چندین سال است که از فولاد ضدزنگ 316ال در ساخت کاشت های پزشکی استفاده می شود. در این پژوهش، به منظور بهبود خواص سطح این آلیاژ، چندین لایه پوشش بر روی آن اعمال شده است. در ابتدا، نمونه هایی از این آلیاژ توسط تکنیک در حمامی که بهینه شده بود، نیتروکربوره شد و ساختار پوشش و مقاومت به خوردگی در محلول رینگر، که شبیه ساز محیط بدن است، اندازه گیری شد. در مرحله بعد، پوششی از منیزیم بصورت عنصری بر روی فولاد ضدزنگ 316ال نیتروکربوره شده، توسط تکنیک پوشش دهی از بخار اعمال شد. ساختار سطحی این پوشش نیز بررسی گردید. سپس، یک لایه هیدروکسی آپاتیت بر روی نمونه ها، با استفاده از تکنیک پوشش دهی الکتروفورتیک در شرایط بهینه، اعمال شد. ساختار سطحی و مقاومت خوردگی این پوشش نیز در محلول رینگر بررسی شد. در نهایت نمونه های فولاد ضدزنگ 316ال که دارای سه لایه پوشش نیتروکربوره، منیزیم و هیدروکسی آپاتیت بودند، به مدت دو هفته در محلول رینگر قرار گرفتند و بعد از این مدت، محلول رینگر توسط تست طیف سنجی جذب اتمی، برای بررسی تغییر غلظت منیزیم و کلسیم در آن مطالعه شد. نتایج به دست آمده نشان داد که مقاومت خوردگی فولاد ضدزنگ 316ال در اثر پلاسمایی بهبود پیدا کرده است. منیزیم به صورت عنصری و به همراه اکسید آن، بر سطح منحصر به فرد به دست آمده از نیتروکربوره کردن الکترولیتی، نشانده شد و زبری سطحی همچنان باقی ماند. هیدروکسی آپاتیت روی این سطح ناصاف نشانده شد و مقاومت خوردگی آن بهبود یافته است. همچنین غلظت منیزیم در محلول رینگری که نمونه ها در آن قرار داده شده بود، افزایش یافته که نشان دهنده عبور این ماده از لایه پوشش هیدروکسی آپاتیت است. نتایج طرق اشعه ایکس نیز نشان دهنده حضور ترکیبی از منیزیم در پوشش هیدروکسی آپاتیت است. این نتایج، بیان کننده بهبود خواص کاشت های فولاد ضدزنگ 316ال است که این پوشش ها روی آن عمل شده است.

امروزه تفنگ های الکترونی به دلیل گسترش زمینه های کاربردی آنها، از اهمیت خاصی برخورداراند. پرتو الکترونی در تفنگ های الکترونی تنها به واسطه وجود کاتد تولید کننده الکترون ایجاد می شود. در این پژوهش به منظور تولید کاتد حرارتی با بهره گیری از فناوری نانو از نانوذرات پودر تنگستن دوپ شده توسط اکسیدهای اسکاندیم، باریم، کلسیم، و آلومینیم تولید شده به روش سل-ژل احتراقی استفاده شد. بررسی های ریزساختاری حاکی از تولید کاتد اسکاندیت دارای ریزساختار با اندازه دانه های زیر nm700 و ترکیب یکنواخت در مقیاس نانو است. همچنین مخلوط استوکیومتری نانوذرات کربنات باریم، کلسیم و اکسید آلومینیوم با اندازه ذره زیر nm80 و ترکیب یکنواخت در مقیاس نانو، جهت تولید کاتدهای نوع m توسط روش سل-ژل احتراقی تولید شد. بررسی چگالی جریان گسیل الکترون از سطح کاتد m تولید شده با استفاده از تفنگ الکترونی نشان داد که این کاتد چگالی جریان ma/cm 273/2 را در ولتاژ شتاب kv5/10 در فاصله آند-کاتد mm7/5 و در دمای ?1050 ایجاد می کند. پایین تر بودن دمای ذوب به میزان ?100 و سهولت نفوذ در حین عملیات نفوذ مواد گسیل دهنده به تخلخل های پایه تنگستنی، از جمله مزیت های استفاده از نانوذرات مواد گسیل دهنده به جای مواد گسیل دهنده معمول است. همچنین در این پژوهش به منظور ارزیابی کاتدهای نوع m تولید شده در ایران و آنالیز تخریب آنها آزمایش هایی بر روی قسمت های مختلف کاتد انجام گرفت و فرایند تولید مورد بررسی قرار داده شد. نتایج نشان داد که، پایه تنگستنی مورد استفاده از لحاظ درصد تخلخل با یکدیگر متفاوت اند. از طرفی ضخامت لایه ایریدیم اعمال شده بر روی سطح کاتد یکنواخت نیست و 5/6 برابر ضخامت مجاز می باشد. این عوامل از جمله عوامل اصلی در عدم یکنواختی جریان گسیل الکترون از سطح کاتدهای نوع m تولید شده در ایران است.

در این تحقیق، فولادهای زنگ نزن آستنیتی بدون نیکل به روش آلیاژسازی مکانیکی و تفجوشی حالت مایع تولید شدند. مطابق با بررسی های تفرق پرتو ایکس (xrd) و میکروسکوپ الکترونی عبوری (tem)، آلیاژسازی مکانیکی مخلوط پودر با ترکیب شیمیایی astm f2581، به وسیله نیترید آهن به عنوان منبع نیتروژن، منجر به سنتز پودرهایی نانوبلورین-آمورف گردید. توسط تفجوشی حالت مایع پودر سنتز شده به کمک یک آلیاژ یوتکتیک mn-si به عنوان افزودنی کمک سینتر جدید، چگالش قابل توجهی حاصل گردید. بررسی های تفرق پرتو ایکس و میکروسکوپ الکترونی عبوری نشان داد، علیرغم تفجوشی در دمای 1050 درجه سانتیگراد به مدت 60 دقیقه، اندازه دانه های آستنیتی همچنان در مقیاس نانومتری باقی می ماند. مطالعه رفتار خوردگی نمونه ها در سیال شبیه سازی شده بدن به روش پلاریزاسیون و امپدانس نشان داد که مقاومت خوردگی بیشتر از l316 حاصل می شود. به علاوه، ارزیابی چسبندگی سلولهای بنیادی انسان بر سطح نمونه ها، زیست سازگاری آنها را نشان داد. به طور خلاصه، فرآیندهای آلیاژسازی مکانیکی و تفجوشی حالت مایع به کار رفته، به طور موفق آمیزی منجر به تولید فولادهای زنگ نزن نانوساختار با چگالی، مقاومت به خوردگی و زیست سازگاری مناسبی گردید. سپس به منظور بهبود مقاومت خوردگی و زیست سازگاری، دو نوع لایه نازک (zrtio4 و zrtio4–pmma) به روش پوشش دهی سل-ژل چرخشی بر روی زیرلایه ها رسوب گذاری شد. در فرآیند سل-ژل ذره ای به کار رفته، برای اولین بار از یک ماده پلیمری به نام کربوکسی متیل سلولز برای جلوگیری از آگلومره شدن نانوذرات سرامیکی و برای به دست آوردن پوشش هایی با کیفیت استفاده شد. بررسی ساختار فیلم ها با آنالیز حرارتی، تفرق اشعه ایکس، میکروسکوپ الکترونی عبوری، میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) و میکروسکوپ نیروی اتمی (afm) تولید پوششهایی همگن و بدون ترک را تأئید نمود. مطابق با نتایج، پوشش دهی سبب بهبود آب دوستی، مقاومت به خوردگی و چسبندگی سلولی (زیست سازگاری) زیرلایه گردید، به طوری که پوشش هیبریدی zrtio4–pmma بهترین مقاومت به خوردگی و zrtio4 بهترین آب دوستی و زیست سازگاری را ارائه نمود. به علاوه، یک پوشش دو لایه ای متشکل از zrtio4 به عنوان لایه زیری و zrtio4–pmma به عنوان لایه بالایی معرفی گردید که مطابق با آزمایش پلاریزاسیون، مقاومت خوردگی بهتری نسبت به دولایه های خالص سرامیکی و هیبریدی نشان داد. به عنوان جمع بندی، پوشش های سل-ژل پایه zrtio4 سبب بهبود مقاومت به خوردگی و زیست سازگاری کاشتنی های فلزی شدند.

امروزه تفنگ الکترونی های الکترونی به دلیل گسترش زمینه های کاربردی آنها، از اهمیت خاصی برخورداراند. پرتو الکترونی در تفنگ های الکترونی تنها به واسطه وجود کاتد تولید کننده الکترون ایجاد می شود. در این پژوهش دو هدف ساخت کاتد اکسیدی با بهره گیری از فناوری نانو و عیب یابی از کاتدهای موجود دنبال می شود. به منظور ساخت کاتدهای اکسیدی با بهره گیری از فناوری نانو، ابتدا نانو ذرات (basrca)co3 با نسبت تعیین شده به روش سل- ژل احتراقی تولید شد. بررسی های فازی و همچنین تعیین اندازه بلورها به کمک آنالیز پراش اشعه ایکس (xrd) انجام گرفت که نتایج نشان دهنده تشکیل بلورهایی با متوسط اندازه nm56 است. تصاویر sem پودر ها قبل از فرآیند احتراق نشان دهنده یک فاز پیوسته است. بعد از فرآیند احتراق نیز از پودر ها تصاویر sem تهیه شد که نشان دهنده تولید پودرهای با اندازه دانه زیر nm200 و ترکیب یکنواخت در مقیاس نانو است. بررسی چگالی جریان گسیل الکترون از سطح کاتد اکسیدی تولید شده با استفاده از تفنگ الکترونی نشان داد که این کاتد جریان a4/1 را در ولتاژ شتاب دهنده kv10 ایجاد می کند. روش تولید آسان تر پودر و یکنواختی پودر ها در مقیاس نانویی و گسیل دهی بالاتر کاتد تولید شده با پودر های نانویی، از جمله مزیت های استفاده از نانوذرات مواد گسیل دهنده به جای مواد گسیل دهنده معمول است. همچنین در قسمت دوم این پژوهش به منظور ارزیابی کاتدهای اکسیدی تولید شده در ایران و آنالیز تخریب آنها آزمایش هایی بر روی قسمت های مختلف کاتد انجام گرفت و فرایند تولید مورد بررسی قرار داده شد. نتایج نشان داد که، پایه نیکلی مورد استفاده از لحاظ عناصر فعال کننده موجود با استاندارها مطابقت ندارد. از طرفی پودر کربنات سه گانه مورد استفاده از لحاظ استوکیومتری با استاندارد ها متفاوت است. این عوامل از جمله عوامل اصلی در عدم یکنواختی جریان گسیل الکترون از سطح کاتدهای اکسیدی تولید شده در ایران است.

پنهان بودن از دید رادار مخصوصاً در کاربردهای نظامی از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد. برای دستیابی به این هدف، تکنیک های گوناگونی از قبیل طراحی شکل، ساخت مواد جاذب و ساختارهای جاذب ارائه شده است. در این تحقیق از خصوصیات دو ماده برای ساخت یک ماده کامپوزیت به منظور بهبود جذب استفاده شد که عبارت بودند از یک زمینه اپوکسی که به دلیل گذردهی مناسب می تواند خواص جذب را ارتقا دهد و دیگری نانو ذرات هگزافریت استرانسیوم که یک ماده مغناطیسی سخت است و می تواند به عنوان یک ماده جاذب عمل کند. برای ساخت نانو ذرات هگزافریت استرانسیوم از روش هم رسوبی شیمیایی استفاده شد. سپس ذرات با مقادیر مختلف به زمینه اپوکسی اضافه شد و میزان اتلاف جذب، اتلاف عبور، اتلاف انعکاس نمونه ها اندازه گیری و مقایسه شد. در این تحقیق برای آنالیز فازی، مشاهده ذرات و مورفولوژی آن ها، آنالیز توزیع اندازه ذرات، اندازه گیری خواص مغناطیسی و همچنین بررسی خواص جذب نمونه ها به ترتیب از دستگاه های xrd، sem ، plsa، vsm و vna استفاده شد. نتایج نشان می دهد که خواص جذب نمونه ها وابسته به محدوده فرکانس کاری بوده است. اما به طور کلی کامپوزیت با درصد افزودنی 5% به دلیل انعکاس کم و درصد جذب بالا به طور همزمان، می تواند به عنوان یک جاذب خوب در تمام محدوده فرکانسی باند x عمل کند.