الیاف کربن جهت ساخت از پیش زمینه الیاف پلی اکریلونیتریل(pan) نیاز به دو مرحله اصلی پایدار سازی و کربنی کردن دارند که مرحله پایدارسازی کندترین و مهمترین مرحله است. لذا جهت افزایش سرعت ساخت و بهبود کیفیت الیاف کربن حاصله، سعی بر انجام عملیات اضافی قبل از پایدار سازی است. روش پیش پایدارسازی با پرمنگنات پتاسیم(kmno4)، جهت بهبود خواص مکانیکی الیاف کربن حاصله از الیاف پلی اکریلونیتریل یکی از مهمترین روشهای بهبود خصوصیات این الیاف می باشد که در بررسی های گذشته سبب بهبود خواص این نوع الیاف گردیده است ولی تمام تحقیقات قبلی روی الیاف اکریلونیتریل ویژه بوده و تاکنون در زمینه تاثیر این عملیات بر الیاف کربن حاصل از الیاف اکریلونیتریل تجاری هیچ پژوهشی انجام نشده است. لذا در این پژوهش نقش عملیات پیش پایدار سازی با پرمنگنات پتاسیم بر الیاف اکریلونیتریل تجاری و تاثیر کاتالیتیکی پرمنگنات پتاسیم جهت کاهش شدت واکنش های گرمازا در طی مرحله پایدارسازی و افزایش تشکیل ساختار نردبانی مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور از دو نوع الیاف پلی اکریلونیتریل تجاری مختلف که به دو روش خشک ریسی و ترریسی تهیه شده بودند، جهت تولید الیاف کربن استفاده شد. ابتدا عملیات پیش پایدارسازی با محلول 5 درصد وزنی پرمنگنات پتاسیم در دماها و زمان های مختلف بر آنها اعمال شد و پس از آن سیکل های عملیات حرارتی مختلفی در طی مرحله ی پایدارسازی بر روی این دو نوع الیاف اعمال گردید. در ادامه ساختار ، عیوب و خواص محصولات و الیاف کربونیزه شده مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که الیاف کربن ساخته شده از الیاف اکریلونیتریل تجاری که به روش خشک ریسی تهیه شده و عملیات پیش پایدارسازی با محلول 5 درصد وزنی پرمنگنات پتاسیم در دمای 0c65 به مدت 20 دقیقه بر روی آن انجام شده بود، استحکام mpa 8/1682 و مدول یانگ gpa 48/152 را دارا بودند که نسبت به الیافی که تحت عملیات پیش پایدارسازی قرار نگرفته بودند، استحکام آنها 4/34% و مدول آنها 52/32% افزایش را نشان داد. همینطور الیاف کربن ساخته شده از الیاف pan تجاری که به روش ترریسی تهیه شده و عملیات پیش پایدارسازی با محلول5 درصد وزنی پرمنگنات پتاسیم در دمای 0c75 به مدت10 دقیقه بر روی آنها انجام شده بود، استحکام mpa 82/1304 و مدول یانگ gpa 54/138 را دارا بودند که نسبت به الیافی که تحت عملیات پیش پایدارسازی قرار نگرفته بود، استحکام آنها 51/24% و مدول آنها 39/26% افزایش را نشان داد. بعلاوه ساختار حداقل عیوب را نشان میداد.

اصلاح فیزیکی قیر با استفاده از مواد پلیمری به عنوان یکی از روش های کارآمد برای مقابله با مشکلات موجود در چسباننده های قیری در روسازی های آسفالتی مطرح می باشد. در میان مواد پلیمری sbr یکی از مواد مورد توجه برای اصلاح قیر است. از مشکلات اصلی استفاده از این ماده در قیر عدم پایداری و جدا شدن آن در دمای بالا از قیر می باشد. در این پروژه شده با استفاده از نانو فناوری و تکنولوژی ساخت نانوکامپوزیت ها این مشکل را رفع کنیم و نحوه عملکرد قیر اصلاح شده با این مواد کامپوزیت را با قیر پایه و قیر اصلاح شده با sbr خالص در مخلوط های آسفالت گرم بر روی پارامترهای مارشال و عریان شدگی مورد ارزیابی و مقایسه قرار دهیم. بر این اساس نانو کامپوزیت استایرن بوتادین لاستیک – نانو رس با نسبت های /n.c sbr (1/9 و 4/6) ساخته و با درصدهای مختلف با قیر ترکیب شد، عمل اختلاط با قیر برای sbr خالص نیز با درصد های مشابه صورت پذیرفت. با توجه به آزمایشات انجام گرفته قیرهای پلیمری حاصل دارای درجه نفوذ کمتر و نقطه نرمی بیشتری نسبت به قیر پایه بودند. بر اساس نتایج آزمایشات قیر اصلاح شده با نانو کامپوزیت با نسبت sbr/n.c (4/6) پایداری حرارتی بهتری را به ترتیب در مقایسه با قیر اصلاح شده با نانو کامپوزیت با نسبت sbr/n.c (1/9) و sbr خالص دارا می باشد. با استفاده از قیرهای اصلاح شده با این مواد در مخلوط آسفالت گرم شاهد افزایش درصد قیر بهینه با روش مارشال و همچنین افزایش پارامترهای مارشال نمونه های ساخته شده بودیم. در نمونه هایی که تحت آزمایش بررسی عریان شدگی مخلوط آسفالت گرم قرار گرفتند شاهد عملکرد بهتر قیرهای پلیمری در مقایسه با قیر پایه بودیم.

با توجه به افزایش روز افزون میزان آمد و شد وسائط نقلیه و تنوع شرایط آب و هوایی قیر های موجود قابلیت تامین رفتارهای مطلوب مخلوط های آسفالتی همانند انعطاف پذیری، مقاومت در برابر خستگی، مقاومت در برابر شیارشدگی، قیر زدگی رویه آسفالتی، مقاومت در برابر عریان شدگی و ... را ندارد. اصلاح خواص قیر باعث بالا رفتن کیفیت آن و افزایش عمر سرویس دهی مخلوط آسفالتی شده و در نتیجه، هزینه های نگهداری و مرمت پوشش بنحو چشمگیری کاسته خواهد شد. استایرن بوتادین لاستیک می تواند به عنوان اصلاح کننده قیر مورد استفاده قرار گیرد اما مشکلی که پیش روی استفاده از پلیمر. لاستیک استایرن بوتادین در قیر وجود دارد ناهمگونی این دو ماده می باشد که به موجب آن در دماهای بالا مخلوط به صورت دو فاز مجزا عمل کرده یا به عبارت بهتر قیر از پلیمر جدا می شود. بنابر این انتظار عملکرد مناسبی از مخلوط آسفالتی در دمای بالا نمی رود. یک راه حل پیشنهادی که برای رفع این مشکل به نظر می رسد استفاده از کامپوزیت لاستیک استایرن بوتادین – نانورس به منظور بهبو خواص این مخلوط می باشد. در این پایان نامه اثر افزودنی کامپوزیت فوق بر خواص فیزیکی قیر ، پارامترهای مارشال و مقاومت کشش غیر مستقیم مخلوط آسفالتی به روش آزمایشگاهی مورد مطالعه قرار خواهد گرفت. ابتدا نانوکامپوزیت با نسبت های مختلف با استفاده از فرآیند ذوبی تهیه خواهد شد، سپس مواد تهیه شده با درصد های وزنی متفاوت با قیر مخلوط گشته و ساختار نمونه های تهیه شده با استفاده از عکس های میکروسکوپ نوری مورد ارزیابی قرار خواهد گرفت. آزمایشات مشخصات فیزیکی قیر شامل درجه نفوذ، نقطه نرمی، شاخص نفوذ و پایداری حرارتی بر روی قیرهای اصلاح شده و اصلاح نشده انجام گرفته سپس با استفاده از قیرهای اصلاح شده و اصلاح نشده نمونه های مارشال ساخته می شود و پارامترهای مقاومتی مارشال مورد ارزیابی قرار خواهد گرفت. با توجه به درصد قیر بهینه بدست آمده از روش مارشال نمونه هایی برای بررسی تأثیر اصلاح قیر بر مقاومت کشش غیر مستقیم مخلوط های آسفالتی ساخته خواهد شد. با اصلاح پلیمر بوسیله نانورس پایداری حرارتی لاستیک استایرن بوتادین در قیر بهبود قابل توجهی یافت. درجه نفوذ با افزودن نانوکامپوزیت مربوطه کاهش و نقطه نرمی افزایش یافت. مقدار قیر بهینه در مخلوط های حاوی قیرهای اصلاح شده افزایش یافته ولی در مقابل سایر پارامترهای مارشال بهبود قابل توجهی خواهند داشت همچنین نسبت مقاومت کششی غیر مستقیم مخلوط های آسفالتی با افزودن کامپوزیت لاستیک استایرن بوتادین- نانورس افزایش یافته که بیانگر بهبود حساسیت رطوبتی مخلوط های اصلاح شده خواهد بود.

دلیل شناخت آن و بررسی خواص آن اهمیت ویژه ای دارد.روش های سنتز نانو سیلیکا معمولا روش های فاز گازی و یا استفاده از روش های خاص می باشد که هزینه ی ساخت را بالا برده و هم چنین کنترل فرآیند تولید آنها دشوار می باشد.لذا بایستی به دنبال استفاده از مواد اولیه ارزان قیمت و فرآیند ساخت ارزان تر بوده تا علاوه بر حفظ کیفیت فنی محصول هزینه ها کاهش یابد. سبوس برنج به عنوان یکی از ضایعات کشاورزی می تواند به عنوان ماده ی اولیه در ساخت نانو سیلیکا استفاده شود.استفاده از سبوس برنج از یک سو سبب کاهش قیمت محصولات فوق گردیده و از سوی دیگر با توجه به ایجاد محصولات جانبی و بازیابی یکی از ضایعات محصولات کشاورزی می تواند موجب رونق اقتصادی مناطق شمالی و مرکزی کشور گردد. در این پژوهش برای ساخت نانو سیلیکا از سبوس برنج از روش های شیمیایی و خردایش استفاده شد و برای ساخت نانو کامپوزیت مقدار مشخصی از نانو سیلیکای تهیه شده به آن اضافه گردید و خواص نانو سیلیکای تولید شده و نانو کامپوزیت های حاصله با روش های مختلفی مورد بررسی قرار گرفت.نتایج نشان داد که محصولات نانو سیلیکای حاصل از عملیات حرارتی و خردایش دارای خواص پایین تری نسب به نانو سیلیکای خارجی می باشد در حالی که محصولات نانو سیلیکای به دست آمده از عملیات شیمیایی بر روی سبوس برنج می تواند خواص مشابه محصولات خارجی با قیمت به مراتب کم تر را داشته باشد.

دی بورید تیتانیم با ساختار هگزاگونال به دلیل سختی و مدول الاستیک بالا، مقاومت به سایش خوب و هدایت بالای حرارتی و الکتریکی توجه زیادی را به خود جلب کرده است. پتانسیل بالای کاربردی را برای مواد ساختاری در دمای بالا، ابزار برش، ذره ها، الکترودها در ذوب فلزات و پوشش قطعات به وجود آورده است. در این تحقیق، نانو پودر دی بورید تیتانیم با استفاده از روش احیایی منیزیوترمی در دماهای c°750، c°850 و c°950 داخل کوره تیوبی با اتمسفر آرگون و با مقادیر 10 – 20 و 30 درصد وزنی از افزودنی نمک کلرید پتاسیم تولید شد که از منیزیم به عنوان عامل احیاکننده ی اکسید تیتانیم و اکسیدبور استفاده شد. نمک کلرید پتاسیم برای جلوگیری از رشد دانه ها و کلوخه شدن، به عنوان افزودنی به کار رفت. این روش موسوم به سنتز احتراق حجمی یا انفجار گرمایی است. پس از بررسی ریزساختار توسط پراش اشعه ایکس و با استفاده از رابطه شرر مشخص شد که فاز دی بورید تیتانیم سنتز شده و به ابعاد 277 نانومتر برای c°950 و 10درصد وزنی افزودنی کلرید پتاسیم و 23 نانومتر برای c°750 در 20درصد وزنی افزودنی کلرید پتاسیم رسیده است. همچنین مشخص شد که با افزایش دما از c°750 به c°950 واکنش کامل تر انجام شده است. با افزایش درصد افزودنی از 10درصد به 30درصد، کاهش پودر تولیدی و ریزتر شدن دانه ها مشاهده شد. سنتز tib2 در دمای c°750 با 30درصد وزنی افزودنی کلرید پتاسیم انجام نشد. بهترین نتیجه به دست آمده در دمای c°950 و 10درصد کلریدپتاسیم است که میزان دی بورید تیتانیم تولیدی 56/65 درصد است

هدف از انجام این پژوهش، ساخت کامپوزیت های زمینه آلومینیومی تقویت شده با ذرات با ساختار فازی max و بررسی خواص فیزیکی آن بود. در این راستا، ماده با ساختار فازی max با نام ti3alc2 که از ترکیب پودری 2tic/al/ti به روش سنتز احتراقی خودپیش رونده دما بالا فعال شونده با آسیاب کاری مکانیکی تحت اتمسفر خنثی (آرگون) در دمای c?1550 و مدت زمان hr5/2 تولید شد. به منظور بررسی از آنالیزهای حرارتی (dta)، تفرق سنجی اشعه ایکس (xrd) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) استفاده شد. سپس، کامپوزیت های al-ti3alc2 و al-tic به وسیله ی روش پرس گرم ساخته شد. خواص مکانیکی و ساختاری ارزیابی شد و نیز چگالی، سختی، استحکام فشاری و مقاومت به سایش نمونه ها اندازه-گیری و با یکدیگر مقایسه شد. نتایج نشان دادند که، سنتز ti3alc2 از سیستم پودری 2tic/al/ti به علت ظرفیت حرارتی کم با خلوص بالا امکان پذیر است. آسیاب کاری، سیستم پودری برای عملیات سنتز احتراقی خودپیش رونده دما بالا را بهتر راه اندازی کرد و همچنین مشاهدات آزمایشگاهی نشان دادند که رفتار احتراقی واکنش دهنده ها با حضور tic به عنوان یکی از اجزای آنها بسیار متفاوت بود و کامپوزیت al-ti3alc2 خواص پایاپایی با کامپوزیت al-tic داشت، اما بسیار بهتر از آلومینیوم تقویت نشده بود.

اگر چه پیشرفت های بشر در زمینه تجهیزات الکترونیکی در فرکانس های گیگا هرتز برای زندگی بشر فواید فراوانی را در بر داشته، امّا از یک سوی، مشکلات خاص خود را نیز به همراه داشته است. به عنوان مثال یکی از این مشکلات تداخل های الکترومغناطیس (emi) است که از تجهیزات الکترونیکی ساطع می شود. برای مقابله با emi از موادی که قابلیت جذب امواج الکترومغناطیس را داشته باشند استفاده می کنند. فریت ها به دلیل خواص دی الکتریکی و مغناطیسی ای که دارند در این زمینه مورد توجه فراوانی قرار گرفته اند. فریت های مغناطیسی به دلیل تنوّع و هم چنین امکان تغییر ترکیب شیمیایی علاوه بر کاربردهای جذب امواج ماکروویو، کاربردهای گسترده ای در مهندسی ماکروویو، صنایع نظامی و صنایع الکترونیک دارند. از طرف دیگر امروزه توسعه و گسترش نانو ذرات به شدّت مورد توجه دانشمندان قرار گرفته است که نه تنها به دلیل جاذبه های علمی این ذرات، بلکه به دلیل کاربردهای تکنولوژیکی فراوانشان می باشند. در نانو تکنولوژی پیچیده ترین تأثیر اندازه ذرات، تأثیر بر خواص مغناطیسی ماده است. یک ماده توده ای فرومغناطیس با حوزه های مغناطیسی که هر کدام حاوی هزاران اتم هستند، شناخته می شود. در یک حوزه مغناطیسی جهت چرخش الکترون ها یکسان است، اما حوزه های مغناطیسی متفاوت، جهات چرخش متفاوتی دارند. تغییر فاز مغناطیسی وقتی رخ می دهد که یک میدان مغناطیسی بزرگ، تمام حوزه های مغناطیسی را یک جهت کند. به عنوان مثال در مورد نانو ذرات ، حوزه های مغناطیسی مشخصی دیده نمی شود. بنابراین تصور می شود که در این موادسیستم های ساده تری وجود خواهد داشت اما در حقیقت چیزی برعکس این موضوع وجود دارد. ذرات مغناطیسی کوچک و حتی جامدات غیر مغناطیسی با اندازه دانه کوچک، نوع جدیدی از خواص مغناطیسی را نشان می دهند. این خواص متأثر از خاصیت کوانتومی اندازه ذرات است که برای فهمیدن آن، نیاز به مطالعه بسیار است. اندازه ذرات مورد بحث ما، معمولاً کمتر از اندازه حوزه های مغناطیسی در جامدات است بنابراین یک ذره مثل یک اتم مجزا رفتار می کند که گشتاور مغناطیسی بزرگی دارد. در کاربرد فریت های مغناطیسی به عنوان مواد جاذب امواج الکترومغناطیس و اثر نانو ذرات بر روی این خواص را می توان این گونه بیان کرد که مواد نانو کریستالیت به علت دارا بودن سطح به حجم بالا، انرژی سطحی بالایی دارند به عبارت دیگر انرژی الکترون ها بر روی سطح با درون کریستالیت متفاوت است و بر روی سطح نیز ترازهای انرژی متفاوتی در نظر گرفته می شود. این تفاوت انرژی در مقیاس انرژی امواج ماکروویو است از این رو زمانی که موج ماکروویو به ماده مورد نظر برخورد می کند الکترون های در موقعیّت انرژی مناسب می توانند امواج ماکروویو را جذب کرده و خود را به تراز بالاتر انرژی انتقال دهند از این رو جذب امواج ماکروویو افزایش پیدا می کند. در تمامی کاربردهای پیش بینی شده برای این نانو ذرات مغناطیسی، روش سنتز آن ها تعیین کننده مرغوبیت و نحوه کارکردشان است. لازم به ذکر است که مشابه حالت بالک، خواص نانو ذرات را باید متناسب با نیازهای کاربردی تنظیم کرد و همین ویژگی هاست که روش سنتز و عملیات بعدی روی پودر را تعیین می کند. هگزا فریت باریم نوع w از جمله سرامیک های مغناطیسی نرم به شمار می آید که به دلیل دارا بودن ناهمسان گردی صفحه ایی قوی، مغناطش بالا، میدان پسماند کم، دمای کوری نسبتاً بالا، مقاومت الکتریکی بالا، پایداری شیمیایی بالا و هم چنین قیمت مناسب در کاربردهای متنوع از جمله محیط های ثبت مغناطیس، مغناطونوری و ابزارهای مورد استفاده در گستره فرکانس های بالاتر از چند گیگا هرتز به عنوان جاذب امواج ماکروویو استفاده می شود. با توجه به این که کاربرد و کارایی این ماده در زمینه های مغناطیسی و جاذب امواج ماکروویو، به شدّت تحت تأثیر شکل و اندازه کریستالی آن می باشد و روش تولید هگزا فریت باریم نیز تأثیر زیادی بر روی خواص نهایی آن دارد. روش مناسب جهت تولید، روشی ساده، با بکار گیری تجهیزات ساده، بدون استفاده از مواد اولیه گران و بدون مراحل پیچیده می باشد که از جمله این روش ها می توان به روش سل – ژل احتراقی اشاره نمود. از جمله مزایایی این روش، نیاز به انرژی کم، تجهیزات ساده و زمان عملکرد کوتاه می باشد. ازآن جا که با ترکیب دو روش سل – ژل و احتراقی می توان به خواص مناسب تری در پودر سنتز شده از جمله یکنواختی و کاهش ابعاد ذرات دست یافت و از آن جایی که گزارش هایی مبتنی بر خواص مناسب جذب هگزا فریت باریم نوع w وجود دارد، تصمیم گرفته شد خواص ساختاری، مغناطیسی و جذب امواج ماکروویو مورد تحقیق و بررسی قرار گیرد. بدین صورت هدف انجام این تحقیق را می توان به صورت زیر خلاصه نمود: ? سنتز نانو پودر هگزا فریت باریم نوع w به روش سل – ژل احتراقی و بررسی خواص ساختاری، مغناطیسی و جذب امواج ماکروویو ? بررسی بهبود خواص مغناطیسی و جذب امواج ماکروویو در فرکانس های بالا با جانشینی یون کبالت ? بررسی پارامتر های دمای کلسیناسیون، ph محلول اولیه، نوع سوخت و نسبت عوامل کاهنده به اکسنده (?) بر روی خواص ساختاری، مغناطیسی و جذب امواج ماکروویو نانو پودر هگزا فریت باریم نوع w لازم به ذکراست که در این تحقیق برای اوّلین بار اثر سه نوع سوخت اسید سیتریک، گلایسین و اوره بر روی خواص ساختاری، مغناطیسی و جذب امواج ماکروویو پودر هگزا فریت باریم نوع w و بررسی ترمودینامیکی آن ها مورد بررسی قرار گرفته شد. در زمینه تغییر ph و اثر آن بر خواص ساختاری و مغناطیسی و جذبی پودر هگزا فریت باریم نوع w به روش سل – ژل احتراقی تاکنون فعّالیتی گزارش نشده است، و همین طور در مورد تغییر نسبت عوامل کاهنده به اکسنده (?) و بررسی ترمودینامیکی آن نیز فعّالیتی گزارش نشده است. پایان نامه حاضر در چهار فصل آماده شده است. در فصل اوّل به صورت مقدماتی، کلیات کار و هدف از انجام این رساله بیان شده است. فصل دوّم مروری بر منابع مطالعاتی است، در مورد خواص و ویژگی ها و کاربردهای هگزا فریت باریم و معرفی روش های سنتز این نانو پودر بررسی های گسترده ای صورت گرفته است و فعالیت های سایر محققان گزارش شده است. در فصل سوم به معرفی مواد اولیه، تجهیزات مورد نیاز و فرآیند کار پرداخته شده است و در فصل چهارم نیز نتایج و بحث و بررسی آن ها ارائه شده است و در نهایت نتیجه گیری نهایی صورت پذیرفته است.

چکیده در تحقیق حاضر مخلوط پودری al2o3-tib2-zrb2 با روش سنتز احتراقی (cs) با استفاده از امواج مایکروویو ساخته شد. برای این منظور از b2o3، zro2، tio2، al به عنوان مواد اولیه استفاده شد. قبل از فرآیند سنتز یک مرحله آسیاب کاری با آسیاب ماهواره ای به منظور فعال سازی مخلوط پودری مواد اولیه با زمان های متفاوت انجام شد. نتایج حاصل از xrd محصولات نشان دهنده تشکیل al2o3-tib2-zrb2 و خلوص بیشتر محصولات پس از زمان آسیاب کاری 10 ساعت است. اما در نمونه هایی که به مدت 3 و 5 ساعت آسیاب شده بودند، پس از سنتز در مایکروویو همچنان مقادیری zro2 و tio2 وجود داشت که بیانگر بیان کننده کامل نبودن واکنش سنتز احتراقی در این نمونه ها است. همچنین، عکس های sem نشانگر توزیع بهتر ذرات و اندازه کوچکتر آن ها در نمونه-ایی است که به مدت 10 ساعت آسیاب کاری شده است. در بخش دوم تحقیق، کامپوزیت آلومینیومی با تقویت کننده های al2o3-tib2-zrb2 با درصدهای وزنی 5، 9، 13 با روش متالورژی پودر و پرس گرم ساخته شد. برای این منظور از مواد حصل از سنتز احتراقی پودرهایی که 10 ساعت آسیاب شده بودند، به عنوان تقویت کننده استفاده شد. همچنین به منظور مقایسه، نمونه های آلومینیومی خالص و کامپوزیت al/13wt% al2o3 با روش مشابه تولید شد. سپس، آزمایش های سختی سنجی میکروسکوپی، فشار، سایش در دمای محیط و دمای ?c300 بر روی نمونه ها انجام شد. نتایج حاصله، بهبود قابل توجه در سختی و استحکام فشاری نمونه های حاوی تقویت کننده هیبرید al2o3-tib2-zrb2 نسبت به فلز زمینه و کامپوزیت al/al2o3 را نشان می دهد. همچنین کامپوزیت al/13wt% al2o3-tib2-zrb2در دمای محیط بهبود %3/99 و %9/80 را در نرخ سایش به ترتیب نسبت به فلز زمینه و نمونه al/13wt% al2o3 نشان می دهد. این مقادیر در دمای 300 درجه سانتی گراد به ترتیب به 5/99 و 9/54 درصد می-رسد.

الف- ساخت و کاربرد سنسور بسیار انتخابگر ترامادول و متادون بر پایه پلیمرهای قالب مولکولی و الکترود خمیر کربنی اصلاح شده با کربن نانولوله چند دیواره در این بخش از رساله ساخت الکترود خمیر کربنی گزارش خواهد شد که قادر به اندازه گیری ترامادول و متادون در نمونه های فیزیولوژیکی بدون آماده سازی اولیه نمونه بر اساس روش ولتامتری پالس تفاضلی می باشد. بکارگیری پلیمر قالب مولکولی برای افزایش خواص انتخابگری وکربن نانولوله چند دیواره برای بهبود خواص هدایتی به ساختار cpe اضافه می شود. در این طرح، ترامادول ابتدا به داخل سنسور استخراج می شود و طی مرحله بعدی همان سنسور با روش ولتامتری پالس تفاضلی مقدار ترامادول را سنجش می کند. ب- ساخت و کاربرد سنسور پتانسیومتری برای سنجش مقادیر ناچیز مس و آلومینیوم بر پایه ی الکترود خمیر کربن بهینه شده با کربن نانولوله چند دیواره در این بخش روش پتانسیومتری با الکترود خمیر کربن بهینه شده با کربن نانولوله چند دیواره به عنوان یک ابزار تجزیه قوی برای اندازه گیری یون مس و آلومینیوم معرفی شده است. برای کاهش مقاومت اهمی mwcnt به ساختار cpe اضافه شده است. انتخابگری cpe با بکار گرفتن ماده یون دوست مس و اکتا اتیل پورفیرین بهینه می شود. برای بهینه کردن پارامترهای موثر بر روش، پاسخ روش با تغییر دادن درصد ترکیبات cpe و ph نمونه مورد بررسی قرار می گیرد. این الکترود انتخابگری مناسبی برای یون مس و آلومینیوم نسبت به سایر کاتیون ها دارد. سپس تعدادی نمونه آب طبیعی و نمونه ای که مس به آن تزریق شده است با روش پتانسیومتری مورد بررسی قرار می گیرد و نتایج روش پتانسیومتری با نتایج روش جذب اتمی مقایسه می شود. نتایج روش پتانسیومتری در تطابق کامل با نتایج روش طیف سنجی جذب اتمی برای نمونه ی اسیدی شده می باشد. ج-آمین دار و اکسید دار نمودن کربن نانولوله چند دیواره و کاربرد آن به عنوان جاذب استخراج فاز جامد یون جیوه و آهن از نمونه های حقیقی در این بخش از رساله روشی برای اکسید کردن و پس از آن آمین دار نمودن mwcnt شرح داده و سپس mwcnt آمین دار و اکسید شده به عنوان جاذب در استخراج فاز جامد یون جیوه و آهن بکار برده می شود. mwcnt آمین دار شده قابلیت بسیار بالایی برای جذب جیوه دارد در حالی که mwcnt خام و اکسید شده توانایی جذب جیوه را ندارند. فرآیند آمین دار کردن mwcnt اکسید شده با استفاده از معرف اتیلن دی آمین انجام می گیرد. خواص فیزیکوشیمیایی mwcnt خام، اکسید شده و آمین دار شده به روش طیف سنجی ftir، آنالیز گرمایی و تیتراسیون بوهم تعیین می شود. جاذب mwcnt آمین دار و اکسید شده برای استخراج یون جیوه و آهن از بافت های پیچیده ای شامل نمونه ماهی و آب بکار گرفته می شود.

هدف از انجام این پژوهش ساخت بدنه ی کوردیریتی، با حداکثر میزان خلوص در فاز ? با اندازه بلورک های کمتر از 100 نانومتر، ساخت بدنه های کوردیریتی با چگالی بالا و شفاف نسبت به عبور امواج مایکروویو می باشد. به همین منظور ابتدا، در مرحله ی اول پودر کوردیریت به روش سل -ژل، سنتز شد. در این قسمت تاثیر حلال مورد استفاده بر زمان ژلاسیون با اندازه گیری زمان، بررسی شد. سپس با تغییر ph محلول، 3 محلول با phهای متفاوت ساختیم و به بررسی اثر آن بر زمان ژلاسیون پرداختیم. هر یک از 5 نمونه ی تهیه شده، در دماهای c° 1390 و 1300، 1200، 1100 زینتر شد. با استفاده از نتایج حاصل از الگوی پراش اشعه ی ایکس، اثر دمای زینتر بر فازهای تشکیل شده، دمای رسیدن به فاز نهایی، مورد مطالعه قرار گرفت. در مرحله ی دوم، با انتخاب یکی از پودرهای سنتز شده، فرایند گرانول سازی انجام شد. سپس قرص-هایی آماده شد و این قرص ها جهت مطالعه ی تاثیر دمای زینتر بر چگالی، در دماهای c° 1420 و 1410، 1400، 1375، 1350 زینتر شد. چگالی آن ها محاسبه شد و با توجه به نتایج، قرص زینتر شده در دمای c° 1400، برای مطالعه ی ریز ساختار و بررسی تخلخل های موجود در آن از تصاویر sem استفاده شد. برای بررسی خواص الکتریکی نیز از آنالیز مربوط به دستگاه vna استفاده شد. با توجه به نتایج الگوی پراش اشعه ی ایکس، ادعای نانو ساختار بودن پودر کوردیریت، قابل اثبات است. همچنین در نهایت توانستیم بدون استفاده از افزودنی به چگالی خوبی دست پیدا کنیم. قطعه ی نهایی نیز دارای شفافیت نسبت به امواج مایکروویو می باشد.

پرکاربردترین وگسترده¬ترین روش جلوگیری از تخریب مواد در دماهای بالا، پوشش¬دهی آلیاژهای مورد استفاده است. اعمال این نوع پوشش¬ها مانند پوشش¬های سد حرارتی موجب بهبود خواص شیمیایی، مکانیکی وحتی حرارتی سطح آلیاژها می شود و از طرف دیگر برای این که یک پوشش سد حرارتی بتواند بازدهی بالا و عمر بادوام داشته باشد باید بتواند در برابر سیکل¬های حرارتی مقاومت بالایی داشته باشد و درواقع مقاومت بالا در برابر شوک حرارتی یکی از مهم¬ترین ویژگی¬های پوشش¬های سد حرارتی است. هدف از این پژوهش بررسی و بهبود خواص مقاومت به شوک حرارتی، مدول الاستیسیته، سختی و هدایت حرارتی پوشش¬ها با ایجاد ساختار نانو در پوشش، لایه نشانی پوشش به صورت fgmو همچنین جابجایی لایه¬های سرامیکی است. در این پژوهش از روش پاشش پلاسمایی (aps) برای لایه نشانی لایه¬ها استفاده شد. در تست شوک حرارتی نمونه¬ها به مدت 20 دقیقه در درون کوره و 10 دقیقه در هوای آزاد قرارگرفتند. مقایسه افت دما(δt) برای نمونه پوشش¬دار و بدون پوشش معیاری برای هدایت حرارتی شد. مدول الاستیسیته پوشش با استفاده از سختی سنج نوپ و سختی پوشش با استفاده از سختی سنج ویکرز و سطح مقطع پوشش¬ها به وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی(sem) مجهز به eds بررسی شد. نتایج نشان داد که لایه¬ی نانو آلومینا بیشترین سختی را دارد. مقاومت به شوک حرارتی در اثر ایجاد ساختار نانو در لایه¬ی آلومینا و استفاده از لایه¬ی ysz به عنوان لایه زیری، افزایش یافت و از طرف دیگر ایجاد ساختارهای fgm در اکثریت موارد سبب کاهش مقاومت به شوک حرارتی شدند. ایجاد ساختار نانو در لایه¬ی آلومینا و استفاده از لایه¬ی نانو آلومینا به عنوان لایه¬ی زیری و همچنین ایجاد ساختارهایfgm در اکثریت موارد، سبب کاهش هدایت حرارتی شدند.

اسپینل mgal2o4، از جمله مواد دیرگداز است که خواص حرارتی و ترمومکانیکی عالی دارد. در پژوهش حاضر، قطعات دیرگداز نانو ساختار، از نانوپودر سنتز شده به روش ژل احتراقی ساخته شد و خواص فیزیکی، مکانیکی و ترمومکانیکی و همچنین ساختار فازی و مورفولوژی دانه های آن مورد بررسی قرار گرفت. برای تهیه ی نانوپودر به روش ژل احتراقی، از سه نوع سوخت گلایسین، اسید سیتریک و اوره استفاده شد و نانوپودرهای حاصل، پرس سرد گردید و در دماهای مختلف تا دمای ˚c1650، سینتر شد. با تغییر دانسیته نسبت به تغییر فشار پرس اعمالی، نمودار تراکم پذیری نانو پودر حاصل از هر سه نوع سوخت به دست آمد و بهینه ی فشار برای پرس قطعات تعیین گردید. ساختار فازی نانوپودرهای سنتز شده و همچنین قطعات زینتر شده با استفاده از آنالیز پراش اشعه ی ایکس (xrd) و مورفولوژی نانو ذرات با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی (fe-sem)، مورد بررسی قرار گرفت. سختی، استحکام خمشی و مقاومت به شوک حرارتی بدنه های سینتر شده بر اساس استاندارد دیرگداز ها اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که فاز اسپینل خالص با روش ژل احتراقی با استفاده از سوخت گلایسین و دمای کلسیناسیون ˚c800، با متوسط اندازه ی بلورک های nm14~ شکل گرفت. بهترین قطعه زینتر شده از نانو پودر حاصل از سنتز با سوخت گلایسین، در دمای ˚c1600، دارای 1% تخلخل باز، دانسیته ی نسبی 5/95% و 67% انقباض حجمی بود. با افزایش دمای زینتر در بالاتر از دمای ˚c1600، خواص مکانیکی و ترمومکانیکی قطعه ی زینتر شده به طور قابل ملاحظه ای کاهش یافت.

اخیراً پوشش های سد حرارتی بر پایه زیرکونیا به خاطر کاربرد فراوانشان در مواد مهندسی همچون پره توربین ها مورد بررسی گسترده قرار گرفته اند. پیش تر تاثیر استفاده از پایدارسازهایی همچون ایتریا و سریا در پوشش های زیرکونیایی، افزودن لایه ای متراکم نظیر al2o3 روی این پوشش ها جهت کاهش نفوذ پذیری، تاثیر مورفولوژی پودر مورد استفاده جهت پوشش دهی، استفاده از پوشش های fgm و فرآیندهای مختلف پوشش دهی همچون پلاسما اسپری وebpvd بررسی گردیده و مطالعات بسیاری روی خواص عملکردی همچون مقاومت اکسیداسیون و نیز مقاومت خوردگی داغ انجام شده است. اما مطالعه بر روی اثر استفاده از نانو آلومینا بعنوان لایه نفوذ ناپذیر و نیز تاثیر ترکیبی استفاده از نانو آلومینا بصورت fgm به ندرت انجام شده است. در این پژوهش تاثیر استفاده از یک لایه نانو آلومینا بعنوان لایه نفوذناپذیر روی پوشش و نیز بر روی لایه پوشش میانی و همچنین تغییر شیب غلظت بین لایه های پوشش بصورت تدریجی بر خواص عملکردی پوشش های سد حرارتی از جمله رفتار اکسیداسیون و خوردگی داغ آنها مورد بررسی قرار گرفت. تهیه پوشش ها توسط فرآیند پلاسما اسپری انجام شد. برای پوشش دهی نانو آلومینا از ذرات نانو سایز آگلومره شده استفاده شد. نمونه ها مورد آزمون های اکسیداسیون و خوردگی داغ قرار گرفتند. نتایج نشان داد استفاده از یک لایه آلومینا روی پوشش تاثیر چشمگیری در بهبود مقاومت اکسیداسیون دارد. همچنین با نانو سایز شدن لایه آلومینا و بالا رفتن دانسیته این لایه ، مقاومت اکسیداسیون بهبود قابل ملاحظه ای یافت. از سوی دیگر شیب غلظت در تهیه نمونه های سد حرارتی باعث بهبود مقاومت خوردگی داغ میشود.

سلسیان مونوکلینیک با فرمول شیمیایی baal2si2o8، به دلیل دارا بودن خواص مهم حرارتی و الکتریکی یکی از بهترین مواد شناخته شده برای کاربردهای دما بالا و فرکانس بالا است. در این تحقیق از کربنات باریم، آلومینا و انواع مختلف سیلیس به عنوان مواد اولیه و از اکسید کلسیم و اکسید استرانسیوم به عنوان مینرالایزر استفاده شد. برای ساخت سلسیان مونوکلینیک ابتدا سیلیکاتِ باریم (bs2) و سپس هگزاسلسیان (bas) تشکیل شد و در مرحله ی آخر تاثیر درصدهای مختلف مینرالایزر، دما، زمان آسیاب و پرس بر روی فاز هگزاسلسیان جهت تشکیل فاز سلسیان مونوکلینیک بررسی شد و سپس قطعات حاصل از پودر های ساخت شده در دماهای مختلف ساخته شدند.نتایج نشان داد نانو سلسیان مونوکلینیک خالص با و بدون حضور درصدهای مختلف مینرالایزر اکسید کلسیم و اکسید استرانسیوم تشکیل شد.

کامپوزیت های سرامیکی دارای خواص منحصر به فردی می باشند. اما یکی از نقاط ضعف این مواد چقرمگی شکست پایین آن ها می باشد. حضور فاز نرم فلزی در ساختار این کامپوزیت های سرامیکی می تواند موجب بهبود چقرمگی شکست این کامپوزیت ها شود. در این پژوهش کامپوزیت زمینه آلومینایی تقویت شده توسط ذرات sic به روش اکسیداسیون مستقیم فلز آلومینیم ساخته شد. در این روش زمینه کامپوزیت به صورت درجا شکل گرفته و اتصال ایجاد شده بین زمینه و تقویت کننده مقاوم بوده که در نهایت منجر به تقویت ساختار کامپوزیت می شود. بدین منظور ابتدا فاز تقویت کننده به صورت پریفرم ساخته شد. در مرحله بعد آلیاژ های مختلفی از آلومینیم ریخته گری شدند و در مرحله آخر کامپوزیت به کمک واکنش پریفرم و آلیاژ آلومینیم در دما و زمان مناسب ساخته شد. سپس تاثیر امکان ساخت این کامپوزیت در حضور دو عنصر آلیاژی منیزیم و روی در ترکیب آلیاژ آلومینیم به صورت ماکروسکوپی بررسی گردید. در نهایت ریز ساختار، خواص فیزیکی و خواص مکانیکی این کامپوزیت ها مطالعه شد.

روش های مختلفی برای ساخت نانو نقره وجود دارد. یکی از ساده ترین روش ها، روشهای شیمیایی هستند. در این روش ها، نقره از یون نقره شکل میگیرد و به صورت نانو در می آید. این نوع نانو نقره ها به علت وجود یون های آزاد از یک سو قابلیت میکروب زدایی کمتری دارند و از سوی دیگر یون نقره به مقدار زیاد برای بدن انسان سمی است. این امر کاربرد نانو نقره شیمیایی را محدود می سازد. اخیراً تکنولوژی جدیدی برای ساخت نانو ذرات توسط روسیه ابداع شده است که با استفاده از انفجار الکتریکی سیم های فلزات در محیط آبی یا گازی سبب تولید نانو پودر ها می شود. این روش به نام انفجار الکتریکی سیم (eew) شناخته شده و به علت خواص بسیار مناسب که در نانو پودر ها ایجاد می کند و همچنین سهولت و ارزانی فرآیند، در سالهای اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته است.