ساخت کامپوزیت های پیزوالکتریک در سال های اخیر به دلیل خواص ویژه ی آن ها بسیار متداول گردیده است. مواد تک فاز به دلیل دارا نبودن تمام خصوصیات مورد نیاز برای کاربرد در یک هدف ویژه مطلوب نمی باشند. در این پژوهش، برای ساخت کامپوزیت پلیمر- سرامیک با اتصال 3-3 سرامیک pzt متخلخل به دو روش مختلف استفاده از دانه های فدا شونده پلی استایرنی و replicaساخته شد و در دماهای ?c 1280-1255 زینتر گردید. با تزریق رزین اپوکسی به درون نمونه متخلخل کامپوزیت ایجاد گردید. مقدار سرامیک در کامپوزیت نهایی به 24-6 درصد حجمی محدود می شود . در صورت بیشتر بودن مقدار سرامیک تخلخل ها بسته می شوند و اتصال هر دو فاز در سه بعد ایجاد نمی گردد. مشکل دیگر فراریت اکسید سرب موجود در pzt هنگام زینترینگ می باشد که منجر به کاهش خواص پیزوالکتریکی همچون d33 با افزایش دمای زینترینگ می گردد. روش ساخت نیز مانند درصد سرامیک در کامپوزیت و شرایط تولید اثر مهمی بر خواص پیزوالکتریکی دارد، چنانچه در نمونه های ساخته شده از روش کره های پلی استایرنی فداشونده مقدار g33 به بزرگی mv.m/n22/572 مشاهده شده است. علت آن را می توان به وجود دیواره های سرامیکی کروی پیش رونده درون پلیمر نسبت داد. در این کامپوزیت ها، فاز پلیمر در احاطه فاز سرامیکی با دیواره هایی کروی شکل است. تاثیر مقدار سرامیک و پلیمر بر دانسیته، d33، ثایت دی الکتریک، g33 و ضریب fom در کامپوزیت های 3-3 مورد بررسی قرار گرفت و مشخص گردید که تاثیر فاکتور شکل تخلخل های متصل به هم ( نتیجه ای از روش ساخت) بر خواص پیزوالکتریکی قابل توجه است.

محلول های جامد بر پایه اکسید سریم ((ceo2 با ساختار مکعبی فلوریت بعنوان موادی که دارای هدایت یونی بیشتری نسبت به زیرکونیای تثبیت شده با ایتریا هستند، شناخته شده می باشند. از این رو، استفاده از این ترکیبات بعنوان الکترولیت های جامد جاذبه بسیاری پیدا کرده است. در این پژوهش، تأثیر اکسید گادلنیم و اکسید ساماریم به صورت تک افزودنی و همین طور تأثیر همزمان این اکسیدها در کنار اکسیدهای دیسپرزیم و ایتربیم بر رفتار سینتر، ریزساختار و هدایت یونی الکترولیت های بر پایه اکسید سریم، با تلاش برای دستیابی به هدایت یونی بالاتر در دماهای متوسط و پایین تر مورد بررسی قرار گرفت. محلول های جامد با ترکیب mol20% و mol30% افزودنی gd و sm و با مجموع mol20% از افزودنی های gd-dy،gd-yb ، sm-dy و sm-yb توسط فرآیند آسیای پر انرژی اکسیدهای اولیه برای اولین بار، با مدت زمان 30 آسیا تهیه شدند. تأثیر زمان آسیا بر روند تشکیل محلول جامد توسط آنالیزهای xrd و رامان از پودرهای آسیا شده انجام گرفت. نوع و مقدار افزودنی بر زمان آسیای لازم برای تشکیل محلول جامد تأثیر گذار بود. انحراف پیک مشخصه ceo2 در آنالیز رامان، نتایج انحراف پیک ها به سمت زوایای بزرگتر (انبساط شبکه) که در نتایج xrd مشاهده شده بود را تأیید کرد. الکترولیت ها به شکل بدنه های بالک با سینتر دو مرحله ای قرص های خام تهیه شدند. به منظور مقایسه و بررسی روش سینتر و ریزساختار بر خواص نهایی الکترولیت ها، نمونه های بالک با ترکیب یکسان به روش سینتر معمولی و بدون فشار نیز تهیه شد و توسط آنالیزهای xrd، sem و eds بررسی شدند. در روش سینتر معمولی، افزودن 20 درصد مولی gdo1.5 و smo1.5 به ceo2، در مقایسه با نمونه خالص ceo2 باعث به تأخیر افتادن فرآیند سینتر و در نتیجه افزایش دمای سینتر (c?1550) شده و از رشد سریع دانه ها نیز در مرحله آخر سینتر جلوگیری کرده است. با کاهش سرعت گرمایش، نمونه ها در دمای پایین تر (c?1400) به چگالی نسبی ? 95% رسیدند. با افزایش درصد افزودنی به 30 درصد مولی، تجمع زیاد کاتیون ها در اطراف مرزدانه به تشکیل فاز ثانویه غنی از افزودنی منجر شده که به سینتر بدنه ها کمک کرده (c?1500) و باعث افزایش چگالی نسبی در این بدنه ها شده است. الکترولیت های چگال با چگالی نسبی ?%98 و متوسط اندازه دانه nm500 تا nm 2000 در نمونه های مختلف با روش سینتر دومرحله ای بدست آمد. هدایت یونی الکترولیت ها با استفاده از آنالیز طیف سنجی امپدانس در هوا و محدوده دماییc?400 تا c? 700 اندازه گیری شد. ریزساختارهای بدست آمده در کنار نتایج بدست آمده مربوط به هدایت یونی بالک و مرزدانه نمونه های مختلف مورد بحث و بررسی قرارگرفتند. هدایت یونی الکترولیت های ceo2:(20-30)gdo1.5 و ceo2:(20-30)smo1.5 بستگی به ریزساختار داشته، به قسمی که تغییر رژیم سینتر و در نتیجه اندازه دانه ها در هدایت مرزدانه و در نتیجه هدایت کل تأثیر گذاشته است. مقدار هدایت یونی در نمونه ceo2:(20)gdo1.5 سینتر معمولی شده، برابر با s.cm-1 011/0 در دمای c?700 بود. تغییر رژیم پخت با سینتر دومرحله ای منجر به افزایش مقاومت مرزدانه در اثر مهاجرت بیشتر کاتیون های gd به سمت مرزدانه در این نمونه شده است. بیشترین مقدار هدایت یونی در نمونه ceo2:(20)smo1.5 مربوط به نمونه سینتر دومرحله ای شده و برابر با s.cm-1 012/0 در دمای c?700 بود. با افزایش درصد افزودنی، بدلیل افزایش حامل های بار و همین طور انتروپی سیستم، هدایت یونی در دمای متوسط افزایش یافت (s.cm-1 024/0 و 022/0 در دمای c?700) ولی تجمع بیشتر عیوب در مرزدانه ها با افزایش درصد افزودنی انرژی اکتیواسیون هدایت را افزایش می دهد و در نتیجه باعث می شود مقاومت سیستم در دماهای پایین کاهش پیدا نکند. نتایج بدست آمده نشان داد که استفاده از دو افزودنی همزمان gd-dy و sm-dy به افزایش هدایت یونی و کاهش انرژی اکتیواسیون کل این نمونه ها نسبت به نمونه های دارای تک افزودنی در دماهای متوسط و پایین تر منجر می شود. هدایت یونی ترکیبات ce0.8(gd0.15dy0.05)o1.9 و ce0.8(sm0.15dy0.05)o1.9 به ترتیب برابر با s.cm-1 03/0 و s.cm-1 037/0 در دمای c ?700 و s.cm-1 0034/0 و s.cm-1 0032/0 در دمای c?500 بود. عملکرد تأثیر استفاده از دو افزودنی همزمان در هدایت یونی دانه و مرزدانه بحث و بررسی شده است.

در این پژوهش به بررسی اثر زمان آسیاب بر خواص ماده کاتد لانتانیم منگنات دوپ شده با استرانسیوم (lsm) در سنتز آن به روش مکانوشیمیایی پرداخته شد. در مرحله نخست، مناسب ترین ترکیب از نقطه نظر ساختار، خلوص و استوکیومتری با یافتن زمان و دور آسیاب بهینه و تنها در یک مرحله ساخته شد. در گام بعد، از پودر سنتز شده قطعاتی آماده سازی شده و با توجه به رفتار فیزیکی و حرارتی قطعه زینتر شده در دماها و نرخ های متفاوت، از جمله اندازه و توزیع اندازه ذرات، میزان رشد ذرات، سطح ویژه، ضریب انبساط حرارتی و توزیع و مقدار تخلخل، بهترین دما، نرخ و زمان زینترینگ تعیین گردید. در نهایت، رفتار ماده به عنوان کاتد در پیل سوختی اکسید جامد دما متوسط (it-sofc)، تحقیق شد. به این صورت که کاتد lsm با شرایط ساخت و پخت بهینه، آماده گردید و با شبیه سازی شرایط دمایی کارکرد it-sofc (oc800) به منظور بررسی خواص الکتریکی و کاتالیستی، تحت آزمایش های الکتروکاتالیستی شامل تست امپدانس (eis) ، و کروماتوگرافی گازی (gc) قرار گرفت. بر مبنای نتایج حاصله این طور به نظر می رسد که زمان و سرعت آسیاب بهینه جهت دستیابی به ماده کاتد lsm مناسب و در عین حال قابل کاربرد در sofc به ترتیب 24 ساعت و 300 دور بر دقیقه می باشد. همچنین دما، نرخ و زمان زینترینگ مناسب به ترتیب oc1300، oc/min1 و 4 ساعت معین شد که علاوه بر استحکام کافی، خواص حیاتی کاتد نظیر تخلخل و یکپارچگی در میکروساختار، خواص کاربردی آن را نیز حفظ می کند.

در این پژوهش سنتز نانو بلورک های lsm (lanthanum strontium manganite) به منظور استفاده درکاتد پیل سوختی اکسید جامد به روش هم رسوبی مورد بررسی قرار گرفته است. اکسید لانتانیوم (la2o3)، کربنات استرانسیوم (srco3) و کربنات منگنز آبدار (mnco3.xh2o) به عنوان ماده اولیه انتخاب گردیده است. برای ایجاد محلول های نیترات لانتانیوم، نیترات استرانسیوم و نیترات منگنز، مقادیر توزین شده اولیه در اسید نیتریک غلیظ به طور کامل حل شدند. محلول به دست آمده به صورت قطره ای (10 قطره بر دقیقه) به حمام رسوب حاوی محلول اگزالات آمونیوم اضافه شد تا رسوب پیش ماده la–mn–sr به طور کامل صورت پذیرد. ph حمام رسوب با افزودن همزمان محلول آمونیاک بر روی هم زن تنظیم و تثبیت شد؛ شرایط آزمایش مانند دما ، ph و سرعت هم زدن حمام رسوب بر ترکیب و مورفولوژی رسوب حاصل بررسی شد. نتایج نشان می دهد برای رسیدن به پیش ماده اولیه باید ph حمام رسوب بیشتر از 10 باشد. همچنین با افزایش سرعت همزدن حمام رسوب می توان به مورفولوژی متفاوتی از رسوب دست یافت. براساس مطالعات dta وtga، دمای مورد نیاز برای کلسیناسیون در حدود ?c 1000 برای مدت 3 ساعت مشخص گردید. با استفاده از نتایج xrd و با استفاده از معادله ویلیامسون - هال اندازه کریستالیت برابر nm 46 بدست آمد. نتایج psa نشان داد که دانه بندی پودر نهایی ریز دانه و میکرونی است. به منظور بررسی کاربردی، پودر lsm به همراه 40 % حجمی گرافیت ریزدانه را با استفاده از اتیلن گلیکول و چسب cmc 1/0 درصد به دو روش رنگ کاری و چاپ اسکرین بر روی پایه ysz آغشته گردید؛ در نهایت پوشش حاصل پس از خشک شدن در دمای ?c 110، در دمای ?c 1300 به مدت 3 ساعت زینتر شد. نتایج حاصل نشان می دهد که هر دو قابل قبول بوده و با توجه به ضخامت مورد انتظار قابل استفاده می باشد.

در این پژوهش شیشه آب بند پیل سوختی اکسید جامد، متعلق به سیستم 2sio-3o2al-3o2b-cao-bao تهیه شد و با 10، 15 و 20 درصد حجمی نانو ذرات زیرکنیا پایدار شده با ایتریا، به صورت کاملا همگن مخلوط شد و کامپوزیت شیشه آب بند حاصل شد. در ابتدا خواص حرارتی ترکیبات شیشه پایه و کامپوزیت ها، مانند ضریب انبساط حرارتی و دمای انتقال به شیشه مورد بررسی قرار گرفت. ضریب انبساط حرارتی شیشه پایه، k-1 6-10×38/10 و دمای انتقال به شیشه آن c? 626 بدست آمد. مشاهده شد که با افزایش درصد حجمی نانو ذرات زیرکنیا، ضریب انبساط حرارتی کامپوزیت ها به صورت جزئی کاهش و دمای انتقال به شیشه آن ها افزایش یافته است. ولی در هر حال این دو ویژگی برای تمام ترکیبات در محدوده مطلوب برای کاربرد های آب بندی قرار گرفت. تغییرات ضریب انبساط حرارتی شیشه پایه، با افزایش زمان عملیات حرارتی در دمای کاری پیل سوختی مورد بررسی قرار گرفت و مشاهده شد که افزایش زمان عملیات حرارتی منجر به افزایش ضریب انبساط حرارتی به صورت جزئی شده است. در ادامه ترکیبات حاصل در محدوده دمایی c?870- c?680، با سرعت گرمایش min/c?10 به مدت 1 ساعت عملیات حرارتی شدند و قابلیت سینترپذیری آن ها از طریق اندازه گیری درصد انقباض خطی، چگالی توده ای و چگالی نسبی بررسی شد. مشاهده شد که با افزایش درصد نانو ذرات زیرکنیا، انقباض نمونه ها کاهش و دمای بهینه سینتر آن ها افزایش می یابد، به طوریکه دمای بهینه سینتر برای شیشه پایه، c?720 و برای کامپوزیت حاوی 20% نانو ذرات زیرکنیا c?850 بدست آمد. خواص مکانیکی (مانند سختی، استحکام شکست و چقرمگی شکست) نمونه های شیشه و کامپوزیت عملیات حرارتی شده در دمای کاری پیل سوختی در مدت زمان های مختلف 50،30،10،1 ساعت ارزیابی گردید. مشاهده شد که نمونه کامپوزیت با 10 درصد حجمی نانو ذرات زیرکنیا، خواص مکانیکی مطلوبی دارد و افزایش زمان عملیات حرارتی در این نمونه منجر به بهبود خواص مکانیکی شده است. فازهای موجود در نمونه های مختلف از طریق پراش اشعه ایکس (xrd) شناسایی شدند و ساختار آن ها با میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) مشاهده شد. نتایج آنالیز (xrd) نشان داد که فازهای باریم سیلیکات، باریم کلسیم سیلیکات و هگزاسلسیان فازهای بلوری عمده در ترکیب شیشه عملیات حرارتی شده است و درکامپوزیت ها علاوه بر این سه فاز، فاز بلوری زیرکنیای تتراگونال و به طور جزئی، زیرکن نیز مشاهده شد. تصاویر (sem) نشان داد که مورفولوژی فازهای بلوری رشد کرده در شیشه و کامپوزیت ها سوزنی شکل است. مقاومت الکتریکی شیشه و کامپوزیت ها در دماهای مختلف بین c? 800- c? 600 اندازه گیری شد. عدد مقاومت نمونه شیشه در دمای c?600، mc.? 106×31/2 بدست آمد. مشاهده شد که با افزایش نانو ذرات زیرکنیا و دما، هدایت الکتریکی ترکیبات افزایش یافت به طوریکه مقاومت نمونه های حاوی 15 و 20 درصد نانو ذرات زیرکنیا برای کاربرد های آب بندی مناسب نیست. برای بررسی چسبندگی و برهم کنش شیمیایی شیشه و کامپوزیت با الکترولیت (زیرکنیا)، ( سطح مشترک زیرکنیا/شیشه/زیرکنیا و زیرکنیا/کامپوزیت/زیرکنیا) از میکروسکوپ الکترونی روبشی استفاده شد. تصاویر نشان داد که در سطح مشترک ترکیبات مختلف و زیرکنیا، ترک و تخلخل وجود ندارد. کلمات کلیدی: آب بند، پیل سوختی اکسید جامد، شیشه، کامپوزیت، نانو ذرات زیرکنیا، خواص مکانیکی

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.

شیشه بیواکتیو 45s5 ماده ای با پایه شیشه سیلیکاتی می باشد که در ترمیم آسیب های ایجاد شده در بافت سخت از جمله استخوان ها به کار می رود. تاکنون روش های مختلفی برای ایجاد تخلخل های درشت در این نوع شیشه به کار گرفته شده است، چرا که وجود این تخلخل ها برای حضور سلول های استخوانی، عروق، بیگانه خواران و سایر عواملی که در فرآیند بهبود دخیل هستند مناسب بوده و ضمن افزایش سرعت بازسازی بافت، سرعت تخریب ماده را نیز افزایش می دهند. در این تحقیق طی یک روش ساده و موثر، تخلخل های درشت در ساختار شیشه از طریق ایجاد گاز در ترکیب شیشه در دمای بالا به دست آمد. پس از تهیه شیشه با استفاده از روش ذوب، ماده حاصل به صورت پودر آسیاب شده، با مقادیر مختلف کربنات کلسیم و دوده مخلوط و به صورت قرص در فشار کم پرس گردید. نمونه ها در دمای 1150 تا 1200درجه سانتیگراد قرار داده شدند که در آن دما در اثر تجزیه کربنات کلسیم و دوده، گاز co2 تولید و به دلیل نرم بودن شیشه، ساختار متخلخل ایجاد می گردد. مورفولوژی تخلخل ها کروی شکل بوده و مقدار و سایز آنها بستگی به مقدار حباب زای مورد استفاده دارد. در این روش با استفاده از 8/1 درصد وزنی کربنات کلسیم و 5/0 درصد وزنی دوده حدود 60 درصد تخلخل در شیشه ایجاد شد که تخلخل هایی با ابعاد حدود 60 میکرومتر نیز در آنها وجود داشت. عملیات حرارتی برای ایجاد تخلخل باعث تبلور شیشه گردید ولی در زیست فعالی آن تاثیری نداشت.

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.

پیل سوختی اکسید جامد از دو الکترود آند و کاتد که توسط الکترولیت از یکدیگر جدا شده اند، ساخته می شود. به منظور برقراری اتصال الکتریکی بین آند یک پیل با کاتد پیل مجاور و هم چنین جلوگیری از مخلوط شدن دو محیط اکسیدی و احیایی، از اتصال دهنده استفاده می شود. به طور کلی در پیل سوختی اکسید جامد از دو نوع اتصال دهنده سرامیکی و فلزی استفاده می شود که در بین اتصال دهنده های فلزی فولاد زنگ نزن فریتی با ساختار مکعبی مرکزدار و ضریب انبساط حرارتی مناسب و سازگاری زیاد با بقیه اجزاء پیل نسبت به سایر آلیاژها بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد. اما مشکل اصلی این اتصال دهنده ها تشکیل لایه های اکسیدی آلومینا و سیلیکا و در نتیجه افزایش مقاومت الکتریکی و هم چنین فراریت کروم است که باعث افزایش مسمومیت کاتد و کاهش کارایی پیل می-شود. استفاده از لایه محافظ یکی از روش های جلوگیری از فراریت کروم است. در این تحقیق اسپینل-های منگنز ـ کبالت با فرمول شیمیایی mn1+xco2-xo4 (x دارای مقادیر 5/0- ، 0، 5/0، 1 و 5/1) که به روش حالت جامد سنتز شدند و هم چنین اکسید کبالت به روش لایه نشانی الکتروفورتیکی بر روی زیر لایه فولاد زنگ نزن 430 پوشش داده شدند. لایه نشانی الکتروفورتیکی در محیط های مختلف الکلی و کتونی بررسی و نتایج نشان داد که بهترین محیط برای لایه نشانی، استن می باشد. نمونه ها در دو اتمسفر هوا و مخلوط (ar/h2 %5) در دمای c? 900 به مدت 3 ساعت سینتر و سپس در دمای c?800 به مدت 500 ساعت تحت عمل اکسیداسیون سیکلی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که پوشش-های سینتر شده در محیط احیایی (ar/h2 %5) ثابت سرعت اکسیداسیون به مراتب کمتری نسبت به پوشش های سینتر شده در هوا دارند. هم چنین با افزایش مقدار منگنز در ترکیب پوشش های اسپینلی، از مقاومت به اکسیداسیون پوشش کاسته می شود.

استفاده بی رویه از ذخایر سوخت فسیلی (ذغال سنگ، نفت و گاز) برای تولید برق در دو قرن اخیر، موجب اتمام این منابع انرژی و افزایش آلاینده های زیست محیطی در جهان شده است به طوری که کشورهای مختلف برای انتخاب و تامین مناسب ترین فناوری های انرژی پاک، ارزان، کوچک و کارامد نسبت به منابع سوخت فسیلی و هسته ای، با چالش مواجهه شده اند. پیل سوختی اکسید جامد (sofc)، وسیله مناسبی برای تبدیل انرژی شیمیایی سوخت به انرژی الکتریکی است. sofc نسبت به انواع دیگر پیل های سوختی، به دلیل مواد نسبتا ارزان، دوام الکترولیت جامد، تنوع سوخت مصرفی، راندمان کاری بالاتر و توان برق بیشتر، هم اکنون در زمره تجهیزات تولید برق کارامد به شمار می رود. عملکرد دما بالای sofc، موجب تخریب حرارتی، کاهش عمر و افزایش هزینه می شود آنقدر که هدف اصلی در توسعه sofc، کاهش دمای کاری است. برای جبران تلفات الکتریکی حاصل از کاهش دما، نیاز به الکترولیت هایی با هدایت الکتریکی بالاتر و نیز ارتقا کارایی کاتد و آند است. سرمت نیکل/سریا دوپه شده با گادولینیم (ni/gdc)، با هدایت الکتریکی بیشتر نسبت به آند نیکل/زیرکونیا تثبیت شده با ایتریا (ni/ysz)، به عنوان آند معمول پیل سوختی اکسید جامد (sofc) در دمای بالا و متوسط بکار می رود. اهمیت کاهش دمای کاری ایجاب می کند تا کارایی آند ni/gdc به منظور کاربرد در دمای پایین، ارتقا یابد. در این پژوهش، برای اولین بار از آسیاب پرانرژی در قیاس با آسیاب معمولی جهت آماده سازی تر پودر nio0.6:gdc200.4 wt% استفاده شد. تاثیر نوع آسیاب مکانیکی تر بر ریزساختار پودر، کامپوزیت، سرمت و آند به کمک آنالیزهای psa، xrd و sem و نیز بر کارایی آند ni/gdc در سوخت h2 مرطوب در محدوده c° 600-400 (lt-sofc) بوسیله طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی (eis) آندی مورد بررسی قرار گرفت. در اثر 2 ساعت آسیاب کاری، پودر نانوکامپوزیت nio/gdc با اندازه ذرات ریزتر، اندازه دانه کوچکتر و کرنش پسماند بیشتر نسبت به پودر حاصل از آسیاب معمولی بدست آمد. شدت فرایند آسیاب و خواص مکانیکی فازهای nio و gdc بویژه مدول یانگ در این رابطه تعیین کننده بود. پودرهای nio/gdc به روش چاپ توری روی الکترولیت gdc، شکل دهی و سینتر شدند. با بهبود نفوذ ماده در دمای سینتر c°1350، ریزساختاری متخلخل با اتصالات سطح-به-سطح بین ذرات حاصل شد. توزیع همگن ذرات شبه کروی منجر به رشددانه محدود ریزساختار کامپوزیت nio/gdc تهیه شده از پودر آسیاب پرانرژی شد. اندازه گیری eis آندی به کمک پیل ni/gdc|gdc|pd و تحلیل سازوکار کارایی آند براساس شبیه سازی مدار معادل الکتریکی انجام گردید. بهینه سازی ساخت آند ni/gdc با کاربرد پودر آسیاب پرانرژی علاوه بر 35% کاهش مقاومت پلاریزاسیون آندی و 20% کاهش انرژی فعالسازی مربوط به واکنش اکسایش h2، فرایندهای انتقال بار و تفکیک/جذب/نفوذ h2، منجر به رشددانه کمتر پس از عملکرد lt-sofc به دلیل توزیع همگن ذرات در ریزساختار شد. این امر نقش موثر اصلاح ریزساختاری پودر را در اثر آسیاب پرانرژی بر کارایی آند ni/gdc اثبات نمود. در مرحله بعد، آند بهینه به منظور افزایش بیشتر کارایی، تحت فرایند آغشته سازی تر کاتالیزورهای فلزی m=pt,pd,rh,ru قرار گرفت و برای اولین بار، از پیش ماده های کلریدی استفاده گردید. ریزساختار و کارایی آندهای آغشته سازی شده m-ni/gdc برای واکنش اکسایش h2 در lt-sofc بررسی شد. نتایج آغشته سازی mg/cm2 03/0 کاتالیزورهای m در آند ni/gdc، افزایش اندازه نانوذرات را به ترتیب pd>pt>rh>ru نشان داد. قابلیت سینتر نانوذرات براساس ttamman و تمایل به تبخیر فلزات کاتالیزوری در محیط احیا، علت روند مذکور تشخیص داده شد. مقایسه مقاومت پلاریزاسیون آندهای آغشته سازی شده بدون تاثیرپذیری از اندازه نانوذرات، نشانگر افزایش کارایی آندها به ترتیب آغشته سازی با pd>ru>pt>rh بود. ارتقا بیشتر کارایی آند pd-ni/gdc ناشی از برتری خواص کاتالیزوری پالادیم برای اکسایش h2 نسبت به دیگر کاتالیزورها تشخیص داده شد. در نهایت، تاثیر آغشته سازی پالادیم با 1 تا 8 بار بارگذاری بر ریزساختار و کارایی آندهای آغشته سازی شده pd-ni/gdc برای اکسایش h2 به تفصیل مورد بررسی قرار گرفت. با کاهش دمای تکلیس به c°600، فاز pdo، نشانگر عدم حضور فاز کلریدی تضعیف کننده کاتالیزوری تشخیص داده شد. دراحیا درجا در محیط هیدروژن، تشکیل بلورک های pd0 فلزی رشدیافته در امتداد صفحات {111} و pdhx، موید سازوکار سرریزی h2 برای انتقال گونه فعال هیدروژن بود. کارایی آندهای pd-ni/gdc، متاثر از میزان بارگذاری پالادیم، ابتدا کاهش و در بارگذاری های بیش از حد معمول، به نحو چشمگیری (حدود100%) افزایش یافت. دلیل این موضوع، تغییر سازوکار نانوساختارسازی پالادیم، از کلوخه سازی شدید به سمت تشکیل سازه متخلخل بهم پیوسته ای از نانوذرات ریزدانه (nm40?) بدون ارجحیت در پوشش ذرات ni یا gdc بود. بررسی xps آند mg/cm2 pd-ni/gdc 26/0 نشان داد که بواسطه آزمون پیل، 45 درصد از pd0 فلزی حاصل از احیا به pdo تبدیل می شودکه نتیجه انتقال گونه های فعال اکسیژن gdc به نانوذرات پالادیم و مشارکت آنها در اکسایش h2 از طریق سرریزی اکسیژن بود. ظهور pd0/pdo، شاهد مستقیمی برای انتقال گونه های فعال اکسیژن و هیدروژن با سازوکار سرریزی تحت lt-sofc، نشانگر تغییر محل های فعال واکنش اکسایش h2 در اثر بارگذاری پالادیم از سطح آند ni/gdc به زوج ردکس pd0/pdo و موید حفظ بهتر مشخصه نانومتری ذرات در آند pd-ni/gdc بود. کلید واژه: lt-sofc، آند ni/gdc، آسیاب پر انرژی، آغشته سازی، نانوذرات فلزی.

با توجه به اینکه کامپوزیت های زمینه پلیمری با الگوی اتصال 3-0 قابلیت ارتجاع دارند و برای ساخت نمونه های پیچیده مطلوب هستند، این الگو موضوع بسیاری از پژوهش ها در زمینه مواد پیزوالکتریک قرار گرفته است. هدف از انجام این پژوهش ساخت فیلم کامپوزیت های pzt-pvdf با الکوی اتصال 3-0 و بررسی تاثیر نسبت حجمی و اندازه دانه pzt و همچنین بررسی تاثیر پارامترهای فرایند ساخت بر خواص آن ها بوده است. بدین منظور ابتدا کامپوزیت هایی همگن با نسبت حجمی سرامیک 1/0 تا 7/0 با محدوده اندازه دانه زیر میکرون و نانومتری به ترتیب با استفاده از همزن مافوق صوت و آسیاب ماهواره ای ساخته شد. روش های مختلفی برای شکل دادن فیلم های کامپوزیت بررسی شد که از میان آن ها روش ریخته گری نواری مطلوب شناخته شد. همچنین تاثیر سرعت خشک کن بر بافت کامپوزیت ها مورد مطالعه قرار گرفت. خواص دی الکتریک و پیزوالکتریک فیلم ها همچون ضریب بار پیزوالکتریک، ضریب ولتاژ پیزوالکتریک، ثابت دی الکتریک و ضریب شایستگی اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که استفاده از همزن مافوق صوت و سرعت بالای خشک کردن، منجر به ایجاد کامپوزیت هایی با پراکندگی فاز همگن شده است. بیشترین ضریب بار پیزوالکتریک، ثابت دی الکتریک نسبی و ضریب شایستگی در این نوع از کامپوزیت ها مربوط به کامپوزیت حاوی 65 درصد حجمی pzt است. استفاده از همزن مافوق صوت و سرعت پایین خشک کردن، منجر به ایجاد حالت جزیره ای در بافت کامپوزیت شده است که ناشی از به وجود آمدن اختلاف نسبت فاز بوده است. خواص اندازه گیری شده این کامپوزیت ها نشان می دهد که تمامی خواص نسبت به حالت همگن کامپوزیت افزایش داشته اند. بررسی های انجام شده بر روی کامپوزیت های ساخته شده با استفاده از آسیاب ماهواره ای نشان می دهد که با افزایش یافتن سطح ویژه ذرات pzt آسیاب شده، در نسبت های حجمی کم pzt کاهش ویسکوالاستیک چشم-گیر بوده است؛ که این امر موجب عدم توانایی در بدست آوردن کامپوزیت های نرم و شکل پذیر همراه با خواص پیزوالکتریک شده است.

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.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

در این پژوهش با استفاده از آنالیز شیمیایی، آنالیز حرارتی ‏‎‏‎sta‎‏ ، دیلاتومتری، پراش پرتوایکس‏‎xrd‎‏ و فلورسانس پرتو ایکس‏‎xrf‎‏ ، رفتار حرارتی و آنالیز فازی سرباره کوره ریورب مس سرچشمه بررسی شد و سپس با استفاده از این اطلاعات اثر افزودن مقادیر مختلف سرباره بر ترکیب کاشی کف مرجع مورد آزمایش قرار گرفت. نتایج نشان داد که خروج گاز ‏‎so2‎‏ در دمای بالا و وجود فاز مذاب عامل بروز پدیده بادکردگی در بدنه های حاوی سرباره می باشد. این امر باعث می گردد که مصرف مجاز سرباره به حداکثر 40درصد محدود می گردد. اندازه گیری استحکام خمشی ، جذب آب ، مقاومت در برابر اسید و سختی حاکی از آنست که می توان از این بدنه ها به عنوان بدنه های استاندارد کاشی کف و ضداسید استفاده نمود. تشدید پدیده بادکردگی با افزایش سرعت پخت مانع استفاده از روش پخت سریع در ساخت این بدنه ها می گردد.