دانلود مقالات سرامیک

سراميك هاي بكار رفته در پروتزهاي دنداني به دليل قرارگيري در حفره دهاني بايد از ويژگي هاي خاصي برخوردار باشند. كنده شدن يون از سطح اين مواد علاوه بر كاهش استحكام و افزايش امكان شكست مي تواند باعث عدم زيست سازگاري با بدن شود. يكي از معيارهاي ضروري جهت تست اين مواد، ارزيابي پايداري شيميايي آنها مي باشد. مطابق با استانداردهاي موجود جهت تست ويژگي مذكور اين مواد را به مدت 4 ساعت داخل محلول هاي اسيدي قرار داده و درصد رهايش يون از سطح را بررسي مي كنند. مشكلي كه در اين رو شها وجود دارد اين است كه اولا جهت بررسي دقيقتر بهتر است مدت زمان انجام آزمايش طولاني تر باشد و ثانيا براي هر نوع پرسلان جديد لازم است كه تست هاي مربوطه مجددا تكرار شوند. بنابراين هدف طراحي يك سيستم هوشمند است كه بتواند با دريافت تركيبات سازنده هر نوع پرسلان ميزان رهايش يون از سطح آن را محاسبه كند. شبكه هاي عصبي از جمله سيستم هاي هوشمندي هستند كه با بكارگيري داده هاي آزمايشگاهي قانون نهفته در وراي داده ها را استخراج و سيستم را مدل ميكنند. در اين تحقيق شبكه عصبي با دريافت تركيبات سازنده 6 نوع پرسلان به عنوان ورودي و اطلاعات مربوط به رهايش از سطح هر پرسلان به عنوان خروجي آموزش يافته و قادر است با دريافت تركيبات هر پرسلان جديد و يا تغيير آن درصد رهايش يون ها را بدون نياز به انجام آزمايش و صرف هزينه و زمان تخمين بزند.

در اين مقاله تخريبهاي (Damages) حاصل از تركهاي ايجاد شده توسط عمليات حرارتي و گسترش يافته بر اساس اعمال نيروي كششي در دماي اتاق براي دو جرم آلومينايي بر پايه بوكسيت و آندالوزيت مورد ارزيابي قرار گرفته است. هر دو جرم رفتار ترك پذير قابل توجه داشته كه ميزان ترك ها ارتباط مستقيمي با دماي پخت دارند. رفتار كششي دو جرم ديرگداز با يك منطقه الاستيك در ابتداي اعمال نيرو آغاز شده كه با يك رفتار غير خطي در ادامه به پيش ميرود. علاوه بر رفتار غير خطي منحني تنش -كرنش، تغييرات تدريجي سيكل هاي شارژ -دشارژ نيرو سبب گسترش و توسعه ترك هاي نفوذي (diffuse damage) درون ماده ميشوند. براي فهم بهتر رفتار ترك پذيري جرمهاي مورد مطالعه، تغييرات تدريجي چندين پارامتر موثر در ارتباط با ويژگي هاي ترك ايجاد شده مورد آناليز و ارزيابي قرار گرفته است. اين پارامترها شامل مدول يانگ اندازه گيري شده د ر انتهاي هر شارژ نيرو Eid و انرژي مصرف شده در طول تست Wih مي شوند. نتايج حاصل از منحني تنش-كرنش به خوبي نشان مي دهد كه دو ماده مورد مطالعه شباهت هاي فراواني دارند. به ويژه پارامتر DTh (ترك حاصل از عمليات حرارتي) نقش اساسي و يكساني در خواص مكانيكي براي دو جرم ديرگداز دارد و منبع اصلي ترك براي دو جرم موردنظر كه تحت تنش مكانيكي پس از عمليات حرارتي قرار گرفته اند، اساسا حرارتي است.

در اين پژوهش خواص رئولوژيكي و پايداري دوغاب آلومينايي با استفاده از مقادير مختلف ديسپرزانت الكترواستاتيكي تايرون (1، 2- دي هيدروكسي 3، 5- دي سولفونيك بنزن دي سديم ) براي كاربرد در ريخته گري ژلي مورد بررسي قرار گرفت. تاثير درصد ديسپرزانت روي پايداري و ويسكوزيته دوغاب ها، پتانسيل زتا و نيز اثر تغيير درصد جامد بررسي شد. پايداري دوغاب با اندازه گيري درصد رسوب پس از 24 ساعت بررسي شد. مقدار بهينه تايرون بر اساس تستهاي رسوب و رئومتري تعيين شد. مشاهده شد كه افزودن تايرون تاثير چشم گيري روي ويسكوزيته دوغاب دارد به طوري كه با افزايش درصد تايرون تا مقدار بهينه، ويسكوزيته به تدريج كا هش مي يابد و افزودن بيش از حد تايرون نيز سبب افزايش ويسكوزيته خواهد شد. همچنين نتيجه تست رئولوژي تطابق خوبي با نتايج حاصل از آزمايش رسوب داشت به طوري كه در بهينه مقدار تايرون، كمترين درصد رسوب ملاحظه شد. شايان ذكر است تمامي دوغاب ها رفتار شبه پلاستيك داشتند كه اين روند با افزايش درصد جامد دوغاب حفظ شد.

در اين تحقيق عوامل خطا در آناليز شيشه هاي اوپال به روش فلورسانس اشعه ايكس (XRF) مورد بررسي قرار گرفت. حضور فازهاي كريستالي در شيشه هاي اوپال و ماتريس پيچيده اين شيشه آناليز دقيق آن را با مشكلات فراواني رو به رو مي سازد. در اين مقاله به كمك مدل پارامترهاي اس اسي، اثر ماتريس نمونه بر روي آناليز مواد چند جزيي با فلورسانس اشعه ايكس (XRF) مورد بررسي قرار گرفت و ضرايب تاثير i.ja كه بر پايه فلورسانس اوليه و ثانويه مي باشد، محاسبه گرديد. با اعمال اين مدل رياضي و مقايسه آن با نمونه استاندارد SRM-01 نتايج قابل قبولي براي آناليز شيشه اوپال بدست آمد. با بررسي داده هاي بدست آمده نتيجه گيري مي شود كه از اثر فلورسانس اوليه و ثانويه در مورد آناليز Ba، Ca، Na، F، Si، Al، Zr،Fe  در شيشه اوپال نمي توان صرفنظر كرد. همچنين با مطالعه فازهاي كريستالي تشكيل شده در اين شيشه با استفاده از XRD علت انحراف در آناليز اكسيدي عناصر آشكار و ضريب تصحيح آنها نيز محاسبه گرديد.

در اين تحقيق نشاندن لايه اي آكريلاتي با كمك فرآيند ميني امولسيون بر روي سطح ذرات نانوسيليكا كلوييدي مورد توجه قرار گرفته است. روش هاي ارزيابي نشاندن و تشكيل هيبريد پليمري - سيليسي شامل FTIR و STA، TEM،SEM  مي باشد. نتايج SEM بر احاطه شدن ذرات سيليس توسط عامل پليمري دلالت دارد و بررسيهاي صورت گرفته با TEM صحت نشاندن لايه يكنواخت كمتر از 50 نانومتر بر روي سطح ذرات نانو سيليكا را تاييد مي كند. جالب اينكه با وجود مورفولوژي هاي متفاوت نانو ذرات سيليكا، لايه اي يكنواخت از آكريلات بر روي آن تشكيل شده است. نتايج FTIR حضور همزمان پيكهاي مربوط به پيون دهاي آكريلاتي و سيليسي و نيز اكريليت -سيليكا را نشان مي دهد. آزمون گراويمتري وزني TGA تا دماي 600^oC، وزن باقيمانده 16% براي نمونه كامپوزيتي سيليكا / پليمر را نسبت به وزن باقيمانده (0.6%) براي نمونه پليمر بدون سيليكا نشان داد كه حضور ذرات معدني در نمونه شسته شده پليمري را تاييد ميكند. اين نتيجه فقط با اصلاح سطحي ذرات سيليكا با اولئيك اسيد و در pH خاصي حاصل گرديد.

به منظور افزايش مقاومت به اكسيداسيون قطعات گرافيتي در دماهاي بالا از پوشش هاي سراميكي ديرگداز استفاده مي شود. در پژوهش حاضر نحوه ايجاد پوششي بر پايه سيليكون كاربايد (SiC) به روش Pack Cementation مورد بررسي قرار گرفت. بطوريكه از واكنش مستقيم سيستم پودري SiC50%)، Al2O320%، Si30%) با زيرپايه كربني در دماي1700^oC  و به مدت سه ساعت تحت شرايط اتمسفر آرگون پوششي يكنواخت از SiC بر سطح قطعات ايجاد شد. در اين تحقيق قطعات پوشش داده شده در دماهاي بالا 900-1350^oC و در حضور اكسيژن تست شدند و مشخص شد كه تنها حضور پوشش باعث كاهش اكسيداسيون از 56.63% وزني به 6.43% وزني در دماي 1100^oC فاز شيشه اي در سطح پوشش بوجود خواهد آمد كه جريان ويسكوز آن سبب پر شدن خلل فرج موجود در سطح شده و از نزديك شدن اكسيژن به زيرپايه كربني ممانعت كرده و مقاومت قطعه را در برابر اكسيداسيون افزايش مي دهد. چنانكه طبق نتايج حاصل، ميزان اكسيداسيون نمونه هاي پوشش داده شده در دماي 1350^oC پس از 150 دقيقه به حدود3.6 % وزني كاهش يافت و اين در حاليست كه نمونه بدون پوشش در دماي 1350^oC پس از اين زمان كاملا اكسيد شده و از بين رفت.

در اين تحقيق هگزافريت استرانسيم حاصل از روش سل - ژل خوداحتراقي و كلسيناسيون بعدي كه اندازه بلورهاي آن 40 نانومتر به دست آمده بود براي دست يافتن به اندازه بلورهاي ريزتر تحت آسياكاري پر انرژي قرار گرفت. فازهاي موجود و مورفولوژي پودر آسيا شده به روش تفرق سنجي با اشعه X و ميكروسكوپ الكتروني روبشي مورد مطالعه قرار گرفت. نتايج حاصل از تفرق سنجي نشان داد كه با آسيا كاري به مدت 10 ساعت هگزافريت استرانسيم تجزيه شده و فاز g-Fe₂O₃ پديد مي آيد. پس از 20 ساعت آسيا كاري نيز فازهاي هگزا فريت استرانسيم و a-Fe₂O₃ در طيف تفرق اشعه X مشاهده گرديد. آسيا كاري به مدت 40 ساعت منجر به تجزيه كامل هگزافريت استرانسيم شد. لذا نتيجه مي شود كه آسياكاري پرانرژي پس از كلسيناسيون اثر مثبتي بر كاهش اندازه دانه ها ندارد. هر چند در ادامه با كلسيناسيون مجدد امكان دستيابي دوباره به هگزافريت تك فاز اما با اندازه بلور كوچكتر فراهم ميگردد.

امروزه روش ها و تكنيك هاي پيشرفته اي براي ايجاد پوشش هاي سخت، مقاوم به حرارت و يا محيط هاي خورنده ابداع شده است. از جمله روش هاي جديد پوشش دهي، روش «پلاسماي الكتروليتي» است كه براي ايجاد پوشش هاي سراميكي مقاوم به حرارت و خوردگي و يا سخت كاري سطحي استفاده مي شود. در اين تحقيق از فرآيند الكتروليز پلاسمايي پالس DC و يك الكتروليت قليايي با غلظت پايين و يك نمك به منظور افزايش هدايت الكتريكي محلول براي تغيير خواص سطحي آلياژ 5451 آلومينيوم استفاده گرديد. به منظور بررسي اثر الكتروليت افزاينده هدايت الكتريكي بر روي خواص پوشش هاي سراميكي اكسيد آلومينيوم، آزمايشات در دو الكتروليت متفاوت يكي شامل هيدروكسيد پتاسيم و سيليكات سديم و ديگري شامل هيدروكسيد پتاسيم و آلومينات سديم انجام شدند. به منظور مشخصه يابي پوشش هاي توليد شده، تصاوير ميكروسكوپ الكتروني (SEM) اين پوشش ها مورد بررسي قرار گرفت. همچنين به منظور تعيين ساختار و فازها از آناليز پراش اشعه ايكس (XRD) و براي بررسي خواص مكانيكي از ميكروسختي سنجي ويكرز استفاده شد. نتايج گواه اين بودند كه فازهاي آلفا و گاماي اكسيد آلومينيوم در هر دو نمونه ظاهر شد ند، علاوه بر اين پوششهاي سراميكي توليد شده درالكتروليت هاي سيليكاتي داراي تخلخل بالاتر، زبري بيشتر و سختي پايين تري نسبت به پوشش هاي توليد شده در الكتروليت هاي آلوميناتي هستند.

هدف از تحقيق حاضر، بررسي اثر اندازه ذرات جوانه زا بر مورفولوژي و نوع فازهاي بلوري، ريزساختار و خصوصيات شيشه- سراميك هاي مصرفي در دندانپزشكي ميباشد. جهت رسيدن به اين هدف، سيستم TiO₂- ZrO₂- Li₂O- CaO-Al₂O₃-SiO₂ براي تهيه شيشه - سراميك در نظر گرفته شد و ا ز P₂O₅ به عنوان عامل جوانه زا استفاده شد. بنابراين شيشه -سراميك با فاز بلوري اصلي دي سيليكات ليتيم و فازهاي فرعي اسپودومن، متاسيليكات ليتيم و كريستوباليت تشكيل شد سپس از nano-P₂O₅ به عنوان عامل جوانه زا استفاده شد كه در اين شيشه - سراميك دي سيليكات ليتيم فاز بلوري اصلي واسپودومن، اورتوفسفات ليتيم و كريستوباليت به عنوان فازهاي فرعي محسوب مي شدند. استفاده از اندازه ذرات جوانه زا در مقياس نانو باعث كاهش دماي جوانه زني، تغيير مورفولوژي فاز دي سيليكات ليتيم از سوزني به كروي شكل، افزايش جزء حجمي فاز بلوري اصلي دي سيليكات ليتيم، كاهش جزء حجمي فازهاي فرعي، نزديكتر شدن ضريب انبساط حرارتي شيشه- سراميك به دندان طبيعي و بهبود خواص مكانيكي شد.

ديرگدازهاي بوكسيتي كاربرد گسترده اي در صنايع فولادسازي، صنايع سيمان و غيره دارند كه اين كاربردها موجب اهميت بوكسيت به عنوان يك ماده اوليه آلومينا بالا براي ساخت ديرگدازها شده است. در اين تحقيق اثر يك نوع رس نسوز ايراني (استقلال آباده) روي خواصي همچون دانسيته كلي، تخلخل ظاهري، استحكام فشاري سرد و درصد تغيير حجم آجرهاي ديرگداز پايه بوكسيت گويانا در دماهاي 800، 1000، 1200 و 1400 درجه سانتيگراد مورد مطالعه قرار گرفته است. در دماي 1400 درجه سانتيگراد، دانسيته كلي نمونه حاوي 10 درصد رس استقلال آباده براي آجر ديرگداز پايه بوكسيت گويانا 2.58 گرم بر سانتيمتر مكعب به دست آمده است. همچنين استحكام فشاري سرد در دماي 1400 درجه سانتيگراد براي اين نمونه 12 مگاپاسكال شده است. آناليز فازي و ريزساختار اين نوع آجر ديرگداز بوكسيتي بررسي شده است. نتايج الگوهاي اشعه ايكس حضور فا زهاي كوران دوم و مولايت را نشان مي دهد و فاز مضر تياليت نيز در تصاوير SEM مربوطه به وضوح مشخص است.

هدف از تحقيق حاضر بررسي اثر سنگدانه پرليت و افزودني سيليكافيوم بر ويژگي هايي چون استحكام فشاري، چگالي، وريزساختار چند نوع بتن سبك مي باشد. فعاليت هاي آزمايشگاهي در سه مرحله و توسط مواد اوليه اي همچون پرليت منبسط، ماسه، سيمان پرتلند، افزودني سيليكافيوم و ابر روان كننده بر پايه پلي نفتالن و آب انجام شده است. در مرحله اول آزمايش ها مواردي چون جذب آب، چگالي اشباع با آب ماسه و پرليت منبسط شده و همچنين چگالي سيمان پرتلند اندازه گيري شده است. در مرحله دوم با توجه به نتايج مرحله پيش و با استفاده از مو اد اوليه پرليت، ماسه، سيمان پرتلند و آب، چند نوع بتن سبك با چگالي هاي 1.2، 1.5 و  g/cm³ 1.8ساخته شد. در نمونه هاي ساخته شده از سيمان با عيارهاي (مقدار سيمان در يك مترمكعب بتن) 300، 350 و 400 استفاده شد. نمونه ها پس از ساخت، در آب عمل آوري شده و در سنين 7 و 28 روز تحت آزمايش استحكام فشاري قرار گرفتند. در مرحله بعد، به نمونه هايي كه بالاترين استحكام را داشتند مقادير 3%، 6% و 9% وزني سيمان، سيليكافيوم و 1.5% وزني سيمان ابر روان كننده اضافه كرده و همانند مرحله اول پس از عمل آوري در آب، در سنين 7 و 28 روز تحت آزمايش استحكام فشاري قرار گرفتند. بررسي هاي انجام شده بعدي شامل مشاهده ريزساختاري نمونه ها به كمك ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) مي باشد. نتايج نشان ميدهند كه با افزودن سنگدانه منبسط شده پرليت، چگالي بتن سبك و استحكام آن كاهش و با افزايش سيليكافيوم (تا 9% وزني سيمان) استحكام افزايش مي يابد. با افزايش سيليكافيوم، زمينه سيماني متراكم تر شده و ساختار يكنواخت تري به دست مي آيد. سيليكافيوم به عنوان عامل پر كننده در مرز بين فاز سيماني و سنگدانه هاي پرليت قرار گرفته و در كاهش تخلخل فاز سيماني اثر بسزايي دارد، همچنين سيليكافيوم با هيدروكسيد كلسيم ناشي از آبگيري سيمان واكنش كرده و سيليكات كلسيم آبدار تشكيل مي دهد كه اين فاز از عوامل ايجاد مقاومت در بتن است. در بررسي مسير رشد ترك ها مشاهده شد كه مسير گسترش ترك ها به طرف دانه هاي پرليت است و ترك ها از مرز دانه هاي ماسه با فاز سيماني عبور مي كنند بدين ترتيب پرليت عامل تضعيف و ماسه عامل تقويت استحكام فاز زمينه شناخته شد.

جرم هاي ريختني ديرگداز حاوي اسپينل آلومينات منيزيم چندين سال است كه در پاتيل هاي توليد فولاد و در كوره هاي سيمان به كار برده مي شوند. در اين پژوهش براي طراحي فرمولاسيون جرم هاي كم سيمان اسپينلي درجا به منظور كاهش هيدراتاسيون منيزيا و كاهش مصرف آب از منيزياي نسبتا درشت دانه(0 ،3-1 mm)  در تركيب استفاده شده است اثر درصد منيزيا و دماي پخت بر تشكيل اسپينل به كمك تكنيك پراش اشعه (XRD) X و ميكرسكوپ الكتروني روبشي (SEM) مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج نشان مي دهد كه با استفاده از منيزياي درشت دانه تشكيل اسپينل به دماهاي بالاتري انتقال پيدا كرده و مقدار اسپينل تشكيل شده حتي در بالاترين دماي پخت (1400^oC) بسيار كم است و اين در حالي است كه پايداري ابعاد بدست آمده براي نمونه ها مطلوب است. با افزايش درصد منيزيا رشد كريستال هاي اسپينل و در نتيجه درصداسپينل افزايش يافته است. با توجه به الگوهاي اشعهX ، فاز هيبونيت (CA6) در نمونه هاي پخته شده در 1400^oC مشاهده مي شود كه اين فاز مي تواند در بهبود خواص مكانيكي موثر باشد. در نهايت دانسيته بالك، درصد تخلخل و پايداري ابعاد (PLC%) نمونه هاي خشك و پخت شده در سه دماي 1200، 1300 و 1400^oC مورد بررسي قرارگرفت.

تلاش هاي بسياري براي جايگزين نمودن سيمان كلسيم آلومينات (CAC) توسط انواع بايندرها در جرمهاي ريختني ديرگداز انجام شده است. از ميان بايندرها سيليس كلوئيدي بدليل سرعت خشك شدن و زينترپذيري بالاتر در سا ل هاي اخير مطرح شده است. در تحقيق حاضر اثر سيليس كلوئيدي و ميكروسيليس بر تشكيل باند فورستريت در جرم هاي ريختني پايه منيزيا مطالعه شده است. در اين راستا خواص فيزيكي نمونه هاي ساخته شده با مقادير مختلف سيليس كلوئيدي نسبت به دما و مطالعه تغييرات فازي و ريزساختاري به كمك XRD،SEM  بر روي بدنه هاي پخت شده در دماهاي 1000 و 1200 و 1400 درجه سانتي گراد مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه در اثر واكنش منيزيا با ميكروسيليس و سيليس كلوئيدي، فاز فورستريت از حدود 1000 درجه سانتي گراد تشكيل شده و به تدريج با افزايش دما، مقدار آن افزايش مي يابد. همچنين با افزايش جايگزيني سيليس كلوئيدي در جرمهاي ريختني منيزيتي فاز فورستريت بهتر تشكيل مي گردد.

در اين پژوهش از روش سل - ژل كلوييدي در حلال آبي براي تهيه رنگدانه صورتي آهن محافظت شده با زيركن استفاده شد. پارامترهاي موثر تهيه رنگدانه شامل درصد آهن افزوده شده به سيستم، ميزان نسبت مولي آب به آلكوكسيد (r) و زمان مراحل اول و دوم هيدروليز بهينه شدند. به منظور بررسي نمونه ها علاوه بر آزمون رنگ سنجي استاندارد CIE-Lab از ميكروسكوپ الكتروني روبشي جهت مشاهده مورفولوژي ذرات، آزمون طيف سنجي مادون قرمز جهت بررسي نوع پيوند اتم ها و آزمون پراش اشعه ايكس جهت تعيين فازي رنگدانه استفاده شد. نتايج ثابت كردند كه عليرغم تشديد تشكيل زيركن در نمونه هاي با نسبت r كمتر، به دليل ريزتر شدن همزمان ذرات رنگدانه و افزايش امكان انحلال آنها درون لعاب تغيير عمده اي در ويژگي هاي رنگي رنگدانه ايجاد نمي شود. همچنين مشخص شد كه افزايش زمان مراحل دوگانه هيدروليز موجب كاهش حضور فازهاي مزاحم مانند زيركونياي تتراگونال و كريستوباليت شده اما اين عامل نيز اثر چشمگيري در ويژگي هاي رنگي نمونه ها ندارد. در نهايت نمونه توليدي حاوي 30 درصد مولي آهن كه نسبت r در آن معادل 144.44 است با زمان هيدروليز مراحل اول و دوم كوتاه به عنوان نمونه بهينه از نظر ويژگيهاي رنگي تعيين گرديد.

در اين تحقيق با استفاده از نانو پودر اكسيد روي و افزودني ها (شامل اكسيدهاي بيسموت، آنتيموان، كروم، كبالت، نيكل و ...) سنتز شده به روش ژل احتراقي قرص برقگير اكسيد روي ساخته شد. براي اين منظور با استفاده از پرس هيدروليك دو طرفه در فشارهاي 400-800MPa، شكل دهي نان و پودرهاي سنتز شده صورت پذيرفت و كليه نمونه ها طي سيكل هاي حرارتي مختلف در دماهاي700-1200^oC  و زمان هاي 1-5hr سينتر گرديدند. قرص هاي برقگير ساخته شده تحت آزمايش هاي اندازه گيري چگالي، سختي، ريزساختاري و الكتريكي قرار گرفتند. نتايج نشان دادند كه استفاده از فشار 800MPa دماي  1100^oCو زمان 1hr بهينه ترين شرايط براي دستيابي به ضريب غيرخطي معادل 50 و ولتاژ شكستي معادل 4726 V/cm مي باشد.