در این پژوهش سنتز و زینتر نانوکامپوزیتهای کاربیدی، مشخصه یابی و بهبود خواص آن به عنوان هدف اصلی قرار گرفت. در گام اول زینتر کاربیدبور، خواص مکانیکی آن و تأثیر افزودن نانوذرات کاربیدسیلیسیم سنتز شده در همین پژوهش و همچنین گرافیت در بهبود خواص کاربیدبور مورد مطالعه قرار گرفت. در این راستا از زینتر به کمک اسپارک پلاسما (sps) استفاده شد. نتایج حاصل از شرایط مختلف زینتر نشان داد که کاربیدبور خالص به کمک sps در دمای ?c1700 بمدت 3 دقیقه تا دانسیته کامل قابل زینتر است. با وجود افزایش سختی نمونه های حاصله تا gpa 4/36 ناشی از کاهش اندازه دانه کاربیدبور، تافنس شکست تغییر چندانی نداشت (mpa.m1/2 65/3). به کارگیری نانوذرات کاربیدسیلیسیم و تولید نانوکامپوزیت کاربیدبور-کاربیدسیلیسیم منجر به بهبود 64/1 برابر (mpa.m1/296/5) در تافنس شکست این سرامیک کاربیدی گردید. همچنین مکانیزم شکست از حالت شکست درون دانه ای در نمونه خالص به ترکیبی از شکست درون دانه ای و بین دانه ای تغییر می نماید. بنابراین در اثر حضور نانوذرات کاربیدسیلیسیم در زمینه کاربیدبور در اثر انحراف ترک و خارج شدگی ذرات تقویت-کننده مسیر اشاعه ترک افزایش یافته و تأییدی بر بهبود تافنس شکست در این نانوکامپوزیتها می باشد. به منظور سنتز نانوذرات کاربیدسیلیسیم به عنوان تقویت کننده مورد استفاده در این کامپوزیت، روش احیای کربوترمی با منابع حرارتی مختلف نظیر کوره با اتمسفر خنثی و مایکروویو مورد بررسی گرفت. همچنین شرایط بهینه از جهت انتخاب میزان زمان آسیاب کاری قبل از سنتز مشخص شد. نتایج نشان داد که با به کارگیری 40 ساعت آسیاب کاری می توان نانوذرات کاربیدسیلیسیم را در کوره در دمای ?c1450 بمدت 60 دقیقه و در مایکروویو در دمای ?c1200 بمدت 5 دقیقه تولید نمود. در نهایت برای اولین بار رفتار تغییر فرم دما بالا و مکانیزمهای حاکم بر تغییرفرم کاربیدبور و نانوکامپوزیتهای کاربیدبور-کاربیدسیلیسیم ارائه شد. آنالیز نتایج حاصل از آزمون خزش بهمراه مطالعات میکروسکوپی نشان داد که مکانیزم تغییرفرم از طریق فعالسازی نابجاییها و بازیابی آنها و همچنین بطور همزمان با لغزش مرزدانه ها در کرنشهای کم می باشد. با افزایش تغییرفرم سهم لغزش مرزدانه کاهش یافته و در نتیجه حفره های بین دانه ای در ریزساختار نمایان می گردد. حضور اتمهای حل شونده نقش موثری روی مشخصه خزشی و ساختار نابجاییها در این ماده دارد.

در این پژوهش ابتدا کامپوزیت al/ni/nio به کمک فرایند نورد تجمعی پیوندی (arb) تولید و سپس شرایط انجام واکنش درجا میان آلومینیوم، ذرات نیکل و پودر اکسید نیکل با استفاده از فرایند اصطکاکی اغتشاشی (fsp) جهت ساخت نانوکامپوزیت آلومینیوم با ذرات تقویت کننده آلومینا و ترکیب بین فلزی al3ni فراهم و مشخصه یابی شد. به این منظور پودر اکسید نیکل (1% وزنی) به صورت یکنواخت در بین ورق های آلومینیوم و فویل های نیکل (15% وزنی) توزیع شده و سپس فرایند نورد تجمعی پیوندی تا پنج سیکل انجام گرفت. سپس فرایند اصطکاکی اغتشاشی با سرعت پیشروی 5/12 میلی متر بر دقیقه و سرعت چرخش 2000 دور بر دقیقه تا سه پاس بر روی کامپوزیت تولیدشده توسط فرایند نورد تجمعی پیوندی انجام پذیرفت. به منظور مقایسه، تحت شرایط یکسان، بدون اضافه کردن پودر اکسید نیکل کامپوزیت al-al3ni نیز تولید شد. جهت تعیین فازهای تولیدشده در طی فرایند از پراش پرتو ایکس (xrd) و طیف سنج اشعه ایکس (eds) استفاده شده و بررسی ریز ساختارها به کمک متالوگرافی و میکروسکوپی الکترونی روبشی (sem) صورت پذیرفت. الگوی پراش پرتو ایکس نمونه ها نشان داد که در کامپوزیت های al/ni/nio و al/ni تولیدشده توسط فرایند نورد تجمعی پیوندی هیچ گونه ترکیب بین فلزی تشکیل نشد ولی در ادامه با انجام فرایند اصطکاکی اغتشاشی، ذرات تقویت کننده از جنس ترکیبات بین فلزی al3ni در زمینه تشکیل شده اند. علاوه بر این در کامپوزیت al/ni/nio ذرات تقویت کننده آلومینا نیز تشکیل شده است. سختی نمونه های کامپوزیتی در مقایسه با آلومینیوم خالص آنیل شده از افزایش قابل توجهی برخوردار بود و سختی کامپوزیت های al-al3ni-al2o3 و al-al3ni نیز از کامپوزیت های تولیدی توسط فرایند نورد تجمعی پیوندی، افزایش قابل ملاحظه ای نشان داد. مقایسه رفتار سایشی حاکی از آن بود که کامپوزیت al-al3ni-al2o3 نسبت به سایر کامپوزیت ها مقاومت به سایشی بهتری از خود نشان داد. منحنی های تنش-کرنش نشان داد که کامپوزیت های تقویت شده با ترکیب بین فلزی از استحکام بیشتری نسبت به کامپوزیت های تولیدشده توسط فرایند نورد تجمعی پیوندی دارند.

در این پژوهش با هدف زدودن کاستی های یاد شده و بهبود ویژگی های تف جوشی سرامیک bnt، سرامیک های نانو بلور (bi0.5na0.5) tio3، 0.94 (bi0.5na0.5) tio3-0.06 batio3، 0.82 (bi0.5na0.5) tio3-0.18 (bi0.5k0.5) tio3 و 0.85(bi0.5na0.5)tio3-0.144(bi0.5k0.5)tio3-0.006batio3 به روش حالت جامد بهبود یافته ساخته شد. همچنین به ارزیابی خواص و بهینه کردن پارامترهای فرآیند، بررسی ویژگی های الکتریکی همانند ضریب دی الکتریک و دستیابی به فن آوری و دانش فنی تولید سرامیک های پیزوالکتریک پرداخته شد. در فصل اول پس از معرفی مواد دی الکتریک، پیزوالکتریک و فروالکتریک و کاربرد های آن ها، به شرح سرامیک های برپایه بیسموت پرداخته شده است و به دنبال آن مهم ترین روش های تولید این سرامیک ها بررسی گردید. سپس در فصل دوم مواد و ابزارهای به کار رفته و همچنین گام های انجام پژوهش توضیح داده شد. نتایج بدست آمده و بررسی داده ها و همچنین نتیجه گیری به ترتیب در فصل های سوم و چهارم ارائه شده است.