در این تحقیق، از ریخته گری ژل جهت تولید قطعات آلومینایی متخلخل استفاده شد. برای این منظور دوغاب های70 درصد وزنی از پودر آلومینا تهیه و خواص پایداری و رئولوژیکی آن مورد بررسی قرار گرفت. جهت پایدارسازی و بهبود خواص رئولوژی دوغاب، از تایرون به عنوان پراکنده ساز استفاده و تست های رسوب، پتانسیل زتا و رئولوژی برای بررسی ویژگی های پایداری دوغاب و محاسبه بهینه درصد تایرون انجام شد. برای بررسی اثر درصد جامد، دوغاب هایی دارای 72، 75، 78 و 80 درصد وزنی آلومینا تهیه و خواص آن ها نیز مورد بررسی قرارگرفت.ریخته گری ژل با استفاده از سیستم متاکریل آمید و متیلن بیس اکریل آمید به عنوان مونومر و پیوند دهنده با نسبت 6 به 1 و میزان 20 درصد و آمونیوم پری سولفات و تترا متیل اتیلن دیامین به عنوان آغازگر و کاتالیزور واکنش انجام شد. تبدیل دوغاب به فوم به وسیله هم زدن مکانیکی و افزودن مقادیر بسیار ناچیز از sds (دودسیل سولفات سدیم) به عنوان سورفکتانت بود. جهت انجام واکنش ژل شدن لازم بود این مرحله در محیط نیتروژن انجام گیرد. در این مرحله جهت دستیابی به درصد بهینه sds میزان افزایش حجم دوغاب های مختلف با گذشت زمان ثبت و مشاهده شد که در درصد بیش از مقدار بهینه 0/03 درصد بر مبنای پودر خشک، دستیابی به فوم جامد غیر ممکن است. پس از افزودن کاتالیزور و آغازگر واکنش که مقدار آن از روی نتایج حاصل از تغییرات دمایی با زمان محاسبه شده بود، فوم تهیه شده درون قالب پلی اتیلنی ریخته گری و در دمای محیط به ژل تبدیل شد. پس از خشک کردن بدنه ها درصد انقباض خام آن ها تعیین شد.پخت نمونه ها در دمای1400 درجه سانتی گراد به مدت 2 ساعت انجام شد و میزان انقباض، کاهش وزن، چگالی و درصد تخلخل و استحکام فشاری آن ها مورد بررسی قرار گرفت. مشاهده شد که با افزایش مقدار جامد از 70 به80 درصد وزنی، چگالی کلی از0/83 به g/cm3 1/97 و استحکام فشاری از حدود 40 به حدود mpa 120 افزایش می یابد. همچنین محاسبه میانگین اندازه تخلخل ها نیز که از روی تصاویر sem و به وسیله نرم افزارmicrostructure measurement محاسبه شد، نشان داد که با افزایش جامد، میانگین اندازه تخلخل ها از حدود 180 به mμ90 کاهش می یابد. نتایج حاصل از عبورپذیری نمونه ها که توسط دستگاه فراتراوا اندازه گیری شد نشان داد که با افزایش چگالی، عبورپذیری افت می کند.

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.

ما در این پژوهش به منظور شناسایی گاز سمی کربن منواکسید اقدام به ساخت حسگرهای الکتروشیمیایی این گاز نموده ایم. به منظور ساخت الکترودهای کربنی این حسگرها از روش های موجود در منابع مانند ساخت خمیر کربنی و لایه نشانی با استفاده از روش کندوپاش استفاده گردید علاوه بر روش های ذکر شده در این پژوهش روشی جدید مبتنی بر لایه نشانی الکتروفورتیکی ذرات کربن پلاتینیزه برای ساخت الکترود کربنی شرح داده شد. همچنین به منظور ثبت خروجی حسگرها دستگاه قرائت با قابلیت اتصال به رایانه ساخته و به منظور بررسی عملکرد حسگر در غلظت ها متفاوت از گاز co دستگاه قرار گیری دینامیک حسگر در معرض گاز co ساخته شد. علاوه بر بخش تجربی این پایان نامه، مدل نرمودینامیکی ارائه گردید که در آن اکتیویته ی کاتالیست های فلزی را به اندازه ی آن وابسته می نماید.