برای اولین بار اصول اولیه ترمودینامیک نانو مواد و مقیاس گذاری کمیتهای اصلی آن برای توجیه رفتار نانو ذرات فلزی یک جزئی مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور ابتدا انرژی پیوندی درونی و سطح در تحلیلی ترمودینامیکی مدل سازی شدند. معیار شکل نیز در تحلیل فوق ادغام و بدین صورت مدل کلی تاثیرات اندازه و شکل در مقدار انرژی پیوندی ارائه شد. در ادامه تحقیق، نقاط بحرانی مربوط به توابع انرژی پیوندی که توجیه کننده رفتار غیر طبیعی نانو مواد می باشند بررسی شدند. همچنین مدلی ترمودینامیکی برای مقیاس گذاری انرژی پیوندی در لایه های متفاوت زیر سطح فلزات نیز در ابعاد نانو ارائه شد. سپس انتالپی، انتروپی و مقدار انرژی آزاد تشکیل gibbs نانو مواد نیز مدل سازی شدند. نتایج در تمام موارد مطابقت بسیار خوبی با داده های مراجع دیگر نشان دادند. در بخش بعد قانون فاز gibbs نیز با در نظر گرفتن متغیر جدید اندازه و شکل باز نویسی گردید. و در انتها مدل کلی تاثیر اندازه و شکل در مقدار ثابت تعادل واکنشهای شیمیایی و همچنین معیار جدید اکتیویته نانو مواد فلزی مدل سازی شدند، که در این موارد نیز نتایج به خوبی اعداد گزارش شده در مراجع دیگر را توجیه کردند.

به منظور محافظت از قطعات کربنی در برابر اکسیداسیون، از انواع پوشش های تک لایه و چند لایه استفاده می شود. در این میان sic به عنوان پوششی که دارای انطباق فیزیکی و شیمیایی مطلوبی با زیرلایه کربنی دارد، گزینه مناسبی می باشد. در این پژوهش جهت افزایش مقاومت در برابر اکسیداسیون نمونه های گرافیتی از پوششهای دولایه استفاده شد. لایه پوششی درونی از واکنش مستقیم بستری از پودرهای al2o3،sic،si تحت شرایط اتمسفر خنثی در کوره مقاومت الکتریکی با دمای?c1400 به روش سمانتاسیون جعبه ای، بر روی زیر لایه گرافیتی ایجاد می شود. بررسی میکروسکوپی و فازی semوxrd، تشکیل پوشش sic با ضخامت تقریبیµm 200 در ضخامت پوشش راتایید می کند. جهت ایجاد پوشش بیرونی از روش پاشش پلاسمایی اتمسفری استفاده شد. برای ایجاد پوشش دوم توسط پاشش پلاسمایی از دوحالت ترکیبی 3al2o3/2sio2 (مخلوط ساده) و 2sio2.al2o3.2h2o/al2o3 (مولایت سنتزی) استفاده شده است. ضخامت تقریبی ایجاد شده بر روی پوشش اولیه در دو حالت مخلوط و مولایت سنتز شده برابر باµm 500 بوده که توسط sem مورد تایید قرار گرفته است. نتایج حاصل از انجام پوشش اولیه، مخلوط ساده و مولایت نشان داد نمونه هایی که دارای پوشش مولایتی بوده نسبت به سایر حالتها در مقابل اکسیداسیون مقاومت بهتری داشته است. همچنین از نمونه های دارای پوشش های تک لایه و دو لایه در دماهای متفاوت ?c 1100،1250 و 1450جهت آزمایش اکسیداسیون استفاده گردید و نتایج حاصله نشان داد افزایش دما، باعث افزایش اکسیداسیون نمونه ها می گردد. در گام بعدی از نمونه های که دارای پوشش دولایه مولایت بوده، آزمایش استحکام چسبندگی بعمل آمد که میزان چسبندگی اندازه گیری شده برابر باmpa 4/17 گردید که با توجه به پیش بینی لازم و مقاوم بودن نمونه، این مقدار می توانست افزایش پیدا کند. در نهایت به بررسی ساختار میکروسکوپی پوششها توسط sem ، تعیین نوع فازهای تشکیل شده توسطxrd و مطالعه اکسیداسیون قطعات دردماهای?c 1100،1250 و 1450 پرداخته شده است.

در این تحقیق ساخت ممبرانهای نامتقارن متخلخل هیدروکسی آپاتیتی به روش ریخته گری دوغابی بررسی شد. به این منظور برخی از عوامل موثر بر اندازه و درصد تخلخل بدنه های تهیه شده به روش ریخته گری دوغابی مورد مطالعه قرار گرفت. آزمایش اندازه گیری پتانسیل زتا بر روی سوسپانسیون های رقیق پراکنده شده با چهار ماده پراکنده ساز مختلف انجام پذیرفت و در نتیجه ماده تایرون به عنوان بهترین پراکنده ساز انتخاب و مقدار بهینه آن نیز از طریق آزمایش رسوب گذاری تعیین شد. سپس سوسپانسیون های تهیه شده با مقدار بهینه ماده پراکنده ساز به داخل قالب گچی ای که تنها از یک جهت توانایی جذب آب داشت ریخته شد. تاثیر چینش قالب و نیروهای محرکه تراکم در ریخته گری دوغابی هیدروکسی آپاتیت بر ایجاد ریزساختار نامتقارن در نمونه های خام و سینتر شده مطالعه و همچنین تاثیر مقادیر مختلف چسب، ماده جامد و ضریب جذب قالب گچی بر ریز ساختار نهایی بررسی شد. تمامی نمونه ها پس از خشک شدن، در سه دمای ?c 1000 ، 1100و 1150 سینتر شدند و تاثیر دمای سینتر بر ریز ساختار بررسی شد. همچنین برای بررسی تاثیر تمامی عوامل، بر چگالی و درصد حجمی تخلخل ها از روش اندازه گیری چگالی ارشمیدس استفاده شد. ریز ساختار، اندازه میانگین دانه ها و تخلخل ها و درصدسطحی آنها در نمونه ها به کمک تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی و با استفاده از نرم افزار پردازش تصویر imagej مورد مطالعه قرار گرفت. با بررسی تمام عوامل مشخص شد که سوسپانسیونی با شرایط: wt% 10 ذرات هیدروکسی آپاتیت، wt% 9/1 ماده پراکنده ساز تایرون و wt% 2 چسب pva، که در قالب شماره 2 با ضریب جذب آب متوسط( m2/min 6-10× 25/12) ریخته و در دمای c?1000 سینتر شده است منجر به ساخت ممبرانی با ریز ساختاری همگن و با بیشترین تخلخل باز شد.

در این پژوهش شیشه-سرامیک ماشینکاری شونده فلوگوپیت-دایوپساید از طریق زینتر مخلوط 70 درصد وزنی شیشه سیستم k2o-mgo-b2o3-al2o3-sio2-tio2-f و 30 درصد وزنی فریت شیشه سیستم na2o-cao-sio2-fe2o3-wo3 تهیه شد.سپس مخلوط شیشه حاصل با 3، 5، 10 و 15 در صد وزنی نانوذرات زیرکنیای نیمه پایدار و همچنین با 5، 10 و 15 درصد وزنی زیرکنیای نیمه پایدار میکرونی تقویت گردید. در ادامه ترکیبات حاصل در محدوده دمایی c?1020-950 با سرعت گرمایشc ?10 و به مدت 3 ساعت مورد عملیات حرارتی قرار گرفتند. سپس قابلیت زینترپذیری و تبلور نمونه ها از طریق اندازه گیری درصد جذب آب، درصد انقباض خطی، چگالی توده ای و چگالی نسبی بررسی شد. فازهای موجود از طریق پراش اشعه ایکس (xrd) مورد شناسایی قرار گرفته و ساختار نمونه های زینتر شده توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) بررسی شد. نتایج آنالیز xrd نشان می دهد که فلوگوپیت و دایوپساید فازهای بلوری عمده در شیشه-سرامیک می باشد و در کامپوزیت ها علاوه بر این دو فاز، فاز بلوری زیرکن نیز تبلور می یابد. همچنین با توجه به تصاویر sem آگلومره های زیرکنیا در ساختار کامپوزیت های تقویت شده با نانوذرات زیرکنیا وجود دارد که قابل شناسایی توسط آنالیز xrd نمی باشد ولی در کامپوزیت های تقویت شده با زیرکنیای میکرونی تقریباٌ تمامی زیرکنیا با شیشه باقیمانده واکنش داده و زیرکن تشکیل می شود. همچنین خواص مکانیکی شیشه-سرامیک و کامپوزیت ها شامل سختی، استحکام خمشی و چقرمگی شکست اندازه گیری شد. این اندازه گیری ها نشان می دهد با افزودن 15 درصد وزنی زیرکنیای نیمه پایدار به شیشه-سرامیک فلوگوپیت-دایوپساید با وجود کاهش قابلیت زینترپذیری نمونه ها، خواص مکانیکی بهبود می یابد.

در این پژوهش امکان ساخت نانوکامپوزیت niti-tic به روش آلیاژسازی مکانیکی در سه سیستم مختلف مورد بررسی قرار گرفت. سیستم های مورد مطالعه در این پژوهش عبارت بودند از سیستم های ni-ti و niti-ti-c، niti-tic،ni-ti-c . این سه سیستم در سه مرحله مختلف مورد مطالعه قرار گرفتند که عبارت بود از : مرحله اول: ساخت زمینه niti نانو ساختار با استفاده از آسیاب کاری پودرهای نیکل و تیتانیم با نسبت استوکیومتری مشخص در زمان های مختلف(5، 10، 15، 20، 30 و 45 ساعت). مرحله دوم: ساخت نانو کامپوزیت niti-tic با استفاده از niti از پیش ساخته شده. این مرحله خود به دو صورت انجام پذیرفت: 1- افزودن تیتانیم و کربن 2- افزودن کاربید تیتانیم به زمینه niti و سپس آسیاب کاری به مدت 30 ساعت. مرحله سوم: تهیه نانوکامپوزیت niti-tic به روش درجا در یک فرآیند آلیاژ سازی مکانیکی. در این مرحله پودر عناصر کربن، تیتانیم و نیکل ترکیب و در زمان های مختلف(5، 10، 15، 20، 30 و 45 ساعت) آسیاب کاری شدند. در هر مرحله مواد اولیه با نسبت های استوکیومتری مشخص (به هدف ایجاد 20% حجمی tic در زمینه niti) مخلوط شد. به منظور تکمیل واکنش ها و بررسی اثر فعال سازی پودرها در ایجاد فاز نهایی، نمونه های نهایی سنتز شده در دمای 800 درجه سانتی گراد به مدت 1 ساعت تحت عملیات حرارتی قرار گرفتند. مطالعات مورفولوژیکی توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) و میکروسکوپ الکترونی عبوری (tem) انجام گرفت. تعیین فازهای تولید شده، اندازه ی کریستالیت ها و پارامتر شبکه توسط دستگاه پراش پرتو ایکس (xrd) انجام پذیرفت. در نهایت میکرو سختی نمونه های حاصل از هر مرحله اندازه گیری و مقایسه شد. نتایج نشان داد با استفاده از آلیاژسازی مکانیکی می توان ترکیب بین فلزی niti را به صورت پایدار در دمای اتاق ایجاد نمود. با آسیاب کاری پودر ni50ti50 در زمان های 5 تا 45 ساعت، تشکیل فاز بین فلزی نانوساختار niti از 15 ساعت شروع و در 30 ساعت تکمیل گردید .افزودن نانوذرات tic به niti سنتز شده، پس از 30 ساعت آسیاب-کاری و 1 ساعت آنیل در c?800، منجر به تشکیل نانوکامپوزیت niti-tic با اندازه کریستالیت 6/17 نانومتر و سختی 1056 ویکرز گردیده است. استفاده از کربن و تیتانیم به صورت عنصری در مقایسه با کاربید تیتانیم در زمینه niti پس از 30 ساعت آسیاب کاری، اندازه کریستالیت های کوچکتر در شبکه (8/12 نانومتر) ایجاد نمود و همچنین سبب ایجاد ترکیب بین فلزی ni3ti علاوه بر niti در نمونه گردید؛ سختی نانوکامپوزیت حاصل 992 ویکرز بوده است. همچنین با سنتز درجای نانوکامپوزیت niti-tic در سیستم ni-ti-c پس از 75 ساعت آسیاب کاری اندازه کریستالیت فاز زمینه تا کمتر از 10 نانومتر کاهش یافت و دارای میکروسختی در حدود 900 ویکرز شد.

در این پژوهش شاخص های فتوکاتالیستی پوشش های tio2 نانوساختار توسط فرایندهای پاشش حرارتی(پاشش شعله ای، پلاسمایی و hvof) مورد ارزیابی قرار گرفته است. در این رابطه از نانوپودر tio2 (75% آناتاز و 25% روتیل) جهت تهیه پوشش نانوساختار استفاده گردید. این مواد با استفاده از روش های پاشش شعله ای، پلاسمایی و hvof بر روی زیرلایه فولادی رسوب داده شدند. اثر تغییر پارامترهای پاشش در هر فرایند پاشش حرارتی بر شاخص های فازی، ساختاری، سطحی و فتوکاتالیستی پوشش مورد بررسی قرار گرفت. برای اندازه گیری مساحت سطح ذرات و توزیع اندازه ذره پودر tio2 از روش bet و اندازه گیری لیزری اندازه ذره استفاده شد. همچنین برای ارزیابی ساختار میکروسکوپی، آنالیز فازی، توانایی جذب نور و شیمی سطح به ترتیب از میکروسکوپ الکترونی روبشی(sem)، پراش پرتو ایکس(xrd)، میکروسکوپ الکترونی عبوری(tem)، اسپکتروفتومتر -nir uv-vis، اسپکترومتر ft-ir و طیف سنج فوتوالکترون پرتو x (xps) استفاده گردید. در نهایت ارزیابی اکتیویته فتوکاتالیستی پوشش های پاشش حرارتی tio2 با توانایی تجزیه گاز اتانول پوشش ها تحت تابش نور uv انجام گرفت. نتایج ارزیابی ها نشان داد که در غالب فرایند های پاشش حرارتی استحاله فاز آناتاز به روتیل در حین پاشش وکاهش درصد فاز آناتاز پوشش نسبت به پودر صورت می گیرد. میزان استحاله در پوشش های پاشش پلاسمایی به مراتب بیشتر از پوشش های پاشش شعله ای وhvof می باشد. در راستای بررسی های پژوهشی که انجام شد سعی گردید که در فرایند های پاشش حرارتی بتوان نه تنها میزان استحاله فاز آناتاز به روتیل را کاهش داد، بلکه بتوان با شناخت عوامل تاثیرگذار بر این تغییرات میزان فازآناتاز در پوشش را نسبت به پودر مصرفی افزایش داد. بر این اساس انتخاب فرایند hvof در این راستا صورت گرفت تا بتوان با تنظیم و کنترل پارامتر های پاشش به پوششی با درصد بالای فاز آناتاز رسید که این امر با حصول پوششی با 80 % فاز آناتاز محقق گردید. همچنین مشخص گردید که پوششهای hvof توانایی ایجاد پوشش های نانوساختار را بیشتر از سایر روشهای پاشش حرارتی دارند و این امر می تواند اکتیویته فتوکاتالیستی را بهبود دهد. به همین ترتیب مشخص گردید که پوشش های hvof اکتیویته فتوکاتالیستی بالاتری از پوشش های پاشش شعله ای و پلاسمایی در تجزیه گاز اتانول تحت تابش نور uv دارند و در90 دقیقه تابش نور uv توانسته اند، 70 % گاز اتانول را تجزیه نمایند. در حالیکه در پوشش های بهینه پاشش شعله ای و پلاسمایی راندمان تجزیه 56 و 40 % بوده است.

در این پروژه، ابتدا با استفاده از فرآیند فعال سازی مکانیکی نانوساختارهای گرافیت سنتز، سپس با تابکاری در دماهای مختلف نانولوله ها و نانوفیبرهای کربنی به طور موفقیت آمیز تهیه گردید. مشاهده جزئی مورفولوژی و ساختار نانوتیوب ها و موارد مربوطه روشن می کند که این تبدیل تابع مکانیزم است. طویل شدن و کریستالی شدن ساختارهای کربنی همیشه در طی تبدیل نانوذرات به نانوسیم ها و سپس نانولوله ها انجام می شود. اتصال برخی از نانولوله ها به کلاسترهای ذره ای این موضوع را تایید می نماید که منشاء این نانولوله ها، نانوذرات است. در این رابطه، برخی از خواص فلزات موجب می شوند که ذرات نانوسیم تجمع یابند و همچنین در تبدیل نانوذرات به نانوسیم و سپس نانولوله نقش آفرین باشند. بنابراین، اگر کاتالیزورهای فلزی وجود داشته باشند، واکنش بین ساختارهای کربنی در تبدیل ذره به لوله مشارکت می کنند که مشاهدات این تحقیق آن را تأیید می نمایند. بسیاری از نانولوله های کربنی فاقد فلز هستند، بنابراین از نکات ارزشمند تحقیق حاضر، رشد نانولوله های کربنی بدون حضور کاتالیزورهای فلزی و فرآیند خودکاتالیزوری آن است. فازهای کریستالی توسط پراش اشعه ایکس (xrd) تعیین شدند. مورفولوژی پودر تولید شده به وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) بررسی گردید. آنالیز شیمیایی پودر نهایی و ساختار پودرها توسط میکروسکوپ الکترونی عبوری با قدرت تفکیک بالا (hrtem) همراه با saed تعیین شدند. همچنین برای تایید سنتز نانولوهای کربنی از طیف سنجی رامان استفاده شد. از نتایج این پروژه می توان به سنتز ساختارهای منحصربفرد نانوفیبرهای کربنی فنری اشاره کرد. می توان گفت روش مکانیکی-حرارتی (ترمومکانیکی) شرایط سنتز نانولوله های کربنی چند دیواره بویژه نانوفیبرهای کربنی فنری را برای کاربردهای مختلف به ویژه مواد تقویت کننده در نانوکامپوزیت ها فراهم می کند.

thermal barrier coatings (tbcs) are used to provide thermal insulation to the hot section components of gas turbines in order to enhance the operating temperature and turbine efficiency. hot corrosion and thermal shocks are the main destructive factors in tbcs which comes as a result of oxygen and molten salt diffusion into the coating. in this thesis atmospheric plasma spraying was used to deposition of three types of coatings: (a) usual csz (ceria-stabilized zirconia), (b) layer composite of (csz/micro al2o3) and (c) layer composite of (csz/nano al2o3) in which al2o3 was as a topcoat on csz layer. thermal shock test at 1100?c and hot corrosion test were carried out on the surface of coatings in molten salt (45wt%na2so4+55wt%v2o5) at 1050?c for 40 h. the microstructure, phase and elemental analysis after hot corrosion and thermal shock tests were examined by scanning electron microscopy (sem) equipped with energy dispersive spectrometer (eds) and x-ray diffraction (xrd) machine. moreover, microhardness test was carried out to evaluate the mechanical properties of the coatings. usual csz coating showed little resistance during thermal shock cycles, while layer composite of (csz/nano al2o3) coating showed the highest resistance to thermal shock. phase analysis after the hot corrosion revealed monoclinic zro2, rod-type yvo4+cevo4 and semi-cubic ceo2 crystals as hot corrosion products. usual csz coating and micro alumina layar as outer layer in (csz/micro al2o3) coating were destroyed during hot corrosion, while no hot corrosion product and degradation were observed in layer composite of (csz/nano al2o3). results of hot corrosion test indicated that creation of a dense nano al2o3 layer over the usual csz had a significant effect on increasing hot corrosion resistance. also micro hardness tests demonstrated that the hardness values of the csz coating increased substantially after hot corrosion.

در پژوهش حاضر، ترکیب nb5si3و کامپوزیت nb/nb5si3با 20 و 40% مولی nb به روش های آلیاژسازی مکانیکی (ma)، سنتز احتراقی خود گستر (shs) و سنتز احتراقی خودگستر فعال شده مکانیکی (mashs) سنتز شدند. اثر پیش آسیا و افزودن nb اضافه، بر اندازه بلورک های nb5si3 و تغییرات ساختاری، بررسی شد. برای این منظور از مواد اولیه siو nb ، فرمول si (x-1) 3+ nb5 و 0.4، 0.2، 0 =x استفاده شد. جهت سنتز با روش mashs، نمونه با 0 =x ، در زمان-های 0، 3 ، 6 و 10 ساعت با نسبت گلوله به پودر 5، 10 و 15 به 1، تحت عملیات فعال¬سازی مکانیکی قرار گرفت. پودرهای آسیا شده به وسیله پرس تک ¬محور فشرده و سنتز شدند. سپس نمونه¬ ها تحت آنالیزهای xrd ، sem و tem قرار گرفتند. پس از بهینه کردن زمان آسیا و نسبت گلوله به پودر، عملیات فعال سازی مکانیکی و سنتز پودر برای ( 0.4، 0.2 =x ) انجام شد. در الگوی xrd، نمونه¬های سنتز شده برای مقدار 0 =x ، با نسبت گلوله به پودر 5 و 10 به 1، پیک¬های nb5si3 شناسایی شد. در نسبت 15 به 1، علاوه بر nb5si3، nb3si سنتز شد. با افزایش زمان آسیا و نسبت گلوله به پودر، تغییر ساختار nb5si3 از تتراگونال به هگزاگونال صورت گرفت ( نسبت 10 به 1 و زمان 6 و 10 ساعت ). با در نظر گرفتن این نسبت گلوله به پودر و زمان های مطلوب سنتز کامپوزیت با مقادیر ( 0.4، 0.2 =x ) انجام شد. محاسبه اندازه بلورک¬ها حاکی از کاهش اندازه آن¬ها به¬ زیر nm 100 در نمونه¬های سنتز شده به¬ روش mashs بود. نتایج توسط آنالیز tem تأیید شد. تصاویر sem از نمونه¬ها، نشان دهنده ریزساختار یکنواخت¬تر نمونه¬های سنتز شده به¬روش mashs نسبت به روش shs بود. جهت سنتز با روش ma، پودرهای واکنشگر با مقادیر ( 0.4، 0.2 =x )، نسبت گلوله به پودر 10 و 15 به 1 و در زمانهای 10،20، 30 و 40 ساعت آسیاب و جهت رسیدن به ساختار تعادلی به مدت 1 ساعت در دمای ?1500 تحت عملیات حرارتی قرارگرفتند. نتایج نشان می دهد که نانوکامپوزیت nb-nb5si3-nb3si سنتز شده است.

در این پژوهش مولیبدن دی سیلیساید با استفاده از روش سینترینگ با جرقه پلاسما، سنتز و سینتر شده است. در فاز اول، پودر های مولیبدن و سیلیکون مطابق با ترکیب استوکیومتری mosi2، با استفاده از آسیاب پر انرژی به مدت 1 ساعت مخلوط شده اند. پودر مخلوط شده، ابتدا با استفاده از فشار mpa 200 به صورت بدنه ی خام متراکم شده اند. سپس نمونه ها با استفاده از دستگاه سینتر با جرقه پلاسما در یک مرحله در دمای k 1273 تا k 1573 با مدت زمان ماندگاری 5 دقیقه سنتز و سینتر شده اند. نتایج آنالیز پراش پرتوی ایکس حاکی بر این است که در دمای k 1273، هیچ گونه واکنشی بین مولیبدن و سیلیکون رخ نداده است. با افزایش دما به k 1373، واکنش بین مولیبدن و سیلیکون روی داده و mosi2 سنتز و سینتر شده است. بررسی خواص مکانیکی نشان داد که در دمای k 1473، نمونه ها دارای بالاترین مقدار استحکام خمشی، سختی و چقرمگی می باشند، از طرف دیگر نمونه ای که در دمای k 1573 سینتر شده است، دارای بیشترین مقدار دانسیته ی نسبی می باشد، اما به دلیل دانه های بزرگتر (در مقایسه با نمونه ای که در دمای k 1473 سینتر شده است) دارای استحکام خمشی، سختی و چقرمگی کمتری می باشد. لازم به ذکر است که در دمای k 1573 تاثیر زمان ماندگاری بر دانسیته و خواص مکانیکی نمونه ها نیز بررسی شده است. نتایج حاکی بر این هستند که با افزایش زمان ماندگاری استحکام، سختی و چقرمگی قطعات کاهش می یابد. در فاز دوم، پودر های مولیبدن و سیلیکون در زمان های مختلف آسیا کاری شده اند و سپس باتوجه به نتایج حاصل از فاز اول در دما و زمان معین سنتز و سینتر شده اند. در مرحله بعدی، تأثیر آلیاژ سازی مکانیکی بر رفتار سنتز و سینتر درجا، دانسیته و خواص مکانیکی مولیبدن دی سیلیساید بررسی شده است. نتایح حاکی بر این هستند که با افزایش زمان آسیاکاری واکنش بین ذرات سریع تر شروع می شود. به عنوان مثال با افزایش زمان آسیاکاری از 5 به 15 ساعت زمان مورد نیاز برای شروع واکنش از 572 به 224 ثانیه کاهش می یابد. از طرف دیگر، نتایج آنالیز پراش پرتوی ایکس حاکی بر این است که با افزایش آسیاکاری فاز mo5si3 به میزان بیشتری تشکیل شده است. هم چنین به دلیل اینکه با افزایش زمان آسیاکاری استحکام و چقرمگی نمونه ها کاهش می یابد که دلیل این امر تشکیل فاز نامطلوب سیلیسی می باشد. از طرف دیگر به دلیل تشکیل اگلومره های سخت در حین فرایند آسیاکاری، سختی نمونه ها با افزایش زمان آسیاکاری، افزایش می یابد. لازم به ذکر است که ریز ساختار نمونه ها در هر دو مرحله ی فرآیند، با استفاده از میکروسکوپ الکترونی مورد بررسی قرار گرفته اند.

در رساله حاضر کامپوزیت¬های میکرو و نانو ساختار آلومینا-تیتانات آلومینیوم به منظور بهبود خواص مقاومت به شوک حرارتی، سینترپذیری و چقرمگی آلومینا تهیه و مورد مطالعه قرار گرفتند. دست¬یابی به فاز ثانویه al2tio5 طی واکنش افزودنی tio2 در دو مقیاس میکرونی و نانو با آلومینای میکرونی زمینه ممکن شد. شکل دهی نمونه¬های خام توسط پرس ایزواستاتیک سرد مخلوط پودری کامپوزیت¬ها انجام شد و نمونه¬ها در دماهای مختلف در کوره سینتر شدند. نتایج حاصل از آنالیز پراش اشعه x نشان داد که تشکیل فاز ثانویه متاثر از جوانه زنی و رشد بوده و در سرعت¬های گرمایش کمتر شرایط به نفع تشکیل بیشتر فاز ثانویه پیش می¬رود. پدیده میکروترک شدن خود به خودی در اندازه دانه¬های بیشتر از 5?m برای فاز ثانویه در نمونه¬های سینتر شده در دمای 1550°c اتفاق افتاده و باعث کاهش دانسیته و استحکام کامپوزیت¬های تهیه شده نسبت به نمونه¬های سینتر شده در دمای پایین¬تر می¬شود. میکروترک شدن دانه¬های تیتانات آلومینیوم در دسته صفحات (020) توسط نتایج آنالیز اشعه x با دقت بالا تایید شد. تشکیل فاز ثانویه نانوساختار در مرزدانه¬های آلومینا بصورت لایه¬های ظریف توسط تصاویر sem مشاهده و تایید شد. دانسیته نمونه¬های سینتر شده در دمای 1500°c از93.9% دانسیته تئوری در آلومینا به بیش از 97% در تمامی کامپوزیت¬ها افزایش یافت. مقاومت به شوک حرارتی اندازه گیری شده در آلومینای تکفاز از 230°c به 265°c در کامپوزیت میکرونی و 290°c در نانوکامپوزیت با ترکیب a-20at بهبود یافت. داده¬های آزمون سختی سنجی، کاهش در سختی کامپوزیت¬ها را در نتیجه¬ی افزایش اندازه دانه¬های زمینه و سختی کمتر فاز ثانویه نشان داد که بیشترین کاهش در حدود 30% برای ترکیب a-20at نسبت به آلومینا بود. نتایج آزمون اندازه گیری چقرمگی نشان¬دهنده رفتار منحنی r در چقرمگی برای تمامی نمونه¬ها بود. منحنی های افزایش چقرمگی با طول ترک بیشترین افزایش را برای نانوکامپوزیت a-20at نشان داد و مقدار آن از حدود 2.6 mpa?m به 5.5 mpa?m در بیشترین طول ترک، افزایش یافت. مکانیسم افزایش چقرمگی در کامپوزیت میکرونی پدیده پل¬زنی و در نوع نانو علاوه بر پل¬زنی، میکروترک شدن نیز ارزیابی شد.

با معرفی و ساخت غشای مناسب می¬توان شرایط جدایش پروتئین را بهبود بخشید. در این پژوهش با اصلاح سطح نانوالیاف پلی¬کاپرولاکتام (نایلون 6) توسط نانو ذرات باردار هیدروکسی آپاتیت غیراستوکیومتری (nhap) مواضع فعالی در نانوغشا به¬منظور افزایش قابلیت جذب پروتئین ایجاد شده است. نانوذرات nhap با پتانسیل الکتریکی مثبت، نیروی محرکه برای جذب پروتئین¬ها با بار مخالف را فراهم خواهند ساخت. برای تغییر در استوکیومتری و همچنین اثر آن بر بار الکترواستاتیکی ذرات hap از اتم¬های زیست¬سازگار روی (zn) استفاده شد. سنتز نانوذرات nhap دارای zn به¬روش رسوب محلول شیمیایی و تولید غشای کامپوزیت نایلون 6 / نانو ذرات nhap به¬روش الکتروریسی انجام شد. با مشخصه¬یابی نانوذرات nhap دارای مقادیر گوناگون zn (0، 2، 4، 6 و8 درصد اتمی به¬جای کلسیم) به¬کمک الگوی پراش پرتو ایکس (xrd)، طیف سنجی فروسرخ (ftir)، طیف سنجی انرژی ایکس پراکنده شده (eds) و تصویر برداری به¬کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) و عبوری (tem) و با اندازه¬گیری پتانسیل زتا ، مشخص شد که با افزودن 4 درصد اتمی zn در ساختار nhap (نانوپودر 4zh)، بیشترین پتانسیل در واحد سطح ذره ایجاد می¬شود. میانگین اندازه ذرات و پتانسیل زتای نانو ذرات بهینه به ترتیب برابر nm 42 و mv 9/5+ محاسبه شد. عوامل دستگاهی و پلیمری اثرگذار بر ریزساختار نانوالیاف در غشا شناسایی و مطالعه شدند. نتایج بهینه¬سازی شرایط آزمایش به روش طراحی ccd نشان داد که غلطت نایلون در محلول پلیمری بیشترین اثر را بر قطر الیاف و ریزساختار غشا دارد. ریزساختار مطلوب در شرایط بهینه الکتروریسی شامل نسبت درصدوزنی نایلون 6 به نانوذرات در محلول پلیمری (20/2)، ولتاژ اعمالی kv 5/17، فاصله نوک سوزن تا صفحه cm 10 و سرعت تزریق ml.h-1 5/0 به¬دست آمد. میانگین قطر الیاف، اندازه تخلخل، ضخامت غشا و استحکام کششی تر نانو غشا کامپوزیتی دارای نانو ذرات بهینه به ترتیب برابر nm 62 ±275، nm 50 ±339، ?m 5/0 ±4/35 و mpa 69/5 محاسبه شد. ایجاد سطح فعال و تخلخل¬های نانومتری در بستر غشا شرایط مناسبی را برای استفاده از غشا در شرایط جذب سطحی و فرایند فیلتر کردن فراهم ساخت. نتایج بررسی جذب سطحی پروتئین نشان داد که با افزودن نانوذرات بهینه4zh به غشا نایلونی، مقدار پروتئین جذب شده 70 درصد نسبت به نمونه تک فاز نایلونی افزایش یافت. مقدار پروتئین جذب شده با بار منفی مانند bsa و بار مثبت مانند lyz روی سطح غشا بهینه پس از 5 ساعت غوطه¬وری در محلول حاوی پروتئین به¬ترتیب برابر mg/cm2 12/0 و mg/cm2 02/0 بود. میزان جذب بالای غشای دارای نانو ذرات بهینه 4zh نسبت به سایر غشاهای سنجیده شده به¬دلیل فراهم شدن بیشترین اختلاف بار الکتریکی با پروتئین بود. بررسی سینتیک و ترمودینامیک جذب سطحی نشان داد که فرایند جذب از معادله درجه دوم پیروی می¬کند و جذب پروتئین برسطح غشا به¬صورت فیزیکی است. نتایج نشان داد که مدل تک-دمای لانگمویر سازکار جذب سطحی را بهتر از مدل فروندلیش توصیف می¬کند. مطالعات رفتار فیلتر کردن پروتئین bsa توسط غشا بهینه نشان داد که سازکار بسته¬شدن حفرات در بازه زمانی ابتدایی (کمتر از 15 دقیقه) از نوع کیک فیلتر، بازه زمانی میانی (15 تا 40 دقیقه) از نوع استاندارد و در بازه زمانی پایانی (40 تا 60 دقیقه) از نوع بسته¬شدن میانی است. نتایج نشان داد که غشای دارای نانوذرات بهینه 4zh با جذب mg/cm3 258 پروتئین bsa، بیشترین ظرفیت جدایش پروتئین را طی یک ساعت فیلتر کردن دارد. نتایج آزمون¬های واجذبی نشان داد که 75 درصد پروتئین¬های جذب شده، توانستند از سطح غشا جدا شده و به محلول بدون پروتئین منتقل شوند. محاسبات نشان داد که با انجام 5/4 ساعت فیلتر کردن امکان جدا کردن پروتئین¬های به¬دام افتاده در غشا وجود دارد.

سرامیک li2tio3 به عنوان زایشگر تریتیوم در راکتور گداخت مورد استفاده می باشد. در پژوهش حاضر سنتز پودر li2tio3 به روش های حالت جامد و نیز هیدروترمال گزارش شده است. نتایج نشان داد به کمک روش هیدروترمال می توان انواع مختلف ترکیب های لیتیوم تیتانیومی نانو ساختار را با ساختارهای کریستالی مختلف سنتز نمود. به روش هیدروترمال توانستیم ساختارهای کریستالی ترکیبات دما بالا تیتانات لیتیوم را در دماهای پایین تر از c°400 به صورت پایدار سنتز نماییم. نتایج نشان داد با عملیات حرارتی نانو ذرات سنتز شده در دمای c°700 می توان به li2tio3 با ساختار کریستالی تک فاز منوکلینیک و با خلوص بالا دست یافت. تصاویر میکروسکوپ temو آنالیز xrd به خوبی نشان داد ترکیبات سنتز شده حتی پس از عملیات حرارتی دارای اندازه دانه کوچک تر از 100 نانومتر می باشند. از دو روش جداگانه تحلیلی و روش منحنی های مرجع زینتر رفتار زینتر سرامیکli2tio3 با استفادهاز داده های دیلاتومتری مورد مطالعه قرار گرفت.انهمچنین برای این مراحل سازوکارهایی پیشنهاد شد. سازوکار زینتر برای li2tio3 مورد مطالعه نفوذ حجمی از مرز دانه های و سطح دانه هامی باشد. سازوکار احتمالی زینتر مرحله میانی پودر li2tio3،نفوذ حجمی تنها می باشد. در روش منحنی های مرجع فرآیند چگالش به صورت دو مرحله مجزا در نظر گرفته شد و منحنی های msc به طور جداگانه ترسیم شدند. در ادامه به روش های مشابه رفتار زینتر سرامیکli2tio3نانو، مورد مطالعه قرار گرفت.انرژی های فعال سازیزینتر li2tio3 نانو، به روش تحلیلی در مرحله اولیه kj/mol 229q= تعیین گردید. سازوکار غالب زینتر برای li2tio3 نانو مورد مطالعه نفوذ سطحی می باشد. نتایج نشان داد کاهش اندازه دانه سرامیکli2tio3 به زیر 100 نانومتر تأثیر قابل توجهی در دمای استحاله فازی از منوکلینیک به کوبیک این سرامیک دارد، به طوری که دمای استحاله تا حدود c°900 کاهش می یابد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

دراین رساله با بررسی خواص متالورژیکی و بالستیکی نمونه های فولادی تهیه شده از تانک ها (چیفتن و t-72 و t-62 و m-47) و نفربرهای خارجی (مثل bmp-1 و fonix و btr) و بادرنظر گرفتن شرایط تعیین شده توسط استانداردهای نظامی سعی شده تا تعریف دقیق و مشخصی برای زره فولادی تعیین گردد. عمده ترین پارامترهایی که دراینجا بر روی آنها تکیه گردیده عبارتند از : سختی و استحکام و چقرمگی . برای تایید نهایی کیفیت نمونه ها از آزمایش بالستیک (شلیک گلوله ژ - 3) و بررسی و تحلیل نوع و میزان خسارات وارده، کمک گرفته شده است . پس از انتخاب ترکیب شیمیایی و تعیین سیکلهای عملیات حرارتی ای که احتمال داشت خواص مورد نظر را ایجاد کند به ریخته گری شمش هایی با ابعاد 320 × 320 میلیمتر در شرکت ریخته گری فولیران و سپس تبدیل این شمش ها به تختال در قسمت نوردگرم گروه کارخانجات مهماتسازی سازمان صنایع دفاع اقدام گردید. تختال تهیه شده نیز در کارخانه نورد و تولید قطعات فولادی طی چند پاس نورد گرم به ورقهای با ضخامت های متفاوت تبدیل گردید. پس از انجام آزمایشات مورد نیاز بر روی نمونه های عملیات حرارتی شده و تجزیه و تحلیل نتایج آزمایشات انجام گرفته دو نمونه ای که یکی در آب و دیگری در روغن کوئنچ شده و سپس در 200 درجه سانتیگراد تمپر شده بودند به عنوان زره با سختی و استحکام بالا و چقرمگی مورد قبول پیشنهاد گردیدند. نمونه ای که در محدودهء بینیت پایینی آستمپر شده و سپس دوبار در 200 درجه سانتیگراد تمپر گردیده نیز به عنوان زره باچقرمگی و سختی متوسط پیشنهاد گردید. دونمونهء اول در ساخت بدنهء نفربرو نمونهء دوم در ساخت بدنهء تانک میتواند بکارگرفته شود. کاربرد موفق نمونهء دوم در زرهی کردن ادوات راهسازی وسنگرسازی واحدهای مهندسی جنگ می باشد. در این پژوهش نشان داده شده است که می توان با تقریب نسبتا" خوبی میزان و نوع خسارات ناشی از برخورد گلوله به یک هدف فولادی را بوسیلهء فاکتورهای متالورژیکی پیش بینی کرد. همچنین می توان به جرات ادعا نمود که باتجهیز صنایع داخلی میتوان در داخل کشور به تولید زره اقدام نمود.

هدف اصلی پژوهش حاضر ساخت کامپوزیت های فروتیک به روش همزمان ‏‎in-situ‎‏ و بررسی تاثیر ترکیب شیمیایی بر ریز ساختار و خواص سایشی کامپوزیت فروتیک می باشد.

ساخت کامپوزیتهای فروتیک به روش همزمان ‏‎in-situ‎‏ و بررسی تاثیر ترکیب شیمیایی ، سرعت انجماد، عملیات حرارتی و روش ساخت بر ریزساختار و خواص مکانیکی و سایشی هدف اصلی پژوهش حاضر را تشکیل می دهد.