در این کار پژوهشی، نانوپودر کامپوزیت آلومینا با استفاده از کلرید آلومنیوم آبدار و دو منبع تأمین سیلیکا (teos و سیلیکای کلوئیدی) بروش سل-ژل سنتز شد. برای ساخت قرص جهت بررسی تغییر و تحولات ریزساختاری، علاوه بر پرس ایزواستاتیک (cip) و سینتر معمولی از روش sps نیز استفاده شد. خلاصه یافته های این پژوهش به شرح زیر می باشد. 1) با استفاده از teos، آلومینای میانی (گاما و کاپا) در°c800 متبلور شد و در °c1000 به آلومینای آلفا تبدیل شد. در ضمن تشکیل مولایت از °c1000 در حضورآلومینای گاما آغاز شد و در °c1200 تکمیل شد. اما در شرایطی که از سیلیکای کلوئیدی استفاده شد، پیک مولایت در زمینه آلومینا در °c1300 مشاهده شد. در هر دو حالت تجزیه حرارتی مولایت در °c1750 مشاهده شد. 2) سطح ویژه bet و متوسط اندازه ذرات کامپوزیت آلومینای کلسینه شده در °c900 بمدت 2 ساعت به ترتیب m2/g5/0±9/120 و nm27 محاسبه شدند. اما در شرایطی که از سیلیکای کلوئیدی استفاده شد، سطح ویژه bet و متوسط اندازه ذرات کامپوزیت آلومینای کلسینه شده در °c900 بمدت 2 ساعت به ترتیب m2/g4/0±4/105 و nm35 محاسبه شدند. 3) با استفاده از teos ، مولایت درون دانه ای در داخل دانه آلومینا و مولایت بین دانه ای در میان دانه های آلومینا تشکیل شد. اما در شرایطی که از سیلیکای کلوئیدی استفاده شد فقط مولایت بین دانه ای در میان دانه های آلومینا مشاهده شد. 4) تشکیل مولایت درون دانه ای به سبب افت حلالیت سیلیکا صورت گرفت که در حین استحاله فازی آلومینای نیمه پایدار (دارای حلالیت سیلیکا) به آلومینای پایدار (بدون حلالیت سیلیکا) انجام شد. 5) با استفاده از teos، اندازه دانه مولایت درون دانه ای (میانگین اندازه دانهmµ 3/0) کوچکتر از مولایت بین دانه ای (میانگین اندازه دانه mµ 5/0) بود. همچنین اندازه مولایت بین دانه ای کوچکتر از آلومینا (میانگین اندازه دانه mµ5/1) بود. 6) مولایت موجب به تاخیر افتادن چگالش و ممانعت از رشد دانه آلومینا شد. 7) با استفاده از teos در مقایسه با سیلیکای کلوئیدی، دانسیته نسبی و میانگین اندازه دانه افزایش یافتند. دانسیته نسبی و میانگین اندازه دانه های کامپوزیت آلومینا-15 درصد حجمی مولایت، سینتر شده در °c1650 بمدت 2 ساعت، به ترتیب %8/98 و mµ 4/1 بدست آمدند. 8) با استفاده از sps در مقایسه با سینتر معمولی و شرایطی که از teos استفاده شد، منحنی دانسیته نسبی بر حسب دمای سینتر در حدود °c100 به دماهای پایین تر انتقال یافت و اندازه دانه ها کاهش یافتند. میانگین اندازه دانه ها پس از sps در °c1600 و سینتر معمولی در °c1650 به ترتیب mµ5/0 و mµ4/1 محاسبه شدند. 9) استفاده از sps در مقایسه با سینتر معمولی و در شرایطی که از سیلیکای کلوئیدی استفاده شد، منحنی دانسیته نسبی بر حسب دمای سینتر در حدود °c200 به دماهای پایین تر انتقال یافت. دانسیته نسبی و میانگین اندازه دانه پس از sps در °c1600 به ترتیب %3/98 و mµ7/0 محاسبه شدند. 10) بالاترین دانسیته نسبی این کامپوزیت با استفاده از teos و پس از sps در °c1600 بدست آمد که %5/99 بود و میانگین اندازه دانه های آن نسبت به سایر نمونه های سینتر شده (%90<?) کمتر بود.

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.

شبه کریستال ها گروهی از مواد نو با ویژگی های مکانیکی، فیزیکی و شیمیایی منحصر به فرد می باشند. تاکنون شبه کریستال ها بر پایه ی فلزاتی نظیر zr, al, tiو ...،بوسیله ی روش های مختلف تهیه شده اند. در این بین؛ شبه کریستال های حاصل از ترکیب عناصرal، cu ،fe به دلیل سمی نبودن، در دسترس بودن و قیمت مناسب عناصر آلیاژی شان، مورد توجه می باشند. فرآیند آلیاژسازی مکانیکی از مخلوط پودرهای اولیه و عملیات آنیل بعدی برای رسیدن به فاز شبه کریستال روش مورد توافق بسیاری از محققین می باشد. در این مطالعه، ابتدا پودر آلیاژی al-cu-fe با ترکیب اسمی al65cu23fe12 (at.%)به روش آلیاژسازی مکانیکی تهیه شد. بعد از 16 ساعت آسیا ?-al (cu, fe) بدست آمده بیشتر شامل محلول جامد نانوکریستالین ?-al (cu, fe) با ساختار مکعبی بود. به منظور تنش زدایی، مقداری از پودر، در دمای 150?c به مدت20 min در کوره ی معمولی حرارت داده شد. قطعات خام از پودرهای تنش زدایی شده و نشده، از پودر h 16 آسیا شده، تهیه شد و در دماهای انتخابی مختلف بین 200 تا 800?cتوسط کوره ی معمولی (تحت اتمسفر آرگون) و تشعشعات مایکروویو، پخت شدند. دگرگونی های فازی و تغییرات مورفولوژیکی و ساختاری در ساعت های مختلف آسیا و دماهای مختلف آنیلینگ به ترتیب توسط آنالیزهای xrd و sem، tem مورد بررسی قرار گرفت. به منظور بررسی ترکیب شیمیایی از آنالیز های edax و icp استفاده شد. نتایج نشان می دهد که میزان بیشتری از فاز شبه کریستال برای پودر تنش زدایی شده، بواسطه ی گرمایش با کوره ی مایکروویو نسبت به کوره ی معمولی تشکیل می شود. برای پودر تنش زدایی شده و پخت شده بوسیله ی کوره ی مایکروویو، میزان قابل توجهی از فاز شبه کریستال در رنج دمایی 200 تا 500?c تشکیل می شود.

با توجه به هزینه ی بالای ساخت سلول های خورشیدی سیلیکونی تحقیقات در راستای ساخت نسل جدیدی از سلول های نانوساختار که از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه باشند، انجام پذیرفته است. در این تحقیق دو نمونه فوتوالکترود دی اکسید تیتانیوم و اکسید روی با استفاده از لایه نشانی الکتروفورتیک تهیه شدند. به منظور حصول اطمینان از مقایسه ی نظامند و اطمینان از کیفیت لایه ها و یکسان بودن ضخامت و ریز ساختار، پارامتر های لایه نشانی به گونه ای تنظیم شده و تصاویر میکروسکوپ نوری و الکترونی روبشی آن ها تهیه شدند. سپس اجزای سلول کامل شده و دو سلول از دو فوتوالکترود ساخته شدند. تحلیل و تجزیه ی عملکرد اجزای سلول با استفاده از آنالیز امپدانس الکتروشیمیایی (eis) انجام گرفت. بررسی های مربوط به طول عمر الکترون و زمان عبور الکترون از فوتوالکترود نیز به ترتیب به روش های ولتاژ (imvs) و جریان (imps) در شدت نور مدوله شده اندازه گیری شدند. آنالیز ولتاژ گذرا نیز به منظور بررسی های مربوط به سرعت تخلیه ی بار از فوتوالکترود انجام شد. بازده کوانتومی و تحلیل جزئی بازده بخش های مختلف سلول با استفاده از آنالیز بازده تبدیل فوتون به الکترون (ipce) و محاسبه ی بازده خود سلول، ولتاژ مدار باز و جریان مدار کوتاه با استفاده از رسم منحنی جریان-ولتاژ بدست آمد. دلیل تفاوت عملکرد سلول های خورشیدی ساخته شده از اکسید روی و دی اکسید تیتانیوم با کمک این آنالیز ها مورد بررسی قرار گرفت و در نهایت این نتیجه حاصل شد که سلول های خورشیدی ساخته شده از اکسید روی در جایگاه ضعیف تری نسبت به دی-اکسید تیتانیوم قرار دارند.

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.

دو شکل تیتانات آلومینیوم یا تیالیت دارای ضریب انبساط حرارتی پایین (?25-1000 ~1×10-6k-6)، رسانایی حرارتی پایین (wm-1 k-15/1-9/0)، مقاومت به شوک حرارتی عالی (wm-1 500 ~) و دمای ذوب بالا (oc 1860) است. این ویژگی ها تیالیت را برای کاربردهایی که نیازمند شوک پذیری بالا و عایق حرارتی خوب است، مناسب ساخته است. مقاومت به شوک حرارتی عالی تیالیت آن را بعنوان یک ماده دیرگداز و برای کاربردهایی در مهندسی متالورژی و خودرو جذاب می سازد. جایی که عایق حرارتی مورد نیاز است، مانند قسمت های مختلف ساختمان موتورهای احتراق داخلی ، تیالیت یک ماده مهندسی خوب است. همچنین در اجزای قطعات الکتریکی دما بالا، که هم عایق بودن حرارتی و هم شوک پذیری نیاز است کاربرد دارد. دو مشکل اصلی تیتانات آلومینیوم، استحکام مکانیکی پایین آن به علت حضور ریزترک های ناشی از ناهمسانگردی انبساط حرارتی شدید آن و ناپایداری حرارتی و تجزیه آن به al2o3وtio2 در محدوده دمایی c° 1280-750 است. به این منظور از افزودنی های مختلفی استفاده می شود تا استحکام مکانیکی و پایداری آن افزایش یابد. با توجه به آنکه اکسید منیزیم یکی از موثرترین افزودنی ها در پایدارسازی تیتانات آلومینیوم است و مولایت استحکام مکانیکی مناسبی دارد، در تحقیق حاضر کامپوزیت های تیتانات آلومینیوم- مولایت از طریق سینتر واکنشی و بر اساس واکنش al2(1-x)mgxti1+xo5 + mullite sio2 + tio2+al2o3+mgo ? تهیه شد. اولین هدف رسیدن به ساختاری ریز دانه به کمک سینتر مایکروویو، کاهش یا حذف ریزترک های زیان بار و افزایش استحکام مکانیکی و دیگری، پایداری حرارتی بلندمدت تیتانات آلومینیوم و جلوگیری از تجزیه حرارتی آن بود. به این منظور اثر افزودنی مولایت و اکسید منیزیم روی خواصی نظیر چگالی، تخلخل، استحکام مکانیکی و پایداری حرارتی مطالعه شد. همچنین برای شناسایی ترکیب فازهای تشکیل شده، آنالیز پراش اشعه ی ایکس انجام شد. ریزساختار نمونه ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی مشاهده شد. بررسی ها نشان داد که کامپوزیت های به دست آمده دارای ساختاری ریز دانه (m?1? متوسط اندازه دانه)، استحکام مکانیکی بالا (4/2±3/62) و پایداری بلند مدت پس از طی 100 ساعت آنیلینگ میباشند

سلول های خورشیدی فعال شونده با رنگینه نسل سوم سلول خورشیدی هستند. این سلول ها که اولین بار با بازده بالا در سال 1991 ساخته شدند، گرچه بازده کمتری از سلول های سیلیکونی سنتی دارند ولی هزینه و انرژی کمتری برای ساخت آنها مصرف می شود. به منظور ساخت این نوع سلول های خورشیدی به لایه ای نانو متخلخل با ضخامت میکرومتری دی اکسید تیتانیوم نیاز است. لایه نشانی الکتروفورتیکی نانوذرات روشی موثر و کم هزینه به منظور ایجاد این قابلیت است. در این پژوهش از سوسپانسیونی از نانوذرات دی اکسید تیتانیوم در 6 نوع الکل (متانول، اتانول، 1-پروپانول، بوتانول، پنتانول و هگزانول) برای ساخت فوتوالکترود استفاده شد. با بهینه سازی متغیرهای الکتروفورتیکی نظیر محیط لایه نشانی، ولتاژ، غلظت و استفاده از لایه نشانی چندمرحله ای لایه ای متخلخل، بدون ترک و به ضخامت 10 میکرومتر و ریزساختار مناسب ایجاد شد. از کیفیت این لایه ها با استفاده از میکروسکوپ نوری، میکروسکوپ الکترونی روبشی و میکروسکوپ نیروی اتمی اطمینان حاصل شد و سپس این لایه در جایگاه فوتو الکترود در ساخت سلول خورشیدی به کار رفت. منحنی جریان- ولتاژ سلول ساخته شده رسم و ولتاژ مدار باز و جریان مدار کوتاه با استفاده از منحنی جریان-ولتاژ بدست آمد. دلیل تفاوت عملکرد سلول های خورشیدی ساخته شده از دی اکسید تیتانیوم مورد بررسی قرار گرفت و در نهایت این نتیجه حاصل شد که سلول های خورشیدی ساخته شده از دی اکسید تیتانیوم در محیط های الکلی سنگین تر به دلیل اتصال بین ذره ای نانوذرات دارند.

با توجه به اهمیت مواد در حالت نانوساختار در بهبود خواص مکانیکی آنها، در این مطالعه پایدارسازی nial نانوساختار با استفاده از افزودن نانو ذرات tic در طی تف جوشی با تکیه بر اثر قفل شوندگی آن بر رشد دانه از زمینه به صورت یک الگوی تجربی بررسی شد. از این رو، سنتز nial نانوساختار از عناصر اولیه ni و al و نانو پودر tic با استفاده از عناصر اولیه ti و c به روش آلیاژسازی مکانیکی بررسی شد. تغییرات دما و فشار، و تغییرات ساختاری در حین آسیاب مانند استحاله فازی، اندازه دانه، میکرو کرنش، چگالی نابجائیها، ثابت شبکه، ناخالصی آهن، مورفولوژی و اندازه ذرات با استفاده از آزمایش های پراش پرتو ایکس، حرارتی، هموارسازی ریتولد، میکروسکوپ الکترونی روبشی و عبوری، تجزیه شیمیایی، اندازه گیری ذرات میکرو و نانو و سطح ویژه بررسی شد. پودر nial نانوساختار ( nm25 ?) با اندازه ذرات میکرونی (µm 65-5/0?) و نانو پودر tic (nm 35-16) با اندازه ذرات (nm 500-25? ) در طی آسیاب با مکانیزم مکانوشیمیائی به دلیل واکنش گرمازا بین عناصر اولیه بدست آمدند. بر خلاف پودر nial که در طی آسیاب اندازه ذرات حالت پایدار میکرومتری مانند سامانه نرم/ترد پیدا کرد، در تهیه tic کاهش اندازه ذرات به سمت نانو مقیاس به دلیل سختی بالای آن و ایجاد سامانه ترد و شکننده بود. تف جوشی پودر نانوساختار nial با فرآیند پرس گرم نتیجه در رشد دانه ها و تشکیل ساختار ریز دانه (nm 400) داد. نتایج نشان دادند که افزودن tic 10%vf. به nial سبب ممانعت از رشد دانه ها بوسیله اثر زنر و پایدار سازی زمینه نانو ساختار (nm 85) در نمونه حجیم می شود.

هدف اولیه از انجام این پروژه، سنتز نانوکامپوزیت های هسته غشایی tio2/ sno2 می باشد. برای دستیابی به این هدف، ابتدا نانوذرات دی اکسید تیتانیم به روش هیدروترمال تهیه شد. در تهیه ذرات tio2 ، پارامترهای مختلف نظیر ph، دما، زمان و افزودنیهای متفاوت بررسی شده و نقش آن ها در ویژگی ذرات تهیه شده مورد بررسی قرار گرفت. پودرهای دی اکسید تیتانیم تهیه شده از روش هیدروترمال در دمای 120 درجه سانتیگراد کریستالی و به فرم آناتاز بودند و نیاز به کلسیناسیون ذرات نبود. در مرحله ی بعد، نانوکامپوزیت های هسته غشایی به روش سل ژل و در حضور ذرات tio2 (تهیه شده در مرحله قبل) و پیش ماده ی sncl4.5h2o تهیه شد. در سنتز این ذرات از غلظت های مختلف ماده ی غشا ( نسبت های هسته به غشا متفاوت ) استفاده شد و ویژگی های آن ها با استفاده از آنالیزهای xrd، ftir، sem، edx و tem مورد بررسی قرار گرفت. همچنین در مورد این ذرات از دو روش تهیه پودر، تبخیر و جداسازی از محلول با سانتریفیوژ استفاده شد و تفاوت این دو روش مورد بررسی قرار گرفت. هدف بعدی در انجام پروژه، بررسی ویژگی حسگری گاز ذرات هسته غشا tio2/ sno2 تهیه شده و مقایسه آن با خاصیت حسگری ذرات tio2 خالص بود. برای انجام آزمایش های حسگری، ذرات سنتز شده به روش پرس پودر به صورت قرص تهیه و آزمایش حسگری پودرها نسبت به گاز اتانول انجام شد. نتایج بدست آمده نشان داد که به دلیل ویژگیهای منحصر بفرد ذرات نیمه هادی هسته غشایی در مکانیزم جدایش بار، حسگری ذرات هسته غشایی از ذرات اکسیدی خالص بیشتر است.

در این پژوهش تأثیر افزودن ذرات کاربیدسیلیسیوم (sic) بر پایداری دوغاب های آلومینا-زیرکون و رفتار سینتر کامپوزیت های آلومینا-مولایت-زیرکونیا-کاربیدسیلیسیوم (amzs) حاصل بررسی شد. برای انجام پژوهش، ابتدا دوغابی پایدار با 40 درصد حجمی از آلومینای ریزدانه، زیرکون و کاربیدسیلیسیوم با استفاده از افزودنی دولاپیکس تهیه و سپس ریخته گری شد. از درصدهای مختلف افزودنی دولاپیکس استفاده شد. پایداری دوغاب های کلوییدی آلومینا-زیرکون-کاربیدسیلیسیوم با اندازه گیری توزیع اندازه ذرات، رئولوژی، سرعت ریخته گری، مقدار افزودنی جذب شده، ارتفاع رسوب و پتانسیل زتا ارزیابی شد. نتایج نشان دادند که ذرات sic مقدار پتانسیل زتای دوغاب ها، ارتفاع رسوب و همچنین متوسط اندازه ذرات آنها را کاهش داد. همچنین نتیجه گیری شد که پایداری دوغاب های آلومینا-زیرکون- sicبا 20% حجمی ذرات sic و 5/0% وزنی دولاپیکس در ماده خشک بهینه شد و افزایش بیشتر sic پایداری دوغاب ها را کاهش داد. تأثیر افزودن ذرات sic بر چگالی، ریزساختار، ویژگی های مکانیکی و رفتار شوک حرارتی کامپوزیت های آلومینا-مولایت-زیرکونیا-کاربیدسیلیسیوم ریخته گری شده بررسی شد. فرایند سینتر در دو مرحله انجام شد: ابتدا در ?c1600 به مدت 2 ساعت و سپس در ?c1500 به مدت 5 ساعت. چگالی و تخلخل، فازهای بلوری و ریزساختار پس از سینتر تعیین شد. همچنین ویژگی های شوک حرارتی، استحکام، چقرمگی و سختی کامپوزیت های تهیه شده اندازه گیری شد. فرایند سینتر دو مرحله ای کامپوزیت های amzs موجب کاهش اندازه ذرات و افزایش چگالی آنها شد. بیشترین مقدار چقرمگی (mpam1/2 13/8) و کمترین اندازه دانه ها با 20% حجمی sic حاصل شد. sic موجب بهبود مقاومت به شوک حرارتی کامپوزیت های آلومینا-مولایت-زیرکونیا-کاربیدسیلیسیوم پس از 10 سیکل حرارتی در ?c1000 شد. تأثیر افزودن نانوذرات sic نیز بررسی شد. استفاده از 10% حجمی نانو کاربیدسیلیسیوم موجب افزایش استحکام (از 167 به 276 mpa)، سختی (از 945 به 1107 kgf/m2) و چقرمگی (از 7/7 به 36/9 mpam1/2) کامپوزیت ها شد. از سوی دیگر، تئوری های لایه مضاعف الکتریکی ارائه و مطابقت خوبی میان ویژگی های پایداری در حالت تئوری و تجربی مشاهده شد.

در این پژوهش سنتز نانو ذرات b4c-tib2 در نسبت مولی برابر به روش احتراقی مورد ارزیابی قرار گرفت. در ابتدا از مواد اولیه اکسیدی b2o3+tio2+mg+c(graphite) استفاده شد. از تلفیق دو روش فعالسازی مکانیکی و انفجار حرارتی در کوره تیوپی تحت اتمسفر آرگون، این ترکیب با ابعاد کمتر از 100 نانومتر سنتز گردید. از آنجایی که در این حالت بازده سنتز موثر نبود، در مرحله بعد از مواد اولیه عنصری b+c(graphite)+ti استفاده شد. در این حالت به دست آوردن این ترکیب در این نسبت مولی دارای محدودیت های ترمودینامیکی و کینتیکی است. در ابتدا ارزیابی فرایند مکانوشیمیایی در این سیستم نشان داد که آسیاکاری پر انرژی این مخلوط تا 70 ساعت، قادر به تشکیل این دو فاز به طور همزمان نیست; ولی فاز tib2 تنها پس از 6 ساعت آسیاکاری تشکیل شد. لذا می توان گفت که این کامپوزیت در این نسبت مولی نمی تواند به صورت خود گستر سنتز شود و نیاز به فعالسازی دارد. بنابراین از فعالسازی شیمیایی (تفلون) جهت سنتز احتراقی استفاده شد. ابتدا فرض شد که تفلون در واکنش شرکت نمی کند و فقط مشوق واکنش است. در این حالت یک حد آستانه در حدود 18% وزنی تفلون برای اینکه واکنش به صورت خود گستر باشد، به دست آمد. اما به دلیل نقش کربوری تفلون دو فاز جانبی tic و c در محصول نهایی وجود داشت. در ادامه با جایگزینی کامل گرافیت با تفلون فعالیت سیستم زیاد شده (30 درصد وزنی تفلون)، فاز ثانویه کاهش یافته و این کامپوزیت با ریز ساختار نانو (اندازه ذرات کمتر از 100 نانومتر) سنتز شد. فعالسازی مکانیکی مخلوط مواد اولیه تا 3 ساعت، میزان تفلون مورد نیاز برای سنتز این ترکیب را از 30 درصد به 18درصد کاهش داد. لذا تلفیق دو فرایند فعالسازی شیمیایی و مکانیکی برای غلبه بر محدودیت های ترمودینامیکی و کینتیکی مناسب بوده و این پودر کامپوزیتی با خلوص مناسب سنتز شد. در گام بعدی، از تلفیق دو روش فعالسازی مکانیکی و الکتریکی (sps) جهت سنتز پودر نانو ساختار و قطعات بالک استفاده شد. اثر فعالسازی مکانیکی و پارامترهای کنترل کننده فرایند sps مانند جریان اعمالی، زمان اعمال آن و سرعت گرمایش روی مکانیزم سنتز نانو کامپوزیت به دست آمده مورد ارزیابی قرار گرفت. با آسیاکاری مخلوط مواد اولیه تا 8 ساعت، دمای تبدیل کامل واکنشگرها به محصولات ازc °1600 (برای حالتی واکنشگرها آسیا نشده بودند) به °c1200 کاهش یافت. با افزایش سرعت گرمایش مکانیزم تشکیل دو فاز از حالت جامد – جامد و نفوذ تدریجی به مکانیزم احتراقی و درجا تغییر یافت و اندازه نانو ذرات به دست آمده در بیشترین سرعت گرمایش کمتر از 50 نانومتر بود. در ادامه فرایند سنتز کامپوزیت، نمونه های بالک نیز در این مطالعه در نسبت حجمی b4c-41%vol.tib2 (نسبت مولی برابر) با استفاده از مواد اولیه آسیا شده در زمان های مختلف تحت شرایط متفاوت از فرایند sps به دست آمد. چگالی، ریزساختار، سختی و چقرمگی آنها مورد ارزیابی قرار گرفت. نشان داده شد زمان آسیاکاری واکنشگرها، سرعت گرمایش و مکانیزم سنتز ترکیب نقش مهمی بر خواص قطعه دارد. به طوری که آسیاکاری مخلوط واکنشگرها تا 8 ساعت باعث افزایش چگالی قطعه به دست آمده از 82% (برای حالتی که واکنشگرها آسیا نشده بودند) به 94% چگالی تئوری شد. در این حالت یک ریزساختار ریز دانه با اندازه دانه های زیر میکرون به دست آمد. با افزایش سرعت گرمایش و تغییر مکانیزم سنتز پودر، ریزساختار قطعات به دست آمده تا حدی درشت شده (درحدود µm 2-1)، ولی تغییر چندانی در چگالی قطعات ایجاد نشد. در ادامه با افزایش جریان تا a 1200 در مدت زمان 6 دقیقه (در بیشترین سرعت گرمایش) چگالی قطعه حاصله در حدود 97% چگالی تئوری شد. عدد سختی (تحت بار 5 کیلوگرم) و چقرمگی این قطعه به ترتیب 50± kg/mm2 1689 وmpa.m1/2 5.01بود.

در این پروژه به بررسی امکان تهیه کامپوزیت مولایت- سیلیکون کاربید به روش سینتر دو مرحله ای و مقایسه آن با سینتر معمولی پرداخته شده است. بدین منظور برای سینتر معمولی، نمونه ها در دماهای گوناگون و به مدت 5 ساعت در هر دما سینتر شده و برای سینتر دو مرحله ای، مرحله اول در شرایط حرارت دهی با سرعت ثابت به منظور دست یابی به چگالی اولیه بالا و مرحله دوم با نگهداری نمونه ها در دمایی پایین تر، جهت افزایش چگالی بدون رشد دانه، انجام شده است. آزمایش های انجام شده برای تعیین دماهای بهینه طراحی شده اند. مشخص شده است که دمای 1650 درجه سانتی گراد برای مرحله اول به دلیل بیشترین سرعت تراکم مناسب است. همچنین سینتر همدما در دمای 1550 درجه ساتتی گراد و در مدت زمان های گوناگون به منظور جلوگیری از نفوذ سطحی و بهبود چگالی انجام شد. میانگین اندازه دانه نمونه های تقریبا چگال (95 درصد چگالی تئوری) تهیه شده به روش سینتر معمولی، با استفاده از تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی، حدود 8/4 میکرومتر محاسبه شد. به هرحال، در فرایند سینتر دو مرحله ای، میانگین اندازه نهایی دانه (حدود 45/1 میکرومتر) 5/3 مرتبه نسبت به سینتر معمولی کاهش نشان می دهد. علاوه بر این، استحکام خمشی سه نقطه ای نمونه های سینتر شده به روش دو مرحله ای در چگالی یکسان 95 درصد، به دلیل اندازه دانه کوچک تر، تاحدود 15 درصد نسبت به سینتر معمولی و از 520 به 600 مگاپاسکال بهبود پیدا کرده است.

در این پژوهش، با استفاده از دو پراکنده ساز مختلف (تایرون و دولاپیکس) رفتار رئولوژی، آزمایش ته نشینی و اندازه گیری پتانسیل زتای دوغاب حاوی ysz در دو حالت مختلف ( با و بدون تنظیم ph) مورد بررسی قرار گرفت. همچنین، دوغاب با بهینه ترین درصد پراکنده ساز در phهای مختلف نیز مورد آزمایش های رئولوژی، ته نشینی و پتانسیل زتا قرار گرفت. پایدارترین دوغاب از نظر آزمایش های ته نشینی و رئومتری، دوغاب حاوی 0/8% تایرون در ph حدود 10 است. در ادامه، با بهینه ترین درصد پراکنده ساز (از نظر رفتار رئولوژی و پایداری) با استفاده از نتایج آزمایش های بالا، دوغابی تهیه شد و به وسیله آن پوشش دهی بر روی پایه های nio-ysz ساخته شده( پیش پخت شده در دمای 1050 درجه سانتی گراد و به مدت دو ساعت)، به روش غوطه وری انجام گرفت. بررسی های مختلفی بر روی تاثیر شرایط متفاوت، مانند پایه های اشباع و غیراشباع، سرعت های بیرون کشیدن مختلف و تغییر گرانروی بر روی پوشش های تهیه شده انجام گرفت. در پوشش های تهیه شده در حالت اشباع نسبت به حالت غیراشباع ترک وجود نداشت. هم چنین، با کاهش سرعت بیرون کشیدن پایه های اشباع از درون دوغاب، کاهش در ضخامت و مورفولوژی بهتر پوشش مشاهده شد.

در این تحقیق، از ریخته گری ژل جهت تولید قطعات آلومینایی متخلخل استفاده شد. برای این منظور دوغاب های70 درصد وزنی از پودر آلومینا تهیه و خواص پایداری و رئولوژیکی آن مورد بررسی قرار گرفت. جهت پایدارسازی و بهبود خواص رئولوژی دوغاب، از تایرون به عنوان پراکنده ساز استفاده و تست های رسوب، پتانسیل زتا و رئولوژی برای بررسی ویژگی های پایداری دوغاب و محاسبه بهینه درصد تایرون انجام شد. برای بررسی اثر درصد جامد، دوغاب هایی دارای 72، 75، 78 و 80 درصد وزنی آلومینا تهیه و خواص آن ها نیز مورد بررسی قرارگرفت.ریخته گری ژل با استفاده از سیستم متاکریل آمید و متیلن بیس اکریل آمید به عنوان مونومر و پیوند دهنده با نسبت 6 به 1 و میزان 20 درصد و آمونیوم پری سولفات و تترا متیل اتیلن دیامین به عنوان آغازگر و کاتالیزور واکنش انجام شد. تبدیل دوغاب به فوم به وسیله هم زدن مکانیکی و افزودن مقادیر بسیار ناچیز از sds (دودسیل سولفات سدیم) به عنوان سورفکتانت بود. جهت انجام واکنش ژل شدن لازم بود این مرحله در محیط نیتروژن انجام گیرد. در این مرحله جهت دستیابی به درصد بهینه sds میزان افزایش حجم دوغاب های مختلف با گذشت زمان ثبت و مشاهده شد که در درصد بیش از مقدار بهینه 0/03 درصد بر مبنای پودر خشک، دستیابی به فوم جامد غیر ممکن است. پس از افزودن کاتالیزور و آغازگر واکنش که مقدار آن از روی نتایج حاصل از تغییرات دمایی با زمان محاسبه شده بود، فوم تهیه شده درون قالب پلی اتیلنی ریخته گری و در دمای محیط به ژل تبدیل شد. پس از خشک کردن بدنه ها درصد انقباض خام آن ها تعیین شد.پخت نمونه ها در دمای1400 درجه سانتی گراد به مدت 2 ساعت انجام شد و میزان انقباض، کاهش وزن، چگالی و درصد تخلخل و استحکام فشاری آن ها مورد بررسی قرار گرفت. مشاهده شد که با افزایش مقدار جامد از 70 به80 درصد وزنی، چگالی کلی از0/83 به g/cm3 1/97 و استحکام فشاری از حدود 40 به حدود mpa 120 افزایش می یابد. همچنین محاسبه میانگین اندازه تخلخل ها نیز که از روی تصاویر sem و به وسیله نرم افزارmicrostructure measurement محاسبه شد، نشان داد که با افزایش جامد، میانگین اندازه تخلخل ها از حدود 180 به mμ90 کاهش می یابد. نتایج حاصل از عبورپذیری نمونه ها که توسط دستگاه فراتراوا اندازه گیری شد نشان داد که با افزایش چگالی، عبورپذیری افت می کند.

در این پروژه سنتز درجا پودر نانوکامپوزیت گاما آلومینا - نانولوله کربن با استفاده از روش سل- ژل مورد بررسی قرار گرفت. به این منظور جهت پخش شدن مناسب نانولوله های کربنی در پودر گاما آلومینا، نانولوله-کربن از دو روش، استفاده از سورفکتنت (sds و triton x-100) و روش عامل دار کردن سطح آنها با استفاده از مخلوط های اسیدی مختلف استفاده شد. نحوه ی پراکنده شدن و مکانیزم آنها با استفاده از تکنیک-های uv-vis، طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز(ftir)، طیف سنجی رامان و آنالیز حرارتی افتراقی(tg) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که تمام روش های مورد استفاده جهت پراکنده کردن نانولوله ها در محیط آبی مناسب است اما نمونه پراکنده شده با استفاده از triton x-100 پس از سه ماه رسوب می کند. در ادامه جهت سنتز پودر نانوکامپوزیت، ابتدا مقدار مناسبی نیترات آلومینیوم در 2 لیتر آب مقطر حل شد. سپس با استفاده از محلول آمونیاک ph در محدوده 5/8- 5/7 تنظیم شد تا رسوب سفید رنگی به دست آید. رسوب سفید رنگ توسط کاغذ صافی فیلتر و مجددا در آب پراکنده شد. در ادامه ph رسوب سفید رنگ تهیه شده، با استفاده از اسیدنیتریک، در محدوده 5/4-4 تنظیم و آن را به نانولوله های کربنی پراکنده شده با استفاده از sds (sodium dodecyl sulfate) در حالی که آلتراسونیک می شد، اضافه شد. در نهایت سل آماده شده بر روی صفحه داغ در دمای °c80 حرارت داده شد تا به ژل تبدیل شود. ژل به دست آمده ابتدا به مدت 12 ساعت در دمای ° c80 و سپس به مدت 2 ساعت در دمای ° c200 خشک شد. جهت سنتز و بررسی استحاله ی فازی نانوکامپوزیت، پودرهای تهیه شده در دماهای °c500، °c700، °c900، ° c1100، °c1200 و °c1300 تحت اتمسفر آرگون کلسینه شد. نتایج به دست آمده نشان داد که نانولوله ها به خوبی در پودر گاما آلومینا پخش شده است و همچنین افزودن نانولوله-کربن باعث پایداری فاز گاما آلومینا تا دمای °c1200گردید. همچنین مشاهده شد سطح نانولوله ها توسط گاما آلومینا پوشش داده شده است. افزودن نانولوله ها باعث افزایش سطح ویژه تا 50 درصد می شود.

هیدروکسی آپاتیت اصلی ترین جزء مینرالی تشکیل دهنده استخوان و دندان است. اما، خواص مکانیکی ضعیف آن در حالت تک فاز، کاربردهای قطعات ساخته شده برای استفاده به عنوان استخوان تحت بار را به شدت محدود کرده است. در این پژوهش از نانوذرات آلومینا و میکروذرات تیتانیم به منظور بهبود خواص مکانیکی بدنه های هیدروکسی آپاتیتی استفاده شده و اثر حضور آلومینا و تیتانیم بر خواص مکانیکی و ریزساختار هیدروکسی آپاتیت مورد بررسی قرار گرفته است. پس از سنتز هیدروکسی آپاتیت به روش همرسوبی، آنالیز پراش پرتو ایکس بر روی مواد اولیه انجام شده و شکل و اندازه ذرات آلومینا و تیتانیم با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد بررسی قرار گرفت. پس از طراحی آزمایش ها به روش تاگوچی و با استفاده از آرایه ارتوگونال l9، با در نظر گرفتن درصد آلومینا (3، 5 و 7 درصد وزنی)، درصد تیتانیم (5، 10 و 15 درصد وزنی) و دمای زینتر کردن (1100، 1150 و 1200 درجه سانتیگراد) به عنوان فاکتورهای کنترل کننده، مواد اولیه در محیط استون با استفاده از بالمیل مخلوط شده و پس از خشک شدن، تحت پرس تک محوره و متعاقباً پرس ایزواستاتیک سرد با فشار 180 مگاپاسکال قرار گرفت. نتایج برای مشخصه های کیفیت درصد انقباض، درصد تخلخل های باز، درصد نسبی تجزیه، اندازه دانه، استحکام خمشی، سختی و چقرمگی به کمک روش های استاندارد و anova در تحلیل تاگوچی مورد بررسی و تجزیه و تحلیل قرار گرفته و ضمن تعیین سهم مجزای هر فاکتور برنتایج، شرایط بهینه برای هریک از مشخصه های کیفیت تعیین شد. محاسبات نشان داد در شرایط بهینه اندازه دانه های هیدروکسی آپاتیت 16/0±25/0 میکرومتر خواهد بود. استحکام خمشی بدنه ها نیز در شرایط بهینه برابر با 07/1±12/27 مگاپاسکال برآورد شد. همچنین، محاسبات نشان داده که سختی در شرایط بهینه برابر با hv 23/18±78/207 خواهد بود. چقرمگی قطعات زینتر شده در حالت بهینه نیز mpa.m1/2 10/0±42/2 برآورد شد. در پایان آزمون تأیید برای استحکام خمشی عنوان مهمترین مشخصه کیفیت انجام شد. علیرغم انحراف نتیجه آزمون تأیید از مقدار برآورد شده، عدد به دست آمده بالاترین مقدار برای استحکام خمشی بوده و بیشترین مقدار را نسبت به تمام نمونه ها اختیار کرد.

در این تحقیق، کامپوزیتهای مولایت زیرکونیا از طریق زینتر واکنشی بین آلومینا و زیرکون از روش ریخته گری ژل تهیه گردید. برای این منظور دوغاب آلومینا و زیرکون با 45، 50، 53 و 55 درصد حجمی تهیه شد. برای پایدار سازی دوغابها، از پراکنده ساز dolapix ce64 استفاده شد و برای تعیین درصد بهینه پراکنده ساز و ph، تغییرات ویسکوزیته دوغاب با این پارامترها مورد بررسی قرار گرفت. همچنین رفتار رئولوژی دوغابها نیز با افزایش درصد جامد مورد بررسی قرار گرفت. ریخته گری ژل با استفاده از سیستم methacrylamide ، n,n-methylenbisacrylamide به عنوان مونومر و پیوند دهنده و ammonium persulfate و tetramethyl ethylendiamine به عنوان آغازگر و پیوند دهنده در دمای 50 درجه سانتیگراد در مدت یک ساعت انجام شد. میزان انقباض، کاهش وزن، دانسیته و استحکام خمشی نمونه های خام و همچنین دمای سوختن مواد پلیمری از قطعات و کاهش وزن حاصل از آن مورد بررسی قرار گرفت. افزایش درصد جامد باعث بهبود خواص نمونه های خام مانند کاهش میزان انقباض و کاهش وزن و افزایش دانسیته می گردد. نمونه های خام در دمای 1650 درجه سانتیگراد به مدت دو ساعت پخت شدند. انقباض، کاهش وزن، دانسیته، استحکام خمشی، سختی، چقرمگی، ترکیبات تشکیل شده و ریز ساختار نمونه ها مورد بررسی قرار گرفت. پراش اشعه x قطعات نشان دهنده فازهای مولایت و زیرکونیا بوده و اثری از فازهای آلومینا و زیرکون دیده نشد که این نشان دهنده کامل شدن واکنش می باشد. دانسیته قطعات نهایی با افزایش درصد جامد از 15/93 درصد دانسیته تئوری به 67/94 درصد دانسیته تئوری افزایش یافت. همچنین میزان تخلخلها نیز از 14/4 درصد به 63/2 درصد کاهش یافت. نتایج بررسی ها نشان دهنده اثر منفی افزایش بیش از حد درصد جامد بر خواص مکانیکی قطعات نهایی می باشد و قطعه با 53 درصد حجمی جامد دارای استحکام خمشی 86/278 مگا پاسکال می باشد که بالا تر از استحکام خمشی نمونه با 55 درصد جامد است. این روند وجود یک حد بهینه برای افزایش درصد جامد را تائید می کند.

از کاربردهای مهم فرآیند سل- ژل ایجاد نانوذرات به عنوان حسگرهای اکسیدفلزی می باشد. اکسید روی یکی از مهم ترین اکسیدهای فلزی می باشد که کاربردهای فراوانی در حسگرهای گازی دارد. در این پژوهش نانو درات اکسید روی به طریق سل- ژل ایجاد شدند. تاثیر دو پارامتر دمای تکلیس و غلظت پیش ماده بر روی اندازه دانه وذرات بررسی شده است. خواص نانوپودر تولید شده از قبیل اندازه وشکل از طریق xrd، ftir، sem تعیین شد. بعد از تولید نانوپودر اکسید روی، با پرس سرد و پیش زینترینگ در دمای 400 درجه سانتیگراد قرص هایی به قطر 13 میلیمتر و ضخامت 1/4 میلیمتر از نانوپودر اکسید روی تهیه شده است. سپس خواص حسگری قرص های نانوپودر اکسید روی نسبت به گاز اتانول بررسی شد و در آخر برای بررسی اثر دوپ کردن عناصر واسطه، دو عنصر مس و آهن را به عنوان عناصر دوپ انتخاب کرده وتاثیر آن در خواص حسگری اندازه گیری شده است.

در این تحقیق نانوکامپوزیت آلومینا – نقره برای اولین بار با استفاده از روش ریخته گری ژلی به وسیله مواد اولیه محلول در آب ساخته شد. نتایج بررسی عوامل پراکنده ساز مختلف نشان داد که پراکنده ساز دولاپیکس et85 با دارا بودن خاصیت لیگاندی و تشکیل کمپلکس با یون های نقره، می تواند اثر نامطلوب آنها را بر روی گرانروی سوسپانسیون از بین ببرد. این برهمکنش به وسیله آزمایش طیف سنجی مادون قرمز مورد ارزیابی قرار گرفت. در نهایت، این عامل پراکنده ساز به عنوان پراکنده ساز مطلوب مورد استفاده قرار گرفت و با انجام آزمایش های رسوب گذاری و گرانروی، مقدار بهینه آن 5/1 درصد وزنی تعیین شد. فرآیند ریخته گری ژلی به وسیله مونومرهای متااکریل آمید (mam) و متیلن بیس اکریل آمید (mbam)، به عنوان عوامل تشکیل دهنده ژل و پرسولفات آمونیوم (aps) و تترا متیل اتیلن دی آمین (temed) به ترتیب به عنوان آغازگر و کاتالیزور، انجام گرفت. دمای تشکیل ژل 55 درجه سانتیگراد بود. همچنین اثر یون های نقره بر روی زمان ژل شدن و پتانسیل زتا مورد بررسی قرار گرفت و نشان داده شد که با افزودن یون های نقره هم زمان ژل شدن افزایش می یابد و هم پتانسیل زتای سطح ذرات، به نقطه iep (یعنی ناپایداری بیشتر) نزدیک می شود. بعد از انجام فرآیند ریخته گری ژلی، نمونه ها در کوره و مایکروویو در دماهای مختلف زینتر شدند و خواص فیزیکی آنها از قبیل استحکام خمشی، چگالی، درصد انقباض و تخلخل مورد ارزیابی قرار گرفتند. به طور کلی نتایج نشان دادند که نمونه های زینتر شده در داخل مایکروویو نسبت به کوره در شرایط برابر زینتر، دارای خواص مطلوب تری می باشند. همچنین حضور نانوذرات نقره در زمینه آلومینا، تنها در نمونه زینتر شده داخل مایکروویو در دمای 1300 درجه سانتیگراد دیده شد که این ملاحظات توسط میکروسکوپ های الکترونی روبشی و عبوری تایید شد. در نهایت خواص کاتالیستی و ضد باکتری نمونه های زینتر شده در شرایط مختلف، بررسی شد و در هر دوی این آزمایشات نمونه زینترشده توسط مایکروویو در دمای 1300 درجه سانتیگراد بهترین نتیجه را به همراه داشت. چکیده: در این تحقیق نانوکامپوزیت آلومینا – نقره برای اولین بار با استفاده از روش ریخته گری ژلی به وسیله مواد اولیه محلول در آب ساخته شد. نتایج بررسی عوامل پراکنده ساز مختلف نشان داد که پراکنده ساز دولاپیکس et85 با دارا بودن خاصیت لیگاندی و تشکیل کمپلکس با یون های نقره، می تواند اثر نامطلوب آنها را بر روی گرانروی سوسپانسیون از بین ببرد. این برهمکنش به وسیله آزمایش طیف سنجی مادون قرمز مورد ارزیابی قرار گرفت. در نهایت، این عامل پراکنده ساز به عنوان پراکنده ساز مطلوب مورد استفاده قرار گرفت و با انجام آزمایش های رسوب گذاری و گرانروی، مقدار بهینه آن 5/1 درصد وزنی تعیین شد. فرآیند ریخته گری ژلی به وسیله مونومرهای متااکریل آمید (mam) و متیلن بیس اکریل آمید (mbam)، به عنوان عوامل تشکیل دهنده ژل و پرسولفات آمونیوم (aps) و تترا متیل اتیلن دی آمین (temed) به ترتیب به عنوان آغازگر و کاتالیزور، انجام گرفت. دمای تشکیل ژل 55 درجه سانتیگراد بود. همچنین اثر یون های نقره بر روی زمان ژل شدن و پتانسیل زتا مورد بررسی قرار گرفت و نشان داده شد که با افزودن یون های نقره هم زمان ژل شدن افزایش می یابد و هم پتانسیل زتای سطح ذرات، به نقطه iep (یعنی ناپایداری بیشتر) نزدیک می شود. بعد از انجام فرآیند ریخته گری ژلی، نمونه ها در کوره و مایکروویو در دماهای مختلف زینتر شدند و خواص فیزیکی آنها از قبیل استحکام خمشی، چگالی، درصد انقباض و تخلخل مورد ارزیابی قرار گرفتند. به طور کلی نتایج نشان دادند که نمونه های زینتر شده در داخل مایکروویو نسبت به کوره در شرایط برابر زینتر، دارای خواص مطلوب تری می باشند. همچنین حضور نانوذرات نقره در زمینه آلومینا، تنها در نمونه زینتر شده داخل مایکروویو در دمای 1300 درجه سانتیگراد دیده شد که این ملاحظات توسط میکروسکوپ های الکترونی روبشی و عبوری تایید شد. در نهایت خواص کاتالیستی و ضد باکتری نمونه های زینتر شده در شرایط مختلف، بررسی شد و در هر دوی این آزمایشات نمونه زینترشده توسط مایکروویو در دمای 1300 درجه سانتیگراد بهترین نتیجه را به همراه داشت.

در این تحقیق ذرات sio2@y2o3: re3+(eu3+,dy3+,sm3+) با ساختار هسته پوسته با دو روش جدید سورفکتانت ( بهینه سازی سطح سیلیس با سورفکتانت m2p و استفاده از روش پچینی برای پوشش دهی) و روش قربانی کردن پلیمر ( استفاده از پلیمر خاص برای جذب یون های مورد نظر و در اختیار گذاشتن آنها به سطح سیلیس پس از خروج آنها از سیستم) سنتز شدند. ذرات بدست آمده در روش اول با روش های پراش اشعه ایکس(xrd)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (tem)، ft-ir و اسپکتروفلوریمتر مورد ارزیابی قرارگرفتند. نمونه ها در دمای 750 تا °c 900 مورد عملیات حرارتی قرارگرفتند. نتایج حاکی از آن است که نمونه های سنتز شده شامل هسته های آمورف از جنس سیلیس و پوشش بلوری از فاز ایتریا هستند که مورفولوژی ذرات نهایی کاملا کروی و با توزیع اندازه ذرات باریک است. نتایج نشان داد که با استفاده از سورفکتانت امکان سنتز هسته در اندازه های مختلف از 40 تا 500 نانومتر امکان پذیراست. نمونه های سنتز شده در صورت قرارگرفتن در معرض اشعه uv، نور قرمز از خود ساطع می کنند. شدت نور خروجی با افزایش تعداد پوشش و استفاده از سورفکتانت m2p افزایش پیدا کرد. سورفکتانت m2p باعث شد که تعداد گروه های هیدروکسیل و کربوکسیل بر روی سیلیس نسبت به سیلیکای معمولی افزایش یابد. غلظت سیلانول های سطحی از 56/0 برای سیلیس معمولی به mmol/g 925/2 برای سیلیس دارای m2p افزایش یافت. این گروه نقش مهمی در ایجاد پوشش یکنواخت دارد. به همین دلیل متوسط ضخامت پوشش ایتریا در نمونه سیلیس دارای سورفکتانت به nm 6 افزایش یافت. در حالیکه در سیلیس معمولی متوسط ضخامت پوشش به nm3 می رسد. در روش دوم، ابتدا سطح سیلیس به صورت شیمیایی با عامل mps (تری متوکسی سیلیل پروپیل متاکریلیت) اصلاح شد. سپس سطح آن با پلیمر moi (ایزوسیانات متیل متا اکریلیت)پوشانده شد. پلیمر پیوند زده شده به سیلیس به صورت الگویی برای پوشش نهایی از جنس ایتریا عمل می کند. بدین ترتیب که ذرات حاصله در محلول نیترات ایتریوم و دیسپرزیوم (یا سایر دوپنت ها نظیر ساماریوم و یوروپیوم) توزیع و در دمای °c50 به مدت 4 تا 110 ساعت هم زده شدند. در اینصورت یون های مذکور به صورت فیزیکی و یا شیمیایی جذب پلیمر می شوند و بعد از عملیات حرارتی و خروج پلیمر یون ها بر روی سیلیس تبدیل به پوسته ایتریایی می شود. ذرات بدست آمده در روش دوم با روش های پراش اشعه ایکس(xrd)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (tem)، ft-ir و اسپکتروفلوریمتر مورد ارزیابی قرارگرفتند. نتایج نشان دادند که با تغییر مقدار مونومر از 0.85 به mmol 3.35 ضخامت متوسط پلیمر به ترتیب از 23 تا nm55 افزایش یافت. ضخامت متوسط پوسته ی ایتریا حاصل از این تغییر نیز به ترتیب از 8 تا nm20 تغییر کرد. نتایج نورتابی ذرات sio2@y2o3:dy3+ نشان داد که طیف آن دارای دو پیک اصلی در 576 و nm 487 است که به ترتیب به انتقال های 4f9/2-----6h13/2 و 4f9/2-----6h15/2 مربوط می شوند. در ضمن بیشترین شدت پیک ها در غلظت 0.5 درصد مولی بدست آمد. با افزایش دمای کلسیناسیون، شدت نورتابی نیز افزایش یافت ولی تغییری در نسبت نور زرد به آبی حاصل نشد. در ارتباط با ذرات sio2@y2o3:eu3+ نیز با افزایش زمان هم زدن، شدت نورتابی افزایش پیدا کرد.

چکیده در این پژوهش، فوتوالکترود هماتیت در شرایط مختلف الکترودیپوزشن و کلسیناسیون ساخته شد. الکترودیپوزیشن به روش ولتامتری چرخه ای در دو سرعت روبش مختلف انجام شد. در نتیجه آن لایه نانوساختار اکسیهیدروکسی آهن بر روی سطح اکسید هادی شفاف (به عنوان زیرلایه) تشکیل شد. لایهنشانی در هر سرعت روبش، در 5، 10، 20، 40 چرخه انجام شد. در این مرحله اثر سرعت روبش پتانسیل و تعداد چرخه ای ولتامتری بر خواص ساختاری، اپتیکی و الکترونیکی نانوساختارهای هماتیت بررسی شد. در هر سرعت روبش چگونگی رشد لایه در هر چرخه ولتامتری مورد بررسی قرار گرفت. درنهایت مشخص شد در سرعت روبش پتانسیل mv/s100 با ایجاد شرایط متفاوت رشد و جوانهزنی، فوتوالکترودهایی با ساقه های جداگانه و شاخه های باریک بدست می آید که برای استفاده در سلول های فوتوالکتروشیمیایی، مناسب تر هستند. در مرحله دوم دو نمونه که در سرعت های روبش mv/s100 و mv/s20، اما در تعداد چرخههای ولتامتری یکسان تهیه شدهاند، انتخاب شدند. این دو نمونه در دمای oc520 و oc670 و به مدت 30 دقیقه، 2 و 4 ساعت حرارت داده شدند. چگونگی تاثیر دما و زمان حرارت دهی بر ویژگیهای ساختاری، خواص اپتیکی و الکترونیکی لایه ها مورد بررسی قرار گرفت. در نتیجه ی این بررسی مشخص شد سینتر، اتصال و تبلور مجدد با افزایش دما و زمان حرارت دهی در نمونه ها رخ می دهد. چگونگی تاثیر این رخدادها بر اندازه کریستالیت، شکل و اندازه ساختار سطحی، خواص اپتیکی و الکترونیکی نمونهها مورد بررسی قرار گرفت.

روش های بسیاری جهت سنتز الیاف سرامیکی گزارش شده است. از جمله روش سل – ژل، ذوب ریسی ، ریسندگی خشک و ریسندگی تر(مرطوب)و روش الکتروریسندگی.یکی از کاربردی ترین روش های تهیه ی الیاف مولایت روش سنتز سل – ژل می باشد.این روش به سبب داشتن ویژگی های مطلوبی از جمله، دمای تکنیکی پایین، تولید محصولاتی با خلوص بالا و یکنواختی مناسب، همواره مورد توجه محققین قرار گرفته است. گرچه این روش برای سنتز الیاف، نیازمند مواد اولیه ی خاص و پرهزینه بوده و طول الیاف سنتزی در محدوده میکرومتری می باشد. روش ریسندگی مذاب برای سنتز الیاف سرامیکی با نقطه ذوب پایین استفاده می شود، بنابراین با استفاده از این روش، تهیه الیاف از اکسیدهای فلزی یا اکسیدهای دیرگدازی که از پیش ماده هایی با نقطه ذوب بالا که در برابر دمای بالا مقاوم بوده به دست می آیند، دشوار می باشد. از اینرو روش ریسندگی از مذاب برای سنتز الیاف مولایت مناسب نمی باشد. برخلاف روش پیشین، از روش ریسندگی تر برای سنتز سرامیک هایی با نقطه ذوب بالا استفاده می شود، اما محدودیت این روش در سنتز نانوالیاف با اندازه غیر قابل کنترل و دارای ترک می باشد.الکتروریسندگی روند تهیه نانوالیاف از طریق جت باردار شده الکتریکی محلول پلیمری یا مذاب پلیمری می باشد. می توان نانوالیاف سرامیکی را از طریق الکتروریسندگی پیش ماده های سرامیکی و به دنبال آن پس از سینتر کردن الیاف الکتروریسی شده،سنتز کرد.در این پژوهش نانوالیاف مولایت از طریق الکتروریسی سل حاصل از روش سل-ژل که حاوی آلومینیوم نیترات (ann) ، آلومینیوم ایزو پروپوکساید (aip) و تترااتیل اورتوسیلیکات (teos) بوده، سنتز گردید. در ابتدا محلول پلیمری با غلظت های مختلف تهیه و پس از مخلوط شدن با سل مواد اولیه، ریسیده شد. پس از تعیین غلظت مناسب محلول پلیمری، تحقیق حاضر، با استفاده از این غلظت پیش رفت. نانوالیاف ریسیده شده در دماهای مختلف در کوره معمولی و کوره مایکروویو، کلسینه شد، و پس از آن مورد آنالیز قرار گرفت.

بررسی های انجام شده بر روی آلیاژ niti نشان می دهد که این آلیاژ بدلیل خواص منحصربفردی نظیر خاصیت شبه الاستیسیته، پتانسیل بالایی جهت استفاده بعنوان زمینه کامپوزیت های مقاوم به سایش دارد. هدف این پژوهش در بخش اول، سنتز کامپوزیت زمینه niti تقویت شده با درصد های کم ( تا 6 درصد وزنی) از نانوذرات al2o3 می باشد. بدین منظور، درصدهای مختلف از این نانوذرات به سیستم آلیاژی ni-ti اضافه شده و اثر آنها بر مراحل آلیاژسازی مکانیکی مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان داد پس از افزودن نانوذرات al2o3 زمان رسیدن به شرایط پایدار در آلیاژسازی مکانیکی کاهش و سرعت تشکیل فاز niti در مجاورت این ذرات افزایش می یابد که علت آن افزایش دانسیته نابجایی ها و تسهیل فرآیند جوش سرد و شکست ذرات در حین آلیاژسازی مکانیکی در حضور نانوذرات می باشد. از پودر اتمیزه نایتینول برای بررسی اثر پیش ماده بر خواص سایشی در کنار پودر بدست آمده از آلیاژسازی مکانیکی استفاده شد. پودرهای تهیه شده برای ساخت قطعات کامپوزیتی به روش تف جوشی در خلاء و پرس گرم ایزواستاتیک تحت فرآیند تف جوشی قرار گرفتند. نتایج اندازه گیری دانسیته نمونه های تف جوشی شده نشان داد که با روش تف جوشی در خلاء امکان رسیدن به دانسیته کامل وجود ندارد اما نمونه های تهیه شده به روش hip به دانسیته کامل رسیدند. نتایج حاصل از طرح پراش اشعه ایکس و dsc نشان داد افزودن نانوذرات به زمینه niti باعث افزایش پایداری فاز مارتنزیتی و بالا رفتن دمای این استحاله می شود. همچنین ، مقدار فازهای بین فلزی در نمونه های کامپوزیتی بیشتر ار نمونه های خالص niti می باشد. به منظور بررسی خواص مکانیکی و شبه الاستیسیته نمونه های تف جوشی شده از روش فرورونده نانو استفاده شد. نتایج این بررسی نشان داد پس از افزودن نانوذرات خاصیت شبه الاستیسیته کاهش نسبی از خود نشان می دهد ولی خواص مکانیکی نمونه های تقویت شده با نانوذرات بطور چشمگیری افزایش یافته است. آزمون سایش بر روی نمونه های تهیه شده به روش گلوله بر روی دیسک انجام گرفت. مطالعه سطوح سایش نشان داد نمونه های تقویت شده با نانو ذرات مقاومت به سایش بسیار بهتری در مقایسه با نمونه niti خالص از خود نشان دادند که بطور عمده به بهبود خواص مکانیکی و دارا بودن مقدار قابل قبول خاصیت شبه الاستیسیته در این نمونه ها برمی گردد. در نهایت، مکانیزم سایش در نمونه های تف جوشی با استفاده از sem مورد مطالعه قرار گرفت.

در این پژوهش تأثیر افزودن نانو ذرات کاربید سیلیسیم بر ویژگی های کامپوزیت های آلومینا-مولایت-زیرکونیا بررسی شد. نانو کاربید سیلیسیم در مقادیر 0، 3، 5، 7 و 10 درصد حجمی افزوده شد. نسبت وزنی آلومینا به زیرکن در کلیه نمونه ها 85 به 15 بود. روش شکل دهی ریخته گری ژل انتخاب شد. نسبت مونومر به اتصال دهنده 6 به یک و مقدار مونومر و اتصال دهنده در محلول اولیه 15 درصد وزنی بود. برای پراکنده سازی دوغاب از 5/0% وزنی دولاپیکس ce-64 در ماده خشک استفاده شد. پس از آماده سازی دوغاب، برای تشکیل ژل به ازای هر گرم از وزن محلول مونومر و آب، 025/0 سی سی از محلول 10 درصد وزنی temed و 025/0 سی سی از محلول 10 درصد وزنی aps به دوغاب اضافه شد و داخل قالب ریخته گری شد. بعد از بیرون آورن از قالب و خشک کردن، جهت حصول اطمینان از خروج کامل مواد پلیمری نمونه ها به مدت دو ساعت در دمای 600 درجه ی سانتی گراد قرار گرفتند. سپس نمونه ها در دمای c?1620 به مدت 2 ساعت و سپس c?1500 به مدت 5 ساعت سینتر شدند. چگالی و تخلخل، استحکام خمشی سه نقطه ای، سختی، مقاومت به شوک حرارتی، ترکیب فاز و ریزساختار کامپوزیت های به دست آمده بررسی شد. با افزودن کاربید سیلیسیم چگالی نمونه ها کاهش یافت و مقاومت به شوک حرارتی کامپوزیت های آلومینا-مولایت-زیرکونیا-کاربیدسیلیسیوم پس از 10 سیکل حرارتی در ?c1000 بهبود یافت. همچنین سختی و استحکام نمونه ها افزایش یافت. مقاومت به شوک حرارتی نانو کامپوزیت های آلومینا-مولایت-زیرکونیا-کاربید سیلیسیم تا c?1200t=? گزارش می شود.

در این پژوهش، نانو لوله های کربنی (cnts) با پوشش مولایتی به وسیله روش سل-ژل سنتز شد. جهت سنتز پوشش مولایتی، از پیش ماده های نیترات آلومینیم نه آبه (.9h2o al(no3)3 ) و تترا اتیل اورتو سیلیکات (teos) استفاده شد. برای پخش مناسب نانو لوله های کربنی، سورفکتانت آنیونی، سدیم دو دسیل سولفات (sds) در محیط آبی، تحت اولتراسونیک حمامی به کار گرفته شد. سل پیش ماده ای مولایتی به صورت قطره قطره به سوسپانسیون پایدار نانو لوله کربنی تحت اولتراسونیک افزوده شد. واکنش در 2ph? و با ترکیبات 50،20 و 80 درصد وزنی cnt نسبت به کل ترکیب انجام پذیرفت. در نهایت سوسپانسیون نانو لوله کربنی و پیش ماده های مولایتی بر روی صفحه داغ در دمای °c80 تحت تلاطم مغناطیسی به ژل تبدیل شد. پس از خشک شدن ژل در خشک کن، کلسیناسیون و سنتز مولایت تحت اتمسفر آرگون در دماهای°c 1000، °c 1200 و °c1400 در کوره تیوبی و مایکروویو، کلسیناسیون صورت گرفت. نتایج پراش اشعه ایکس (xrd) تشکیل فاز مولایتی و افزایش کریستالیراسیون با افزایش دما را نشان داد. تصاویر حاصل از میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی (fesem) پوشش یکنواخت و عدم حضور مولایت اضافه را در ph=2 تائید کرد. ضخامت پوشش مولایتی بر نانو لوله کربنی nm 5-1 متناسب با ترکیب هیبرید تخمین زده شد. وجود پوشش مولایتی در تصاویر میکروسکوپ الکترونی عبوری (tem) به اثبات رسید. نمودار های حاصل از آنالیز حرارتی (sta) افزایش مقاومت به اکسیداسیون در حدود 245 درجه نسبت به cnt ساده را نشان داد.

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.

چکیده در این تحقیق با استفاده از فعالسازی مکانیکی و پخت مایکروویو کوردیریت نانوساختار با فرمول 51/ 2 تهیه شد. برای این منظور مخلوط پودر اولیه شامل 36 mgo.2al2o3.5sio شیمیایی 2 با استفاده از آسیای mgo 13 درصد وزنی / و 78 al2o 34 درصد وزنی 3 /86 ،sio درصد وزنی 2 20 و 30 ساعت آسیاکاری شد. سپس بدنههای خام تهیه شده ،10 ، پرانرژی در مدت زمانهای 1 به روش پرس دو محوری با استفاده از گرمایش مایکروویو (بدون زمان نگهداری) و همچنین کوره معمولی (به مدت 2 ساعت) در دماهای بین 900 تا 1400 درجه سانتیگراد زینتر شدند . بررسی تغییرات فازی و ریزساختار پودرهای آسیا شده و بدنههای زینتر شده توسط آزمایش پراش پرتو انجام گرفت. مقادیر دانسیته و تخلخل نیز (sem) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (xrd) ایکس با استفاده از روش ارشمیدس اندازهگیری شد. همچنین خواصی نظیر ثابت دیالکتریک، سختی و استحکام خمشی سه نقطهای نیز اندازهگیری شد. نتایج بدست آمده نشان داد که با افزایش زمان آسیا، در هر دو روش پخت مقادیر ثابت دیالکتریک، سختی و استحکام افزایش و تخلخل کاهش مییابد. همچنین نمونههای پخت شده با استفاده از مایکروویو دارای دانسیته، ثابت دی الکتریک، سختی و استحکام خمشی بیشتری نسبت به نمونههای پخت شده در کوره الکتریکی بودند. بررسی تغییرات فازی نشان داد که فاز اصلی موجود در نمونههای زینتر شده کوردیریت می باشد و با افزایش زمان آسیا میزان کریستالیزاسیون کوردیریت افزایش مییابد. تصاویر ریزساختار نمونههای آسیا شده به مدت 30 ساعت و پخت شده با امواج مایکروویو در دمای 1390 درجه سانتیگراد دانههایی با ابعاد حدود 38 نانومتر را نشان داد. نتیجه کلی این تحقیق حاکی از بهبود خواص مکانیکی و الکتریکی و ریزساختار بدنههای زینتر شده با استفاده از گرمایش مایکروویو و فعالسازی مکانیکی بود.

در پروژه تحقیقاتی حاضر برای اولین بار کاربرد روش سل-ژل الکوکسیدی در تهیه کامپوزیت زیرکونیا- نانولوله کربنی مورد ارزیابی قرار گرفت. در این راستا ضمن استفاده از عوامل کنترل فرآیندهای هیدرولیز و تراکم، مانند استیل استون بعنوان عامل کمپلکس زا و همچنین ph محیط واکنش، شرایط بهینه عامل دار کردن نانولوله های کربنی بوسیله فرآیندهای اسیدی درجهت پراکنده سازی مناسب آنها در محیط واکنش مورد استفاده در فرآیند سل-ژل نیز مورد تحقیق قرار گرفت. تاثیر وجود نانولوله های کربنی در بهبود خواص مکانیکی کامپوزیت نهائی با استفاده از مقادیر مختلف آنها در محدوده 2-5/0 درصد وزنی مورد ارزیابی قرار گرفت. با توجه به مشکلاتی که در سینترینگ پودر نانوکامپوزیت از طریق روش معمول بخصوص از نظر عدم دستیابی به داتسیته مطلوب و احتمال آسیب به نانولوله های کربنی وجود داشت، از فرآیند سینتر پلاسمای جرقه ای (sps) برای ساخت قطعه نهائی کامپوزیت، استفاده شد. طی مراحل مختلف سنتز پودر و ساخت قطعه کامپوزیت از تکنیکهای گوناگون آنالیز و مشخصه یابی مواد مانند، xrd، sem، ftir، tem،sta و غیره بمنظور ارزیابی فرآیندها از طریق تعیین مشخصه های ساختاری محصولات بدست آمده در هر مرحله استفاده شد. نتایج نشان داد که علیرغم کنترل فرآیند های هیدرولیز و تراکم توسط عامل کمپلکس زای استیل استون و تشکیل فاز پایدار ysz در شرایط اسیدی ملایم ، پودر زیرکونیای بدست آمده سینتر پذیری لازم برای ساخت قطعه مناسب را، ندارد. در مقابل، استفاده از شرایط بازی محیط واکنش درفرآیند سل-ژل، منجر به تهیه پودرزیرکونیا با کیفیت مناسب از نظر اندازه و شکل ذرات و همچنین سینتر پذیری بمراتب بهتر می شود. بررسی ریز ساختار و خواص مکانیکی نمونه های سینتر شده مربوط به شرایط بازی در دمایc ° 1400و فشار mpa 25، حاکی از پخش همگن نانولوله های کربنی در ماتریس زیرکونیائی حاوی 5/0 درصد نانولوله های کربنی و همچنین افزایش 24 درصدی چقرمگی شکست نسبت به زیرکونیای خالص می باشد، که با افزایش درصد وزنی نانولوله های کربنی، چقرمگی شکست کاهش می یابد. نتایج این بررسی همچنین نشان داد که دانسیته و سختی کامپوزیتها در تمامی موارد ، روند کاهشی را نشان می دهد. بررسی های سطح شکست توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد که مد شکست عمدتا به صورت شکست بین دانه ای می باشد و مکانیزمهای چقرمگی نظیر پل زنی ترک توسط نانولوله کربنی و بیرون زدگی نانولوله کربنی در سطوح شکست و پولیش شده نمونه ها مشاهده شد.

در پژوهش حاضر در ابتدا امکان تهیه کامپوزیت مولایت-کاربیدتیتانیم از طریق پوشش دهی توسط سل ژل مورد بررسی قرار گرفت که به دلیل عدم پوشش مناسب و تشکیل فازهای مورد نظر، تهیه این کامپوزیت با استفاده از سینتر جرقه پلاسما انجام شد. ابتدا جهت مقایسه، مولایت در محدوده دمایی 1400 تا 1700 درجه سانتی گراد با استفاده از سینتر جرقه پلاسما سینتر شد و پارامترهای تاثیرگذار بر روی آن مورد بررسی قرار گرفت. در ادامه کامپوزیت مولایت 10، 20 و 30 درصد وزنی کاربیدتیتانیم در محدوده دمایی 1500 تا1600 درجه سانتی گراد با بازه 50 درجه ای توسط سینتر جرقه پلاسما تولید شد. تغییرات فازی با دستگاه پراش اشعه x، ریزساختار با میکروسکوپ الکترونی روبشی و خواص مکانیکی استحکام، سختی و چقرمگی شکست اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که همه کامپوزیت های تهیه شده در دمای 1550 درجه سانتی گراد حداقل به 95% دانسیته تئوری رسیده و کامپوزیت های تهیه شده در دمای 1600 درجه سانتی گراد دانسیته نزدیک دانسیته تئوری دارند. کامپوزیت 10 درصد وزنی کاربیدتیتانیم سینتر شده در دمای 1600 درجه سانتی گراد در بین نمونه ها دارای استحکام 274 مگاپاسکال، سختی 1355 ویکرز و چقرمگی شکست 8/4 مگاپاسکال مجذور متر می باشد که بالاترین خواص مکانیکی به دست آمده دراین پژوهش می باشد و نسبت به نمونه های تولید شده با روش های سینترینگ معمولی خواص مکانیکی بهتری دارند.

در پژوهش حاضر، سنتز، بررسی رفتار سینتر با استفاده از روش های مختلف (کوره معمولی و گرمادهی مایکروویو) و ویژگی های مایکروویو دی الکتریک سرامیک های znnb2o6 در حضور tio2 مورد مطالعه قرار گرفت. از zno، nb2o5 و tio2 میکرون و نانو به عنوان مواد اولیه استفاده شد. ابتدا نانوپودر znnb2o6 با استفاده از آسیاب پرانرژی مخلوط پودرهای zno و nb2o5 به مدت 20 ساعت و عملیات حرارتی با استفاده از کوره معمولی و گرمادهی مایکروویو سنتز شد. با استفاده از گرمادهی مایکروویو، نانوپودرهای znnb2o6 در دمای °c 550 سنتز شدند که در مقایسه با کوره معمولی °c 100 پایین تر می باشد. در مرحله دوم این تحقیق، رفتار سینتر، ویژگی های ریزساختاری و خواص مایکروویو دی الکتریک سرامیک های znnb2o6 و znnb2o6–xtio2 (x = 1-1.8) تهیه شده با استفاده ازپودرهای zno-nb2o5-xtio2 آسیاب شده به مدت 20 ساعت و نانوپودر znnb2o6 و مقادیر مختلف نانو پودر tio2 سینتر شده با استفاده از کوره معمولی و گرمادهی مایکروویو مورد مطالعه قرار گرفت. مشاهده شد با استفاده از گرمادهی مایکروویو می توان به دانسیته معادل با نمونه های سینتر شده با استفاده از کوره معمولی در دماهای °c 100-50 پایین تر رسید. نتایج نشان داد که برای سرامیک znnb2o6 تهیه شده با استفاده از کوره معمولی، بهترین ویژگی های مایکروویو دی الکتریک برای نمونه های سینتر شده با استفاده از نانوپودر znnb2o6 در دمای ?c 1125 به مدت 5 ساعت به دست آمد که برابر با 6/23 =?r، ghz 72،357 =q.f و ppm/°c 72/67- =?f بود. در مقابل بهینه ویژگی های دی الکتریک شامل 24 =?r، ghz 75،800 =q.f وppm/°c 64- =?f برای نمونه های سینتر شده با استفاده سینتر واکنشی پودرهای zno-nb2o5 آسیاب شده به مدت 20 ساعت و سینتر شده در دمای ?c 1050 به مدت 30 دقیقه با استفاده از گرمادهی مایکروویو به دست آمد. سینتر واکنشی مخلوط پودرهای zno-tio2-nb2o5 با استفاده از کوره معمولی در دمای ?c 1125 به مدت 5 ساعت منجر به دستیابی ویژگی های مایکروویو دی الکتریک سرامیک zntinb2o8 شامل 2/36 =?r، ghz 54،480 =q.f و ppm/°c 7/73- =?f شد. بهترین ویژگی های مایکروویو دی الکتریک برای سرامیک های zntinb2o8 به دست آمده با استفاده از گرمادهی مایکروویو از سینتر واکنشی مخلوط پودرهای zno-tio2-nb2o5 سینتر شده در دمای ?c 1075 به مدت 30 دقیقه به دست آمد که برابر با 45/35 =?r، ghz 53،230 =q.f وppm/°c 35/67- =?f می باشد. بهترین ویژگی های مایکروویو دی الکتریک برای سرامیک های سینتر شده با استفاده از کوره معمولی برای سرامیک های حاوی 7/1 مول tio2 به دست آمد. 47 =?r، ghz 34،800 =q.f و ppm/°c 3/1- =?f که برای نمونه های تهیه شده با استفاده از سینتر واکنشی در دمای ?c 1050 به مدت 5 ساعت به دست آمد. در مقابل سرامیک های سینتر شده با استفاده از نانوپودر znnb2o6 و 7/1 مول نانو پودر tio2 سینتر شده در دمای ?c 1000 به مدت 5 ساعت دارای بهینه خواص مایکروویو دی الکتریک شامل 62/44 =?r، ghz 34،720 =q.f وppm/°c 2/4- =?f بود. برای سرامیک های سینتر شده با استفاده از گرمادهی مایکرویو، ویژگی های مایکروویو دی الکتریک بهینه برای سرامیک های سینتر شده با استفاده از روش سینتر واکنشی در دمای ?c 1050 و سینتر با استفاده از نانوپودر znnb2o6 و 7/1 مول نانو پودر tio2 سینتر شده در دمای ?c 1025 به ترتیب برابر 85/45 =?r، ghz 29،730 =q.f وppm/°c 33/0- =?f و 75/45 =?r، ghz 34،750 =q.f وppm/°c 3/7 =?f بود.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

در این پروژه ابتدا از مخلوط پودرهای رس ایرانی و آلومینای ژاپنی برای سنتز فاز مولایت استفاده گردید و نتایج نشان داد که بیشترین مقدار فاز مولایت در دمای 1600 درجه سانتیگراد به مدت 2 ساعت تشکیل می گردد.

در این پژوهش نخست اثر دانه بندی ، درجه حرارت، سرعت گرمایش و اتمسفر بر مولایت زایی آندالوزیت همدان فرآوری شده بدون افزودنی بررسی گردید.آنگاه با استفاده از تکنیک پراش پرتو ایکس اثر چهار اکسید ‏‎cao,mgo,tio2,zro2‎‏ در مقادیر 5/0 ، 1 و 2درصد وزنی در محدوده حرارتی 1250 الی 1500 درجه سانتیگراد بر مولایت زایی آندالوزیت گزارش می شود. در ادامه با کمک روش استاندارد داخلی مقادیر فاز واکنش کرده در نمونه های آندالوزیت بدون افزودنی و با افزودنی 5/0 درصد ‏‎mgo‎‏ در محدوده حرارتی یادشده و زمانهای عملیات حرارتی 30، 45، 60، 90 و 120 دقیقه مشخص شد.نتایج بررسی نشان می دهد که ‏‎mgo‎‏ و ‏‎cao‎ به عنوان بهترین مینرالایزها باعث کاهش دمای تبدیل فازی می گردد.

در این پروژه هدف ساخت کامپوزیتهایی است که از ترکیب گرافیت -‏‎sic‎‏ -رس تهیه شده و مقاومت به اکسیداسیون و استحکام بالا داشته باشد. که در این راستا تاثیر افزودنی ‏‎al‎‏ مورد بررسی قرار گرفته است.نتایج نشان می دهد که ترکیب کامپوزیت با 20درصد آلومینیم از استحکام بالاتری برخوردار است و نسبت به سایر ترکیبات سوختن گرافیت در درجه حرارت بالاتری اتفاق می افتد.

در تحقیق حاضر، کامپوزیتهای مولایت-زیرکونیا از طریق زینتر واکنشی بین منابع مختلف آلومینا (آلومینای آلفا، هیدروکسید آلومینیم و نیترات آلومینیم) و پودر زیرکن براساس واکنش آلومینا+زیرکن مولایت+زیرکونیا تهیه شد. هدف ، بررسی روند واکنش و چگالش با تغییرات دما و افزودنی ‏‎tio2‎‏ بود. روند پیشرفت واکنش با استفاده از تکنیک پراش اشعه ایکس ‏‎xrd‎‏ برای نمونه های پخته شده در محدوده دمای پخت 1300 تا 1600 درجه سانتیگراد با فاصله دمای 50درجه بررسی شد. همچنین چگالی و تخلخل نمونه ها اندازه گیری و اثر فشار پرس بر تغییرات چگالی خام و پخت بررسی گردید.

دراین پروژه با استفاده از مواد اولیه اکسیدی خالص ابتدا کوردیریت و مولایت تهیه شد. سپس با استفاده از این پودرها و نیز ‏‎sic‎‏ بدنه هایی ساخته شدند. در این راستا تاثیر عواملی نظیر دما، ترکیب، اتمسفر و افزودنی روی خواص کامپوزیت مورد بررسی قرار گرفت.برای این منظور از روشهای ‏‎psa,sta,xrd‎‏ استفاده شد.نتایج بدست آمده نشان می دهد که بدنه های شامل کوردیریت و مولایت کلسینه به همراه ‏‎sic‎‏ که در دمای بالا و در محدوده 1450- 1380 و در اتمسفر هوا پخته شده اند به علت اکسید شدن شدید ‏‎sic‎‏ بدنه ها دارای خواص مناسبی نیستند. در حالیکه استفاده از اتمسفر آرگن در پخت نمونه ها باعث کاهش اکسیدشدن ‏‎sic‎‏ می گردد.