چکیده در این تحقیق، مشابه سازی نمک های محلول برای تزئین کاشی گرانیتی با استفاده از نمک دو فلز نیکل و کبالت به عنوان عامل رنگزا در ترکیب با آب، متانول و دی اتیلن گلیکول به عنوان حلال انجام شد. برای این کار ابتدا حلالیت نمک های این دو فلز در حلال های مختلف آلی به همراه آب به عنوان حلال اصلی در درصدهای مختلف بررسی شد تا محلول مورد نظر حاصل شود. در نهایت مشابه سازی دو رنگ از این نوع تزئین، با استفاده از درصد یکسان محلول آبی استات کبالت به همراه متانول و استات نیکل به همراه دی اتیلن گلیکول انجام شد. آماده سازی محلول برای چاپ زدن با استفاده از افزودن ترکیب دی اتیلن گلیکول و کربوکسی متیل سلولز صورت گرفت. نمونه ها سپس برروی دو بدنه گرانیتی و پرسلانی چاپ زده و در کوره صنعتی با دمای c° 1190و زمان 58 دقیقه پخت شدند. مقایسه رنگ ایجاد شده بعد از پخت با استفاده از دستگاه رنگ سنجی انجام شد. میزان عمق نفوذ محلول در بدنه بررسی گردید و بهینه زمان برای رسیدن به عمق نفوذ مناسب محلول نمکی در بدنه بدست آمد. فازهای تشکیل شده در دو بدنه گرانیتی و پرسلانی قبل و بعد از تزئین با نمک محلول به کمک پراش پرتو ایکس (xrd) و ساختار آنها نیز با میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) بررسی شد. نتایج نشان می دهد که امکان مشابه سازی محلول نمکی که بصورت کالاهای وارداتی با قیمت بالا از کشورهای اسپانیا و ایتالیا می باشد با استفاده از مواد ارزانقیمت صنعتی وجود دارد. عمق نفوذ بهینه 3-4 میلیمتر با زمان نگهداری 30 دقیقه بدست آمد و رنگ ایجاد شده بعد از پخت مشابه مرجع خارجی بوده و ?e اندازه گیری شده با دستگاه رنگ سنجی در مقایسه با مرجع کمتر از یک است. بررسی فازهای ایجاد شده وجود سه فاز شیشه، کوارتز و مولایت را به عنوان سه فاز اصلی در هر دو بدنه پرسلانی و گرانیت نشان داد. مشابه بودن فازهای موجود در بدنه های تزئین شده و بدون تزئین نشان دهنده عدم تشکیل فاز جدید و حل شدن فلزات رنگی درون فاز شیشه می باشد. آنالیز edax بدنه تزئین شده وجود فلزات نیکل و کبالت را به عنوان عامل رنگزا تایید می کند. کلمات کلیدی: گرانیت، پرسلان، دکورزنی، نمک محلول

اخیرا نانوکامپوزیت های زمینه آلومینیومی با ذرات تقویت کننده سرامیکی به خاطر کاربرد فراوانشان در مواد مهندسی مورد بررسی گسترده قرار گرفته اند. پیش تر تاثیر افزودن تقویت کننده هایی نظیر al2o3 و sic در کامپوزیت های زمینه آلومینیومی بررسی گردیده و مطالعات بسیاری روی خواص مکانیکی و رفتار سایشی آنها در دمای اتاق انجام شده است اما مطالعه بر روی خواص سایشی این مواد در دمای بالای به ندرت انجام شده است. در این پژوهش تاثیر زمان آسیاب و مقدار تقویت کننده بر خواص مکانیکی نانو کامپوزیت های al2o3-al از جمله رفتار سایشی آنها در دمای بالا مورد بررسی قرار گرفت. برای تهیه نانوکامپوزیت به روش آسیابکاری مکانیکی، از مخلوط پودر al با اندازه ذرات کمتر ?m 45 و 10 درصد وزنی نانوپودر آلومینا بعنوان فاز تقویت کننده در آسیاب سیاره ای با سرعت چرخش rpm250 و تحت اتمسفر آرگون در زمان های 5، 10، 15و 20 ساعت نمونه برداری شده و مورد بررسی قرار گرفت و دیده شد که در مدت 15 ساعت شرایط پایا ایجاد شده است. پودرهای آسیاب شده در زمان پایا حاوی مقادیر 0، 5، 10 و 15 درصد وزنی فاز تقویت کننده آلومینا و نیز پودرهای حاوی 10 درصد وزنی آلومینا حاصله از آسیابکاری در زمانهای مختلف، جهت زینترینگ تحت فشار mpa600 و دمای oc400 به مدت 40 دقیقه پرس گرم شدند. خواص فیزیکی (دانسیته و تخلخل) و خواص مکانیکی از قبیل میکروسختی، استحکام فشاری و خواص تریبولوژیکی نمونه ها مورد بررسی قرار گرفت. مشخصات فازی و ریز ساختار نمونه ها توسط xrd و sem مطالعه شد. نتایج نشان داد سختی، استحکام فشاری و مقاومت به سایش با زمان آسیابکاری و درصد تقویت کننده افزایش یافته درصورتیکه دانسیته نسبی کاهش می یابد. همچنین خواص سایشی نمونه ها در دمای oc200 در مقایسه با دمای اتاق بهبود می یابد و سایشی آرام با نرخ سایش نسبتا کم مرسوم به مکانیزم اکسایشی اتفاق می افتد.

به دلیل خواص ویژه و کاربردهای متفاوت نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم، روش های فراوانی برای تولید این نانو ذرات به کار گرفته شده است که بیشتر این روش ها آهسته و گران می باشند، بنابراین پیدا کردن روشی سریع و کم هزینه برای تولید این مواد بسیار حائز اهمیت می باشد. در این تحقیق از روش ژل احتراقی برای سنتز نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم استفاده شده است و با استفاده از طراحی آزمون تاگوچی 4 پارامتر نوع سوخت، نسبت سوخت به مواد اولیه، ph و دمای کلسیناسیون در 3 سطح مورد بررسی قرار گرفت و با استفاده از آرایه l9 تاگوچی، 9 آزمون طراحی و آزمون ها اجرا گردیدند و سطح ویژه آنها با استفاده از روش bet اندازه گیری شد. سپس با استفاده از روابط معرفی شده توسط تاگوچی بهینه پارامترها به دست آمد و در شرایط بهینه نانو پودر نهایی سنتز شده و خواص آن ارزیابی شد. نتایج نشان دادند بهترین شرایط جهت سنتز نانو پودر دی اکسید تیتانیم به روش سل- ژل احتراقی و رسیدن به ذراتی با بیشترین سطح ویژه استفاده از سوخت گلایسین، نسبت سوخت به مواد اولیه 1، ph خنثی و دمای کلسیناسیون oc 400 بود.

چکیده در این تحقیق نانوپودر اکسید روی خالص و آلائیده با یون خاکی نادر سریوم و همچنین نانولایه های اکسید روی خالص و آلائیده با سریوم به روش سل- ژل تهیه و با تکنیک لایه نشانی چرخشی روی زیرلایه-های شیشه ای نشانده شدند. تأثیر غلظت یون خاکی نادر روی خواص ساختاری و اپتیکی نانوساختارهای اکسید روی مورد بررسی قرار گرفت. ساختار بلوری نانوپودرها و نانولایه به روش پراش سنجی اشعه x مورد بررسی قرار گرفت، که در هر دو مورد وجود یک ساختار بلوری ورتسیت هگزاگونال مشاهده شد. صفحات ترجیحی رشد برای نمونه ها صفحه (101) می باشد. آلایش با ce نسبت c/a در ساختار ورتسیت zno کمی نسبت به نمونه خالص افزایش می دهد. آستانه حرارتی تبلور zno، طبق آنالیز dta، حوالی ?400 می-باشد. تصاویر fesem مورفولوژی سطح نانولایه ها با دانه های کروی شکل و گرد در اندازه تخمینی nm123 تا nm 200 را نشان می دهد. پراکندگی رامان نانولایه های خالص، بیانگر کیفیت بلوری بالا و حضور مد ارتعاشیa1(lo) می باشد. فرکانس رامان مد e2(high)در نمونه آلائیده یک جابجایی قرمز دارد، که نتیجه استرس رسوبات و بی نظمی شبکه، ناشی از معرفی ce به شبکه است و مد در 1-cm 670 احتمالاً دلالت بر مشارکت آلاینده در شبکه zno دارد. در ضمن خواص اپتیکی نانولایه های خالص و آلائیده نیز از طریق طیف سنجی فوتولومینسانس تهییجی بیانگر ایجاد جابجایی و همچنین پهن شدگی در نوار مربوط به لبه جذب یا گاف انرژی ماده آلائیده است. طیف عبور و جذب از نمونه خالص و نمونه های حاوی ناخالصی با غلظت های مختلف، نیز مبین افزایش گاف انرژی اکسید روی آلائیده نسبت به نمونه خالص است. کلمات کلیدی: نانولایه و نانوپودر، اکسید روی، آلائیدگی، یون خاکی نادر، سل- ژل، لایه نشانی چرخشی، بازپخت، پراکندگی رامان، فوتولومینسانس.

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

از جمله صنایعی که در دهه های گذشته پیشرفت چشمگیری در عرصه های گوناگون به خود دیده است، صنعت سرامیک است. اگرچه بخش وسیعی از صنعت سرامیک را سرامیک های سنتی یا سیلیکاتی تشکیل داده اند، اما در دهه های اخیر سرامیک های جدید با خواص و کاربردهای متنوع توسعه یافته اند. این سرامیک ها دارای خواص بی-نظیری مانند مقاومت حرارتی و شیمیائی بالا و خواص مکانیکی خوب هستند. از آن جمله می توان به کاربید های سرامیکی که دسته مهمی از محصولات سرامیکی را شامل می شوند ، اشاره نمود. کاربیدها مواد بسیار مفید برای کاربردهای صنعتی هستند. این مواد به علت نقطه ذوب بالا، پایداری فازی و مقاومت به شوک حرارتی همواره مورد توجه می باشند. کاربیدها همچنین استحکام دما بالای بسیار مناسبی دارند و در محدوده دمایی بالای ?1000 بسته به ترکیب استوکیومتری آن ها انتقال حالت تردی به نرمی را نشان می-دهند. کاربیدها خصوصاً کاربیدهای دیرگداز هر روز اهمیت بیشتری در صنعت پیدا می کنند و علت این امر خواص مطلوب آن ها ازقبیل استحکام بالا، سختی زیاد، مقاومت به خوردگی خوب و دیرگدازی است که می توان از آن ها در کاربردهای متفاوتی استفاده نمود. نمونه ای از این کاربردها عبارتند از: کامپوزیت های دما بالا، کاربردهای خودروسازی و هوافضا، دیرگدازها و المنت های حرارتی کوره، زره های سرامیکی، کاربردهای هسته ای و تشعشعی و کاربردهای الکترونی و نوری. یکی از انواع کاربیدهای سرامیکی، کاربید زیرکونیم است که اگرچه دارای خواص جالب و متنوعی می باشد اما به دلیل پیچیدگی وپرهزینه بودن فرآیندهای تولید، هنوز کاربردهای وسیعی در صنعت پیدا نکرده است. این ماده از جمله ترکیبات سخت شناخته شده با سختی حدود kg/mm^22600 می باشد. ازخواص برحسته این کاربید می توان به این موارد اشاره کرد: سختی بالا نقطه ذوب بالا مقاومت در برابر خوردگی هدایت الکتریکی و حرارتی بالا کاربید زیرکونیم به دلیل نقطه ذوب بالا، پایداری فاز جامد و مقاومت خوب در برابر شوک های حرارتی از پتانسیل زیادی برای کار در شرایط دما بالا برخودار می باشد. از طرف دیگر به دلیل سختی زیاد و مقاومت به سایش بالایی که دارد قابلیت کاربرد در ابزارهای برشی و مقاوم به سایش را نیز دارد. از آنجا که توزیع، مورفولوژی، خلوص ودرجه کریستالی بودن مواد به روش تولید آن ها بسیار وابسته است، بنابراین روش فرآوری کاربیدها از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است. برخلاف بسیاری از مواد سرامیکی مثل اکسیدها که می توانند از مواد خام موجود در طبیعت تولید گردند، کاربیدها معمولاً به صورت طبیعی وجود ندارند. سنتز این مواد پر هزینه و مشکل است چرا که این مواد علاوه بر دیرگدازی بالا، از لحاظ شیمیایی نیز به میزان زیادی خنثی هستند و معمولاً یک تمایل کلی به تجزیه شدن در حین ذوب از خود نشان می دهند. در نتیجه آن ها نمی توانند به سهولت توسط تکنیک های متالورژیکی معمول نظیر ریخته گری تهیه شوند و همچنین نمی توانند به صورت عادی و بدون کمک زینترها، زینتر گردند. در چند دهه گذشته تکنیکـ های مختلفی برای تولید این مواد توسعه یافته اند که از آن جمله می توان به موارد زیر اشاره کرد: احیاء کربوترمال سنتز خوداحتراقی دما بالا رسوب شیمیایی فاز بخار معمولاً مخلوط های پودری کربن و زیرکونیم، هیدرید زیرکونیم (zrh_2 ) و یا اکسید زیرکونیم (zro_2) برای واکنش وتولید کاربید زیرکونیم مورد استفاده قرار می گیرد. از آنجائی که مواد اولیه در مقیاس نسبتاً بزرگ (عموماً در حد میکرومتر) می باشند، معمولاً دماهای بالایی برای واکنش های مورد نظر خصوصاً احیاء کربوترمال لازم است. بنابراین پودرهای تولید شده عموماً درشت سایز می-باشند. بر این اساس فرآیند پرس برای تولید قطعات با دانسیته مناسب ضروری به نظر می رسد. تحقیقات اخیر نشان می دهد درصورتیکه از روش های مبتنی بر مواد اولیه محلول استفاده شود دمای فرآیند تهیه پودرها به مراتب کم می شود. معمولاً سرعت نفوذ واکنشگرها در فاز مایع چندین برابر بیشتر از فاز جامد است به همین دلیل سنتز مواد در فاز مایع در دمای کمتری انجام شده و از رشد دانه ها نیز ممانعت می شود. روشهای شیمیایی دارای برتری هایی از نقطه نظر یکنواختی شیمیایی و قابل کنترل بودن پارامترها به منظور کنترل جوانه زنی و رشد ذرات در مقایسه با اغلب روشهای دیگر می باشند. در بین روش های شیمیایی، سل ژل را می توان متداول ترین روش تولید نانوذرات در فاز مایع دانست. دلیل این موضوع به سهولت روش، عدم نیاز به تجهیزات ویژه و تنوع محصولات تولیدی برمی گردد. با وجود پیشرفت های حاصل شده در کاربردهای مهندسی نیاز به پودرهای پیشرفته که توانائی کار در شرایط خاص و حساس را داشته باشند هنوز احساس می شود. نانوپودرها پاسخگوی نیاز این قطعات و بسیاری از کاربردهای مهندسی خواهند بود. چنین پیشرفتی در صنعت مواد پودری، طراحان را قادر خواهد ساخت تا خواص مواد را در مقیاس اتمی دستکاری کنند و قطعات مورد نیاز را برای کاربردهای ویژه تولید کنند. از این رو با توجه به بهبود خواص مواد در مقیاس نانو و نیز مزایای روش سل ژل هدف از انجام این پایان نامه سنتز نانو پودرکاربید زیرکونیم به روش سل ژل می باشد.

از آنجا که وجود گوگرد و سدیم در ساختار رس می تواند زمینه ایجاد تغییرات رنگی را فراهم آورد، در پروژه حاضر تلاش شد تا ابتدا با استفاده از مواد اولیه طبیعی از جمله کائولن، گوگرد و کربنات سدیم با انجام عملیات حرارتی خاص زمینه ورود دو عنصر گوگرد و سدیم در ساختار رس به-صورت منظم فراهم شود و در ادامه با جای گزینی نانوکائولن به رنگ دانه ای با خواص بهتر دست یافت. بدین منظور ابتدا رنگ دانه اولترامارین با استفاده از کائولن سنتز شد و شرایط بهینه دمایی و اتمسفری تعیین شدند و همچنین نسبت های مختلف سدیم به گوگرد و تاثیر آن بر رنگ و شدت رنگ نمونه ها نیز به طور گسترده مورد بررسی قرار گرفت. نتایج آنالیز فازی، وجود فاز اولترامارین را در همه نمونه ها تایید می کند و همچنین نتایج نشان داد با بهبود نسبت مواد اولیه در ترکیب، می توان میزان فازهای فرعی به وجود آمده را در جهت افزایش فاز اولترامارین کاهش داد. با استفاده از نتایج به دست آمده از طیف سنجی و رنگ سنجی مشخص شد که با افزایش بیشتر قلیائیت ترکیب، رنگ نمونه ها به سمت آبی تیره گرایش پیدا می کند و با کاهش مقدار گوگرد، تعداد رادیکال های s2- افزایش یافته و رنگ سبز به رنگ آبی غلبه می کند. با آنالیز توزیع اندازه ذرات مشخص شد محدوده اندازه ذرات رنگ دانه سنتز شده حدود 1 میکرومتر است. در ادامه تلاش شد با جای گزینی نانوکائولن، در جهت کاهش زمان سنتز رنگ دانه اولترامارین بهره گرفت. نتایج نشان داد بهترین محدوده عملیات حرارتی برای سنتز این رنگ دانه ها، چه در صورت استفاده از کائولن و یا از نانوکائولن در محدوده°c 800-700 و در محیط احیاست. اما در صورت استفاده از نانوکائولن، این امکان حاصل شد تا مدت زمان سنتز را از 15 ساعت تا 7 ساعت کاهش داد. نتایج تصاویر میکروسکوپ الکترونی نشان داد، ریزدانگی ذرات نمونه سنتز شده با نانوکائولن، نسبت به نمونه های سنتز شده با کائولن، بیشتر است. همچنین با استفاده از نانوکائولن، پایداری حرارتی رنگ-دانه اولترامارین از°c 500 تا °c 700 افزایش یافت. سنتز رنگ دانه اولترامارین با استفاده از نانوکائولن و همچنین کاهش زمان سنتز و دست یابی به خواصی مانند ریزدانگی بیشتر و پایداری حرارتی بالاتر در این رنگ دانه با استفاده از نانوکائولن از نتایج مثبت این پروژه محسوب می شود.

هدف از انجام این پروژه تحقیقاتی، دستیابی به یک رنگدانه زرد بی خطر برای محیط زیست است که ساخت آن توجیه اقتصادی داشته باشد. برای ساخت این رنگدانه از اکسید روی و نیترات بیسموت پنج آب به عنوان مواد اولیه استفاده شد. به منظور تعیین دمای کلسیناسیون، آنالیز حرارتی انجام شد، منحنی های dta /tg/dtg رسم شدند و دمای کلسیناسیون °c700-500 تعیین شد. ابتدا نمونه هایی با 5، 10، 15، 18 و 20 درصد مولی اکسید بیسموت، درون بال میل به مدت 2ساعت آسیاب شدند و سپس در دمای °c600 کلسینه شدند. مشخصات رنگ رنگدانه های بدست آمده و در سیستم cielab تعیین شد و بیشترین فاکتور b* برای رنگدانه حاوی %10 مولی اکسید بیسموت بدست آمد که مقدار آن 55 بود. سپس نمونه خام حاوی %10 مولی اکسید بیسموت در دماهای 500، 550، 600، 650 و °c700 کلسینه شد و آنالیز رنگ سنجی نشان داد که بیشترین فاکتور b* متعلق به نمونه کلسینه شده در دمای °c550 و برابر 57 است. بعد از این مرحله، نمونه های خام حاوی %10 مولی اکسید بیسموت در مدت زمان های 2، 4، 6 و 8 ساعت در دمای °c600 کلسینه شدند و مشخص شد که فاکتور b* نمونه های تهیه شده در 4، 6 و 8 ساعت بسیار نزدیک به هم و بیشتر از نمونه تهیه شده در مدت زمان 2 ساعت و حدود 56 است. برای مشخص شدن فازهای موجود در رنگدانه از آنالیز فازی توسط اشعه ایکس استفاده شد و معلوم شد که عامل اصلی ایجاد رنگ زرد، فاز ?-bi2o3 است. به منظور تعیین شکل و اندازه ذرات رنگدانه، از میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) استفاده شد. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد که شکل ذرات نامنظم است و اگر نمونه های خام قبل از کلسیناسیون به مدت 2 ساعت بوسیله آسیاب پر انرژی آسیاب شوند، اندازه ذرات بعد از کلسیناسیون، زیر 100 نانومتر قرار می گیرد. در پایان، اندازه بلورک ها توسط رابطه شرر تعیین شد و نتیجه این بود که اندازه بلورک ها حدود 41 نانومتر است.

در این پژوهش ابتدا تاثیر یک عامل سطحی (topo) با مقادیر مختلف 5/1، 2 و 3/2 گرم، روی خواص نورتابی نقاط کوانتومی سلنید کادمیم بررسی شد که این بررسی از طریق دستگاه uv-visible صورت گرفت. این بررسی نشان داد که افزایش مقدار topo سبب بهبود نشر و باریک تر شدن fwhm شده و افزایش زمان رشد هم سبب کاهش شدت نورتابی می شود. پس از آن تاثیر سه عامل سطحی مختلف (topo، تیوفنول و آلفا-تولنتیول) بر روی خواص نورتابی مورد بحث قرار گرفت. نتایج نشان داد که لیگاند topo بیش ترین شدت نورتابی را دارد و طول عمر نشر آن نسبت به دو لیگاند دیگر بیش تر است. آنالیز شیمیایی سطح از طریق xps، برای topo و دیگر لیگاندهایی که جایگزین آن شده اند، انجام شد. این طیف نشان داد که اتصال لیگاند topo، تیوفنول و آلفا-تولنتیول به اتم های کادمیم، بسیار قوی تر از اتصال آنها به اتم های سلنیم نقطه کوانتومی است. به منظور پی بردن به اتصالات مولکولی، طیف ftir مورد بررسی قرار گرفت و نتایج نشان داد که جایگزینی لیگاندها روی سطح به طور مطلوبی انجام می شود ولی باز هم مقادیر کمی topo روی سطح نقاط کوانتومی باقی می ماند. به وسیله xrd و tem هم ساختار بلوری نقاط کوانتومی سلنید کادمیم احاطه شده با topo، تیوفنول و آلفا-تولنتیول بررسی شد. نتیجه این شد که با تعویض لیگاند ساختار بلوری تغییر نمی کند.

هدف از انجام این پژوهش، بررسی روشی نوین برای سنتز هرسینیت feal2o4 در اتمسفر هوا است. برای این منظور، محلولی با نسبت مولی 1:2 = fe2+:al3+ با حل کردن مقادیر متناظر کلریدهای آلومینیم شش آب و آهن (ii) چهار آب تهیه شد. سپس مقادیر متفاوتی از منیزیم کلرید به محلول اولیه اضافه شد. رسوب حاصل به وسیله سانتریفوژ از مایع جدا و برای خروج یون های کلر و دیگر محصولات ناخواسته به وسیله آب مقطر شستشو داده شد و در دمای ?c110 به مدت 24 ساعت درون خشک کن الکتریکی قرار گرفت. سپس نمونه ها در دماهای ?c1300، ?c1400 و ?c1500به مدت 5 ساعت در اتمسفر هوا کلسینه شدند. در گام نخست ترکیب فازی و ریزساختار نمونه ها به وسیله آنالیز پراش پرتو ایکس (xrd) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) مطالعه شد. نتایج نشان دادند تشکیل هرسینیت در نتیجه افزودن mgcl2 رخ داد و با افزایش مقدار mgcl2 افزایش یافت تا اینکه در نسبت مولی 1 (mg2+:fe2+) در دمای ?c1400 و نسبت های مولی 75/0 و 1 در دمای ?c1500 به صورت تک فازایجاد شد. با افزایش دمای کلسیناسیون اندازه بلورک های هرسینیت افزایش و با افزایش mgcl2 کاهش یافت. دمای کلسیناسیون اختلاف جدی در اندازه ذرات و مورفولوژی هرسینیت ایجاد کرد. در گام بعد سازوکار تشکیل هرسینیت توسط طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز (ftir)، آنالیز حرارتی هم زمان (sta)، پراش پرتو ایکس (xrd) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) بررسی شد. نتایج نشان دادند در دمایی در حدود ?c800 اسپینل از واکنش فازهای mgo و ?-al2o3 به صورت درجا تشکیل شد. اسپینل ایجاد شده شرایط مناسبی برای به وجود آمدن هرسینیت فراهم کرد و محلول جامدی بر پایه هرسینیت ((fe,mg)o.al2o3) از اسپینل به وجود آمد. مشاهدات نشان دادند مورفولوژی هرسینیت ایجاد شده به اسپینلی که به صورت درجا تشکیل می شود بستگی دارد وبه نظر می رسد هرسینیت های با ساختار ستونی از تبدیل ذرات اسپینل شکل گرفته از واکنش mgo و ?-al2o3و هرسینیت های با اشکال تخته ای و هشت وجهی در اثر واکنش mgo با فاز کوراندوم ?-al2o3 ایجاد شده اند. برای بررسی اثر افزودن هرسینیت سنتز شده بر مقاومت به شوک حرارتی بدنه های دیرگداز منیزیایی دو نوع نمونه با ترکیب %100 منیزیا و( %93 منیزیا + %7 هرسینیت) تهیه شد. نیمی از هر دو گروه نمونه ها در یک چرخه شوک حرارتی قرار گرفتند و سپس چگالی بالک، تخلخل ظاهری، استحکام خمشی سرد و ریز ساختار بدنه های شوک دیده و شوک ندیده ارزیابی شد. افت استحکام نمونه های منیزیا – هرسینیتی حدود %240 کمتر از نمونه های منیزیایی بود. علت این امر حضور فاز هرسینیت در مرز دانه های منیزیا است که به علت اختلاف ضریب انبساط حرارتی باعث به وجود آمدن ترک های موئین به صورت مرز دانه ای می شود.

در این پژوهش پس از مطالعه ی عمیق بر روی رنگدانه های فسفرسنت مختلف، رنگدانه ی معدنی آلومینات استرانسیم فعال شده با فلزات نادر خاکی (sr4al14o25:eu2+,dy3+) با پستاب سبز آبی (485nm) انتخاب شد. روش سنتز احتراقی محلول نیز برای سنتز این رنگدانه انتخاب گردید. زمان تابش تاخیری طولانی، عدم نیاز به تشعشعات رادیواکتیو به عنوان منبع برانگیختگی، امکان کاهش یون یوروپیم (eu3+?eu2+) در این میزبان در شرایط اکسیدی برخی از مشخصات این فسفر هستند. در این پروژه آنالیز فازی (xrd) نشان داد که فاز خالص sr4al14o25 زمانیکه مقادیر مناسب از اسید بوریک (2mol%) اضافه شود، تشکیل خواهد شد. این ماده ی گداز آور سبب رشد دانه شده و بنابراین اندازه کریستالیت ها به 84nm افزایش یافت. مقدار اپتیمم غلظت یون eu2+ برای به دست آوردن بیشترین شدت فلورسنس در حدود 4at% می باشد و با افزایش بیشتر این غلظت، کوئنچ غلظتی مشاهده شد. با تغییر غلظت یون های فعال کننده eu2+ و کمک فعال کننده dy3+ آشکار گردید که فقط در مقادیر کم از یون eu2+ (کمتر از غلظت کوئنچ فلورسنس) و مقادیر مناسب از یون dy3+بهترین خواص نورتابی به دست می آید. نتایج اسپکتروسکوپی نشان می دهد که مقادیر اپتیمم غلظتی معادل 1at%eu2+ و 2at%dy3+ بیشینه ی شدت تابش در طول موج تابشی 485nm و طولانی ترین زمان تابش تاخیری در پودر رنگدانه و نمونه های پوشش دهی شده با لعاب حاوی رنگدانه فسفرسنت را به دست می دهد.

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.

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.

زیرکونیا از مواد مهم مهندسی به شمار می رود و کاربردهای فراوانی در ساخت قطعات سرامیکی و پوشش ها دارد. روش های شیمیایی، روش هایی در دمای پایین و از نظر اقتصادی به صرفه هستند و قابلیت تولید ذرات در مقیاس نانو را دارند. مواد با ساختار fgm با تغییر تدریجی در ساختار باعث افزایش عمر و کارایی قطعات می شوند. در این پژوهش ابتدا با استفاده از روش سل - ژل زیرکونیای پایدار شده با ایتریا با کریستالیت های نانو ساخته شد. آنالیزهای xrd، dta و ftir انجام شد. آزمون ترشوندگی زیرلایه های آلومینایی و اینکونل و اندازه گیری ویسکوزیته روی سل ها انجام شد. سپس با ترکیب روش سل – ژل و پوشش دهی چرخشی پوشش های چند لایه زیرکونیایی با گرادیان در تخلخل ساخته شد. کنترل این گرادیان تخلخل با تغییر در تسبت eg/ca سل، استفاده از مقادیر متفاوت پلیمر peg و استفاده از وزن های مختلف مولکولی peg انجام شد. نمونه های ساخته شده با میکروسکوپ نوری، میکروسکوپ الکترونی sem و میکروسکوپ روبشی spm مورد بررسی قرار گرفت. همچنین تست چسبندگی، هدایت الکتریکی قرار گرفت. با استفاده از داده های حاصل از آزمایشات فوق، ضخامت پوشش، میزان تخلخل، توزیع تخلخل، زبری سطح، اثر ریزساختار بر هدایت الکتریکی و چسبندگی مورد بررسی قرار گرفت. قدرت هر روش در ایجاد fgm، ایجاد تخلخل در ساختار، ضخامت بیشتر، یکنواختی بیشتر تعیین شد و نشان داده شد اضافه کردن peg ضخامت پوشش در هر نویت پوشش دهی بیشتر شده و یکنواختی آن افزایش می یابد. همچین نشان داده شد با هر سه روش به کار گرفته شده گرادیان تخلخل در ضخامت پوشش به وجود می آید. اما میزان این اختلاف بین لایه به نسبت تغییر عامل تخلخل زا برای هر یک از آنها متفاوت است. این میزان برای تغییر وزن peg بیشترین مقدار است. همچنین نشان داده شده سل بدون peg بیشترین میزان تخلخل را ایجاد می کند.

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.

چکیده آلومینای فعال شده (activated alumina)از جمله مواد سرامیکی است که شامل فاز های انتقالی آلومیناست و دلیل سطح ویژه بالایی که دارد می تواند به عنوان حامل در زمینه های زیادی به کار رود. به طوری که ماده مورد نظر را جذب و در خود نگهداری کند و سپس در محیط مورد نظر رها سازی کند. در این تحقیق سعی شدکه با استفاده از گرانول های آلومینای فعال شده سرعت قرار گیری کود در اختیار گیاه به صورت آهسته و کنترل شده درآید.. پس از گرانوله سازی عملیات حرارتی بر روی آن انجام شد و برای بررسی ویژگی های فیزیکی و ساختاری آن آزمایش های آنالیز حرارتی، پراش پرتو x، میکرسکوپ الکترونی روبشی و اندازه گیری سطح ویژه با روشbet به کار گرفته شد. در نهایت تاثیر گرانول ها بر روی ویژگی های رشدی گیاه مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت.