سیانواکریلات چسبی تک جزئی و بدون حلال می باشد که قابلیت ایجاد پوندهای قوی با اکثر زیرلایه ها را دارد. این چسب به دلیل استحکام کششی و برشی بالا، خودگیری سریع، کم خطر بودن و استفاده آسان، کاربرد فراوانی در زمینه های مختلف از جمله پزشکی، صنایع دارویی و خودرو یافته است. این پژوهش در جهت تولید کامپوزیت سیانواکریلات تقویت شده با پودر نانومتری sio2 و بررسی خواص آن انجام گرفته است. بدین منظور پس از تولید این کامپوزیت، خواص حرارتی آن توسط آزمون های dsc و tga مورد بررسی قرار گرفت و آزمون سایش و میکرو سختی سنجی انجام شد. از طریق آزمون های حرارتی مشاهده شد که پودر نانومتری سیلیکا، زمان شروع و مدت زمان خودگیری کامپوزیت را کاهش داده است. همچنین گرمای آزاد شده حاصل از خودگیری و میزان افزایش دمای ناشی از این آزاد شدن گرما، با افزوده شدن پودرهای نانومتری سیلیکا کاهش می یابد. همچنین با افزوده شدن پودرهای نانومتری sio2 مکانیزم سایش از سایش چسبنده به سایش ساینده تغییر می کند. بعلاوه، نرخ سایش کاهش یافته و سختی نیز افزایش می یابد.

در دهه ی اخیر، نانوکامپوزیت های پایه پلیمری به دلیل خواص منحصر به فرد فیزیکی و شیمیایی، از نظر تحقیقات پایه و کاربردهای صنعتی مورد توجه ویژه قرار گرفته اند. در بین این گروه از مواد مهندسی، نانوکامپوزیت های پلیمر- خاک رس به دلیل خواص قابل ملاحظه نسبت به پلیمر خالص از قبیل خواص مکانیکی بهتر، پایداری گرمایی بیشتر، ضریب انبساط گرمایی کمتر و نفوذ پذیری گاز مورد توجه بیشتری قرار دارند. اولین قسمت این پایان نامه، چهار هدف اصلی را دنبال می کند. اولین هدف، تهیه ی نانوکامپوزیت های پلی اتیلن- خاک رس با روش آسیاکاری پر انرژی به عنوان یک روش جدید و مشخصه یابی آن ها با استفاده از روش های متفاوت می باشد. دومین هدف، بررسی مورفولوژی نمونه های پلی اتیلن خالص و نانوکامپوزیت های پلی اتیلن- خاک رس آسیاکاری شده می باشد. بدین منظور مورفولوژی و اندازه ی ذرات پلی اتیلن خالص و نانوکامپوزیت ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی و آنالیز الک مورد بررسی قرار گرفت. بررسی تأثیر همزمان زمان آسیاکاری و مقدار خاک رس بر مورفولوژی و دانه بندی پودر پلی اتیلن مورد توجه و حائز اهمیت است. نتایج نشان می دهد که میانگین اندازه ی ذرات پلی اتیلن آسیاکاری شده بیشتر از پلی اتیلن بدون آسیاکاری است زیرا مکانیسم غالب در طی آسیاکاری پدیده ی جوش می باشد. همچنین اندازه ی ذرات نانوکامپوزیت های پلی اتیلن- خاک رس با افزایش مقدار خاک رس بعد از آسیاکاری افزایش پیدا می کند. سومین هدف بررسی درجه ی بلورینگی پلی اتیلن و نانوکامپوزیت های آن با روش پراش پرتو x می باشد. همچنین اثر زمان آسیاکاری و مقدار خاک رس بر درجه ی بلورینگی پلی اتیلن نیز بررسی شد. نتایج نشان می دهد که زمان آسیاکاری بر بلورینگی پلی اتیلن به ویژه در زمان های اولیه ی آسیاکاری اثر زیادی دارد و درجه ی بلورینگی پلی اتیلن با افزایش خاک رس کاهش می یابد. آخرین هدف این قسمت، مطالعه ی پایداری گرمایی پلی اتیلن و نانوکامپوزیت های پلی اتیلن- خاک رس با استفاده از آنالیز وزن سنجی گرمایی است. اثر زمان آسیاکاری و مقدار خاک رس بر پایداری گرمایی پلی اتیلن نیز بررسی شد. نتایج نشان می دهد که با افزایش زمان آسیاکاری اتلاف جرم پلی اتیلن خالص به دماهای بالاتر انتقال می یابد. افزودن خاک رس می تواند به طور قابل ملاحظه ای دمای تخریب پلی اتیلن را افزایش دهد و از طرف دیگر تخریب آغازین پلی اتیلن را سرعت بخشد. سینتیک بلوری شدن پلیمرهای نیمه بلورین برای دهه های متمادی موضوع مورد توجه بسیاری از تحقیقات بوده است. اگرچه آنالیز فرایند بلوری شدن غیرهم دما به دلیل تغییر پیوسته ی شرایط خارجی نظیر دمای بلوری شدن ممکن است نسبت به فرایند هم دما پیچیده تر باشد، ولی تعیین آن اطلاعات فراوانی را در مورد گذار بلوری در اختیار می گذارد. هدف اصلی قسمت دوم مطالعه ی حاضر، تحقیق بر روی سینتیک بلوری شدن غیرهم دمای pe و نانوکامپوزیت های پلی اتیلن- خاک رس (pecn) در سرعت های سردسازی متفاوت است. برای رسیدن به این هدف، داده های تجربی مربوط به pe خالص و pecn با 15% وزنی (pecn15) بعد از 60 ساعت آسیاکاری به روش گرماسنجی تفاضلی روبشی بدست آمد. معادلات اَورامی، اوزاوا و مو برای توصیف رفتار بلوری شدن غیرهم دما و تعیین پارامترهای بلوری شدن استفاده شد. همچنین انرژی فعال سازی برای بلوری شدن غیرهم دمای pe و pecn15 به روش کیسینجر محاسبه شد. آنالیز سینتیکی نشان می دهد که معادله ی اوزاوا نمی تواند توصیف مناسبی را برای بلوری شدن غیرهم دمای pe و pecn15 فراهم آورد، اما روش لیو توانست به طور موفقیت آمیزی بلوری شدن غیرهم دمای نمونه ها را توصیف کند. سرعت بلوری شدن pecn15 از pe خالص بیشتر است. علاوه بر این خاک رس می تواند قابلیت pe را برای بلوری شدن هنگامی که در سرعت سردسازی واحدی از حالت مذاب سرد شود، افزایش دهد. نانوسیال مغناطیسی یا فروسیال به خاطر برخی از خواص منحصر به فرد به عنوان یک سیال هوشمند رفتار می کند. مطالعه ی خصوصیات انتقال گرما نانوسیالات مغناطیسی بسیار مورد توجه قرار دارد. این نانوسیال به ویژه از نظر مطالعات بنیادی در زمینه ی رفتار گرمایی نانوسیالات مغناطیسی و توسعه ی ابزارهای گرمایی کاربردی در تعدادی از حوزه ها از اهمیت زیادی برخوردار است. در سومین قسمت این پایان نامه، مطالعه ی هدایت گرمایی نانوسیالات 4o3fe در آب و ویسکوزیته ی نانوسیالات 3o2fe-? در گلیسرول ارائه می گردد. برای رسیدن به این هدف، نانوذرات سوپرپارامغناطیس 4o3fe به روش هم رسوبی شیمیایی در شرایط مختلف تهیه و نانوسیالات 4o3fe با پراکنده کردن این نانوذرات در آب مقطر به عنوان سیال پایه تهیه شدند. به منظور بهبود در پراکندگی نانوذرات 4o3fe در آب مقطر از تترامتیل آمونیم هیدروکسید استفاده شد. هدایت گرمایی موثر نانوسیالات 4o3fe در دماها و کسرهای حجمی متفاوت به طور تجربی اندازه گیری شد. نتایج نشان می دهد که هدایت گرمایی نانوسیالات 4o3fe در دمای ?c 40 به ازای افزایش کسر حجمی به 3% حجمی تا 5/11% افزایش می یابد. نتایج تجربی با چند مدل نظری مختلف نیز مقایسه گردید. همچنین نانوذرات 3o2fe-? به روش گرمادهی محلول تهیه و در گلیسرول به عنوان سیال پایه پراکنده شدند. ویسکوزیته ی نانوسیالات 3o2fe-? در گلیسرول به عنوان تابعی از کسرحجمی، دما و نرخ برشی اندازه گیری شد. نتایج نشان می دهد که نانوسیالات 3o2fe-? در گلیسرول، سیالاتی غیرنیوتنی با رفتار رقیق شدن برشی هستند و رفتار رقیق شدن برشی در کسرهای حجمی بزرگتر و دماهای پایین تر مشهودتر است. ویسکوزیته ی نانوسیالات به طور قابل ملاحظه ای با افزایش دما کاهش یافته و با افزایش کسرحجمی نانو ذرات افزایش می یابد. رفتار رئولوژیکی نانوسیالات 3o2fe-? در گلیسرول را نمی توان با مدل های انیشتن، برینکمن و بچلور توصیف کرد، در حالی که وابستگی دمایی ویسکوزیته ی این نانوسیالات به خوبی با معادله ی vft توصیف می شود.

چکیده سنتز احتراقی در محلول روشی شناخته شده در جهان است. این روش به منظور تولید انواع نانو مواد اکسیدی و فلزی به کار می رود. در این روش از نیترات فلزات به عنوان اکسیدکننده و از موادی همچون اوره، گلایسین، کربوهیدرازاید و غیره به عنوان عامل احیا ( سوخت) استفاده می شود. در این روش بر اثر واکنش های اکسایش- احیایی که در محیط آبی بین نیترات ها و سوخت انجام می شود، محصول نهایی بوجود می آید. در این پروژه از نیترات های مس و آلومینیوم به عنوان اکسیدکننده و از اوره به عنوان سوخت به منظور تولید نانوکامپوزیت مس- آلومینا استفاده شد. همچنین، از گرافیت به عنوان ماده کمکی برای جلوگیری از اکسیداسیون مس استفاده گردید. نسبت های مختلف سوخت به اکسید کننده از 9/0 الی 75/1 مورد آزمایش قرار گرفت. محصول سنتز توسط آزمایش های xrd، نمودار دما- زمان و میکروسکوپ های الکترونی sem و tem مورد بررسی قرار گرفت. درنهایت این آزمایش ها تولید موفق نانوکامپوزیت مس- آلومینا را در محلولی با نسبت سوخت به اکسیدکننده 5/1 و در حضور 25/0 مقدار استوکیومتری گرافیت تایید کرد.

در این تحقیق نانو پودر زیرکونیا – ایتریا (zro2-y2o3)( ysz) به عنوان یک سرامیک شناخته شده وبسیار پر کاربرد به روش سنتز احتراقی در محلول تهیه شد .اثر میزان سوخت و همچنین اثر مقدار درصد مولی ایتریا روی نوع فاز ،ریزساختار وخواص پودر حاصل مورد بررسی قرار گرفت. برای تولید ysz از نیترات زیرکونیوم و نیترات ایتریوم به عنوان مواد اولیه و همچنین اوره به عنوان سوخت استفاده شد که در آب مقطر دی یونیزه شده حل شدند و در دمای 350 درجه سانتیگراد حرارت دهی انجام شد. پس از انجام سنتز، پودر سفید رنگ ysz به دست آمد. پودر حاصل تحت ارزیابی xrd وeds قرار گرفت تا صحت نوع ماده و همچنین حالت کریستالی یا آمورف بودن آن آزموده شود. همچنین نمونه های تولید شده تحت ارزیابی توسط میکروسکوپ های الکترونی sem وtem نیز قرار گرفتند .در طول انجام آزمایشات برای تمام نمونه های تولیدی حرارت سنجی به کمک دستگاه data aqusation و ترموکوپل مخصوص نیز انجام شد تا دمای شروع واکنش سنتز (ti) و دمای شعله سنتز( tc) به دست آید. نتایج xrd بیانگر تولید نانو پودر ysz به صورت کریستالین و محلول جامد بود. و نشان داده شد که با اضافه شدن مقدار درصد مولی ایتریا نوع فاز زیرکونیا از منوکلینیک به تتراگونال و سپس مکعبی تغییر می کند. نتیجه کلی از ارزیابی اشعه ایکس نیز وابستگی نوع فاز زیرکونیا به میزان درصد مولی ایتریا به عنوان ماده پایدار ساز را نشان می دهد. همچنین طیف اشعه ایکس نشان داد که میزان سوخت نیز روی انجام واکنش و شدت پیک های حاصل اثر دارد. ارزیابی میکروسکوپی tem نشان داد که محصول تولیدی نانو پودری کریستالین می باشد، در حالیکه تصاویر sem نیز ثابت نمود که پودر نهایی بسیار متخلخل و به شکل فومی می باشد. j,

آلومینا (اکسید آلومینیوم) به عنوان کاتالیست، جاذب و ساینده در صنایع مختلفی به کار گرفته می شود. نظر به اینکه خواص فیزیکی و مکانیکی آلومینا در ابعاد نانو بهبود قابل توجهی می یابد، تولید و بهینه سازی روش های تولید این ماده از اهمیت ویژه ای برخوردار است. روش سنتز احتراقی یکی از روش های تولید پودرهای نانوبلور این ماده است که جایگزین خوبی برای روش های قدیمی و متداول فعلی است. در این پژوهش پودر نانوبلور اکسید آلومینیوم (al2o3) با استفاده از روش سنتز احتراقی محلول با به کارگیری اوره و گلیسین به عنوان سوخت، تهیه گردید. آنالیزهای پراش اشعه ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی، میکروسکوپ الکترونی عبوری، و گرماسنج تفاضلی روبشی، گرما وزن سنج روی محصولات صورت گرفت و معین شد که متوسط اندازه بلور های آلفا در محدوده 21 تا 50 نانومتر می باشد. عوامل موثر بر متوسط اندازه بلور ها بررسی شده و خواص فیزیکی و ترمودینامیکی آن ها مورد بررسی قرار گرفت. استفاده از ترکیب دو سوخت (اوره و گلیسین) به جای تنها یک سوخت، باعث بهبود خواص ساختاری و افزایش پایداری محصولات گردید. نتایج نشان می دهد بهترین نتیجه زمانی به دست می آید که نسبت مولی اوره به گلیسین 3 به 1 بوده و نسبت سوخت به نیترات آلومینیوم از نسبت استوکیومتری آن بیشتر باشد.

تغییر فرم های پلاستیک شدید از جمله فرآیندهایی می باشند که در چند دهه اخیر مورد توجه محققین واقع شده اند . در تغییر فرم های پلاستیک شدید کرنش اعمالی مقدار بالاتری نسبت به فرآیندهای معمولی تغییر شکل دارد که بسته به نوع تغییر فرم این مقدار متغیر می باشد. فرآیند اتصال نورد تجمعی از جمله فرآیندهای تغییر فرم پلاستیک شدید می باشد که برای حصول به ساختار فوق العاده ریز دانه از آن استفاده می شود و مبنای آن عملیات نورد است. در پژوهش حاضر کامپوزیت لایه ایal/cu تقویت شده با 5/2 درصد حجمی ذرات sic بااندازه نانو توسط فرآیند اتصال نورد تجمعی با اعمال 7 سیکل از فرآیند تولید شده است . نوارهای آلومینیوم و مس با ابعاد cm 6cm×12 برش خورده و پس از شستشو توسط محلول استون به منظور چربی زدایی، با بکاربردن سمباده سیمی دوار با قطر 2/0 برس کاری شدند. ساندویچ اولیه کار شامل دو لایه آلومینیوم با ضخامت 1 میلیمتر و یک لایه مس با ضخامت 4/0 میلیمتر و همچنین دو لایه پودر sic بود . در مرحله اول ساخت ساندویچ از کاهش درضخامت 60 درصد به منظور اتصال بهتر لایه ها استفاده گردید و سپس ورق ساندویچ حاصل از وسط به دوقسمت تقسیم شده و کار با اتصال مجدد لایه ها روی هم و با 50 درصد کاهش ضخامت ادامه پیدا کرد . این عمل تا 7 بار بر روی کامپوزیت مربوطه انجام پذیرفت . همچنین به منظور مقایسه ، فرآیند ساخت کامپوزیت al/cu نیز تا 7 سیکل فرآیند انجام شده است . پس از آن به منظور بررسی تغییرات ایجاد شده در لایه های آلومینیم و مس در نمونه های کامپوزیتی در سیکل های مختلف و چگونگی ایجاد پیوند بین لایه ها از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی استفاده شد. نتایج نشان دهنده ساخت کامپوزیتی با زمینه تقریبا یکنواخت از ذرات تقویت کننده در زمینه آلومینیومی بود . همچنین به منظور ارزیابی خواص مکانیکی کامپوزیت ها در سیکل های فرآیند از آزمون کشش و ریزسختی سنجی استفاده گردید. آزمایش لایه کنی نیز برای بررسی استحکام پیوند در شرایط مختلف تولیدی استفاده گردید. به علاوه آنالیز عنصری خطی eds برای بررسی نفوذ درهم اتم های آلومینیم و مس و تاثیر ذرات sic انجام شد . سطح شکست نمونه های کامپوزیتی و مواد خام نیز توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی به منظور ارزیابی مکانیزم شکست مورد بررسی واقع شد و نشان دهنده نوعی از شکست نرم برشی برای تمام نمونه ها بود. الگوهای پراش پرتو ایکس مربوط به نمونه های کامپوزیتی در سیکل های مختلف فرآیند arb توسط روش ریت-ولد rietveld) ) ، و با بکاربردن نرم افزار maud تحلیل شد. با استفاده از این تحلیل اندازه دانه فرعی برای تمام نمونه های مورد بررسی ، محاسبه گردید که نتایج نشان دهنده کاهش اندازه دانه فرعی با ادامه فرآیند به سمت آخرین سیکل فرآیند بود .

سنتز احتراقی یا سنتز خود پیش رونده دما بالا روش جدیدی برای تولید سرامیکهای پیشرفته، کاتالیست ها ترکیبات بین فلزی و مواد کامپوزیتی می باشد. هنگامی که مواد اولیه مشتعل می شوند به سبب گرمای آزاد شده واکنش، مواد اولیه خود به خود به محصولات تبدیل می شوند. روش های سنتی برای تولید سوپر آلیاژها و سرامیک ها احتیاج به کوره های دما بالا و صرف مدت زمان طولانی دارد، که همین باعث افزایش قیمت مجصول می شود. اما روش سنتز احتراقی به دلیل هزینه پایین،بازده انرژی بالا، قابلیت بهره وری زیاد و تغییر شکل در دماهای بالا برای تولید ذرات مناسب و ریز، توجه زیادی را به سوی خود جلب کرده است. مهمترین مزیت این روش تولید خود به خودی انرژی مورد نیاز برای فرایند و مصرف ناچیز انرژی می باشد. دی سیلیسید مولیبدن دارای خواص منحصربه فردی از قبیل مقاومت در برابر اکسیداسیون، دمای ذوب بالا (oc2030)، سختی نسبتاً بالا و هدایت الکتریکی و حرارتی بالا می باشد. مجموعه این خواص، این ماده را کاندید مناسبی برای کاربردهای ساختاری در دماهای بالا ساخته است. هدف از اجرای این پروژه، سنتز نانو بلورهای mosi2 به روش سنتز احتراقی با استفاده از مواد ارزان قیمت اکسیدی یعنی moo3 و sio2 است، که این کار با افزودن دو احیاء کننده متفاوت یعنی(al,c) و (mg) انجام پذیرفت، استفاده ازmg به عنوان احیاء کننده برای اولین بار در این پروژه مورد بحث قرار گرفت. سپس به بحث و بررسی پیرامون خواص ترمودینامیکی محصول تولید شده پرداخته شد. در این راستا، عملیات تجربی پروژه توسط دو نمونه مختلف انجام گرفت. مخلوط اول شامل moo3, sio2,al,c و مخلوط دوم شامل پودر های moo3, sio2 ,mg می باشد. سپس این مخلوط ها را توسط دستگاه آسیا سیاره ای بال میل کرده و بعد با دستگاه پرس تحت فشار bar 50 به قرص های کوچکی تبدیل شد. آنگاه درون ماکروویو قرار داده و با استفاده از امواج ماکروویو نمونه ها را محترق کرده و واکنشshs انجام شد. سپس برای شناسایی مورفولوژی و اندازه و ساختار محصول بدست آمده ازآنها (xrd), (tem ),(sem), گرفته شد. وبرای بررسی خواص ترمودینامیکی محصول از آنها (dsc) گرفته شد.

کامپوزیت های زمینه آلومینیمی تقویت شده با نانو ذرات al2o3 به دلیل وزن پایین، استحکام بالا و مقاومت سایشی عالیشان برای کاربردهای زیادی در صنایع هوافضا و اتوموبیل مورد توجه می باشند. این نوع از نانوکامپوزیت ها به طور گسترده ای به وسیله روش ریخته گری گردابی تولید می شوند؛ با این حال در این روش تر شوندگی ذرات تقویت کننده در مذاب زمینه ضعیف می باشد. در این تحقیق به منظور افزایش ترشوندگی ذرات تقویت کننده در مذاب آلیاژ آلومینیم a356، سطح ذرات al2o3 به روش پوشش دهی الکترولس با مس، نیکل و کبالت فعال شده است. سپس نمونه های نانو کامپوزیتی شامل درصدهای وزنی مختلف ذرات al2o3 به وسیله روش ریخته گری گردابی تولید شده اند. مورفولوژی ذرات پوشش داده شده، ترشوندگی و نحوه توزیع ذرات در زمینه و واکنش های شیمیایی در نمونه های نانو کامپوزیتی ریختگی با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) مجهز به طیف نمایی تفرق انرژی (eds)و میکروسکوپ الکترونی عبوری (tem) بررسی شده است. نتایح نشان می دهد که پوشش دهی ذرات تقویت کننده باعث می شوند که به طور قابل توجهی ترشوندگی ذرات تقویت کننده در مذاب زمینه بهبود می یابد، پیوند قوی تری در فصل مشترک زمینه/ تقویت کننده ایجاد می شود، جدایش تقویت کننده ها محدودتر شده و توزیع یکنواختی از نانو ذرات al2o3 در زمینه al مشاهده می شود. دانسیته، سختی، استحکام فشاری و خواص کششی این نانو کامپوزیت ها بررسی شد و مشاهده شده است که مقدار سختی، استحکام فشاری، استحکام کششی و داکتیلیتی نمونه های نانوکامپوزیتی وقتی نانو ذرات پوشش داده شده استفاده می شوند و درصد وزنی نانوذرات al2o3 افزایش یابد، بیشتر می شوند.

چکیده: کربن دارای ساختارهای مختلف با رفتار و پایداری حرارتی متفاوت بوده که بر روی نوع و دامنه کاربرد آن تأثیر می گذارد. از آنجائیکه سایش مکانیکی بطور وسیعی برای اصلاح ساختار یا سطح شیمیایی مواد کربنی استفاده می شود، لذا شناخت انواع ساختارهای تولید شده در حین آسیاکاری بسیار مهم می باشد.کربن به شکل های مختلفی چون کربن فعال،گرافیت، دوده و زغال چوب دارای ساختار و خصوصیات اولیه متفاوتی است لذا شروع آسیاکاری با هر کدام از این مواد و تغییر پارامترهای آسیاکاری از جمله نسبت گلوله به پودر می تواند منجر به تشکیل محصولاتی جدید و متفاوت گردد. هدف از انجام تحقیق حاضر بررسی تأثیر پارامترهای ذکر شده بر رفتار حرارتی و بلورینگی ساختارهای کربنی تشکیل شده حین آسیاکاری مکانیکی می باشد. بدین منظور کربن فعال و گرافیت بعنوان مواد اولیه توسط آسیای گلوله ای ماهواره ای بترتیب با نسبت های گلوله به پودر (20:1 و 40:1) و 40:1 و زمان های 48 تا 180ساعت و 24 تا 100ساعت تحت اتمسفر هوا آسیاکاری شدند. در پایان جهت بررسی تغییرات حاصله، پودرهای اولیه و آسیاکاری شده تحت آزمایشات میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem)، طیف سنج پراش اشعه ایکس (xrd)، آنالیز وزن سنجی حرارتی (tga) و طیف سنج جذب اتمی (aas) قرار گرفتند. نتایج بدست آمده نشان می دهد که ساختار گرافیت آسیاکاری شده خیلی به ساختار کربن فعال اولیه نزدیک می شود، ماده کربنی حاصله از هر دو ماده کربنی دارای ذرات کروی شکل بوده و اندازه ذرات حاصله از آسیاکاری کربن فعال ریزتر از گرافیت است، گرافیت از تحول فاز نانوکریستالین به آمورف در اتمسفر هوا حین آسیاکاری مکانیکی عبور می کند و ماده حاصله پس از 100 ساعت آسیاکاری گرافیت و کربن فعال به ترتیب دارای اندازه کریستالیت های 21 و 11آنگستروم می باشد و کربن فعال نسبت به گرافیت در همه مراحل فعال تر به سوختن بود ولی گرافیت تمایل بیشتری به فعال شدن نشان می داد.

نانولوله های کربنی با دارابودن خصوصیات ویژه ای چون هدایت حرارتی بسیار بالا، چگالی کم، پایداری شیمیایی بالا و سطح ویژه زیاد به عنوان یک ماده بسیار مناسب در ساخت نانوسیالات برای افزایش هدایت حرارتی سیالات معمول به کار می روند. پایداری به عنوان مهمترین عامل در تولید نانوسیالات بشمار می رود، زیرا ناپایداری نانولوله های کربنی در سیال سبب کاهش هدایت حرارتی می شود. برای پایداری نانولوله های کربنی در حلال های قطبی، لازم است تا سطح آبگریز آن ها توسط عوامل اصلاح کننده، به سطحی آبدوست تبدیل شود. در میان روش های موجود برای عامل دار نمودن سطح نانولوله ها، ایجاد گروه های حاوی اکسیژن از طریق اکسایش با اسید روشی مناسب برای بهبود پراکندگی در سیالات قطبی مانند آب است. در این تحقیق در ابتدا فرایند اسید شویی جهت بازنمودن دو سر انتهایی نانولوله کربنی و تشکیل گروه های کربوکسیل و هیدروکسیل بر روی سطح نانولوله های کربنی بکار گرفته شد. نتایج طیف سنجی مادون قرمز (ftir) نشان داد با استفاده از این روش گروه های عاملی بر روی سطح نانولوله های کربنی قرار گرفته اند. همچنین تصاویر میکروسکوپ الکترونی عبوری (tem) باز شدن سرهای نانولوله کربنی را نشان داد. در ادامه از نانولوله های کربنی به عنوان قالبی برای قرارگیری نانوذرات نقره استفاده شد. همچنین نانوذرات نقره (به علت هدایت حرارتی بالای آن) با دو روش تجزیه حرارتی و احیای شیمیایی بر روی سطح خارجی نانولوله کربنی آرایش یافتند. تصاویرtem حاکی از پر شدن و آرایش نانولوله های کربنی اسید شویی توسط نانوذرات نقره می باشد. سپس پایداری نانولوله های کربنی خام، اسید شویی و آرایش یافته با نقره در آب مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بررسی چشمی و طیف سنجی ماورابنفش- نور مرئی نشان داد که با انجام فرایند اسید شویی پایداری نانولوله کربنی نسبت به نانولوله کربنی خام افزایش یافته است. نتایج پتانسیل زتا نیز نشان داد که با آرایش نانولوله کربنی توسط روش احیای شیمیایی تعدادی از گروه های عاملی بر روی سطح نانولوله کربنی توسط نانوذرات نقره مصرف شده و در نتیجه میزان بار سطحی نسبت به نانولوله اسید شویی کمتر می باشد. کلمات کلیدی: اصلاح نانولوله کربنی، نانوذرات نقره، بررسی پایداری

mta (mineral trioxide aggregate) علی رغم خصوصیات کاربردی عالی , به علت زمان ستینگ طولانی و استحکام فشاری و خمشی نسبتاً پایین در کوتاه مدت , استفاده از آن مستلزم صرف وقت کلینیکی زیاد و محدود به نواحی کم تنش می باشد. سیمان پرتلند که با mta شباهت ساختاری دارد با افزودن ذرات نانو سیلیکا تغییرات فیزیکی و مکانیکی مناسبی پیدا کرده است. لذا هدف از این مطالعه بررسی نقش نانو ذرات سیلیکا بر برخی خواص مکانیکی mta می باشد. 36 عدد نمونه شامل mta خالص به عنوان گروه شاهد و mta مخلوط شده با نانو ذرات سیلیکا 8% و 10% به عنوان گروه آزمایش آماده گردید.تست ستینگ مشابه با دستگاه vicat توسط وزنه ی اعمال کننده ی بار و سیم ارتودنسی نافذ بر روی نمونه های شاهد و آزمایش انجام گرفت.استحکام فشاری در گروه 1 روزه و 7 روزه توسط دستگاه instron اندازه گیری شد.تست خمش 1 روزه نیز برای نمونه ها با این دستگاه انجام شد و نتایج برای هر نمونه ثبت گردید. کلیه ی داده های مربوط به قسمت های مختلف توسط نرم افزار spss 11.5 و به کمک تست های tukey , anovaو t-test مورد تجزیه و تحلیل آماری قرار گرفتند. (?=0.05) میانگین زمان ستینگ در گروه های حاوی نانوذرات سیلیکا به طور معناداری کمتر از گروه فاقد آن بوده (p=0.003<0.05)اما تفاوتی بین دو غلظت 8% و 10% به کار رفته مشاهده نشد.همچنین در تمامی گروه های آزمایش و شاهد و در بازه های زمانی در نظر گرفته شده ی 1 روز و 1 هفته پس از اختلاط , مقدار استحکام فشاری و استحکام خمشی با وجود اختلاف از نظر عددی در میانگین های به دست آمده، اختلاف معنی داری با یکدیگر نداشتند.(p>0.05) هر دو غلظت وزنی 8% و 10% نانو ذرات سیلیکا موجب کاهش زمان ستینگ mta گردیده اما تفاوتی از این نظر با همدیگر ندارند. صرف نظر از میزان نانو ذرات سیلیکای افزوده شده , در کوتاه مدت مقدار استحکام فشاری و استحکام خمشی mta افزایش می یابد که این مقدار در غلظت 8% بیشتر بوده ولی این تفاوت از نظر آماری معنی دار نیست.

عنصر کربن با آلوتروپ های مختلف دارای ساختار اتمی، رفتار و پایداری حرارتی مختلفی می باشد که بر روی نوع و دامنه ی کاربرد آنها تأثیر گذار است. آسیاکاری مکانیکی یکی از روش های مفید در اصلاح ساختار مواد کربنی است تا آنجا که تحقیقات زیادی در رابطه با تغییرات ساختاری کربن در طول آسیاکاری انجام شده است. علاوه بر این در سال های اخیر به طور گسترده از فرایند آسیاکاری مکانیکی در جهت تولید مواد نانو در حالت جامد استفاده شده است و این فرایند می تواند باعث انجام واکنش های خود پیش برنده مکانیکی در مخلوط پودریِ به شدت گرمازا شوند. همچنین نشان داده شده است که فرآیند آسیاکاری ِپرانرژی گرافیت یک قدم مهم در جهت هسته گذاریِ ساختارهایِ نانومتری کربن بوده و عملیات آنیلِ بعد از آن گامی ضروری در جهت رشد جوانه های شکل گرفته می باشد، از آنجایی که عملیات حرارتی بعدی بر روی گرافیت آسیاکاری شده نیازمند تجهیزات اضافی و در نتیجه صرف هزینه های بالایی می باشد هدف از این پژوهش حذف عملیات آنیل بعدی برای ماده ی کربنیِ آسیاکاری شده می باشد، به این معنی که در داخل محفظه ی آسیا کاری ماده کربنیِ در حال آسیاب شدن حرارت دهی می شود و رفتار حرارتی و تغییرات ساختاری و مورفولوژی آن مورد بررسی قرار می گیرد. بدین منظور برای حرارت دهی از واکنش معروف ترمیت ( ) استفاده شده است. آزمایشات در دو گروه مختلف که تفاوت آنها در نوع ماده کربنی اولیه استفاده شده است طراحی شده اند، در این رابطه دو نوع مختلف کربن شامل پودر گرافیت خالص و گرافیتی که از قبل 100 ساعت آسیا کاری شده با نسبت های وزنی مختلف به طور جداگانه به واکنش اگزوترم یاد شده اضافه شدند و مخلوط های بدست آمده ی نهایی برای زمان های مختلف در آسیای گلوله ای ماهواره ای با نسبت گلوله به پودر 40:1 آسیا کاری شدند. در پایان جهت بررسی تغییرات بوجود آمده پودر های آسیاکاری شده تحت آزمایش های آنالیز وزن سنجی حرارتی (tga)، پراش اشعه ی ایکس(xrd)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) و آنالیز طیف سنج توزیعی اشعه ی ایکس (eds) قرارگرفتند. نتایج بررسی ها نشان می دهد که گرمای آزاد شده از واکنش اگزوترم منجر به رخداد پدیده ی تبلور مجدد جزئی برای کسری از گرافیت آسیا کاری شده در داخل محفظه های آسیاب می شود به نحوی که ماده ی گرافیتی تبلور یافته از لحاظ رفتار شیمیایی و حرارتی مشابه با کربن فعال خواهد شد. ذرات نهایی دارای مورفولوژی کروی و متخلخلی می باشند که کاهش نسبت وزنی ماده ی کربنی اولیه، یکنواختی بیشتر در اندازه ی ذرات را نتیجه می دهد. همچنین به طور خاص در حالت استفاده از گرافیت آسیا کاری شده به عنوان ماده ی کربنی، پس از انجام واکنش اگزوترم اندازه کریستالیتیِ محاسبه شده از رابطه شرر برای آهن و آلومینای حاصله به 8/19 و 2/30 نانومتر خواهد رسید.

در تحقیق حاضر، تاثیر پوشش های نانو ساختاری بر رفتار تریبولوژیکی، مکانیکی و فیزیکی ادوات خاک ورز مورد پژوهش قرار گرفته است. در این راستا نانو ذره های 2sio و 3o2al با روش سل-ژل تولید شدند. با بررسی رفتار حرارتی ژل های سیلیکا و آلومینای تهیه شده توسط آزمون وزن سنجی حرارتی dta)-(tga، دمای بهینه برای تشکیل سیلیکا و آلومینا 400 درجه ی سانتی گراد به دست آمد. به منظور بررسی تحولات فازی و شناسایی پیوند های شیمیایی ایجاد شده در نانو اکسیدهای سرامیکی سنتز شده، به ترتیب از آنالیز پراش پرتو ایکس (xrd) و طیف سنجی مادون قرمز (ft-ir) استفاده شد. ریز ساختار و مورفولوژی پودرها توسط مطالعات میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) مورد بررسی قرار گرفت. هم چنین بررسی نتایج به دست آمده از آزمون npsa نشان داد که متوسط اندازه ی ذره ها برای دو نمونه سیلیکا و آلومینا به ترتیب 4/40 و 4/36 نانومتر می باشد. در نهایت بر مبنای مطالعات انجام شده مشخص شد که نانو ذره های سنتز شده دارای درجه خلوص بسیار بالایی هستند و نانو ذره های آلومینا به فرم آلوتروپی گاما (مکعبی) می باشند. مرحله بعدی این پژوهش، در ارتباط با ایجاد لایه ی نازک بر روی سطح فولادی با استفاده از سل های ساخته شده بود. جهت این کار از فولاد 45ck که در ساخت ادوات خاک ورز کاربرد گسترده ای دارد به عنوان فولاد زمینه استفاده شد و قبل از عملیات پوشش دهی به روش چرخشی (spin coating) سطوح نمونه های فولادی متالوگرافی گردید. مورفولوژی، ساختار سطح و زبری فولاد پوشش داده شده و فولاد بدون پوشش توسط تصاویر sem و afm مورد بررسی قرار گرفت. علاوه بر آن آزمایش هایی از قبیل سایش به روش میله ای بر روی دیسک در شرایط خشک، ضریب اصطکاک، میکروسختی و خمش نیز بر روی فولاد بدون پوشش و فولادهای پوشش داده شده با سیلیکا و آلومینا انجام گردید. بررسی نتایج آزمایش ها نشان داد که مقاومت سایشی و سختی فولادهای پوشش داده شده به طرز بارزی بیش تر از فولاد بدون پوشش است و هم چنین بررسی زبری و ضریب اصطکاک نشان داد که این دو پارامتر برای فولادهای پوشش دار بسیار کم تر از فولاد بدون پوشش است. به منظور بررسی رفتار ترشوندگی و کار چسبندگی از روش اندازه گیری زاویه تماس آب با سطح جامد استفاده شد. نتایج این آزمایش نشان داد که فولاد بدون پوشش دارای سطحی آب دوست بوده و فولادهای پوشش داده شده با سیلیکا و آلومینا آب گریز می باشند.

با توجه به مشکل کامپوزیت های زمینه فلزی تقویت شده با ذرات زیرمیکرون و نانو به علت توزیع و پراکندگی نامناسب که به دلیل نسبت سطح به حجم بالا و ترپذیری کم ذرات در مذاب است و به سادگی باعث آگلمراسیون و خوشه ای شدن ذرات می شود، در این پژوهش از فرایند شکل دهی ثانویه ای استفاده شد تا از این طریق با حصول به ریزساختارهایی با توزیع مناسب تر بتوان از ویژگی های منحصر به فرد کامپوزیت ها استفاده کرد. به این منظور نمونه های کامپوزیتی 3o2al-al با دو اندازه ذره تقویت کننده متفاوت (nm80 و µm3) به دو روش ریخته گری گردابی (sc) و نورد تجمعی (arb) ساخته شدند و پس از آن نمونه های ریخته گری تحت فرایند نورد با کاهش سطح مقطع های مختلف قرار گرفتند و در نهایت اثر فرایند نورد در حین ساخت نمونه های arb و پس از ساخت نمونه های sc از طریق بررسی های ریزساختاری و خواص مکانیکی در آزمون کشش، مورد بررسی قرار گرفت. نتایج این پژوهش اثر فرایند نورد بر توزیع مناسب تر ذرات ، حذف بیشتر عیوب در نمونه های اولیه ساخته شده و افزایش استحکام پیوند ذره با زمینه با افزایش میزان نورد، در هر دو روش را نشان داد. در فرایند sc نمونه های کامپوزیتی تقویت شده با ذرات نانو و میکرونی پس از 90% کاهش سطح مقطع و آنیل کامل، دارای خواص مکانیکی و ریزساختاری مطلوب تری نسبت به نمونه کامپوزیتی تقویت شده با ذرات ریز با همان شرایط شدند و در فرایند arb نمونه تقویت شده با ذرات میکرونی بعد از چهار سیکل به شرایط مطلوب رسید، در حالی که نمونه کامپوزیتی تقویت شده با ذرات نانو پس از شش سیکل نورد ریزساختار و خواص مکانیکی مطلوب تری را نسبت به سیکل های قبلی از خود نشان داد.

هدف اصلی این تحقیق، بررسی مکانیزم تغییرشکل فیلم های نانوکامپوزیت پایه پلی اتیلن تقویت شده با نانوذرات کربنات کلسیم در آزمون خراش بوده است. مواد اولیه ی مورد استفاده، پلی اتیلن با چگالی g/cm 3 937/0 و شاخص جریان مذاب g/10 min 2/4 و ذرات کربنات کلسیم رسوبی با ابعاد متوسط nm 70 بود. برای این منظور فیلم های پلی اتیلن خالص و نانوکامپوزیت با 5، 5/7 و 10 درصد وزنی نانوذرات کربنات کلسیم، به روش قالبگیری فشاری آماده شدند. آزمون خراش توسط فرورونده ای مخروطی شکل با زاویه ی مخروطی ?120 و شعاع نوک 5 میکرومتر، انجام شد. در این تحقیق تاثیر سه متغییر نیروی عمودی خراش، سرعت خراش و درصد فاز تقویت کننده، بر رفتار خراش فیلم پلی اتیلن، بررسی شد. ابعاد آسیب خراش و مکانیزم تغییرشکل خراش با استفاده از میکروسکوپ نوری و sem مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاکی از آن است که با افزایش درصد نانوذرات کربنات کلسیم به زمینه ی پلی اتیلن، پهنای خراش برای تمام نیروهای عمودی و سرعت های خراش، کاهش می یابد. حداکثر سختی خراش برای نمونه های حاوی 10 درصد وزنی کربنات کلسیم حاصل شد. مکانیزم خراش پلی اتیلن برای نیروهای عمودی خراش کوچک تر از n 25، از نوع آسیب شخم زدن نرم و خطوط ضعیف پدیده ی اتوکشی، می باشد. در حالی که برای نیروی n 25 ترک های سهمی متناوبی در سطح خراش آشکار شده و آسیب پولک ماهی، بوجود آمده است. تغییرشکل خراش برای نانوکامپوزیت حاوی 10 درصد وزنی کربنات کلسیم، در نیروهای کم تر از n 25 مشابه با پلیمر خالص است و در نیروی n 25، ترک های متناوب همچون پلی اتیلن خالص، در سطح خراش وجود دارد. البته با این تفاوت که شدت تغییرشکل مومسان، در سطح شیار خراش کامپوزیت بیشتر است و همچنین نواحی پاره شده، ترک های مویی و حفرات در سطح خراشیده شده، وجود دارد که همگی ناشی از جدایش در فصل مشترک نانوذرات - زمینه می باشند. با مقایسه ی ریزساختار پلی اتیلن و نانوکامپوزیت حاوی wt%10 کربنات کلسیم، با استفاده از tom و sem، تاثیر نانوذرات caco3 بر کاهش ابعاد اسفرولیت های پلی اتیلن مشاهده شد که ناشی از افزایش مکان های جوانه زنی در حضور این ذرات است.

در این تحقیق نقش نانو ذرات آلومینا بر رفتار خراش پلی متیل متاکریلات (pmma) مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور نمونه های استاندارد از نمونه های خالص پلی متیل متاکریلات و نانو کامپوزیتهای تقویت شده با درصدهای متفاوت وزنی آلومینا (15 ،10 ،5 ،0) توسط روش قالب گیری فشاری ساخته شدند. سپس آزمون خراش بر طبق استاندارد astm g171 در شرایط دمای محیط و سرعت های خراش 1،4 وmm/s 6 و تحت نیروهای خراشی10، 15 و n20 انجام شد. به منظور بررسی تاثیر مقدار مدول الاستیک بر مقاومت به خراش نمونه های خالص و نانوکامپوزیت، آزمون کشش نیز انجام شد و سطح شکست نمونه ها مورد بررسی قرار گرفت. آزمون کشش توسط دستگاه کشش مدل zwick z250، مطابق با استاندارد astm d638 انجام گرفت. سرعت حرکت فک دستگاه mm/min5 درنظر گرفته شد. برای بررسی و شناخت مکانیزم های خراش و شکست از میکروسکوپ الکترونی روبشی(sem) استفاده شد. همچنین به منظور محاسبه عرض خراش نمونه ها از نرم افزار آنالیز تصویر استفاده شد. نتایج آزمون خراش نشان می دهد که سه پارامتر (نیرو ، سرعت و درصد وزنی تقویت کننده ) روی رفتار خراش ماده تاثیر می گذارند. به طوریکه افزایش میزان نیروی خراش باعث افزایش پهنای خراش در نمونه های خالص و کامپوزیتی می شود در حالیکه با افزایش سرعت خراش این مقدار در تمام نمونه ها کاهش پیدا می کند. افزایش درصد وزنی نانوذرات آلومینا تا 10% باعث کاهش پهنای خراش شده است. نتایج ارزیابی میکروسکوپی سطح نمونه های خراش نشان می دهد با افزودن 5 درصد وزنی نانو آلومینا به pmma خالص، در نیروی خراشیn 10، مکانیزم غالب از مار(mar) به پولک ماهی ظاهری و در نیروهای بیشتر (15و n20) از ترکهای فصل مشترکی به کریز تغییر می یابد. همچنین در نمونه های با 10 و 15 درصد وزنی نانو آلومینا در نیروی خراشی n10، مکانیزم غالب، مار می باشد که با افزایش نیروی خراش(15و n20) به کریز تغییر می-یابد. نتایج آزمون کشش نشان می دهد افزایش درصد وزنی نانو آلومینا باعث افزایش مدول الاستیک شده در حالیکه استحکام شکست و درصد ازدیاد طول تا نقطه شکست را کاهش می دهد. ارزیابی میکروسکوپی از سطح شکست نمونه ها نیز نشان می دهد با افزایش بیشتر، درصد وزنی نانو آلومینا میزان گرانولهای pmma که از زمینه پلیمری جدا می شوند افزایش یافته و در نتیجه شبه حفرات بیشتری تشکیل می شوند.

مس از جمله فلزاتی است که به دلیل برخورداری از هدایت الکتریکی و حرارتی بالا به طور فراوان مورد استفاده قرار می گیرد. از مهم ترین عوامل محدود کننده این فلز ارزشمند خواص مکانیکی پایین این فلز در سطح آن، مانند مقاومت به سایش و سختی آن می باشد. یکی از مهم ترین روش ها برای حفظ خواص ذاتی مس و بهبود خواص مکانیکی سطحی آن استفاده از پوشش های نانوکامپوزیتی می باشد. در این تحقیق برای اولین بار از سنتز احتراقی در محلول برای تولید این پوشش ها استفاده شد. سنتز احتراقی در محلول روشی شناخته شده برای تولید انواع نانو مواد می باشد که با استفاده از واکنش های اکسایش-کاهش در محلول آبی بین نیترات ها و سوخت انجام می شود. در این پژوهش از نیترات مس و آلومینیوم به عنوان اکسید کننده، از اوره به‎ عنوان سوخت و از گرافیت به عنوان ماده ای برای جلوگیری از اکسیداسیون مس استفاده گردید. پس از بررسی خواص سایشی در نسبت های مختلف فاز تقویت کننده آلومینا، 25 درصد وزنی به عنوان بهینه ترین نسبت شناسایی شد و در نسبت بالا اثر میزان نسبت سوخت به اکسید کننده از 9/0 تا 2 مورد مطالعه قرار گرفت. پوشش بدست آمده توسط آزمایش های xrd، نمودار دما-زمان، میکروسکوپ های الکترونی sem و tem، سختی سنجی، سایش و ضخامت سنجی مورد بررسی قرار گرفت. پوشش بدست آمده توسط سنتز احتراقی در محلول در 25% وزنی آلومینا و نسبت سوخت به اکسید کننده 25/1 سبب افزایش سختی از 98 برینل از حالت بدون پوشش به 287 برینل، نسبت به نمونه پوشش داده شده می شود. نرخ سایش نیز از 12/0 از حالت بدون پوشش به 04/0 نسبت به نمونه با همین نسبت سوخت به اکسید کننده، 25/1، کاهش یافته است.ضخامت بدست آمده به کمک جریان گردابی مقدار 8 میکرومتر را برای نمونه پوشش داده شده با نسبت سوخت به اکسید کننده 5/1 و استفاده از مقدار 25% میزان استوکیومتری گرافیت را نشان می دهد.

هدف از این پژوهش، تولید فوم های نانوکامپوزیتی با نانوذرات تقویت کننده اکسید سیلیسیم (sio2) و بررسی ساختار و خواص فوم های تولید شده می باشد. در این راستا با استفاده از امواج مافوق صوت، نانوکامپوزیت های زمینه آلومینیمی با نانوذرات تقویت کننده اکسید سیلیسیم تهیه گردید. فوم های نانوکامپوزیتی با به کارگیری درصدهای وزنی مختلف نانوذرات سرامیکی اکسید سیلیسیم (0، 25/0، 5/0، 75/0 و 0/1 درصد وزنی) و با استفاده از پودرهای هیدرید تیتانیم خالص و پیش عملیات حرارتی شده در محیط هوا، تولید شدند. سپس بررسی های مربوط به اندازه گیری قطر سلول، ضخامت دیواره سلول و مساحت منطقه پلاتو، با استفاده از نرم افزارهای آنالیز تصویر mip و اتوکد انجام گرفت و در پایان نمونه ها تحت آزمون فشار قرار گرفتند. نتایج حاصل از بررسی های ساختاری نشان دادند که استفاده از پودرهای هیدرید تیتانیم پیش عملیات حرارتی شده در محیط هوا، باعث کاهش اندازه سلول ها می شود و با کاهش 8/1 برابری ضخامت دیواره سلول ها، مساحت منطقه پلاتو 8/3 برابر افزایش می یابد. نتایج آزمون فشار فوم های نانوکامپوزیتی تولید شده، نشان داد با افزایش چگالی نسبی از 06/0 به 16/0، تنش شروع منطقه پایا 8/11 برابر و قابلیت جذب انرژی 7/9 برابر افزایش می یابد.

در این تحقیق به بررسی میزان تاثیر فرآیند اصلاح سطح ذرات نانو الماس روی افزایش یکنواختی توزیع آن ها در پوشش های پلیمری به منظور بالا بردن مقاومت به خراش پرداخته شد. بدین منظور از ذرات نانو الماس انفجاری با ابعاد 4-6 نانومتر و الیل آمین به عنوان عامل فعال سطحی استفاده گردید. زمینه پلیمری انتخاب شده در این تحقیق یک پلیمر پایه اکریلیک بود که در صنعت خودروسازی به کلیر مشهور می باشد. در اولین مرحله، نمونه هایی حاوی 5/0، 1 و 5/1 درصد وزنی از پودرهای نانو الماس خالص و بدون اصلاح سطحی و نیز نانو الماس های اصلاح سطحی شده به کمک عامل فعال سطحی الیل آمین تولید شدند. سپس جهت بررسی خواص نانو ذرات قبل و بعد از اصلاح سطحی از آزمون های آنالیز حرارتی وزنی(tga) و طیف سنجی مادون قرمز (ftir) استفاده شد و نیز با استفاده از آزمون تعیین متوسط اندازه ذرات (particle size)، اندازه ذرات مورد بررسی قرار گرفت. مرحله بعد شامل پراکنده سازی ذرات آماده شده در زمینه پلیمری با استفاده از دستگاه حمام فرا صوت به مدت 90 دقیقه بود. در خصوص این نمونه ها دو سری بررسی انجام شد. سری اول آزمایش ها به منظور ارزیابی توزیع یکنواخت ذرات در محیط پلیمری بود. سری دوم بررسی ها بعد از پاشش کلیر حاوی ذرات روی ورقه های فولادی و پخت آن انجام شد که شامل تست خراش و تست های صنعتی غوطه وری، براقیت، سختی مداد روی نمونه ها بود. بررسی های انجام شده و تصاویر گرفته شده به کمک میکروسکوپ تونلی روبشی (stm) نشان دادند که ذرات نانو الماس اصلاح سطحی شده به کمک عامل فعال سطحی الیل آمین دارای توزیع یکنواخت و بدون آگلومراسیون در درون زمینه پلیمری می باشند. همچنین نتایج نشان دادند که انجام این فرآیند اصلاح سطح موجب بهبود مقاومت به خراش زمینه پلیمری می شود.

در تحقیق حاضر برای اولین بار، با استفاده ار میکروذرات sic با ابعاد mµ20 کامپوزیت cu/sic به روش اتصال نوردی تجمعی ساخته شد. در این تحقیق ابتدا دو ورق مس پس از چربی زدایی برس کاری شده و ذرات sic در درصدهای مختلف بین 4/0 – 1/0 بین انها توزیع گردید و تحت کاهش ضخامت ?50 نورد گردید. این سیکل تا 5 پاس تکرار شد و خواص مکانیکی و ریزساختار نمونه ها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از آزمایش کشش تک محوری حاکی از بهبود استحکام نهایی نمونه ها با اضافه شدن ذرات sic می باشد. به طوریکه در سیکل پنجم از فرایند arb استحکام کششی در نمونه 1/0 درصد وزنی از 371 مگاپاسکال به 393 مگاپاسکال در نمونه 4/0 درصد وزنی از ذرات sic رسید. همچنین با افزایش تعداد سیکل فرایند، در یک درصد وزنی ثابت از ذرات تقویت کننده استحکام بهبود یافت. به طوریکه در 2/0 درصد وزنی از ذرات sic استحکام از 319 مگاپاسکال در سیکل دوم به 347 مگاپاسکال در سیکل سوم از فرایند arb رسید. آزمایش میکروسختی با نتایج آزمایش کشش همخوانی مناسبی داشت به طوریکه با افزایش تعداد مراحل arb در یک درصد وزنی ثابت از ذرات sic ریزسختی ازvhn 116 به vhn132 در3/0درصد وزنی از پودر sic رسید. همچنین ریزسختی با افزایش میزان پودر sic افزایش یافت. واژه های کلیدی: اتصال نوردی تجمعی، پودر sic، کامپوزیت های زمینه فلزی، خواص مکانیکی، مقاومت به سایش، ریز سختی.

حفاظت سازه های در معرض دمای بالا از اهمیت ویژه ای برخوردارند. پوشش های مقاوم به دمای بالا، بنا به پتانسیل کاربردهای که دارند (توربین ها، موتورها، سفینه ها،.... غیره) نقش مهمی را ایفا می کنند. رنگ های سرامیکی که در این دسته از پوشش ها قرار دارند، بدلیل اقتصادی و موثر بودن، کاربرد فراوانی دارند. برای تهیه رنگ های سرامیکی مقاوم به دمای بالا، به اتصال دهنده های غیرآلی نیاز است؛ رنگهای سرامیکی معمولا بر پایه سرامیک های دیر گدازی مثل نیترید برم یا کاربید سیلیسیم و غیره می باشد. در این تحقیق از ترکیبی از دو اندازه دانه کاربید سیلیسیم با نسبت نانو/میکرون (0% نانو-100% میکرون ، 30% نانو-70% میکرون ،50% نانو-50% میکرون، 70% نانو-30% میکرون، 100% نانو-0% میکرون) بعنوان پرکننده اصلی استفاده شده است و متاکائولین و آب و هیدروکسید سدیم/سیلیکات سدیم (فعال کننده)، بعنوان اتصال دهنده غیرآلی بکار رفته است. بعد از مخلوط کردن مواد توسط روش اولتراسونیک و اتریشن بطور همزمان بمدت 3 ساعت و اعمال توسط قلم مو روی سطوح فولاد کربنی و سوپرآلیاژ و عملیات حرارتی، نمونه ها جهت تشخیص یکنواختی مورفولوژی سطح، تحت ارزیابی میکروسکوپی قرار گرفته اند؛ مشاهده شد که با افزایش درصد نانو کاربید سیلیسیم تخلخل کمتر و یکنواختی بیشتر شده است. آزمایش الکتروشیمیایی انجام شده روی نمونه ها نشان داد که با افزایش درصد نانو کاربید سیلیسیم مقاومت به خوردگی بیشتر و جریان خوردگی کمتر می شود. آزمون سایش هم برای تمامی نمونه ها انجام شد و مکانیزم سایش برای تمام نمونه ها از نوع سایشی تعیین گشت. آزمایش اسپری نمک نیز نشان داد که تمام نمونه ها بعد از 500 ساعت غوطه وری در آب و نمک همچنان مقاوم به خوردگی بودند. آزمون چسبندگی نیز برای تمامی نمونه ها بالاترین درجه چسبندگی را نشان داده است. در کل با افزایش نانو کاربید سیلیسیم خواص بهتری نتیجه می شود.

کامپوزیت‏های پلیمری بطور همگام با فلزات، می‏توانند برای ساخت کاشتنی‏های ارتوپدی مانند ساخت مفاصل مصنوعی، صفحات ثابت‏کننده شکستگی‏های استخوان و یا پروتزهای زانو، مورد استفاده قرار گیرند. پلی متیل متاکریلات (pmma) پلیمر بسیار پرمصرفی است که به عنوان سمنت استخوانی و برای ثابت نگه داشتن ایمپلنت‏های ارتوپدی به اسکلت به کار گرفته می‏شود. به علت محدود بودن خواص مکانیکی آن و ضعیف بودن سازگاری آن با استخوان، تحقیقات متعددی بر روی کامپوزیت زمینه pmma تقویت شده با هیدروکسی آپاتیت (ha) که یکی از متداول‏ترین کامپوزیت‏های مورد استفاده در کرانیوپلاستی می‏باشد، صورت گرفته است. در تحقیق حاضر برای بررسی خواص مکانیکی و حرارتی کامپوزیت زیست سازگار pmma/ha، نمونه های کامپوزیتی با درصد های وزنی0، 5، 10 و 15 ازha تهیه شد. برای تهیه این کامپوزیت‏ها از ha بدست آمده از روش خاکستر استخوان، که در تحقیقات گذشته کمتر مورد توجه قرار گرفته بود، استفاده شد. برای بررسی اثر ha حاضر بر روی خواص مکانیکی، روند تغییر شکل و مکانیزم شکست و همچنین رفتارهای حرارتی pmma، آزمون‏ : کشش با نرخ کرنش‏های متفاوت، ارزیابی میکروسکوپی با استفاده از میکروسکوپ نوری و الکترونی(sem ) و ارزیابی حرارتی با استفاده ازtga و dsc بر روی نمونه‏ها انجام شد. نتایج بدست آمده نشان داد که افزودن ha به پلیمر مذکور و همچنین افزایش درصد وزنی آن، باعث کاهش استحکام کششی، کاهش مدول کششی و کاهش در میزان چقرمگی در نمونه‏ها شد. افزایش درصد ha همچنین باعث افزایش حساسیت نمونه‏ها به نرخ کرنش شد. مقدار انرژی فعال‏سازی (?h) لازم جهت نوسان زنجیره‏ها و همچنین حجم فعال زنجیره‏ها (v*) در آزمون کشش، با افزایش در صد وزنی ha کاهش یافت. مکانیزم شکست pmma در آزمون کشش کریزینگ بود که کامپوزیت کردن این پلیمر با ha و همچنین افزودن درصد وزنی ha باعث کم شدن چگالی کریزها و متمرکز شدن آنها در اطراف ذرات ha شد اما در کل نوع مکانیزم شکست را تغییر نداد. افزودن ha به pmmaهمچنین باعث افزایش مقاومت حرارتی و افزایش دمای شروع تخریب در pmma شد.

فوم های آلومینیومی به دلیل خواص منحصربفردی هم چون استحکام ویژه ی بالا، مدول کشسان ویژه ی بالا و ظرفیت بالا برای جذب انرژی، می تواند در گستره ی وسیعی از کاربردها جایگـزین سایر مـواد شوند. یکی از مهم ترین و اثـربخش ترین راه های استحکام بخشی فـوم های فلزی، کامپوزیت سازی آن ها با ذرات تقویت کننده، با مدول کشسان بالا مانند ذرات سرامیکی می باشد. فوم al/sic به طور وسیعی در صنایع هوافضا و خودروسازی به عنوان عایق حرارتی استفاده می شود. در این پژوهش، نقش ذرات کاربید سیلیسیم (sic) بر خواص مکانیکی و ریزساختار فوم آلومینیومی مورد بررسی قرار گرفته است. به این منظور فوم کامپوزیتی سلول بسته al/sic با درصدهای مختلف (5/2، 5 و 10 درصد حجمی) به روش ذوبی تهیه گردید. ارزیابی های میکروسکوپی با کمک میکروسکوپ نوری به منظور بررسی مورفولوژی حفرات و ساختار سلولی فوم ها انجام گرفت. همچنین آزمون های خمش سه نقطه ای و فشارتک محوری، روی نمونه های استاندارد انجام شدند. جهت بررسی سازوکارهای جذب انرژی در این نمونه ها، ترک خمشی ایجاد شده با میکروسکوپ نوری و الکترونی روبشی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج ارزیابی های میکروسکوپی نشان دادند که با افزایش درصد ذرات sicاندازه سلول کاهش، ضخامت دیواره سلول ها افزایش ومساحت منطقه پلاتو کاهش یافته است. نتایج آزمون خمش و فشار نشان دادند که استحکام این فوم ها با افزایش درصد حجمی ذرات sic به طور پیوسته افزایش نمی یابد و یک مقدار بهینه دارد که sic5% است. همچنین با افزایش نرخ کرنش استحکام خمشی و فشاری افزایش، اما کرنش شروع رشد ترک و کرنش چگالش کاهش یافتند. سازوکارهای انحراف ترک، شکل گیری ریزترک، شکل گیری حفره اطراف ترک، تکرار تشکیل حفرات، شاخه ای شدن ترک، توقف ترک و شروع مجدد آن در مسیر رشد ترک خمشی دیده شدند.

آلیاژهای قلع در شرایط کاری دمای نسبی بالا و تحت شرایط خستگی ترمومکانیکی استفاده می شوند و در نتیجه نقش مهمی را در اتصالات رسانا دارند. لحیم های از جنس مواد مرکب بدلیل بهبود شرایط کاری و نقش آنها در صنایع الکترونیکی توسعه یافته اند، تقویت کننده های در ابعاد نانو برای تأثیر بالایی که در بهبود استحکام دارند با توجه به پراکندگی آنها در مرزدانه و محدود کردن لغزش مرزدانه استفاده می شوند. اخیراً، استفاده از ذرات نانو تقویت کننده در تولید آلیاژ پایه قلع در صنایع بسته بندی الکترونیکی توسعه یافته است. در این تحقیق ماده مرکب با زمینه قلع و ترکیب sn-zn (آلیاژ یوتکتیک) تقویت شده با نانو ذرات sic به روش ریخته گری و اختلاط مکانیکی تولید گردید، سپس تأثیر ذرات تقویت کننده بر روی سختی، استحکام، دمای ذوب و چقرمگی مواد مطالعه شد. بدین طریق که نانو کامپوزیت sn/sic و sn-zn/sicبا درصد های مختلف sic (05/0، 1/0، 15/0 و 2/0 درصد وزنی) تولید و نمونه های استاندارد کشش تهیه گردیدند. آزمون کشش با نرخ کرنشs-1 002/0 و سختی سنجی (ویکرز) بر روی کلیه نمونه ها انجام پذیرفت. به منظور تعیین نقش نانو ذرات بر روی رفتار حرارتی قلع و آلیاژ یوتکتیک sn-znآزمون آنالیز اختلاف حرارتی انجام گرفت. نتایج آزمون کشش بیانگر بهبود خواص مکانیکی از جمله استحکام کششی، تنش تسلیم و مدول یانگ sn و sn-zn در حضور نانو ذرات sic می باشد. افزودن نانو ذرات در ابتدا استحکام را بهبود بخشیده و در درصد های بالاتر نانو ذره، باعث کاهش استحکام ماده مرکب خواهد شد. ریز ساختار ماده مرکب به کمک میکروسکوپهای نوری و الکترونی روبشی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته و نتایج با تحقیقات سایر محققان مقایسه شده است. در ادامه نمونه های خمش سه نقطه ای برای آزمون چقرمگی شکست انتگرالj آماده شده و مقادیر آن با توجه به محاسبات بدست آمده است. این مقادیر با افزایش درصد نانو ذرات افزایش می یابند.

امروزه تفنگ الکترونی های الکترونی به دلیل گسترش زمینه های کاربردی آنها، از اهمیت خاصی برخورداراند. پرتو الکترونی در تفنگ های الکترونی تنها به واسطه وجود کاتد تولید کننده الکترون ایجاد می شود. در این پژوهش دو هدف ساخت کاتد اکسیدی با بهره گیری از فناوری نانو و عیب یابی از کاتدهای موجود دنبال می شود. به منظور ساخت کاتدهای اکسیدی با بهره گیری از فناوری نانو، ابتدا نانو ذرات (basrca)co3 با نسبت تعیین شده به روش سل- ژل احتراقی تولید شد. بررسی های فازی و همچنین تعیین اندازه بلورها به کمک آنالیز پراش اشعه ایکس (xrd) انجام گرفت که نتایج نشان دهنده تشکیل بلورهایی با متوسط اندازه nm56 است. تصاویر sem پودر ها قبل از فرآیند احتراق نشان دهنده یک فاز پیوسته است. بعد از فرآیند احتراق نیز از پودر ها تصاویر sem تهیه شد که نشان دهنده تولید پودرهای با اندازه دانه زیر nm200 و ترکیب یکنواخت در مقیاس نانو است. بررسی چگالی جریان گسیل الکترون از سطح کاتد اکسیدی تولید شده با استفاده از تفنگ الکترونی نشان داد که این کاتد جریان a4/1 را در ولتاژ شتاب دهنده kv10 ایجاد می کند. روش تولید آسان تر پودر و یکنواختی پودر ها در مقیاس نانویی و گسیل دهی بالاتر کاتد تولید شده با پودر های نانویی، از جمله مزیت های استفاده از نانوذرات مواد گسیل دهنده به جای مواد گسیل دهنده معمول است. همچنین در قسمت دوم این پژوهش به منظور ارزیابی کاتدهای اکسیدی تولید شده در ایران و آنالیز تخریب آنها آزمایش هایی بر روی قسمت های مختلف کاتد انجام گرفت و فرایند تولید مورد بررسی قرار داده شد. نتایج نشان داد که، پایه نیکلی مورد استفاده از لحاظ عناصر فعال کننده موجود با استاندارها مطابقت ندارد. از طرفی پودر کربنات سه گانه مورد استفاده از لحاظ استوکیومتری با استاندارد ها متفاوت است. این عوامل از جمله عوامل اصلی در عدم یکنواختی جریان گسیل الکترون از سطح کاتدهای اکسیدی تولید شده در ایران است.

اثر دما بر روی رفتارمکانیکی و ریز ساختار آلیاژ آلومینیوم 6061 پس از اعمال 70% کاهش در سطح مقطع با نورد در دمای فوق سرد (cr)، نورد در دمای محیط (rtr) و50% کاهش در سطح مقطع در دمای فوق سرد به همراه 20% کاهش در سطح مقطع با نورد در دمای گرم (cr+wr) با استفاده از آزمون های سختی سنجی، کشش، خمش سه نقطه ایی و ارزیابی میکروسکوپی روبشی مورد مطالعه قرار گرفت.در نمونه های rtr و cr+wr یک میزان بهبود در استحکام تسلیم(mpa 304) و انعطاف پذیری (5%) به نسبت نمونه های cr که درای استحکام تسلیم(mpa 304) و انعطاف پذیری (%5/4) بود، مشاهده گردید. که این موضوع ممکن است به خاطر وقوع پدیده های بازیابی دینامیکی ، رسوب گذاری دینامیکی و رسوب سختی باشد. اعمال عملیات پیر سازی بر روی نمونه های نورد شده (در دمای 125) به دلیل وقوع پدیده ی رسوب سختی و مکانیزم درشت شدن دانه ها، باعث افزایش همزمان استحکام و انعطاف پذیری می گردد. به هر حال استحکام مشاهده شده در نمونه های cr+wr+pa بیشتر از دیگر نمونه ها بود. همچنین به منظور بررسی اثر دمای نورد بر روی چقرمگی شکست و میزان انحراف ترک، آزمون خمش سه نقطه ایی اعمال گردید. نتایج نشان داد که نمونه های cr درای بیشترین میزان چقرمگی شکست (mpa 7/34)و میزان انحراف ترک (mµ 943) بودند. در پیر سازی به دلیل افزایش همزمان استحکام و انعطاف پذیری، چقرمگی شکست نیز افزایش می یابد.

قلع جزء فلزات نرم است و تغییر فرم پلاستیک نوک ترک در این ماده گسترده می باشد. برای بدست آوردن چقرمگی شکست مواد نرم از روش های مکانیک شکست کشسان- مومسان استفاده می شود. روش های مرسوم برای بدست آوردن چقرمگی شکست مواد نرم مانند انتگرال j نیاز به ساخت نمونه هایی با ابعاد بزرگ دارد. یکی از روش های اندازه گیری چقرمگی شکست مواد نرم، روش کار ضروری شکست می باشد که نسبت به سایر روش ها مانند انتگرال j مزایایی چون آسان تر بودن روش آزمون و همچنین استفاده از نمونه هایی با ضخامت بسیار کمتر دارد. نمونه آلیاژی روی- قلع و نمونه های کامپوزیتی با اضافه کردن درصدهای مختلف وزنی نانو ذرات اکسید قلع به آلیاژ مورد نظر ( 1/0 ، 2/0 و 5/0 درصد وزنی)، تولید و در ابعاد مورد نظر برش زده شد و تحت آزمایش کشش قرار گرفت. با اندازه گیری سطح زیر نمودار نیرو- جابجایی ، کار ضروری شکست که عرض از مبدا این نمودار می باشد برای نمونه های مختلف تعیین گردید و با اندازه گیری شیب نمودار مقدار کار غیر ضروری شکست محاسبه شد. افزودن نانو ذرات اکسید قلع به زمینه آلیاژی قلع- روی باعث افزایش استحکام و کاهش تغییر فرم پلاستیک گردید. افزودن نانو ذرات اکسید قلع باعث افزایش کار ضروری شکست شد و کار غیر ضروری شکست را کاهش داد .

استفاده از فوم های فلزی در ده های اخیر بیشتر و بیشتر مورد توجه قرار گرفته است. این مواد علاوه بر داشتن دانسیته و وزن کم قابلیت جذب انرژی بالا دارند که برای استفاده در صنایعی چون خودرو سازی بسیار مناسب می باشد. مشکل عمده فوم های رایج ساختار غیر یکنواخت (سلول هایی با اندازه و ضخامت دیواره متفاوت و ....) می باشد که پیش بینی خواص آن ها را مشکل می سازد. فوم های کامپوزیتی نسل جدیدی از فوم های فلزی هستند که عیوب ساختاری فوق در آن ها برطرف شده است و خواص بهتری نسبت به فوم های معمولی دارند. در این پژوهش فوم کامپوزیتی زمینه آلومینیومی با استفاده از گلوله های توخالی فولاد ضد زنگ به روش ریخته گری گرانشی تولید شد و خواص مکانیکی و قابلیت جذب انرژی آن به وسیله آزمون فشار تک محوره، آزمون خمش و آزمون رهایش جسم شتاب دار مورد بررسی قرار گرفت. نتایج به دست آمده نشان می دهد که فوم تولید شده قابلیت جذب انرژی و استحکام بالاتری نسبت به فوم های معمولی داشته و همچنین نسبت استحکام به چگالی در فوم های تولید شده در مقایسه با فوم های معمولی بالاتر است. بررسی رشد ترک و سطح شکست و همچنین آزمون های سختی سنجی نشان می هد که یک فاز ترد بین فلزی در فصل مشترک زمینه و گلوله های توخالی وجود دارد که منجر به ترد شدن و شکست ماده در این ناحیه شده است، اما به طور کلی فوم کامپوزیتی تولید شده خواص مکانیکی و قابلیت جذب انرژی مناسبی را دارا می باشد.

چکیده بررسی رفتار حرارتی و مکانیکی نانو کامپوزیت پلی پروپیلن/خاک رس (pp/clay) تغییر شکل یافته به روش نورد محدود شده به کوشش زهرا باقری در این تحقیق، نورد محدود شده (constrained rolling) نانوکامپوزیت زمینه پلی پروپیلن تقویت شده با نانو ذرات خاک رس (pp/clay) مورد بررسی قرار گرفته است. در نورد محدود شده، غلتک ها طوری طراحی شده اند که دیواره جانبی غلتک پایینی باعث محدودیت عرضی می شود و غلتک بالایی مانند یک پلانگر نمونه را تغییر شکل می دهد. در این شرایط، نمونه در یک کانال، همزمان تحت فشار و کشش دچار تغییر شکل مومسان می گردد. این روش نوین مانع پدید آمدن حفره و عیوب ساختاری در نمونه می شود و در نتیجه ی آن، خواص مکانیکی و حرارتی بهبود می یابد. با استفاده از این روش، نوارهای نانوکامپوزیت زمینه pp، تقویت شده با درصد های متفاوت خاک رس (0، 3، 5 و10) تغییر شکل یافنه و رفتار مکانیکی و حرارتی آن ها توسط آزمون کشش، سختی، گرماسنج روبشی تفاضلی و آزمون مکانیکی دینامیکی و سطح شکست نمونه های کشیده شده توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) مورد ارزیابی قرار گرفت. وابسته بودن تنش تسلیم نمونه ها به نرخ کرنش های متفاوت ( 01/0، 03/0و 1/0) توسط معادله ایرینگ بررسی گردید. نتایج بدست آمده از آزمون کشش نشان داد که انعطاف پذیری نمونه pp خالص با انجام نورد محدود شده، از 32% به 80% افزایش یافته و با افزایش میزان خاک رس کاهش می یابد. همچنین قبل از نورد محدود شده با مقایسه تنش تسلیم pp خالص و pp/3%clay در نرخ کرنش 1/0، استحکام تسلیم به ترتیب از 64/24 به 51/25 و بعد از نورد محدود شده از 59/25 به 09/31 بهبود می یابد. در آزمون سختی شور، سختی نمونه های بعد از نورد افزایش یافته و میزان برگشت دینامیکی کاهش می یابد که مقدار سختی با افزایش میزان خاک رس و نرخ کرنش بیشتر شده اما برگشت دینامیکی کمتر می شود. با توجه به مدل ایرینگ، آنتالپی فعالسازی برای نمونه ppخالص با انجام نورد محدود شده از 07/62 به j/mol 7/35 کاهش نشان می دهد که با افزایش درصد خاک رس، افزایش می یابد. در آنالیز dscگرمای ذوب برای نمونه ppخالص از 94/57 به 25/43 افت کرده و با افزایش نرخ کرنش افزایش می یابد. همچنین درجه بلورینگی pp خالص از مقدار 99/27 قبل از نورد محدود شده به 89/20 بعد از نورد محدود شده کاهش می یابد. با انجام آنالیز dma، میرایش که نشان دهنده ی مقاومت ماده در برابر تغییر شکل می باشد، برای نمونه pp خالص از 0511/0 به 0581/0 تغییر کرده که با افزایش میزان خاک رس بیشتر می شود. همچنین دمای انتقال شیشه ای برای pp خالص قبل از نورد محدود شده 9/21- می باشد که با نورد محدود شده افزایش یافته و به 87/24- درجه سانتیگراد می رسد. این مقدار با افزایش میزان خاک رس کاهش می یابد. بنابراین با جمع بندی نتایج بدست آمده می توان گفت فرایند نورد محدود شده نسل جدیدی از روش های تغییر شکل مومسان مواد پلیمری می باشد که موجب بهبود خواص و کارایی ماده می گردد. کلمات کلیدی: نورد محدود شده، نانوکامپوزیتpp/clay ، رفتار مکانیکی و حرارتی، نرخ کرنش، معادله ایرینگ

قلب انسان به عنوان یک عضو حیاتی بدن مانند یک پمپ عمل می کند. یک پمپ عضلانی قوی که وظیفه دارد خون پر از اکسیژن را به تمام نقاط بدن برساند. دریچه های قلب به دلایل گوناگون ممکن است به خوبی کار نکنند و ضرورت تعویض دریچه و استفاده از دریچه های مصنوعی قلب را در پی داشته باشند. میزان لخته شدن خون و جذب میکروب بر روی سطح دریچه های مصنوعی قلب یکی از معضلاتی است که همواره جامعه پزشکی با آن مواجه است. برای حل این مشکل، ایجاد یک سطح آبگریز یا فوق آبگریز بر روی دریچه مصنوعی قلب پیشنهاد شد. در این پژوهش با استفاده از روش سل-ژل، سل نانوذرات سیلیکای اصلاح شده به صورت درجا، تولید شد و خاصیت آبگریزی آن بعد از پوشش دهی این ترکیب بر روی دریچه مصنوعی قلب، مورد بررسی قرار گرفت. اندازه زاویه تماس آب با سطح دریچه پوشش داده شده برابر 120 درجه است که نسبت به حالت اولیه حدودا 2 برابر شده، و چسبندگی پوشش بر روی دریچه با توجه به استاندارد astm d 3359، برابر 4b است. نتایج بدست آمده از میکروسکوپ نیروی اتمی، کاهش زبری سطح را نشان می دهد. نتایج حاصل از آنالیز طیف سنجی مادون قرمز با تبدیل فوریه و تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی بدست آمده از پوشش، تشکیل و توزیع یکنواخت نانوذرات کروی سیلیس و همچنین اصلاح سطح آنها به وسیله ترکیب سیلانی پرفلورو اکتیل تری اتوکسی سیلان را، به خوبی نشان می دهد.

لاستیک سیلیکون پلیمری مصنوعی با خصوصیات بی‏نظیری همچون زیست‏سازگاری می‏باشد که قابلیت استفاده در زمینه‏های مختلف از جمله پزشکی را ممکن می‏سازد. سال‏هاست که از این ماده در تولید ایمپلنت مفصل متاکارپوفالانژیال انگشت استفاده می‏شود. لاستیک سیلیکون با وجود این محاسن، دارای خواص مکانیکی ضعیفی می‏باشد که کاربرد آن را محدود می‏کند. به منظور بهبود خواص فیزیکی و مکانیکی لاستیک سیلیکون برای استفاده در مفصل انگشت، از تقویت‏کننده استفاده می‏شود. به همین منظور، در این تحقیق نانو ذرات سیلیکا و الیاف پلی پروپیلن با درصدهای وزنی متفاوت (0، 1و 2) به‏کار گرفته شدند و رفتار فیزیکی، مکانیکی و حرارتی آن‏ها توسط آزمون جذب آب، کشش، فشار، فشرده‏سازی و آزمون مکانیکی دینامیکی، اتصال تقویت‏کننده‏ها با زمینه توسط ftir و سطح شکست نمونه‏های کشیده شده توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) بررسی شد. به منظور بررسی اثر محیط بدن بر خواص کشش، فشار و فشرده‏سازی، تعدادی از نمونه‏ها پس از قرارگیری در محلول شبیه‏سازی بدن (sbf) مورد ارزیابی قرار گرفتند. علاوه بر این، ایمپلنت مفصل انگشت توسط نرم‏افزار آباکوس شبیه‏سازی شد تا رفتار کامپوزیت‏های تولیدی به عنوان ماده تولید‏کننده ایمپلنت مفصل انگشت بررسی شود. نتایج بدست آمده نشان می‏دهد که استحکام کششی لاستیک سیلیکون با افزودن نانو ذرات و الیاف تا %wt 2، از mpa 94/3 به 6/5 و mpa 91/6 و تنش فشاری در کرنش 5/0 با افزایش نانو ذرات و الیاف تا %wt 2، از 98/0 به 9/1 و mpa 37/2 افزایش یافته است. در نمونه هیبریدی با %wt 1 از الیاف و %wt 1 نانو ذرات، الیاف اثر مطلوبی بر خواص کامپوزیت می‏گذارد و استحکام کششی را از mpa 6/5 در کامپوزیت لاستیک سیلیکون-سیلیکا به 21/6 افزایش می‏دهد. میزان آب جذب شده با %wt 2 نانو ذرات سیلیکا و الیاف به ترتیب 44/1 و %06/1 بدست آمد. در کامپوزیت هیبریدی حضور الیاف با اثری سودمند جذب آب را به %36/1 کاهش داد. خواص مکانیکی از جمله استحکام کششی، پس از قرارگیری در محلول sbf به مقدار کمی حدود %6 کاهش یافت. حضور الیاف تاثیر خوبی در کاهش افت خواص نشان داد. نتایج آزمون دینامیکی مکانیکی و فشرده‏سازی نشان می‏دهد که با حضور تقویت‏کننده‏ها دمای شیشه‏ای لاستیک سیلیکون به مقدار جزئی حدود 5/4 درجه به دماهای بالاتر منتقل می‏شود و میرایش کم می‏شود. اما در محدوده دمایی وسیعی رفتار ویسکوالاستیک نمونه‏ها مستقل از دماست. نتایج شبیه‏سازی نشان می‏دهد که تنش‏های ایجادی در ناحیه لولایی وسط بیشتر از نقاط دیگر می‏باشد و این تنش با افزایش زاویه خمش یا کشش بیشتر می‏شود. در شرایط اعمال نیروی یکسان، تنش، کرنش، زاویه خمش و جابه‏جایی نمونه‏های با استحکام بیشتر، کمتر می‏باشد که این می‏تواند به افزایش عمر ایمپلنت کمک کند.

دندان همواره به عنوان یکی از مهمترین ارگان‏های بدن شناخته می‏شود؛ به طوریکه حفظ و حراست از آن به عنوان یک موضوع جدی همیشه مورد توجه قرار گرفته است. یکی از مشکلاتی که بشر امروز با آن روبروست، معضل پوسیدگی دندان می‏باشد که در اشکال مختلفی ظاهر می‏شوند. بدین ترتیب محققان در طول تاریخ تلاش کرده‏اند تا با استفاده از مواد مختلف به ترمیم نقص‏های به وجود آمده در دندان بپردازند که در این میان می‏توان به کامپوزیت دندانی اشاره کرد. یکی از موادی که در راستای ساخته کامپوزیت دندانی به کار گرفته می‏شود، مشتقات بیسفنول a می‏باشد که نقش زمینه را بازی می‏کند. این مواد پلیمری که اغلب توانایی پخت نوری را دارا هستند، می‏توانند به عنوان زمینه‏ای مناسب جهت ورود تقویت‏کننده‏های سرامیکی عمل کنند. در این تحقیق نیز تلاش شده است تا با استفاده از اضافه کردن نانوذرات اکسید تیتانیوم (با نسبت 0، 5/0 و 1 درصد وزنی) به یک کامپوزیت دندانی تجاری خواص فیزیکی و مکانیکی آن مورد مطالعه قرار گیرد که شامل طیف‏سنجی فروسرخ، آزمون‏های مکانیکی و آزمون حرارتی می‏شد. طیف‏سنجی فروسرخ حضور اکسید سیلیسیوم، اکسید تیتانیوم و همچنین پیوند مناسب آن را با زمینه تأیید کرد. بررسی‏های مکانیکی نشان داد که حضور نانوذرات اکسید تیتانیوم در کامپوزیت دندانی باعث افزایش استحکام کششی از 25 به 41 مگاپاسکال و استحکام شکست فشاری از 180 به 210 مگاپاسکال می‏شود. همچنین آزمون ضربه نشان داد که حضور نانوذرات اکسید تیتانیوم منجر به کاهش انرژی شکست از8.17 به 7.35 کیلوژول بر متر و در نتیجه تردتر شدن ساختار می‏شود که آزمون dma نیز این امر را تصدیق کرد. یکی از موارد دیگر که مورد بررسی قرار گرفت، تأثیر حرارت بر تخریب ساختار کامپوزیت با استفاده از آزمون حرارتی گراویمتری بود. این بررسی نشان داد که حضور نانوزذات اکسید تیتانیوم منجر به کاهش دمای تخریب می‏شوند و بازه‏ی تخریب را گسترده‏تر می‏کنند. در نهایت امر می‏توان نتیجه‏گیری کرد که حضور نانوذرات اکسید تیتانیوم به طور نسبی به بهبود خواص کامپوزیت دندانی کمک کرده است.

امروزه در جوامع پیشرفته، دیابت که ناشی از بروز اختلال در تولید هورمون توسط غدد درون ریز می باشد، یکی از عمده ترین عوامل ناتوانی، معلولیت و حتی مرگ انسان محسوب می گردد و تنها راه کاهش عوارض آن، کنترل مداوم میزان قند خون بیمار از طریق آزمایش خون می باشد. از این رو اهمیت ساخت الکترودهای مورد استفاده در تشخیص گلوکز با دقت و حساسیت بالا و همچنین قیمت ارزان آشکار می گردد. از این رو در این تحقیق اقدام به بررسب و ساخت الکترودهای نانو بیوحسگر غیر آنزیم دار گلوکز با حساسیت، قدرت تشخیص و انتخابگری بالا شده است. جهت ساخت الکترودها از گرافیت به عنوان بستر و از نانو ذرات اکسید مس به عنوان جزء تشخیص دهنده گلوکز استفاده شده است. همچنین برای افزایش قدرت تشخیص و انتخابگری الکترودها، نیاز به بهسازی و افزایش در سطح موثر بستر گرافیتی بود که برای این امر، سطح گرافیت توسط صفحات گرافن (در حدود 30 لایه) تزئین شده با نانوذرات اکسید آهن که در اثر میدان مغناطیسی هم جهت گردیده است بهسازی شده و نانو الیاف کامپوزیتی پلی آنیلین/گرافن به روش الکتروپلیمریزاسیون بر روی سطح گرافیتی بهسازی شده ایجاد گردید. جهت ایجاد نانو الیاف آنیلین در سطح الکترود گرافیتی، روش ها و همچنین محلول های مختلف الکتروپلیمریزاسیون مورد بررسی قرار گرفت که در نهایت نانو الیاف پلی آنیلین با کمترین قطر 67 نانومتر و مقاومت ویژه 3.4 ?.cm، به روش الکتروپلیمریزاسیون پتانسیل سیکلی در محدوده پتانسیل -0.2 - 1.0v و نرخ روبش پتانسیل 25mv.s-1 و در محلول اسیدی حاوی منومر آنیلین با ترکیب شیمیایی 0.05m aniline+0.75m hno3+0.25m h2so4 و در حضور میدان مغناطیسی به بزرگی 0.25t تولید گردید. نانو الیاف پلی آنیلین تولید شده، برای آنکه در ساخت الکترود نانو بیوحسگر گلوکز مورد استفاده قرار گیرد، می بایست به صورت خود دوپ شده در آمده تا در شرایط کاری الکترود با ph قلیایی، رسانایی الکتریکی و فعالیت الکتروشیمیایی خود را حفظ نماید. جهت ایجاد خاصیت خود دوپ شوندگی در آنیلین، از دو روش غوطه وری به مدت 30 دقیقه و دیگر اعمال پتانسیل سیکلی در محدوده -0.2 – 0.5v و با نرخ روبش 50mv.s-1 برای 5 سیکل و در محلول اسید سولفوریک 12 مولار استفاده شده است. ساخت پلی آنیلین با خاصیت خود دوپ شوندگی، در کنار افزایش میزان پایداری پلی آنیلین در محیط های قلیایی، موجب افزایش مقاومت ویژه پلی آنیلین تا میزان 9.6?.cm می گردد. از این رو جهت جبران کاهش در رسانایی ایجاد شده، اقدام به ساخت کامپوزیت پلی آنیلین-گرافن با مقاومت ویژه 1.2 ?.cm و با افزودن میزان 0.1 mg/ml گرافن با خصوصیت کمتر از 7 لایه به محلول الکتروپلیمریزاسیون معرفی شده و انجام الکتروپلیمریزاسیون به روش پتانسیل سیکلی و تحت میدان مغناطیسی مشابه قبل شده است. پس از انجام مقدمات کار، در نهایت دو نوع الکترود نانو بیوحسگر گلوکز به صورت بدون غشاء و با غشاء پلیمری از جنس نافیون ساخته شد. در الکترودهای نوع بدون غشاء از رسوب و سپس اکسیداسیون الکتروشیمیایی نانو ذرات مس در سطح الکترود گرافیتی و گرافیت/نانوالیاف پلی آنیلین استفاده شده است. الکترودهای با غشاء نافیون نیز به سه صورت گرافیت/ نانو ذرات اکسید مس/ نافیون، گرافیت/ نانوالیاف پلی آنیلین خود دوپ شده/ نانوذرات اکسید مس/ نافیون و نهایتاً گرافیت/ صفحات هم جهت گرافن-اکسید آهن/کامپوزیت نانوالیاف پلی آنیلین خود دوپ شده-گرافن/ نانوذرات اکسید مس/ نافیون ساخته شد. در میان الکترودهای نانو بیوحسگر گلوکز ساخته شده، به طور کلی الکترودهای حاوی نانوالیاف پلی آنیلین از محدوده رفتار خطی بالاتر و پتانسیل پیک گلوکوز پایین تری به نسبت الکترودهای با بستر گرافیتی برخوردارند. بهترین خصوصیات سنجش گلوکز مربوط به الکترود گرافیت/ صفحات هم جهت گرافن- اکسید آهن/ کامپوزیت نانوالیاف پلی آنیلین خود دوپ شده-گرافن/ نانوذرات اکسید مس/ نافیون با رفتار خطی از 1µm-7mm گلوکز، میزان حساسیت پاسخ به گلوکز معادل 86.5µa.mm-1.cm-2، حد تشخیص عملی در حدود 1µm و حد تشخیص تئوری در حدود 0.038µm می باشد. همچنین پتانسیل پیک مربوط به تشخیص گلوکز این الکترود در حدود 0.44v تعیین شده است.