودن ۲ درصد وزنی نانوصفحات sGO به غشاهای sPAE منجر به بهبود قابل‌توجه ویژگی‌های فیزیکی و الکتروشیمیایی شد. این غشاها گزینه‌ای کارآمد برای استفاده در شرایط عملیاتی پیل‌های سوختی محسوب می‌شوند.https://jame.iut.ac.ir/article_3725_94ef7214c4a90790186e255304f8fd1f.pdfدانشگاه صنعتی اصفهانمواد پیشرفته در مهندسی2251-600X45220260622Investigation of the Wear and Corrosion Resistance of Electroless Ni-P/Ni-B Coating Reinforced with Ceria Solبررسی مقاومت به سایش و خوردگی پوشش الکترولس Ni-P/Ni-B تقویت‌شده با محلول حاوی سریا135149372610.47176/jame.45.2.1159FAفائزهبدیعیدانشکده علوم کاربردی، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، شاهین شهر، اصفهانداریوشعربیاندانشکده علوم کاربردی، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، شاهین شهر، اصفهان0000-0003-0911-0380حسینجمالیدانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، شاهین شهر، اصفهان0000-0001-7684-0442شهابترکیاندانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، شاهین شهر، اصفهان0000-0001-5528-925XJournal Article20251018<strong>Introduction and Objectives:</strong> Wear and corrosion are among the primary challenges that reduce the service life and performance of industrial components. In this study, a sol-enhanced method is employed to incorporate ceria into<strong> </strong>electroless Ni-P/Ni-B coatings to improve mechanical, tribological, and corrosion properties.<br><strong>Materials and Methods: </strong>A uniform distribution of ceria nanoparticles was achieved by introducing ceria sol derived from an alkoxide precursor into the Ni-B electroless bath. Characterization was performed by XRD and FE-SEM, DLS, potentiodynamic polarization test, and pin-on-disk wear tests.<br><strong>Results:</strong> The results showed that the use of ceria sol improved the uniformity of the distribution of reinforcing particles and formed a relatively dense Ni-B coating with good surface quality and no real surface cracks. The surface features were mainly related to the boundaries of cauliflower nodules. The polarization curve indicates a more stable with slower rate of corrosion for the CeO<sub>2</sub>-containing coating compared to the substrate, due to the formation of a protective layer and increased surface chemical stability. Using the Ni-P/Ni-B-CeO<sub>2</sub> coating on the aluminum substrate resulted in a 21% reduction in the friction coefficient and a 70% reduction in the specific wear rate compared to the substrate.<br><strong>Conclusion: </strong>Using sol of ceria in Ni-B coatings, due to the prevention of particle accumulation in the coating, led to a significant increase in corrosion resistance, reduced friction coefficient, and improved wear resistance of the coating.<strong>مقدمه و اهداف:</strong> سایش و خوردگی، از جمله چالش‌های اصلی هستند که عمر مفید و عملکرد اجزای صنعتی را کاهش می‌دهند. در این مطالعه، یک فرایند بهبودیافته با محلول حاوی سریا در پوشش‌های الکترولس Ni-P/Ni-B به‌منظور بهبود خواص مکانیکی، تریبولوژیکی و خوردگی اعمال شده است.<br><strong>مواد و روش‌ها:</strong> توزیع یکنواخت نانوذرات سریا با واردکردن محلول حاوی سریا مشتق‌شده از پیش‌ساز آلکوکسیدی بوتوکسید سریم به حمام الکترولس Ni-B، ایجاد شد. مشخصه‌یابی با استفاده از آزمون‌های XRD و FESEM و DLS، آزمایش پلاریزاسیون پتانسیودینامیک و سایش پین روی دیسک انجام شد.<br><strong>یافته‌ها: </strong>نتایج نشان داد که استفاده از محلول حاوی سریا موجب بهبود یکنواختی توزیع ذرات تقویت‌کننده و تشکیل پوشش Ni-B با کیفیت سطحی مناسب شد، به‌طوری که ترک سطحی واقعی مشاهده نشده و ویژگی‌های سطحی عمدتاً به مرز ندول‌های گل‌کلمی مربوط است. منحنی پلاریزاسیون نشان‌دهنده رفتار خوردگی پایدار و کندتر پوشش لایه‌نشانی‌شده با محلول حاوی نسبت‌به زیرلایه است که ناشی از تشکیل لایه محافظ و افزایش پایداری شیمیایی سطحی است. استفاده از پوشش Ni-P/Ni-B-CeO<sub>2</sub> روی زیرلایه آلومینیومی موجب کاهش 21% ضریب اصطکاک و همچنین کاهش 70% نرخ سایش ویژه نسبت به زیرلایه شده است. <br><strong>نتیجه‌گیری:</strong> استفاده از محلول حاوی سریا در پوشش‌های Ni-B، به‌دلیل جلوگیری از تجمع ذرات در پوشش منجر به افزایش قابل‌توجه مقاومت دربرابر خوردگی و بهبود خواص مکانیکی مانند کاهش ضریب اصطکاک و بهبود مقاومت به سایش پوشش شد.https://jame.iut.ac.ir/article_3726_9fe77ac7060e716f2d42631d156825c0.pdf