سیمان و صنایع وابسته یکی از تولیدکنندگان بزرگ گازهای گلخانه ای بوده که 5 تا 8 درصد از کل گازهای گلخانه ای تولید شده توسط بشر را به خود اختصاص می دهند که این عامل یکی از اصلی ترین عوامل انگیزنده مهندسین برای تولید مصالح با کارایی و دوام بالا می باشد. انرژی خورشیدی سالانه حدود5×1024 ژول که 10,000 برابر کل انرژی مصرفی سالانه در جهان می باشد مهندسان و طراحان را ترغیب به ترکیب مصالح با دوام بالا با مواد پیشرفته در جهت کاهش هر چه بیشتر انرژی نموده است. نسل جدید از مصالح ساختمانی که به منظور برآورد این نیاز به وجود آمده اند مواد و مصالح فتوکاتالیست با دوام و عملکرد بالا می باشند که به سبب حضور عناصر با خاصیت فتوکاتالیستی دارای قابلیت خود تمیزشوندگی می باشند. کامپوزیتهای بر پایه سیمان، عمدتا در فرم بتن، موادی با محدوده گسترده ای از دانه بندی ها می باشند اما مهمترین عامل چسبندگی در آنها که همان ژل سیلیکات کلسیم هیدراته شده می باشد یک ماده نانو مقیاس طبیعی می باشد. بنابراین می توان گفت که عملکرد و کارایی این کامپوزیتها به میزان بسیار زیادی به واکنشهای شیمیایی و فیزیکی که در مقیاس نانومتری انجام می پذیرد بستگی دارد. نانو ذرات به دو دلیل عمده مورد توجه برای استفاده در بتن قرار گرفته اند که دلیل اول آن به قابلیت پرشدن منافذ نانومتری در ساختار این کامپوزیتها توسط این نانو ذرات و دلیل دوم به خواص کاملا متفاوت و نو که این مواد می توانند در قیاس با حالت بالک ارائه کنند بر می گردد. در این تحقیق اثر افزودن نانو ذرات اکسید قلع و اکسید منیزیم بر روی خواص مکانیکی و خود تمیزشوندگی در کامپوزیتهای پایه سیمان پرداخته می شود. آنالیزهای sem، edax،xrd و ft-ir بر روی نمونه ها انجام می شود تا اثر افزودن این نانو ذرات بر روی میکرو و نانو ساختار ماتریس زمینه و متعاقب آن تغییرات در مقاومتهای مکانیکی بررسی شود. خاصیت خود تمیزشوندگی در نمونه های حاوی نانو ذارت اکسید قلع با اندازه گیری قابلیت تجزیه یک رنگدانه آلی توسط این نمونه ها مورد بررسی قرار می گیرد. نتایج آزمونهای مقاومت مکانیکی افزایش بسیار چشمگیری را در مقاومتهای مکانیکی نمونه های حاوی نانو ذارت نشان می دهند که این مقاومتها در تمامی موارد به میزان چشمگیری از مقدار ثبت شده متناظر برای نمونه مبنا بیشتر می باشند. به عنوان مثال مقاومتهای فشاری 7 و 28 روزه ثبت شده برای نمونه های حاوی نانو ذارت اکسید منیزیم افزایش 103 و 80 درصدی را برای مقاومتهای در این سنین نشان می دهند. هدف این تحقیق همچنین بررسی اثر افزودن نانو پیگمنتهای سرامیکی بر مقاومت مکانیکی و خوردگی نمونه های در معرض محیطهای سولفات می باشد که نتایج آزمایشات متعدد خوردگی مقاومت بالای نمونه های حاوی نانو پیگمنتهای سرامیکی را نشان داده و همچنین نتایج آزمونهای مقاومت مکانیکی برای این نمونه ها با نشان دادن افزایش چشمگیر به نوعی نتایج مربوط به مقاومتهای خوردگی را نیز تایید می کنند.

سولفیت زیرکونیای مزوتخلخل با مساحت سطح زیاد و توزیع اندازه خلل و فرج باریک با استفاده از zrocl2.8h2o به عنوان عامل زیرکونیوم و اسید سولفوریک به عنوان منبع سولفور تهیه شد. همانطورکه می دانیدآلکوکسیدهای فلزی مساحت سطح بیشتر و خواص کاتالیستی بهتری در مقایسه با نمک ها ارائه می دهند. در نتیجه در کار حاضر از روش شکل دهی در فاز مایع برای افزایش مساحت سطح استفاده شد. گرانول های سولفیت زیرکونیا بعد از شکل دهی در پارافین و ژله ای شدن در آمونیا برای 24 ساعت و در نهایت کلسیناسیون در 450 درجه سانتیگراد برای 3ساعت تولید می شوند. در این تحقیق تاثیر نیکل ومس روی خواص کاتالیست سولفیت زیرکونیا بررسی شد. نمونه ها بوسیله xrd,betوsem مشخصه یابی شدند. گرانول های سولفیت زیرکونیای دارای مساحت سطح 243m2/g و حجم خلل و فرج 332/0 سانتیمتر مربع بر گرم (cm3/g) , گرانول های سولفیت زیرکونیای حاوی مس دارای مساحت سطح 247m2/g و حجم خلل و فرج 348/0 (cm3/g), گرانول های حاوی مس ونیکل دارای مساحت سطح 264m2/g و حجم خلل و فرج 367/0 (cm3/g) و گرانول های حاوی نیکل دارای مساحت سطح 196m2/g و حجم خلل و فرج 293/0 (cm3/g) می باشند.

تحقیق حاضر سنتز پودر کامپوزیتی al2o3-tib2 به روش سل-ژل می باشد. مواد اولیه استفاده شده در این تحقیق آلکوکسید تیتانیم (تیتانیم ایزو پرپکساید)، اکسید بور (b2o3) و ایزوپروپانول و پودر آلومینیم است. ژل بدست آمده از ترکیب آلکوکسید تیتانیم و اکسید بور و ایزو پروپانول و آب مقطر، در دمای ?c 100 به مدت 15 ساعت قرار داده شد. سپس پودر خشک شده با پودر آلومینیم مخلوط شد و در کوره تیوبی جهت کلسینه کردن در دماهای متفاوت با کپسول گاز آرگون با خلوص 999/99 و 9999/99 درصد قرار گرفت. پودرهای بدست آمده توسط آنالیز xrd بررسی شدند. نتایج نشان داد تنها در دو دمای 1100 و 1200 درجه سانتیگراد با گاز آرگون خالص 9999/99 درصد، پودر کامپوزیت al2o3-tib2 تولید شد. در دمای 1200 درجه سانتیگراد میزان tib2 موجود در کامپوزیت بیشتر می باشد. پودر ذرات نیز با آنالیز sem مورد بررسی قرار گرفت. اندازه ذرات با دستگاه sem برای دمای 1100 درجه سانتیگراد حدود 100 تا 150 نانومتر و برای دمای 1200 درجه سانتیگراد حدود 120 تا 170 نانومتر اندازه گیری شد. کلمات کلیدی: al2o3-tib2، سل-ژل، آلکوکسید تیتانیم، کامپوزیت

تأثیر اکسید ساماریوم ( ) بر رفتار سینتر، ریزساختار و خواص الکتریکی وریستورهای بر پایه اکسید قلع برای اولین بار در جهان و همچنین در سطح ملی مطرح شد. به همین منظور، تأثیر مقادیر مختلف مولی بر خواص الکتریکی و ریزساختار وریستورهای بر پایه اکسید قلع، تهیه شده به روش مخلوط کردن اکسیدی مورد بحث و بررسی قرار گرفت. سپس به منظور ایجاد توزیع مناسب افزودنی های مورد استفاده و بهبود ریزساختار و خواص الکتریکی این وریستورها، از نانو پودرهای تهیه شده به روش هم رسوبی شیمیایی جهت ساخت قرص های وریستوری استفاده شد. متوسط اندازه بلورک ها برای نانو پودر sno2، دوپ شده با nb، co و sm، سنتز شده به روش هم رسوبی شیمیایی، کلسینه شده در دمای °c700، به مدت h 2، nm 10 بود. تصویر sem حضور ذرات کروی در محدوده nm 70-45 را آشکار ساخت. الگوهای xrd تنها حضور فاز بلوری sno2، با ساختار تتراگونال را برای نسبت های مختلف اکسید ساماریوم شناسایی کردند. نقش در کاهش اندازه بلورک های نانو پودرهای اکسید قلع، برای اولین بار مطرح شد. قرص های وریستوری به روش سینتر بدون فشار و با استفاده از پودر سنتر شده به روش هم رسوبی شیمیایی تهیه و توسط آنالیز های xrd، sem، eds، tem، sad، نقشه های پرتو x و i-v مورد بررسی قرار گرفتند. افزودنی ضمن به تأخیر انداختن فرآیند سینتر، از رشد سریع دانه ها در مرحله آخر سینتر جلوگیری به عمل آورد. علاوه بر جلوگیری از رشد دانه ها در حین فرآیند سینتر و بهبود ریزساختار، سبب بهبود خواص الکتریکی غیر خطی وریستورهای بر پایه اکسید قلع شد. مقادیر ضریب غیر خطی و میدان الکتریکی شکست وریستورهای با ترکیب ، سینتر شده در دمای 1200، به ترتیب 12 و vcm-1 5920 بود. با افزودن 05/0، مقادیر مذکور به ترتیب به 38 و vcm-1 14300 افزایش یافتند. بررسی های ریزساختاری tem و نقشه پرتو x نشان داد که توزیع نئوبیوم بسیار یکنواخت بوده و هیچ گونه تجمعی از nb در ریزساختار ملاحظه نگردید. کبالت علاوه بر حضور در داخل دانه ها، در برخی نقاط سه گانه تجمع کرد. الگوی پراش الکترونی به دست آمده برای منطقه غنی از کبالت، حضور یک ساختار بلوری در این منطقه را نشان داد که با هیچ کدام از ترکیبات کبالت هم خوانی نداشت. ساماریوم نیز همانند کبالت، علاوه بر حضور در داخل دانه، در برخی از مرزدانه ها تجمع کرد. ضخامت منطقه غنی از ساماریوم nm 65 بود. الگوی پراش الکترونی به دست آمده برای منطقه غنی از ساماریوم، حضور یک ساختار بلوری را در این منطقه نشان داد که به ساختار بلوری sm2sno5 نزدیک بود. حلالیت جزیی ساماریوم در شبکه و سپس جدایش آن در مرزدانه و تشکیل یک فاز مرزدانه ای غنی از ساماریوم سبب بهبود ضریب غیر خطی و میدان الکتریکی شکست ترتیب به 38 و vcm-1 14300 گردید. فازهای دوم تشکیل شده در مرزدانه دارای اندازه نانو بودند.

در تحقیق حاضر نانو پودر کامپوزیتی آلومینا- سریا به دو روش سل- ژل و هم رسوبی معکوس تولید شد و رفتار سینتر، سینتیک رشد دانه ها و توسعه ریز ساختار پودر های تولید شده مورد مطالعه قرار گرفت. همچنین خواص مکانیکی نمونه ها پس از سینتر بررسی شد. نتایج نشان داد سطح ویژه نانوپودر بدست آمده در روش رسوبی بالاتر و همچنین اندازه ذرات این نانوپودر ریز تر از نانوپودر تولید شده به روش سل- ژل می باشد اما دانسیته خام پایین تر به علت آگلومره های بیشتر در نانوپودر تولید شده به روش هم رسوبی معکوس، فرایند سینتر این نانوپودر را با مشکل مواجه می کند. افزودن سریا باعث کاهش استحکام اگریگیت ها ازmpa 158 به حدود mpa 101 شد. حضور سریا باعث به تعویق افتادن فرایند سینتر آلومینا شده و همچنین از رشد دانه های آلومینا جلوگیری کرد. افزودن 5 درصد وزنی اکسید سریم به آلومینا باعث افزایش انرژی اکتیواسیون رشد دانه از 428 به kjmol-1 554 شد. همچنین افزودن 5 درصد وزنی اکسید سریم باعث افزایش انرژی اکتیواسیون سینتر از634 به حدود kjmol-1 700 شد. هر چند با افزودن سریا انرژی اکتیواسیون رشد و همچنین انرژی اکتیواسیون سینتر هر دو افزایش یافتند اما اختلاف انرژی اکتیواسیون سینتر و رشد (?q) در نمونه کامپوزیتی (kjmol-1 147 =?q) کمتر از نمونه آلومینای خالص (kjmol-1 206 =?q) بود. بهترین استحکام شکست (mpa 381) و چقرمگی (mpa m1/2 1/4) در نمونه های حاوی 5 درصد وزنی سریا حاصل شد که این را می توان به ریز شدن ساختار و تنش های فشاری ایجاد شده در زمینه، ناشی از اختلاف ضریب انبساط حرارتی دو جزء آلومینا و سریا نسبت داد.

باتوجه به آثار جانبی وجود نیتروژن همراه گاز شهری بر ارزش حرارتی سوخت، اندازه خطوط انتقال و ظرفیت ایستگاه های تقویت فشار گاز، از فرایند غشایی برای جداسازی این دو گاز استفاده می شود. در کار پژوهشی حاضر، غشاء نانومتخلخل سیلیکا-تیتانیا به روش سل-ژل با استفاده از آلکوکسیدهای تیتانیوم و سیلیکون، با لایه میانی تیتانیا و لایه جدایشگری سیلیکا-تیتانیا بر روی لولهآلفاآلومینایی، بعنوان پایه نگهدارنده، ساخته و تعیین مشخصات شد. سل-های ساخته شده از مواد اولیه به روش غوطه وری بر روی پایه پوشش داده شدند و پس از هر بار اعمال پوشش، تا دمای 185 درجه سانتیگراد حرارت داده شدند. پوشش دهی سه بار تکرار شده و در دمای 500 درجه سانتیگراد تحت عملیات حرارتی قرار گرفتند. آنالیز dta وtg خروج مواد فرار از ژل را با افزایش دما نشان می دهد. الگوهای xrd حضور فازآمورف را گزارش کرده که فازهای کوارتز و آناتاز بصورت جزیی نیز در آن دیده می شود. آنالیز طیف سنجی مادون قرمز از حضور پیوندهای si-o-si، ti-o-ti و ti-o-siخبر می دهد که نشانگرتکمیل واکنش های آبکافت و چگالش می باشد. تصاویر sem و fesem از سطح پوشش های نهایی، حاکی از سطوح صاف با حداقل عیوب است. نتایج afm سطوح صاف و حضور تخلخل های زیر یک نانومتر را تایید می کند. آزمایش های نفوذپذیری گازها به صورت منفرد و مخلوط 80 به20 (متان به نیتروژن) در اختلاف فشارbar8-1 و تا دمای ?250 بر روی پایه و غشاء انجام شد. عبور متان و نیتروژن از درون غشاءها در مقایسه با پایه کاهش قابل توجهی داشت و رفتار آنها کاملاً متفاوت با پایه بود. نتایج آزمون نفوذپذیری نشان داد جریان گازهایعبوری از پایه آلومینا (به عنوان غشاء ماکرومتخلخل)از مدل جریان ویسکوزپیروی می کند. غشاء سیلیکا-تیتانیای بدست آمده به عنوان غشاء میکرومتخلخل ( اندازه میانگین تخلخل ها کمتر از 2 نانومتر) از مدل نفوذ انتقالی گاز پیروی می کند. در نهایت پارامتر گزینش پذیری نفوذی و فاکتور جداسازی (برای مخلوط گازهای دوتایی با نسبت حجمی 80 به20، متان به نیتروژن)محاسبه گردید.بررسی نتایج پایین بودن مقدار فاکتور جداسازی از گزینش پذیری را نشان می دهد.

در این کار پژوهشی، نانوپودر کامپوزیت آلومینا با استفاده از کلرید آلومنیوم آبدار و دو منبع تأمین سیلیکا (teos و سیلیکای کلوئیدی) بروش سل-ژل سنتز شد. برای ساخت قرص جهت بررسی تغییر و تحولات ریزساختاری، علاوه بر پرس ایزواستاتیک (cip) و سینتر معمولی از روش sps نیز استفاده شد. خلاصه یافته های این پژوهش به شرح زیر می باشد. 1) با استفاده از teos، آلومینای میانی (گاما و کاپا) در°c800 متبلور شد و در °c1000 به آلومینای آلفا تبدیل شد. در ضمن تشکیل مولایت از °c1000 در حضورآلومینای گاما آغاز شد و در °c1200 تکمیل شد. اما در شرایطی که از سیلیکای کلوئیدی استفاده شد، پیک مولایت در زمینه آلومینا در °c1300 مشاهده شد. در هر دو حالت تجزیه حرارتی مولایت در °c1750 مشاهده شد. 2) سطح ویژه bet و متوسط اندازه ذرات کامپوزیت آلومینای کلسینه شده در °c900 بمدت 2 ساعت به ترتیب m2/g5/0±9/120 و nm27 محاسبه شدند. اما در شرایطی که از سیلیکای کلوئیدی استفاده شد، سطح ویژه bet و متوسط اندازه ذرات کامپوزیت آلومینای کلسینه شده در °c900 بمدت 2 ساعت به ترتیب m2/g4/0±4/105 و nm35 محاسبه شدند. 3) با استفاده از teos ، مولایت درون دانه ای در داخل دانه آلومینا و مولایت بین دانه ای در میان دانه های آلومینا تشکیل شد. اما در شرایطی که از سیلیکای کلوئیدی استفاده شد فقط مولایت بین دانه ای در میان دانه های آلومینا مشاهده شد. 4) تشکیل مولایت درون دانه ای به سبب افت حلالیت سیلیکا صورت گرفت که در حین استحاله فازی آلومینای نیمه پایدار (دارای حلالیت سیلیکا) به آلومینای پایدار (بدون حلالیت سیلیکا) انجام شد. 5) با استفاده از teos، اندازه دانه مولایت درون دانه ای (میانگین اندازه دانهmµ 3/0) کوچکتر از مولایت بین دانه ای (میانگین اندازه دانه mµ 5/0) بود. همچنین اندازه مولایت بین دانه ای کوچکتر از آلومینا (میانگین اندازه دانه mµ5/1) بود. 6) مولایت موجب به تاخیر افتادن چگالش و ممانعت از رشد دانه آلومینا شد. 7) با استفاده از teos در مقایسه با سیلیکای کلوئیدی، دانسیته نسبی و میانگین اندازه دانه افزایش یافتند. دانسیته نسبی و میانگین اندازه دانه های کامپوزیت آلومینا-15 درصد حجمی مولایت، سینتر شده در °c1650 بمدت 2 ساعت، به ترتیب %8/98 و mµ 4/1 بدست آمدند. 8) با استفاده از sps در مقایسه با سینتر معمولی و شرایطی که از teos استفاده شد، منحنی دانسیته نسبی بر حسب دمای سینتر در حدود °c100 به دماهای پایین تر انتقال یافت و اندازه دانه ها کاهش یافتند. میانگین اندازه دانه ها پس از sps در °c1600 و سینتر معمولی در °c1650 به ترتیب mµ5/0 و mµ4/1 محاسبه شدند. 9) استفاده از sps در مقایسه با سینتر معمولی و در شرایطی که از سیلیکای کلوئیدی استفاده شد، منحنی دانسیته نسبی بر حسب دمای سینتر در حدود °c200 به دماهای پایین تر انتقال یافت. دانسیته نسبی و میانگین اندازه دانه پس از sps در °c1600 به ترتیب %3/98 و mµ7/0 محاسبه شدند. 10) بالاترین دانسیته نسبی این کامپوزیت با استفاده از teos و پس از sps در °c1600 بدست آمد که %5/99 بود و میانگین اندازه دانه های آن نسبت به سایر نمونه های سینتر شده (%90<?) کمتر بود.

در این پژوهش نانو پودرb4c با متوسط اندازه ذره nm80 از طریق آسیاب پودر کاربید بور با متوسط اندازه اولیه mµ8/0 به مدت 140 ساعت تولید شد. پودرهای نانو کامپوزیتیal-b4c با درصدهای مختلف وزنی2، 4، 6، 8 و10 از نانو ذرات کاربید بور به روش آسیاب مکانیکی سنتز شدند. برای این منظور پودرهای آلیاژی al-2wt%cu و کاربید بور بوسیله آسیاب سیاره ای تحت اتمسفر آرگون آسیاب شدند. تغییرات ریز ساختاری و مورفولوژیکی ذرات پودرهای نانو کامپوزیتی در زمان های مختلف آسیاب مکانیکی با استفاده از روش های پراش اشعه x و میکروسکوپ های الکترونی روبشی و عبوری مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد با افزایش مقدار نانو ذرات سختb4c فرآیند آسیاب مکانیکی تسریع و منجر به تشکیل پودرهای نانو کامپوزیتی ریزتر با توزیع اندازه ذرات یکنواخت تر شد. علاوه بر آن بررسی الگوهای پراش اشعه x نشان داد که اندازه دانه های زمینه آلومینیوم با افزایش درصد وزنی ذرات نانومتری b4c کاهش یافت. سپس اکستروژن داغ پودر در دمای c?550 و نسبت 10:1 برای تولید قطعه مورد استفاده قرار گرفت. بررسی های ریز ساختاری قطعه های نانوکامپوزیتی نشان داد که نانوذرات b4c بطور یکنواخت در زمینه آلیاژ آلومینیوم توزیع شده اند. علاوه بر این، فاز میله ای شکلal3bc نیز با قطر nm10-5 و طول حدود nm30 به صورت در جا in situ)) سنتز شد که به صورت یکنواخت در راستای اکستروژن توزیع شده اند. اندازه گیری خواص کششی و فشاری نشان داد که با ریز کردن ساختار دانه زمینه، افزودن ذرات تقویت کننده و تشکیل فاز al3bc به صورت درجا، افزایش قابل توجهی در تنش تسلیم و استحکام نهایی آلیاژ al-2wt%cu به وجود آمد. بطوریکه استحکام نهایی کششی آلیاژ آلومینیوم نانوساختار، al-cu/2wt%b4c و al-cu/4wt%b4c به ترتیب حدود 148، 180 و 200 درصد بیشتر از آلیاژ آلومینیوم درشت دانه بود. اما انعطاف پذیری (ductility) به شدت کاهش و رفتار ترد از خود نشان داد.

آرسنیک عنصری بسیار سمی است. حین استخراج و فرآوری کانسنگ طلا، به دلیل ماهیت کانی شناسی و سنگ شناسی تیپ های کانساری طلا، پساب هایی حاوی آرسنیک به محیط زیست وارد می شود. مقدار مجاز آرسنیک در آب و پساب به ترتیب 05/0 و 1/0 میلی گرم بر لیتر می باشد. در مقایسه با روش هایی مانند رسوب، تبادل یونی و فیلتر کردن غشایی، روش جذب روشی بسیار کم هزینه با کارایی حذف بالا است. آلومینای فعال ظرفیت جذب سطحی کمی دارد و از نظر سینتیکی روشی کند محسوب می شود. نانوگاما آلومینای با تخلخل مزو با سطح ویژه بالا (m2 g-1 53/201)، ابعاد ریز 22 تا 36 نانومتر و اندازه تخلخل 9/6 نانومتر از کائولن به عنوان ماده اولیه ارزان قیمت و فراوان تولید شد. نانوگاما آلومینای تولید شده برای حذف آرسنیک از پساب شبیه سازی شده مورد استفاده قرار گرفت. از نرم افزار dx7 برای طراحی آزمایش های جذب آرسنیت و یافتن شرایط بهینه حذف استفاده شد. از دستگاه اسپکتروفوتومتر برای آنالیز آرسنیت و از دستگاه جذب اتمی مجهز به تولید هیدرید برای آنالیز آرسنیک کل استفاده شد. موثرترین پارامتر در حذف آرسنیت ph بوده است. مقدار بهینه پارامترهای ph، غلظت اولیه آرسنیت، غلظت جاذب، دما و زمان تماس به ترتیب برابر 5/7، 20 میلی گرم بر لیتر، 1 گرم بر لیتر، 15 درجه سانتیگراد و 76 دقیقه بدست آمد؛ مقدار حداکثر درصد حذف شرایط بهینه 95 درصد حاصل شد. با اکسایش آرسنیت به آرسنات با استفاده از هیپوکلریت سدیم جذب افزایش یافته و با غلظت جاذب یکسان میزان آرسنیک بیشتری (50 میلی گرم بر لیتر) حذف شده است. حداکثر درصد حذف آرسنات (?1/99) در ph برابر با 6 بدست آمد. مدل های سینتیک شبه مرتبه دوم و لانگ مور مطابقت خوبی با داده های مربوط به حذف آرسنیت و آرسنات داشتند. حداکثر ظرفیت جذب برای آرسنیت و آرسنات به ترتیب برابر با 40 و 9/90 میلی گرم بر گرم نانوآلومینا بدست آمد.

در این تحقیق نانوالیاف تیتانات زیرکونات سرب pb(zr0.52,ti0.48)o3 به روش سل-ژل با استفاده از پلی وینیل پیرولیدون (pvp) توسط فرآیند الکتروریسی سنتز شد. برای تهیه سل مورد نظر از تری هیدرات استات سرب، زیرکونیوم پروپوکساید، تترا ایزوپروپیل اورتوتیتانات و 2-متوکسی اتانول استفاده شد. از این مواد سل شفافی تهیه شده و با نسبت مناسبی، به محلول pvp در 2-متوکسی اتانول، اضافه شد. پس از بدست آمدن یک ویسکوزیته قابل ریسندگی، محلول در یک سرنگ پلاستیکی دارای سرسوزنی از جنس فولاد ضدزنگ که به یک منبع ولتاژ بالا متصل است ریخته شد. در فرآیند الکتروریسی از ورقه آلومینیومی به عنوان جمع کننده استفاده شد. اثر پارامترهای مختلف نظیر ولتاژ و فاصله هوایی، نرخ تغذیه، غلظت پلیمر بر ریخت شناسی و قطر نانوالیاف مورد بررسی قرار گرفت. برای حذف پلیمر، نانوالیاف به مدت 2 ساعت در دمای 500، 600، 700 و ?800 عملیات حرارتی شد. از آنالیز ftir برای شناسایی پیوندهای مختلف قبل از عملیات حرارتی استفاده شد. برای تشخیص فاز بلوری درنانوالیاف از آنالیز پراش اشعه ایکس و برای مشاهده ریخت شناسی نانوالیاف از sem استفاده شد. از نانوالیاف بدست آمده برای ساخت نمونه های کامپوزیت نانوالیاف pzt-رزین و کامپوزیت نانوالیاف pzt-سیمان استفاده شد. در نهایت برای اندازه گیری ثابت دی الکتریک و اتلاف دی الکتریک نمونه های کامپوزیتی از دستگاه lcrمتر استفاده شد. نتایج حاصل قطر نانوالیاف pzt را بعد از عملیات حرارتی 150 تا 500 نانومتر نشان داد. همچنین بررسی اثر پارامترهای مختلف پروسه نشان داد که با افزایش ولتاژ، فاصله هوایی، نرخ تغذیه و غلظت پلیمر pvp قطر نانوالیاف افزایش یافت. آنالیز پراش اشعه ایکس نانوالیاف نشان داد که در دمای ?600 نانوالیاف pzt تشکیل می شود. اندازه گیری ها برای نمونه های کامپوزیت نانوالیافpzt-سیمان ثابت دی الکتریک بسیار بالاتر، و اتلاف دی الکتریک پایین تری نسبت به کامپوزیت نانوپودرpzt-سیمان را نشان داد. به طوری که ثابت دی الکتریک برای نمونه vol%90 نانوالیاف pzt در زمینه سیمان دارای ثابت دی الکتریک 777، در مقابل 333 برای کامپوزیت نانوپودرpzt-سیمان بود.

در این پژوهش غشا نانومتخلخل چندلایه سیلیکا-اکسیدروی، به روش سل-ژل و با استفاده از آلکوکسید سیلیکا، آلومینیم و استات روی تهیه شد. قرص هایی از جنس آلفا-آلومینا، سینترشده در دمای °c1400 به عنوان زیرلایه استفاده شد. برای تهیه لایه میانی، سل کلوئیدی آلومینا با دو نوع حلال متفاوت تهیه شد و به روش غوطه وری بر روی زیرلایه آلفا-آلومینا پوشش داده شد. سل اول در حلال ایزوپروپانول به همراه چسب pva و بازه اندازه ذرات بین 40 تا nm200 و سل دوم در حلال اتانول به همراه چسب pva و بازه اندازه ذرات بین 25 تا nm90 تهیه شد. زیرلایه پنج بار با سل های نامبرده پوشش داده شد و در نهایت پس از خشک شدن در دمای °c200، در دمای °c600 کلسینه شد. سپس لایه نهایی به روش غوطه وری با سل پلیمری سیلیکا-اکسیدروی که بازه اندازه ذرات سل بین 4/0 تا nm1/2 بود، تهیه شد. پس از هربار پوشش دهی نمونه ها تا دمای °c200 حرارت داده شدند. در نهایت نمونه ها در دمای °c500 کلسینه شدند. زیرلایه آلفا-آلومینا، توسط آنالیزهای زبری سنجی، تخلخل سنجی و sem بررسی شد. سل های مورد استفاده برای تهیه لایه میانی و لایه نهایی، با استفاده از آنالیز dls بررسی شدند. برای بررسی پوشش های لایه میانی و نهایی از آنالیزهای dta، ftir، xrd، afm و fesem استفاده شد.

در این تحقیق غشاء میکرومتخلخل چندلایه سیلیکا-اکسید قلع، به روش سل-ژل و با استفاده از آلکوکسید تترا اتیل اورتو سیلیکات، آلکوکسید آلومینیم تری سک بوتیلات و دی بوتیل تین دی استات تهیه شد. برای تهیه لایه میانی، سل کلوئیدی آلومینا تهیه شد و به روش غوطه وری بر روی زیرلایه آلفا-آلومینا پوشش داده شد. پس از هربار پوشش دهی نمونه ها تا دمای ?200 حرارت داده شدند. پوشش دهی نمونه ها با سل کلوئیدی 5 مرتبه تکرار شده و در نهایت در دمای ?600 کلسینه شدند. سپس لایه نهایی به روش غوطه وری در سل پلیمری سیلیکا-اکسید قلع شکل گرفت. پس از هربار پوشش دهی نمونه ها تا دمای ?200 حرارت داده شدند. پس از 3 مرتبه پوشش دهی، نمونه ها در دمای ?500 کلسینه شدند. زیرلایه آلومینایی تهیه شده، توسط آنالیزهای زبری سنجی و میکروسکوپ الکترونی روبشی بررسی شد. سل ها و ژل های خشک شده و مورد استفاده برای تهیه لایه میانی و لایه نهایی و همچنین پوشش ها، با استفاده از آنالیزهای تفکیک پراش نوری(dls)، طیف سنجی عبوری مادون قرمز(ftir)، آنالیزهای حرارتی(dsc-tga)، میکروسکوپ الکترونی روبشی(sem)، میکروسکوپ اتمی(afm) و آنالیز فازی(xrd) مورد بررسی قرار گرفتند. پوشش سیلیکا-اکسید قلع تا دمای ?800 آمورف بود. آنالیز ftir ازنمونه حاوی %mol10 قلع فاقد پیک پیوندsn-o-sn بود. برای تهیه سل لایه میانی با استفاده از حلال اتانول و افزودنی pva، اندازه ذرات در محدوده 25 تا nm90 و با استفاده از حلال ایزوپروپانول و افزودنی pva، اندازه ذرات در بازه 40 تا nm200 بدست آمد. با استفاده از این سل های کلوئیدی لایه ای به ضخامت ?m6/4 تهیه شد. برای تهیه لایه نهایی از سل پلیمری سیلیکا-اکسید قلع با اندازه ذرات در محدوده 4/0 تا nm5/1، استفاده شده و پوشش با ضخامت حدود nm200 بدست آمد.

در تحقیق حاضر اثر کمک سینتر 2li2o:3zno:5b2o3 (lzb) بر روی سینتر، ریز ساختار و خواص مایکروویو دی الکتریک سرامیک های li2zn3ti4o12 (lzt)، li2tio3 (lt) و کامپوزیت lt-lzt بررسی شد. پودرهای lzt و lt با استفاده از مواد اولیه tio2، zno و li2co3 به روش حالت جامد سنتز گردید. پودر lzt با کلسینه کردن در دمای °c 900 به مدت h 8 و پودرlt با کلسینه کردن در دمای °c 820 به مدت h 4 سنتز شدند. نمونه های شکل دهی شده lzt، lt و کامپوزیت lt-lzt همراه با مقادیر مختلف فریت lzb در دمای °c 900 به مدت h 2 سینتر گردید. نتایج نشان داد برای سرامیک lzt استفاده از wt% 5/1 فریت lzb باعث کاهش دمای سینتر دی الکتریک lzt به میزان °c 150 شد و این نمونه دارای بهترین خواص مایکروویو دی الکتریک شامل ppm/°c 9/48- = f?،ghz 42500= qf و1/19= r? بود. در مورد سرامیک lt استفاده از wt% 5/2 فریت lzb باعث کاهش دمای سینتر دی الکتریک lt به میزان °c 250 شد. نمونه lt حاوی wt% 2 فریت lzb دارای بهترین خواص مایکروویو دی الکتریک شامل ppm/°c 09/25+ = f?،ghz 29802= qf و23= r? بود. کامپوزیت lt-30 vol.% lzt، سینتر شده در دمای °c 1100 به مدت h 2 دارای خواص مایکروویو دی الکتریک بهینه شامل ppm/°c39/1- = f?،ghz 38900= qf و0/22= r? بود. نتایج نشان داد کامپوزیت lt-20 vol.% lzt، سینتر شده به همراه wt% 5/2 فریت lzb در دمای °c 900 به مدت h 2 با خواص مایکروویو دی الکتریک ppm/°c 57/1- = f?،ghz 28407= qf و22= r? یک دی الکتریک با خواص خوب جهت استفاده در تکنولوژی ltcc می باشد.

پایش ریزساختار قطعه در هر فرایند متالورژیکی لازمه دست یابی به خواص مطلوب در آن قطعه است. از این رو شناخت و پایش عوامل تاثیر گذار بر ریزساختار نهایی در هر فرایند متالورژیکی همواره یکی از چالش های پیش روی محققین علم مواد بوده است. یکی از فرایندهای متالورژیکی که در چند دهه اخیر کاربرد گسترده ای در صنایع مختلف یافته است فرایند جوشکاری و عملیات سطحی با استفاده از پرتو لیزر است. به دلیل سرعت انجماد بالا و شیب های حرارتی تند ایجاد شده، تغییرات ریزساختاری مختلفی در حوضچه مذاب و ناحیه متاثر از حرارت ناشی از تابش پرتو لیزر ایجاد می شود. هرچند ناحیه ذوب و منجمد شده و ناحیه تحت تاثیر حرارت در این فرایند در مقایسه با دیگر فرایندهای جوشکاری کوچک است اما تغییرات ریزساختاری حاصل همچنان می تواند بر کارکرد قطعه تاثیرات نامطلوبی داشته باشد. در این تحقیق به دو پدیده رشد دانه در ناحیه تحت تاثیر حرارت و همچنین جدایش عناصر آلیاژی در حوضچه مذاب ناشی از تابش تک پالس لیزر پرداخته شده است. برای این منظور از شبیه سازی میدان فازی استفاده شد. در بررسی رشد دانه ها در ناحیه تحت تاثیر حرارت، مطالعه اثر اندازه دانه اولیه بر ابعاد نهایی ناحیه تحت تاثیر حرارت در یک فلز خالص مورد توجه قرار گرفت. همچنین اثر توان لیزر و دمای اولیه نمونه بر ابعاد و سینتیک تشکیل ناحیه تحت تاثیر حرارت مطالعه شد. علاوه بر شبیه سازی عددی سعی شد یک مدل تحلیلی به منظور شناخت ارتباط بین اندازه دانه اولیه، متغیرهای فرایندی لیزر و ابعاد نهایی ناحیه تحت تاثیر حرارت ارائه شود. نتایج نشان داد که با افزایش اندازه دانه اولیه در شرایط حرارتی ثابت، ابعاد ناحیه تحت تاثیر حرارت کاهش می یابد. همچنین افزایش توان لیزر و دمای اولیه نمونه باعث افزایش خطی ضخامت ناحیه تحت تاثیر حرارت می شود. در بررسی جدایش عناصر آلیاژی در حوضچه مذاب، رفتار ترکیب بین فلزی نیکل – آلومینیم مورد مطالعه قرار گرفت. باتوجه به نتایج حاصل از شبیه سازی، رفتار غیر معمول جدایش آلومینیم در این ترکیب بین فلزی که در تحقیقات قبلی مشاهده شده است مورد تحلیل و بررسی قرار گرفت.

پوشش های سرامیکی و روش های اعمال آنها از دیر باز مورد توجه بوده است. برخی از پوشش های پر کاربرد سرامیکی مثل پوشش های فوتوکاتالیتیک بسیار حساس به حرارت هستند و طی عملیات پوشش دهی به علت دمای بالا تغییر ساختار داده و عملکردشان افت می کند. بنابراین استفاده از روشی که حرارت انتقالی به پوشش سرامیکی را کم کند، بسیار مورد توجه است. پاشش سرد یکی از روش های پوشش دهی است که نسبت به سایر روش های پاششی دمای پایینی دارد. در نتیجه حرارت انتقالی به پودر و زیرلایه در این روش بسیار کم است. از این رو، به نظر می رسد روش پاشش سرد برای پوشش دهی مواد حساس به حرارت سرامیکی مناسب باشد. دمای عملیاتی پایین روش پاشش سرد باعث می شود که ذرات پودر در حالت جامد به زیر لایه برخورد کنند. سرامیک ها موادی ترد هستند و ممکن است هنگام برخورد شکسته شوند و پوشش تشکیل نشود. بنابر این برای حل این مساله لازم است تا پودر مخصوصی تولید شود. در پژوهش حاضر سعی شده است پودری تولید شود که ساختار آن بصورت آگلومره هایی متشکل از ذرات نانومتری باشد. بنابراین پودر تولید شده در حد میکرومتر و مناسب دستگاه پاشش سرد است. این پودر متخلخل با استفاده از روش سل ژل تولید شد. انرژی سطحی بالای ذرات، هنگام برخورد، منجر به اتصال این ذرات سرامیکی در حین برخورد شد و در نهایت پوششی سرامیکی به نسبت ضخیم با استفاده از روش پاشش سرد به دست آمد. مطالعات sem و xrd بر روی پودرها و پوشش ها انجام شد. نتایج حاصل از پوشش ها نشان داد که پوشش به دست آمده پوششی نانو ساختار و با ضخامتی میکرومتری است. بنابراین پوشش های حاصل از این روش هم خاصیت نانوساختار خود را حفظ می کنند و هم به علت پایین بودن دمای فرآیند، دستخوش تغییرات فازی حاصل از افزایش دما نمی شوند.

هدف از پژوهش حاضر، ساخت و بررسی خاصیت فتوکاتالیستی غشای نانومتخلخل سیلیکا- تیتانیا و کاربرد آن در شیرین سازی گاز طبیعی می باشد. به همین منظور غشاء نانومتخلخل سیلیکا-تیتانیا به روش سل-ژل با استفاده از تترااتیل اورتوتیتانات و تترااتیل اورتوسیلیکات با لایه ی میانی تیتانیای کلوئیدی بر روی دیسک آلفا آلومینایی به عنوان پایه ی نگهدارنده، ساخته و تعیین مشخصات شد. سل های ساخته شده از مواد اولیه به روش غوطه وری بر روی پایه پوشش و پس از هر بار اعمال پوشش تا دمای ?c 200 حرارت داده شدند. پوشش های هر لایه پس از سه مرتبه تکرار در دمای ?c500 کلسینه شدند. در ادامه جهت ارزیابی غشاء تهیه شده از تکنیک های dls، ftir، xrd، fesem، afm، جذب و دفع نیتروژن استفاده شد. علاوه بر این فعالیت فتوکاتالیستی غشاء تهیه شده در تجزیه ی متیل نارنجی تحت نورفرابنفش 60 وات و 256 نانومتر و آزمون نفوذ گازهای متان و دی اکسید کربن مورد بررسی قرار گرفت. تکنیک ftir حضور پیوندهای si-o-si، ti-o-si و ti-o-ti را که بیانگر تکمیل واکنش های آبکافت و چگالش و حلالیت یون های ti4+ در شبکه si-o-si می باشد، نشان داد. الگوهای xrd حضور فاز آمورف در سیلیکا- 30% تیتانیا را تا دمای ?c 800 تایید نمود که این نتایج در تطابق با پیش بینی ftir بود. سطح ویژه و اندازه تخلخل پودر فوق طبق منحنی جذب و دفع نیتروژن که مطابق با مواد میکرومتخلخل بود، به ترتیب 507 متر مربع بر گرم و19/8 آنگستروم گزارش شد. بررسی تصاویر fesem از سطح پوشش های نهایی، حاکی از سطح هموار و بدون عیب با ضخامت لایه میانی 460 و لایه نهایی 169 نانومتر بود. آنالیز نتایج afm با تایید یکنواختی سطح، زبری 3/22 نانومتر را نشان داد. این پوشش پس از مدت زمان 6 ساعت مقدار 91/4% از آلاینده را تجزیه نمود. با استفاده از غشاء فتوکاتالیست تهیه شده، فرآیند جدایش co2 از ch4 با فاکتور گزینش پذیری ایده آل 11/07و6/22 به ترتیب در فشار 2 و 8 بار صورت گرفت.

کرم فلزی در حال حاضر به دو روش استخراج می شود: روش متالوترمیک موسوم به روش گلداسمیت و روش الکترولیز در محلول آبی. این روشها دارای محدودیت هایی مانند قیمت نسبتاً بالای فرآیند و کیفیت نه چندان مناسب محصول هستند. فرآیند جدید ffc کمبریج یک روش احیا مستقیم الکتروشیمیایی در نمک مذاب است که برای به دست آوردن فلز خالص از طریق احیا ترکیبات فلزی به فلزات متناظرشان است که بویژه برای فلزاتی با ترکیبات فلزی با پایداری بالا ارجحیت دارد. از جمله مزایای این فرآیند سادگی و سرعت آن نسبت به روش های متداول استخراج فلزات، قیمت تمام شده پایین تر و کیفیت قابل قبول محصول است. تاکنون فلز تیتانیوم در مقیاس صنعتی با استفاده از این فرآیند تولید شده است. بنا بر این دلایل احیا مستقیم الکتروشیمیایی اکسید کرم سه ظرفیتی، 3o2cr، به کرم فلزی مد نظر قرار گرفت. در پژوهش حاضر ابتدا نمونه های قرصی شکل متخلخل اکسید کرم به روش ریخته گری دوغابی و سینتر آماده گردید. سپس نمونه ها در نمک مذاب کلرید کلسیم و در دمای 800 درجه سلسیوس در یک ولتاژ ثابت کمتر از اختلاف پتانسیل تجزیه نمک الکترولیز و در مدت زمان حدود 6 ساعت به کرم فلزی احیا گردید. نمونه های به دست آمده از آزمایش های الکترولیز با آزمون های بازرسی چشمی، اندازه گیری مقاومت الکتریکی، آنالیز فازی xrd ، آنالیز حرارتیdta و میکروسکوپ الکترونی روبشی sem مطالعه و بررسی شد. کریستال های مکعبی شکل کرم فلزی در این نمونه ها مشاهده گردید و با آنالیز فازی xrd تایید شد که محصول به دست آمده از الکترولیز، کرم فلزی است. در مرحله بعد با توجه به موفقیت آمیز بودن احیا اکسید کرم به کرم فلزی، برای اولین بار امکان تولید آلیاژی از سیستم دوتایی کرم - مس که اجزاء آن در یکدیگر نامحلولند، از طریق احیا مخلوط پودری اکسید کرم و اکسید مس مورد بررسی قرار گرفت. کلید واژه ها: کرم، اکسید کرم سه ظرفیتی، احیا مستقیم الکتروشیمیایی، فرآیند ffc کمبریج، الکترولیز، نمک مذاب، 2cacl

در پژوهش حاضر، سرامیک li2znti3o8 با روش معمول حالت جامد آماده سازی شد، سپس در مرحله اول در دماهای مختلف از ? 900 تا ? 1075 برای h 4 تحت عملیات آنیل قرار گرفت. در مرحله دوم نمونه های سینتر شده در زمان های متغیر از 4 تا h 20 آنیل شده اند. در همه ی دماها فاز li2znti3o8 تشکیل شده است، علاوه براین در دماهای ? 1050 و ? 1075 فاز ثانویه tio2 تشکیل شده است. میکروگراف sem نشان می دهد که با افزایش دمای آنیل اندازه دانه بزرگتر شده و یک رشد بیش از حد در نمونه هایی که در دمای بالاتر از ? 1025 آنیل شده اند، مشاهده شده است. با افزایش دمای آنیل به ? 1000، مقدار فاکتور کیفیت به ghz 90000 افزایش یافته است. در دماهای بیشتر از ? 1000 فاکتور کیفیت به طور قابل توجهی تا ghz 60000 کاهش یافته که می تواند به دلیل کاهش دانسیته و توسعه تخلخل باشد. مشاهده شده است که زمان آنیل تاثیر قابل توجهی بر تشکیل یک ساختار منظم داشته که به دنبال آن افزایش نظم بلوری منجربه افزایش مقدار فاکتور کیفیت می شود. مقدار فاکتور کیفیت برای نمونه ای که در دمای ? 800 به مدت زمان h 20 آنیل شده برابر با ghz 112400 بدست آمد، در حالی که ثابت دی الکتریک و ضریب دمایی فرکانس رزونانس تغییر چندانی نداشته اند. طیف رامان نشان داد که، مد a1g از چهاروجهی- zn با شماره موج cm-1 14/400 با افزایش زمان آنیل تا h 20 به سوی شماره موج بالاتر (40/403) افزایش یافته است، که این نتیجه به پیوند قوی تر در ساختار و متعاقباً یک ساختار منظم و بسیار پایدار دلالت دارد. در نهایت خواص مایکرویو دی الکتریک نمونه ای که برای h 20 در دمای ?800 آنیل شده برابر با : ، و . بدست آمده است.

در بخش اول تحقیقات، سرامیک مایکرویو دی الکتریک با ترکیب li2znti3o8 – x wt. % tio2 با واکنش های حالت جامد آماده سازی شد. مواد اولیه با خلوص بالا (%99<) شامل li2co3 ,zno و tio2 مورد استفاده قرار گرفت. درصد های مختلف از نانو ذرات (wt. % 8 - 0) tio2 به سرامیک li2znti3o8 اضافه شد تا تاثیر نانو ذرات بر روی دانسیته، ریزساختار، قابلیت سینتر و خواص مایکرویو دی الکتریک بررسی شود. ماکزیمم دانسیته 99 درصد دانسیته تئوری در ترکیب سرامیک li2znti3o8 - 8%wt. tio2 که در دمای °c 1050 به مدت 4 ساعت سینتر شده است، حاصل شد. خواص مایکرویو دی الکتریک خوب شامل ppm/°c2/4- = f?،ghz 65000= q.f و1/27= r? برای سرامیک های li2znti3o8 - 4wt. % tio2 که در دمای°c 1050 به مدت 4 ساعت سینتر شده است، به دست آمد. در بخش دوم، تاثیر سایز ذرات افزودنی tio2 بر روی خواص مایکرویو دی الکتریک سرامیک li2znti3o8 - 4 wt. %tio2 مورد بررسی قرار گرفت. در این مطالعه دو دسته سایز ذرات افزودنی مورد بررسی قرار گرفت: 1) نانوذرات (nm 50)، 2) پودر با سایز میکرون (1، 5، 40). نتایج نشان داد که افزودن نانوذرات tio2 با سرامیک lzt به طور قابل ملاحظه ای دانسیته خام را بهبود داد. ماکزیمم دانسیته 98 درصد دانسیته تئوری به دست آمد و بهترین ضریب نفوذپذیری 28، فاکتور کیفیت 68000 گیگا هرتز و مقدار برابر با ppm/°c2- برای نمونه های که 4 درصد نانوذرات tio2اضافه شده و در دمای °c 1050 به مدت 4 ساعت سینتر شده است حاصل شد. در بخش سوم، تاثیر نانو ذرات tio2 به عنوان یکی از اجزای اصلی مواد واکنشگر بر روی دانسیته، میزان تشکیل فاز lzt، ریزساختار و خواص مایکرویو دی الکتریک سرامیک li2znti3o8 که با روش سینتر واکنشی سنتز شده است، مورد مطالعه قرار گرفت. بدون مرحله کلسیناسیون،li2co3 و zno با نانو ذرات tio2 مخلوط شد و مستقیما در دماهای ?c1075- 900 به مدت 4 ساعت سینتر شد. تقریبا همه نانو ذرات tio2 می تواند قابل حل در مذاب li2co3 باشد و باعث می شود که واکنش بین مواد اولیه شتاب گیرد و فاز li2znti3o8 خالص حتی در دماهای سینتر پایین °c 900 تشکیل شود. علاوه بر آن، دانسیته خام با افزودن نانوذرات tio2 در مرحله فشردن ارتقا یافت. ماکزیمم دانسیته 94 درصد دانسیته تئوری و یک پیشرفت 12 درصدی از فاکتور کیفیت و نیز کاهش محسوس زمان پروسه با حذف مراحل کلسیناسیون و آسیا کاری مجدد ایجاد شد. سرامیک های سینتر شده در ?c 1050 برای 4 ساعت خواص مایکرویو دی الکتریک ppm/ ?c 10- = f?،ghz 80000= q.f و24= r? را نشان داد.

رفتار برخورد ذرات ترد در مقیاس نانو یک موضوع بحث انگیز در روش های پاشش جدید نظیر پاشش ایروسول و پاشش سرد محسوب می شود. لذا در این پژوهش به کمک شبیه سازی به روش دینامیک مولکولی به بررسی این موضوع پرداخته شده است. برای این منظور ابتدا یک ماده ترد به کمک کاهش شعاع موثر در تابع پتانسیل لناردجونز به منظور ایجاد رفتاری ترد در ماده تعریف شد. پس از توصیف ماده ترد شبیه سازی رفتار برخورد ذرات به ازای مهمترین متغیرهای پاشش ایروسل یعنی اندازه ذره و سرعت پاشش انجام گردید. نتایج بدست آمده از این شبیه ساز ی ها نشان داد چنانچه اندازه ذرات پاششی از یک مقدار بحرانی کوچک تر گردد، ذرات ترد به جای نشان دادن رفتار شکست دچار تغییرشکل پلاستیک و اتصال با زیرلایه خواهند شد. این نتایج همچنین نشان داد تغییرشکل پلاستیک ذرات همچنین باعث ایجاد یک ساختار نانوبلور دردرون ذره می شود، پدیده ای که در آزمایش های تجربی پاشش ایروسول نیز مشاهده شده است. درپایان شرایط پاشش مناسب برای تغییرشکل پلاستیک ذره و اتصال آن با زیرلایه با ارایه یک مدل تحلیلی که تاثیرات اندازه ذره و انرژی سطحی ذرات در آن در نظر گرفته شده است ارایه گردید. نتایج این مدل تحلیل به صورت یک نقشه انتخاب متغیر های پاشش نظیر سرعت پاشش و اندازه ذره خلاصه شده است که به کمک آن می توان پوشش هایی از ذرات ترد را بطور موفق در دمای اتاق ایجاد نمود. این پنجره همچنین قابل استفاده جهت پاشش ذرات ترد در روش های پاشش ایروسول و حتی روش پاشش سرد می باشد.

در این پژوهش، پوشش نیترید بور با ضخامت های مختلف به کمک روش سل-ژل و فرآیند غوطه وری بر کامپوزیت کربن-کربن نشانده شده است. به دلیل حساسیت کربن به اکسیژن با افزایش دما و همچنین تکمیل فرآیند تشکیل نیترید بور، از کوره تحت اتمسفر خلأ و به دنبال آن گاز نیتروژن با خلوص %999/99 جهت نیتریده کردن استفاده شده است. با حل شدن اسید بوریک و اوره در متانول و آب سل غوطه وری به دست آمده است. کامپوزیت کربن-کربن پس از غوطه ور شدن در سل، به مدت 10 ساعت در هوای آزاد و 2 ساعت در آون با دمای c°120 خشک شد. جهت مقایسه خواص نهایی و استخراج مقادیر بهینه، پارامترهای مختلفی ازجمله دما، تعداد دفعات غوطه وری و آماده سازی اولیه نمونه در نظر گرفته شدند. تعدادی نمونه کربنی تحت عملیات حرارتی اولیه در دمای c°350 و تعدادی دیگر در محیط اسید نیتریک به منظور فعال شدن سطح قرار گرفتند. سیکل های غوطه وری و پوشش دهی 1، 2 و 4 مرتبه انجام پذیرفت. همچنین نیتریده کردن تحت دماهای c°650 و c°1000 انجام شد. پوشش های به دست آمده با استفاده از آنالیزهای حرارتی (sta)، پراش پرتو ایکس (xrd) و طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز (ftir) مورد بررسی قرار گرفتند. بررسی ضخامت و سطح پوشش ها با میکروسکوپ های الکترونی روبشی (sem) و نیروی اتمی (afm) انجام شد. طی سیکل های مختلف پوشش دهی 1، 2 و 4 مرتبه، ضخامت پوشش نانوساختار به ترتیب 55، 120 و 210 نانومتر ایجاد گردیده است. همچنین با افزایش دفعات غوطه وری، میانگین زبری پوشش از 30 نانومتر به 16 نانومتر کاهش پیدا کرده است. نتایج حاصل از ftir حاکی از سنتز نیترید بور در هر دو دما می باشد. نتایج آنالیز xrd نشان دهنده ساختار شبه کریستالی tbn پوشش در دمای c°650 و ساختار hbn در دمای c°1000 بوده است. آنالیز حرارتی نشان داد که نیترید بور در دمای حدود c°380 تشکیل شده و در دمای c°600 آغاز به کریستالی شدن کرده است. جهت بررسی استحکام مکانیکی نمونه قبل و پس از پوشش دهی از تست کشش استفاده شده است. نتایج این تست نشان داد نمونه یک مرتبه پوشش داده شده در دمای c°1000، استحکامی معادل mpa 1900 داشته درحالی که استحکام نمونه بدون پوشش mpa 1670 بوده است. درحالی که نمونه 4 مرتبه پوشش داده شده دارای استحکام mpa 690 بود.

در پژوهش حاضر، سنتز، بررسی رفتار سینتر با استفاده از روش های مختلف (کوره معمولی و گرمادهی مایکروویو) و ویژگی های مایکروویو دی الکتریک سرامیک های znnb2o6 در حضور tio2 مورد مطالعه قرار گرفت. از zno، nb2o5 و tio2 میکرون و نانو به عنوان مواد اولیه استفاده شد. ابتدا نانوپودر znnb2o6 با استفاده از آسیاب پرانرژی مخلوط پودرهای zno و nb2o5 به مدت 20 ساعت و عملیات حرارتی با استفاده از کوره معمولی و گرمادهی مایکروویو سنتز شد. با استفاده از گرمادهی مایکروویو، نانوپودرهای znnb2o6 در دمای °c 550 سنتز شدند که در مقایسه با کوره معمولی °c 100 پایین تر می باشد. در مرحله دوم این تحقیق، رفتار سینتر، ویژگی های ریزساختاری و خواص مایکروویو دی الکتریک سرامیک های znnb2o6 و znnb2o6–xtio2 (x = 1-1.8) تهیه شده با استفاده ازپودرهای zno-nb2o5-xtio2 آسیاب شده به مدت 20 ساعت و نانوپودر znnb2o6 و مقادیر مختلف نانو پودر tio2 سینتر شده با استفاده از کوره معمولی و گرمادهی مایکروویو مورد مطالعه قرار گرفت. مشاهده شد با استفاده از گرمادهی مایکروویو می توان به دانسیته معادل با نمونه های سینتر شده با استفاده از کوره معمولی در دماهای °c 100-50 پایین تر رسید. نتایج نشان داد که برای سرامیک znnb2o6 تهیه شده با استفاده از کوره معمولی، بهترین ویژگی های مایکروویو دی الکتریک برای نمونه های سینتر شده با استفاده از نانوپودر znnb2o6 در دمای ?c 1125 به مدت 5 ساعت به دست آمد که برابر با 6/23 =?r، ghz 72،357 =q.f و ppm/°c 72/67- =?f بود. در مقابل بهینه ویژگی های دی الکتریک شامل 24 =?r، ghz 75،800 =q.f وppm/°c 64- =?f برای نمونه های سینتر شده با استفاده سینتر واکنشی پودرهای zno-nb2o5 آسیاب شده به مدت 20 ساعت و سینتر شده در دمای ?c 1050 به مدت 30 دقیقه با استفاده از گرمادهی مایکروویو به دست آمد. سینتر واکنشی مخلوط پودرهای zno-tio2-nb2o5 با استفاده از کوره معمولی در دمای ?c 1125 به مدت 5 ساعت منجر به دستیابی ویژگی های مایکروویو دی الکتریک سرامیک zntinb2o8 شامل 2/36 =?r، ghz 54،480 =q.f و ppm/°c 7/73- =?f شد. بهترین ویژگی های مایکروویو دی الکتریک برای سرامیک های zntinb2o8 به دست آمده با استفاده از گرمادهی مایکروویو از سینتر واکنشی مخلوط پودرهای zno-tio2-nb2o5 سینتر شده در دمای ?c 1075 به مدت 30 دقیقه به دست آمد که برابر با 45/35 =?r، ghz 53،230 =q.f وppm/°c 35/67- =?f می باشد. بهترین ویژگی های مایکروویو دی الکتریک برای سرامیک های سینتر شده با استفاده از کوره معمولی برای سرامیک های حاوی 7/1 مول tio2 به دست آمد. 47 =?r، ghz 34،800 =q.f و ppm/°c 3/1- =?f که برای نمونه های تهیه شده با استفاده از سینتر واکنشی در دمای ?c 1050 به مدت 5 ساعت به دست آمد. در مقابل سرامیک های سینتر شده با استفاده از نانوپودر znnb2o6 و 7/1 مول نانو پودر tio2 سینتر شده در دمای ?c 1000 به مدت 5 ساعت دارای بهینه خواص مایکروویو دی الکتریک شامل 62/44 =?r، ghz 34،720 =q.f وppm/°c 2/4- =?f بود. برای سرامیک های سینتر شده با استفاده از گرمادهی مایکرویو، ویژگی های مایکروویو دی الکتریک بهینه برای سرامیک های سینتر شده با استفاده از روش سینتر واکنشی در دمای ?c 1050 و سینتر با استفاده از نانوپودر znnb2o6 و 7/1 مول نانو پودر tio2 سینتر شده در دمای ?c 1025 به ترتیب برابر 85/45 =?r، ghz 29،730 =q.f وppm/°c 33/0- =?f و 75/45 =?r، ghz 34،750 =q.f وppm/°c 3/7 =?f بود.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

برای بهبود خواص سایشی پوششهای آلی می توان با اضافه کردن پرکنندههایی مانند نانو ذرات سرامیکی، پوشش را تقویت کرد. در تحقیق حاضر پوشش های نانو کامپوزیتی آلی/ غیرآلی شامل نانو ذرات سیلیکا در زمینه پلی اورتان بر روی زیرلایه فولادی تهیه شدند. به منظور ایجاد نانو ذرات از پیش ماده ی آلکوکسیدی تترا اتیل اورتو سیلیکات (teos) و برای تهیه پلی اورتان از دو جزء پلی ایزوسیانات و هیدروکسی اکریلات استفاده شد. نانو ذرات توسط متاکریلوکسیپروپیل تریمتوکسیسیلان (mps) اصلاح شدند تا به خوبی در زمینه پخش شوند. جهت به دست آوردن ترکیب بهینه برای پوشش دهی، نسبت های مختلف سل های سیلیکا و اصلاح شده به پلی اورتان اضافه گشت و محلول به دست آمده بر روی زیرلایه فولادی اعمال شد و نمونه های حاوی ذرات اصلاح شده تحت تابش uv قرار گرفتند تا پیوند ذرات با زمینه بهبود یابد. ویژگی های سل ها و پوشش های نانو کامپوزیتی توسط آنالیزهای طیف سنجی مادون قرمز (ftir)، میکروسکوپ نیروی اتمی (afm)، uv-visible spectrophotometer و تست سایش بررسی شد. نشان داده شد که برای اصلاح ذرات سل سیلیکا، حداقل نسبت حجمی teos به mps باید برابر 44/3 باشد و حداکثر به میزان 20 درصد وزنی فاز سرامیکی را می توان به این روش به پلی اورتان افزود تا پوشش مطلوبی به دست آورد. همچنین ذرات اصلاح شده را روی سطح پوشش ها به خوبی می توان تشخیص داد و اکثر ذرات دارای اندازه ای بین nm 40-10 و با توزیع مناسب می باشند. در نهایت مقاومت به سایش پوشش دارای 20 درصد وزنی ذرات اصلاح شده به میزان 6/1 پوشش پلی اورتان افزایش یافت.

در تحقیق حاضر نانو پودر سیالون با استفاده از روش سل-ژل سنتز شده است. مواد اولیه مورد استفاده آلومینیوم تری کلراید هگزاهیدرات (alcl3.h2o)، کلسیم نیترات تتراهیدرات (ca(no3)2.4h2o)، تترااتیل اورتوسیلیکات (c8h20o4si, teos)، ایتریم تری نیترات هگزاهیدرات (y(no3)3.6h2o) و ساکاروز بود. پودر سیالون حاوی کلسیم در 1450 درجه سانتیگراد و 3 ساعت با قطر متوسط ذرات nm 68 تولید شد. تصاویر sem گرفته شده از نمونه ها نشانگر وجود ذرات میله ای بتا سیالون و ذرات کروی آلفا سیالون است. آنالیز xrd و تصاویر sem نشان می دهند که با افزایش دما و زمان عملیات حرارتی از میزان بتا سیالون کاسته شده و بر آلفا سیالون افزوده شده است. نمونه تولید شده در 1450 درجه سانتیگراد و به مدت 12 ساعت حاوی ذرات کروی آلفا سیالون که به صورت کرمی شکل یه یکدیگر متصل هستند بود. این بدان معنی است که ترکیبی از سختی زیاد (از ویژگیهای آلفا سیالون) و چقرمگی خوب (از ویژگیهای پودر با ذرات میله ای شکل) به دست آمده است.

در این تحقیق، مراحل تهیه و توزیع ابزارهای برشی پایه کاربید تنگستن (wc) و بایندر نیکل (ni) با استفاده از تکنیکهای متالوژی پودر، تشریح شده است . در ساخت این نمونه ها از فرآیند shs کمک گرفته شد. عملیات انجام فرآیند shs برای ساخت کاربید تنگستن (wc) از پودرهای تنگستن (w) و کربن (c) را با تکنیک زینترینگ در حضور فاز مایع ادغام کرده و مدلی جدید از فرآیند shs برای قطعه سازی ارائه شد. با کمال تعجب باید گفت که تکنیک مورد استفاده برای ساخت این نوع کامپوزیت در این تحقیق برای اولین بار در دنیا مورد استفاده قرار گرفت . خواص فیزیکی و مکانیکی و ریزساختار نمونه ها بررسی و مورد مقایسه قرار گرفت . هدف ارائه هارد متالی است که امکان ایجاد زده های جدید برای کاربردهای ابزار برشی و قطعات مقاوم را فراهم کند. تاثیر فاکتورهایی نظیر فشار پرس ، میزان بایندر، میزان کربن و عملیات آلیاژسازی مکانیکی برروی میزان تخلخل، دانسیته خام، دانسیته زینتر، سختی، استحکام گسیختگی عرضی و مقاومت به سایش نمونه ها بررسی گردید. نتایج به دست آمده نمایانگر آن است که امکان تولید هاردمتالهای متراکم به روش پرسکاری سرد و زینترینگ همراه با فرآیند shs وجود دارد. گرچه در این نمونه ها میزان تخلخل صفر نیست ولی وجود تخلخل های بسیار ریز با میزان کم، خواص نمونه ها را خیلی نمی کاهد و امکان استفاده از این نمونه ها در عمل وجود دارد.

کاربید بور متعلق به گروه مهمی از مواد سخت غیرفلزی شامل آلومینا، کاربید سیلیسیم ، نیترید بور مکعبی و الماس می باشد. این ماده پس از الماس و نیترید بور مکعبی سخت ترین ماده در بین مواد موجود می باشد . سرامیکهای ساخته شده از کاربید بور به دلیل دارا بودن خواص فوق العاده ای مانند سختی بالا، نقطه ذوب بالا، مقاومت پوششی عالی و دانسیته پایین قابلیت زیادی برای کاربرد بعنوان بسیاری از سرامیکهای سازه ای از دمای محیط تا درجه حرارتهای بالا دارند. این سرامیکها در زمینه های مکانیکی ، شیمیایی و هسته ای بکار میروند که از مهمترین کاربردهای مکانیکی این ماده می توان زره های سرامیکی جهت حفاظت نیروها و تجهیزات ، ابزار برش و ساینده ها نام برد.

سیستم دریچه کشویی از یک نازل فوقانی، آجرهای صفحه ای شکل و یک نازل تحتانی تشکیل شده است. از آنجا که آجرهای صفحه ای شکل، مستقیما کنترل جریان مذاب فولاد را به عهده دارند، باید به عنوان یک قطعه نسوز و همچنین یک قطعه مکانیکی، خواصی عالی داشته باشند.صفحات آلومینا - کربنی با اتصال کربنی به خاطر مقاومت بالا نسبت به پوسته ای شدن و خوردگی شیمیایی، بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند.در این تحقیق یک نمونه از این نسوزها با درصد کم کربن (5 درصد وزنی) با استفاده از مواد اولیه ای شامل آلومینای تبولار، رزین فنولیک (نووالاک)، گرافیت و افزودنیهای پودر آلومینیوم و پودر بسیار نرم الومینا ساخته شد.تاثیر این افزودنیها با مقادیر متغیر بر روی خواص نسوز از قبیل ریزساختار، استحکام فشاری سرد، درصد تخلخل ظاهری، دانسیته کلی، مقاومت به اکسیداسیون و هیدراتاسیون آزمایش شد.نتایج حاصله نشان دادند که کاربرد 2 الی 6 درصد وزنی پودر فلزی آلومینیوم به همراه 15 درصد وزنی پودر آلومینای بسیار نرم اثرات مثبتی بر روی افزایش استحکام فشاری سرد و مقاومت به اکسیداسیون دارد، بنابراین تخریب سطح لغزشی کاسته می شود.

کاربید بور ‏‎(b4c)‎‏ به دلیل نقطه ذوب بالا، دانسیته پایین، سختی بالا و سطح مقطع جذب نوترون بالا، کاربرد زیادی در صنایع مختلف دارد. از مهمترین کاربردهای بور میتوان ساینده ها، نازلهای سند بلاست، ابزار برش، زره های سرامیکی و سوخت جامد موشکها را نام برد. فرآیند کربوترمال یک روش اقتصادی جهت تولید پودر کاربید بور میباشد. در این تحقیق با استفاده از روش کربوترمی و مواد اولیه ارزان قیمت صنعتی، پودر کاربید بور تهیه شده است. برای این منظور از پودر اسید بوریک صنعتی و اکسید بور تهیه شده به وسیله آبگیری از اسید بوریک، به عنوان ماده تامین کننده بور، و از کربن اکتیو، کک نفتی و کربن بلاک به عنوان عامل احیا کننده استفاده شده است. ازمایشات در دماهای ‏‎1400-1550c‎‏ برای زمانهای مختلف 1 تا 5 ساعت، در کوره تیوبی انجام گرفت. محصول نهایی توسط ‏‎sk laser, sta, xrd‎‏ و آنالیزهای شیمیایی، مورد بررسی قرار گرفت.