هدف از این مطالعه، یافتن نانوذراتی با خواص مغناطیسی مطلوب در زمینه سرطان درمانی است. در این مطالعه با کمک روش شیمیایی همرسوبی نانو ذرات فریت کبالت همراه با افزودن سه عنصر کمیاب زمینی نئودیوم، یوروپیوم و گادولینیم (nd, eu, gd) سنتز گردید. با استفاده از مغناطش سنج ارتعاشی نمونه (vsm) به بررسی خواص مغناطیسی پرداخته شد، نتایج نشان داد افزودن gd مقدار میدان پسماند زدا (oe 914 hc = ) را بیش از ترکیبات دیگر افزایش می دهد، از طرفی کاهش مغناطش اشباع با افزودن این عنصر کمتر صورت می گیرد (emu/g 57ms= ). خواص ساختاری با استفاده از آنالیز پراش اشعه ایکس (xrd) و آنالیز طیف سنجی مادون قرمز (ftir) بررسی گردید، داده های حاصل از اشعه ایکس افزایش اندازه کریستالی توسط افزودن عناصر کمیاب زمینی را نشان دادند. با استفاده از میکروسکوپ الکترونی (tem) شکل و اندازه ذرات بررسی شد که اندازه ذرات بدست آمده از این تست نتایج اشعه ایکس را تأیید کردند (nm 22 برای فریت کبالت با افزودن گادولینیم). علاوه بر این برای تعیین ترکیب مناسب از نظر دمای کوری از الگوهای آنالیز حرارتی کالریمتری پیمایش دیفرانسیلی (dsc) کمک گرفته شد که نمودار های حاصل پیک کوچکی را در دمای مورد نظر نشان دادند، این نتایج به کمک روابط تجربی اثبات گردیدند. از بین ترکیب های مختلف نانوذرات فریت کبالت ، مشخص گردید که ترکیب co0.9gd0.1fe2o4 بهترین انتخاب جهت درمان سرطان به روش هایپرترمیا است. دلیل این امر می تواند مغناطش اشباع بالاتر و گرمای تولیدی و تلفات هیسترزیس بیشتر در این ترکیب باشد.

فریت بیسموت یکی از مواد شناخته شده در شاخه ی مولتی فروئیک ها است که دارای دو نظم مغناطیسی و فروالکتریکی می باشد. به دلیل حضور این دو نظم می توان کاربردهای فراوانی را برای این ماده نام برد که از آن جمله، تجهیزات و حافظه های مگنتوالکتریک قابل اشاره هستند. در این پژوهش اثر افزودن عنصر لانتانیوم و جانشینی آن بر موقعیت اتم های بیسموت در ساختار نانو ذرات فریت بیسموت مورد بررسی قرار گرفت. نانو بلورهای خالص و آلائیده شده با میزان های 10، 15 و 20 درصد مولی لانتانیوم به روش ساده و ارزان قیمت هم رسوبی تهیه شدند. ساختار و ریز ساختار پودرهای تولید شده به کمک الگوهای پراش اشعه ایکس(xrd)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (tem) ، تبدیل فوریه مادون قرمز (ftir) و دستگاه مشخصه یاب مغناطیسی (vsm) مورد ارزیابی قرار گرفت. تغییرات ثابت دی الکتریک و تانژانت تلفات توسط دستگاه القا توان مقاومتی ((lcrmeter و حلقه پسماند الکتریکی توسط مدار ساویر- تاور رسم گردید. مطالعات ساختاری نانو ذرات تولید شده نشان داد که افزودن لانتانیوم باعث بروز اعوجاج ساختاری شده و همچنین به حذف فازهای ثانویه نیز کمک می کند. افزودن لانتانیوم باعث بهبود خواص مغناطیسی نانو ذرات فریت بیسموت گردید، اصلی تری دلیل آن بر هم خوردن ساختار مارپیچی اسپین ها است. ثابت دی الکتریک با افزودن عنصر لانتانیوم در نمونه های تولیدی افزایش یافت که ناشی از حذف تهی جاهای اکسیژن و یون های آهن دو ظرفیتی می باشد. نتایج نشان داد که تف جوشی به روش ماکروویو تأثیر بسزایی بر خواص الکتریکی ماده ی مورد نظر داشته است که به علت چگالی بالا در نمونه های تف جوشی شده می باشد.

در این پژوهش، سلول های خورشیدی حساس شده با رنگینه بر پایه نانوذرات اکسید تیتانیم (tio2) ساخته و خواص فتوولتائیک آن بررسی شده است. برای به دست آوردن سلولی با بازده بالا باید ملاحظات زیادی لحاظ شود که از آن جمله بهبود خواص فتوولتائیک فتوآند می باشد. الکترود فتوآند یکی از اجزای مهم سلول خورشیدی حساس شده با رنگینه می باشد. ساخت فتوآند یکی از مراحل اصلی فرآیند ساخت این نوع سلول ها محسوب می گردد. تولید خمیر tio2 به گونه ای که فیلم حاصل از آن، ساختاری نانو متخلخل به همراه پیوستگی خوب بین ذرات داشته باشد و به سادگی بتوان آن را بر بستر اعمال کرد، حائز اهمیت می باشد. در این راستا، از روش پچینی به عنوان شاخه ای اصلاح شده از روش سل - ژل استفاده شده است. با استفاده از این روش یک سل ساخته شد که با اضافه کردن نانوذرات tio2 به سل مذکور، خمیر tio2 به دست آمد. خمیر تولید شده پس از عملیات حرارتی، دارای ساختاری نانو متخلخل، سطح ویژه با چسبندگی مناسب بین ذرات آن می باشد، سپس این ساختار نانو متخلخل، به روش تیغه دکتر(doctor blade) بر سطح شیشه شفاف رسانا اعمال شد و به عنوان فیلم فتوآند سلول خورشیدی حساس شده با رنگینه مورد استفاده قرار گرفت. برای بهبود خواص پوشش نانو متخلخل tio2 و دست یابی به سلول با بازده بالا نسبت مولی تیتانیم ایزوپروپوکسید(c12h28o4ti) به سیتریک اسید(c6h8o7) در فرمول ساخت سل، به عنوان پارامتری مهم و تاثیرگذار بر کیفیت محصول نهایی، را تغییر داده تا بهترین نسبت دست آمد. از رنگینه بر پایه فلز واسطه n719 (c58h86n8o8rus2) برای حساس کردن پوشش نانومتخلخل tio2 استفاده شد. تغییرات جریان بر حسب ولتاژ سلول، تحت تابش نور لامپ زنون اندازه گیری و ثبت شد و خواص فتوولتائیک آن به دست آمد و مشاهده شد که کاهش نسبت مولی تیتانیم ایزوپروپوکسید به سیتریک اسید با عنوان x، کاهش ویسکوزیته خمیر tio2 را به دنبال داشته که در نتیجه ی آن ترک های ایجاد شده در سطح فیلم کاهش یافته و منجر به بهبود خواص فتوولتائیک سلول شد. نتایج به دست آمده مناسب بودن روش پچینی برای ساخت الکترود فتوآند سلول خورشیدی حساس شده با رنگینه را نشان داد.

فریت کبالت با سختی و ناهمسانگردی مغناطیسی بالا، مغناطش اشباع قابل قبول و دمای کوری کنترل پذیر از جمله الکتروسرامیک های مطرح در حوزه ی مواد مغناطیسی و مگنتواپتیک است که در مغناطیس های دائم، حافظه های مغناطیسی، سیالات مغناطیسی مورد استفاده در پزشکی، کاتالیزورهای شیمیایی، مباحث مگنتوکالریک، مگنتواستریکشن و مگنتواپتیک کاربرد های در حال توسعه دارد. از این رو بررسی و بهینه سازی خواص ریزساختاری، مغناطیسی و مگنتواپتیک آن هدفی است که در این تحقیق دنبال شده است. ترکیب شیمیایی (نوع و مقدار عناصر موجود در ساختار) اولین عامل موثر و تعیین کننده در تغییر خواص است؛ بنابراین، تاثیر افزودن مقادیر اندکی (1 تا 10 درصد اتمی) از دو عنصر دیسپروسیم و هولمیم بر خواص ریزساختاری و مغناطیسی فریت بررسی شد و با توجه به تاثیر بهتر دیسپروسیم، خواص مگنتواپتیک فریت کبالت-دیسپروسیم نیز مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور چند ترکیب مشخص از نانو پودر فریت کبالت با اضافه کردن مقادیر مشخص عناصر دیسپروسیم و هولمیم با استفاده از روش شیمیایی همرسوبی سنتز شده و پس از مطالعه ی ریزساختار تحت اندازه-گیری ها و تحلیل های مغناطیسی قرار گرفتند. پس از آن اقدام به تهیه ی لایه نازک از نمونه ها به روش رسوبدهی با لیزر (pld) شده و خاصیت مگنتواپتیک کِر این لایه مورد اندازه گیری قرار گرفت. مشخص شد که اضافه کردن دیسپروسیم باعث رشد بیشتر دانه ها می شود. همچنین حرکت توزیع کاتیونی شبکه به سمت وارونگی بیشتر که منشا بهبود خواص مغناطیسی و مگنتواپتیک بوده است نتیجه ی اضافه کردن آن بود. اضافه کردن 5% دیسپروسیم افزایش 5/2 برابری ناهمسانگردی مغناطیسی را به دنبال داشت و دمای کوری محاسبه شده 20 کاهش نشان داد. طیف چرخش کر فریت کبالت دارای دو پیک در 560 و nm 670 بود و در nm 625 مقدار صفر به خود می گرفت. همچنین برای طول موج nm 630 ترکیب 4o2 fe05/0 dy95/0co پاسخ بسیار بهتری داشت تا 4o2 cofe.

این پژوهش با هدف ساخت لایه¬های نانومتخلخل tio2با روش رسوب¬دهی الکتروفورتیک و استفاده از آن به عنوان فتوآند در سلول خورشیدی حساس شده با رنگینه انجام شد. فتوآند نیمه¬هادی حساس شده با رنگینه، نقش مهمی در تبدیل فوتون¬ها به انرژی الکتریکی ایفا می-کند. به منظور رسیدن به سلول¬هایی با بازده¬ی بالا، تهیه الکترود با مساحت سطحی بالا که به جذب رنگینه کافی منتهی شود، الزامی است. یک روش موثر برای کنترل تخلخل، مساحت سطحیو چگالی فیلم، روش رسوب¬دهی الکتروفورتیک است. در این پژوهش یک سوسپانسیون پایدار از نانوذرات tio2ساخته شد و از آن برای لایه نشانی با روش الکتروفورتیک استفاده گردید. در ساخت سوسپانسیون از ایزوپروپیل الکل، نانوذرات tio2، استیل استون، استون و آب استفاده شد. پس از لایه نشانی نانوذرات tio2روی سطح شیشه شفاف رسانا با روش الکتروفورتیک و عملیات حرارتی، پوشش ساخته شده به عنوان فیلم فتوآند سلول خورشیدی حساس شده با رنگینه مورد استفاده قرار گرفت.از رنگینه مرکروکروم برای حساس کردن پوششtio2 استفاده شد.منحنی ولتاژ- جریانسلول خورشیدی حاصل تحت تابش نور لامپ زنون اندازه¬گیری و محاسبه گردید.سلول ساخته شده با فتوآندی که تحت ولتاژ 30 ولت و به مدت 8 دقیقه الکتروفورتیک گردید، بهترین عملکرد را از خود نشان داد. ضخامت لایه نانومتخلخل tio2این فتوآند 13 میکرومتر بود. چگالی جریان مدار کوتاه، ولتاژ مدار باز و بازده این سلول به ترتیب 93/0 میلی آمپر بر سانتی متر مربع، 455 میلی ولت و 18/0% برای این سلول مشاهده گردید.

پوشش های نفوذی آلومینایدی برای حفاظت از قطعات داغ توربین های گازی مورد استفاده در صنایع نیروگاهی، حمل و نقل هوایی و دریایی و صنایع نفت و گاز و پتروشیمی مورد استفاده قرار می گیرند و در شرایط کاری عمدتاً توسط اکسیداسیون در دمای بالا و پدیده خوردگی داغ مورد حمله قرار می گیرند. در این تحقیق، به منظور بهره گیری از اثر عناصر اکسیژن دوست، چگونگی تقویت پوشش نفوذی آلومینایدی با نانو ذرات اکسید سریم مورد بررسی قرار گرفته است. برای ایجاد پوشش یک لایه نیکل- نانو سریا، به روش آبکاری الکتریکی نانوکامپوزیتی در حمام واتز با دمای 50 درجه سانتی گراد، پ-هاش 5/3 و دانسیته جریان 2 آمپر بر دسی مترمربع بر روی آلیاژ پایه نیکلی ایجاد شد و به دنبال آن فرآیند آلومینیوم دهی اکتیویته بالای دو مرحله ای صورت گرفت. ابتدا در 760 درجه سانتی گراد عملیات آلومینیوم دهی و سپس در دمای 1080 درجه سانتی گراد عملیات نفوذی تکمیلی به منظور تشکیل فازهای مطلوب انجام شد. مکانیزم تشکیل پوشش از طریق بررسی ریزساختار توسط میکروسکوپ نوری، میکروسکوپ الکترونی روبشی و آنالیز شیمیایی طیف سنجی پراکندگی انرژی ارزیابی شد. نتایج نشان داد نانو ذرات اکسید سریم به طور موفقیت آمیزی در پوشش آلومینایدی مشارکت داشته است به گونه ای که جایگاه، مقدار و توزیع آن ها در پوشش برای بهبود خواص پوسته اکسیدی مطلوب است. ریزساختار پوشش نهایی دو منطقه اضافی نسبت به پوشش آلومیناید ساده نشان داد که بر روی مناطق معمول پوشش آلومیناید استاندارد تشکیل شده بود. یکی از این دو منطقه که در سطح واقع شده متخلخل است و عمدتاً فاز nial تهی از عناصر آلیاژی است و منطقه دیگر که زیر منطقه قبلی قرار دارد محل اصلی ذخیره ذرات سریا است که بصورت رسوب با ابعاد مختلف در زمینه nial قرار گرفته اند. نتایج پراش پرتوی ایکس برای پوشش های آلومینایدی با و بدون ذرات سریا تحت آزمون اکسیداسیون چرخه ای در دمای 1050 درجه سانتی گراد به مدت 50 ساعت، بهبود قابل ملاحظه عملکرد پوشش آلومینایدی اصلاح شده با ذرات سریا را نشان داد.

در این پژوهش فوتوآند سلول خورشیدی حساس شده با رنگینه با هدف بهینه سازی آن ساخته شد. ساخت لایه نانو متخلخل tio2 با استفاده از خمیر حاوی نانوذرات tio2 و بر پایه روش سل-ژل پچینی و با استفاده از مواد اولیه اتیلن گلیکول، ایزوپروپکسید تیتانیم و اسید سیتریک صورت گرفت. به دلیل اهمیت پارامترهای مختلف در ساخت خمیر بر کیفیت فیلم tio2 و عملکرد سلول خورشیدی متناظر، در این پژوهش بر بررسی دوپارامتر تمرکز و عملکرد مناسب آند و سلول خورشیدی حاصل به عنوان معیاری از بهبود کیفیت فیلم tio2 از طریق اندازه گیری خواص فوتوولتائیک سلول صورت پذیرفت. در بخش نخست تأثیر نسبت جرمی نانوذرات tio2 به جرم سل مورد استفاده در ساخت خمیر(y) و در بخش دوم اثر نسبت مولی اتیلن گلیکول به اسید سیتریک در سل تیتانیم(z) مورد بررسی قرار گرفت. در بخش نخست خمیرهایی با مقادیر متفاوت y (8/0، 65/0، 55/0، 50/0، 35/0، 25/0، 15/0) سنتز شد. نتایج نشان داد با افزایش yضخامت لایه ها افزایش می‏یابد که این امر منجر به جذب بیشتر مولکول‏های رنگینه در واحد سطح فوتوآند شد. همچنین در خمیرهایی با مقادیر y کم میکروترک هایی مشاهده شد که اندازه و مقدار آن ها با افزایش y کاهش یافت که این مشاهده با کاهش کشش سطحی خمیر توجیه شد. با افزایش y، جریان مدار کوتاه به دلیل افزایش جذب رنگینه، افزایش یافت. ولتاژ مدار باز در ابتدا افزایش و سپس کاهش یافت که این امر با در نظر گرفتن سرعت بازترکیب الکترون- حفره توجیه شد. فاکتور پرشوندگی با افزایش y تغییرات قابل توجهی نشان نداد. بازده سلول با افزایش y افزایش یافت و سلول با 65/0y= دارای بیشترین بازده تبدیل بود. در بخش دوم سل هایی با مقادیر 2،3،4،6،10،20 z=سنتز و با اضافه کردن مقدار یکسانی از نانوذرات tio2 به هریک از سل‏های فوق خمیرهای متمایزی ساخته شد. مشاهده شد با افزایش z، ضخامت لایه ها ثابت مانده و این امر باعث شد میزان جذب رنگینه در واحد سطح لایه ها ثابت بماند. در خمیرهایی با مقادیر پایین z، میکروترک‏هایی مشاهده شد که مقدار و اندازه آن ها با افزایش z کاهش یافت که این امر با توجه به کاهش کشش سطحی خمیر توجیه شد. ولتاژ مدار باز تغییرات قابل توجهی را با افزایش z نشان نداد. جریان مدار کوتاه با افزایش z، ابتدا افزایش و سپس کاهش یافت که این مشاهده با در نظر گرفتن میزان میکروترک ها و سرعت باز ترکیب الکترون- حفره توجیه شد. با افزایش z فاکتور پرشوندگی به طور پیوسته کاهش و بازده سلول ابتدا افزایش و سپس کاهش یافت و سلول با 4z= دارای بیشترین بازده تبدیل بود.