در این پژوهش ساخت قطعات نانوکامپوزیت مولایت-زیرکونیا با استفاده از مواد اولیه آلومینا و زیرکن و به روش قالبگیری تزریقی مورد بررسی قرار گرفت. این تحقیق شامل دو مرحله می باشد. در مرحله اول اثر آسیاکاری پر انرژی آلومینا و زیرکن بر روی تغیرات ساختار، فاز و اندازه بلورک و دانه های این کامپوزیت بررسی شد. نتایج آزمون پراش اشعه ایکس پودر آسیاب شده نشان می دهد که پس از انجام آسیاب به مدت 50 ساعت اندازه بلورک های آلومینا از nm 108 به nm 22 کاهش یافت. افزایش زمان به70 ساعت منجر به از بین رفتن کامل پیک های زیرکن شده و کاهش بیشتری در اندازه بلورک های آلومینا مشاهده نشد. پودر 70 ساعت آسیاب شده تحت عملیات حرارتی در دماهای مختلف قرار گرفت. نتایج آزمون پراش اشعه ایکس نشان می دهد که در دمای ?c900 فاز زیرکونیای تتراگونال متبلور شده و در دمای ?c1200 استحاله فاز تتراگونال به مونوکلینیک و همچنین تبلور مجدد زیرکن رخ می دهد. همچنین در دمای ?c1500 فاز مولایت تشکیل شده و هیچ فاز زیرکنی مشاهده نشد. در ادامه شرایط مناسب فرایند قالبگیری تزریقی برای ساخت قطعات این کامپوزیت مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور برای تهیه خمیر مناسب قالبگیری، از سیستم بایندر مناسب شامل پارافین واکس، موم زنبور عسل صنعتی (تصفیه شده) و اسید استئاریک استفاده شد. برای بررسی رفتار جریان یابی و رئولوژیکی خمیر تهیه شده از دستگاه رئومتر استفاده شد و نسبت پودر جامد به بایندر بهینه و محدوده دمایی مناسب برای فرایند تزریق توسط آزمایش رئولوژی انتخاب شد. سپس شرایط تزریق مناسب شامل فشار و دما به منظور تهیه قطعات سالم و عاری از عیوب بررسی شدند. در مرحله بعد برای خروج بایندر از روش بایندر زدایی حرارتی استفاده شد و سپس قطعات سینتر شده و خواص مختلف آنها اعم از چگالی و تخلخل، استحکام خمشی، سختی و چقرمگی مورد ارزیابی قرار گرفت. کلید واژه: آسیاکاری پر انرژی، نانوکامپوزیت مولایت- زیرکونیا، رئولوژی، قالبگیری تزریقی.

کامپوزیت آلومینا کاربید سیلیکون به روش قالبگیری تزریقی تهیه شد. در این تحقیق، ابتدا مخلوط های مختلف از پودر آلومینای میکرونی با 5، 10، 15 و 20 درصد وزنی کاربید سیلیکون میکرومتری و نانومتری تهیه شدند. سپس مخلوط های به دست آمده با بایندر با ترکیب 89 درصد پارافین واکس، 9 درصد موم صنعتی تصفیه شده و 2 درصد اسید استئاریک توسط مخلوط کنی با قابلیت کنترل دما، مخلوط و خمیر مناسب برای تزریق تهیه شد. رفتار رئولوژی خمیرهای مختلف، شرایط بهینه تزریق در قالب و شرایط بایندر زدایی بررسی شدند. نتایج نشان می دهند که کلیه خمیرها اعم از خمیرهای حاوی نانوذرات و میکروذرات دارای رفتار شبه پلاستیک بوده و در سرعت برشی s-1 100 گرانروی کمتر از pa.sec 10 از خود نشان می-دهند که برای قالبگیری تزریقی مناسب است. خمیرهای حاوی 15 و 20 درصد وزنی نانوذرات کاربید سیلیکون، از یکنواختی مناسب برخوردار نبودند. در خمیرهای حاوی نانو ذرات کاربید سیلیکون، با افزایش میزان جایگزینی ذرات کاربید سیلیکون شاخص جریان پذیری و انرژی اکتیواسیون کاهش و در نتیجه میزان وابستگی گرانروی به سرعت برشی افزایش می یابد در حالی که در خمیرهای حاوی میکرو ذرات کاربید سیلیکون با افزایش میزان جایگزینی کاربید سیلیکون، شاخص جریان پذیری و انرژی اکتیواسیون افزایش و در نتیجه میزان وابستگی گرانروی به سرعت برشی کاهش می یابد. لذا خمیرهای حاوی نانوذرات کاربید سیلیکون برای قالبگیری تزریقی مناسب تر هستند. با در نظر گرفتن تمام شاخص های موثر بر فرآیند قالبگیری تزریقی، کلیه خمیرهای حاوی کاربید سیلیکون میکرونی و خمیرهای حاوی تا 10 درصد وزنی کاربید سیلیکون نانومتری شرایط مناسب برای تزریق را دارا هستند. رفتار رئولوژی کلیه خمیرهای حاوی میکروذرات کاربید سیلیکون و خمیر حاوی 5 درصد نانوذرات کاربید سیلیکون با مدل کاسن و خمیر حاوی 10 درصد نانوذرات کاربید سیلیکون با مدل بینگهام تطبیق دارند. سیکل عملیات بایندرزدایی نمونه ها به کمک نتایج آزمون dsc طراحی شد. نتایج حاصل از عملیات بایندرزدایی در شرایط مختلف نشان داد که بستر پودر آلومینا برای بایندرزدایی این نمونه ها مناسب بوده و سیکل حرارتی طراحی شده نیز منجر به فرآیند بدون عیب بایندرزدایی می گردد.

در این تحقیق با توجه به منابع، نانوکامپوزیت ag-tio2 با غلظت بهینه 1% و نانوذرات fe-tio2 با غلظت بهینه 01/0% به روش سل – ژل سنتز و تهیه گردیدند. جهت مشخصه یابی نانوذرات از آنالیزحرارتی افتراقی(dta)، آنالیز پراش پرتو ایکس(xrd)، تصویر میکروسکوپ الکترونی انتشار میدانی(fe-sem) و طیف فوتولومینسانس(pl) استفاده گردید. از رودامین b در نور مرئی جهت فعالیت فوتوکاتالیستی استفاده شد. با توجه به آنالیز حرارتی افتراقی نمونه سنتز شده ag-tio2 در چندین دمای مختلف (266، 338، 390، 485، 600و °?700) و نمونه سنتز شده fe-tio2 در دماهای مختلف (250، 415، 508، 687، 840و °?1000) به مدت2ساعت تحت عملیات حرارتی قرار گرفتند. پس از بررسی و تحلیل نتایج حاصل از آنالیزهای صورت گرفته و نتایج تست تخریب، بهترین دما برای ag-tio2 ، دمای °?530 و برای fe-tio2 ، دمای °?640 معین گردید و سپس هر دو در زمان های مختلف (5/0، 1، 2، 4 و 6 ساعت) تحت عملیات کلسیناسیون قرار گرفتند. بهترین نمونه هااز لحاظ عملکرد تخریب در بین نمونه های تولید شده ag-tio2، نمونه هایی بود که در دماهای پایین 266 و°? 338 به مدت 2 ساعت و دمای °?530 به مدت 1 ساعت عملیات حرارتی شده بودند. نکته حائز اهمیت عملکرد بهتر نمونه های فوق نسبت به نانو دی اکسید تیتانیوم صنعتی تولیدی شرکت دگوسا بود. فاز ag2ti4o9 در دمای محیط سنتز شد و با توجه به نتایج تست تخریب به نظر می رسد این فاز بازده تخریب بسیار بیشتری نسبت به فاز آناتازداشته باشد. همچنین بهترین نمونه از لحاظ عملکرد تخریب در بین نمونه های تولید شده fe-tio2، نمونه ای بود که در دمای °?250 به مدت 24 ساعت عملیات حرارتی شده بود.بر اساس نتایج حاصل از آنالیزهای انجام شده، با افزایش دما و نیز زمان کلسیناسیون اندازه ذرات افزایش یافته است..

در این پژوهش تأثیر افزودنی کاربید تیتانیوم و همچنین پارامترهای سینتر بر ریزساختار و خواص مکانیکی کامپوزیت آلومینیوم- کاربید سیلیسیم مورد مطالعه قرار گرفت. دو نوع پودر اولیه آلومینیوم خالص و آلومینیوم 1056 به عنوان زمینه کامپوزیت همراه با ذرات کاربید تیتانیوم با متوسط اندازه دانه 5 میکرون و به میزان 1، 3، 5 و 7 درصد وزنی و 15 درصد وزنی کاربید سیلیسیم مخلوط شدند. نمونه های استحکام توسط پرس تک محور در فشار 240 مگاپاسکال پرس و در دماهای 650، 750، 850 و950 درجه سانتیگراد در کوره معمولی به مدت یک ساعت و کوره مایکروویو به مدت یک دقیقه در بستر گرافیت سینتر شدند. چگالی نمونه ها به روش ارشمیدسی اندازه گیری و از نمونه ها تست استحکام خمشی گرفته شد و در پایان الگوی پراش پرتو ایکس و مطالعات ریز ساختاری توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد افزودن ذرات کاربید تیتانیوم به میزان 5 درصد وزنی موجب افزایش استحکام خمشی کامپوزیت با زمینه آلومینیوم 1056 در کوره معمولی و کوره مایکروویو در دمای 750 درجه سانتیگراد به میزان 300 و 344 مگاپاسکال به ترتیب، می شود. نمونه های سینتر شده در کوره مایکروویو با صرف زمان و انرژی کمتر، ریزساختار همگن تر و دانسیته نسبی بیشتر را نسبت به نمونه های سینتر شده در کوره معمولی نشان می دهند؛ همچنین مطالعات ریزساختاری نشان دهنده توزیع مناسب ذرات تقویت کننده در زمینه آلومینیوم می باشد.