دانلود مقالات سرامیک

در مقاله حاضر فعال سازي سطحي كربن نانوتيوب به منظور بهبود ويژگي هاي سطحي و پراكنده شدن مطلوب آن درمحيطهاي آبي و غيرآبي مورد بررسي قرار گرفته است. اساس فعال سازي و بهبود سطح كربن نانوتيوب معرفي گروه هاي عاملي مختلف نظير گروه هاي كربوكسيل و هيدروكسيل به سطح غيرفعال آن مي باشد. در اين مقاله از روش فعال سازي شيميايي به كمك اسيد (مخلوط اسيد نيتريك و سولفوريك با نسبت حجمي3V/V ) استفاده شده است و تاثير پارامترهاي مختلف بر روي فعال سازي سطح كربن نانوتيوب شامل غلظت اسيد، دما و زمان اسيد شويي مورد بررسي قرار گرفته است. اسپكتروسكوپي مادون قرمز (FTIR) و رامان به عنوان روش هاي آناليز سطحي و بررسي گروه هاي عاملي موجود بر سطح كربن نانوتيوب چند لايه مورد استفاده قرار گرفت. پس از بررسي اين نتايج شرايط فعال سازي سطحي با غلظت اسيد به ماده جامد5mg/ml  و مدت زمان 3 ساعت و درجه حرارت100^oC  شرايط بهينه و ايده آل فعال سازي سطحي كربن نانوتيوب بدست آمد. در كار حاضر علاوه بر ارايه شرايط بهينه فعال سازي سطحي، مطالعه دقيقي بر روي ارتباط اسپكتروسكوپي رامان و FTIR براي مطالعه سطحي كربن نانوتيوب فعال سازي شده سطحي ارايه گرديده است.

برخلاف كاربردهاي وسيعي كه نانو كربن در كاربردهاي مهندسي دارد، جزييات توابع ترموديناميكي آن ها به صورت يك راز باقي مانده است. در اين مقاله، مدلي براي پايداري ترموديناميكي نانوكربنها در پليمرفهاي گوناگون، بر اساس توزيع فعال انرژي سطحي و تنش سطحي بر كل انرژي آزاد گيبس معرفي شده است. همچنين در اين قسمت، پايداري ترموديناميكي انواع نانو كربن (مثل گرافيت، الماس، فولرن ها و ...) نسبت به دما و اندازه آن ها بررسي شد. در كار حاضر، يك مدل كمي ترموديناميكي براي توصيف دگرگون هاي فازي نانو كربن ها معرفي مي شود. بر اساس نتا يج به دست آمده، نانو كربن دستخوش دگرگوني graphite®diamond®fullerene يا پيوند sp²®sp³®sp² با كاهش اندازه مي شود. با استفاده از مدل، سنتز نانو لوله هاي كربني (MWCNTs) با استفاده از فرايند مكانوترمال مورد بررسي قرار مي گيرد. ازجمله مزاياي سنتز نانو لوله هاي كربني با استفاد از اين روش، مي توان به سنتز با شرايط آسان، ارزانتر بودن و ميزان توليد بالا (mass production) اشاره كرد. با توجه به اهميت فيبر در نانوكامپوزيت ها، از نظر،aspect ratio  مورفولوژي، وزن، مدول ويژه و ساير پارامترها، انتظار مي رود كه نانو لوله هاي سنتزي زمينه را براي بهبود اين شرايط پديد آورند بررسي آزمايشگاهي پودر حاصل به كمك روش هايي مثل SEM و TEM،XRD  موفقيت اين پژوهش را در توليد پودر نانو لوله كربني با استفاده از فرايند مكانوترمال نشان مي دهد.

ذرات نانوكر يستالي هگزافريت باريم به وسيله روش هم رسوبي با استفاده از محلول كلريدهاي آهن و باريم با نسبت مولي Fe/Ba برابر با 11 و سپس انجام عمليات كلسيناسيون تهيه شدند. آب و مخلوطي از ايزوپروپانول و آب با نسبت حجمي 1:3 به عنوان محيط هم رسوبي انتخاب شد و پودرهاي حاصل از هم رسوبي در دماهاي مختلف براي 1 ساعت كلسينه شدند. نتايج حاصل از XRD نمونه ها نشان داد كه تشكيل تك فاز هگزافريت باريم در دماي نسبتا پايين600^oC  براي نمونه سنتز شده در محلول ايزوپروپانول/آب اتفاق مي افتد، در حاليكه اين دما براي نمونه سنتز شده در محلول آبي 900^oC بود تصوير TEM نمونه سنتز شده در محيط ايزوپروپانول/آب حاكي از تشكيل كريستاليت هاي هگزافريت باريم با اندازه متوسط30nm  در دماي 600^oC بود. نانوذرات هگزافريت باريم با اندازه متوسط تقريبي به ترتيب 40 و65nm  نيز در تصاوير SEM اين نمونه بعد از كلسيناسيون در دماهاي 600 و700^oC  قابل مشاهده بودند.

در اين تحقيق تاثير ذرات نانو آلومينا بر آناليز فازي و ريزساختار ديرگدازهاي ريختني خودجاري آلومينا -اسپينلي مورد بررسي قرار گرفته است. پس از تهيه بدنه با درصدهاي مختلفي از ذرات نانو آلومينا و پخت آنها در دماهاي مختلف، فازهاي تشكيل شده توسط دستگاه XRD شناسا يي گرديد. ريزساختار بدنه هاي پخته شده در دماهاي مختلف نيز توسط دستگاه SEM مورد مطالعه و بررسي قرار گرفت. همچنين تاثير ذرات نانو آلومينا بر خواص فيزيكي و مكانيكي بدنه هاي حاصل نيز مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه ذرات نانو آلومينا تاثير بسيار زيادي بر خواص مكانيكي بدنه هاي حاصل دارد. با افزودن اين ذرات، استحكام مكانيكي بدنه در تمام دماها افزايش قابل ملاحظه اي مي يابد. همچنين نتايج نشان داد كه حضور ذرات نانو آلومينا باعث انجام پديده سينترينگ در دماهاي پايين تر مي شود. افزودن اين ذرات به تركيب بر روي نوع فازهاي تشكيل شده نيز تاثير زيادي دارد و باعث مي شود تا فاز CA6 بصورت فاز اتصالي در بدنه در دماهاي پايين (1300^oC) بطور قابل توجهاي تشكيل گردد و باعث افزايش استحكام گردد.

تحقيق پيش رو به منظور بهبود خواص مكانيكي و بررسي ميزان سينتر پذيري شيشه - سراميك هاي حاصل از اختلاط شيشه ميكايي (SiO₂-Al₂O₃-MgO-K₂O-F) و شيشه دوم در سيستم (SiO₂-CaO-Na₂O) انجام گرفته است. هر كدام از فريت ها توسط ذوب و سرمايش سريع در آب، به صورت جداگانه تهيه شدند. پس از خردايش جداگانه، فريت شيشه دوم به ميزان 10 تا 60 درصد وزني به فريت شيشه ميكا افزوده شد. پودرهاي شيشه اي حاصله پس از پرس شدن، در كوره الكتريكي بدون فشار سينتر و عمليات حرارتي شدند. ارزيابي ميزان سينترينگ توسط اندازه گيري درصد انقباض خطي و چگالي نسبي صورت گرفت. به منظور تعيين و شناسايي فازهاي بلوري و ريزساختار به ترتيب از آناليز اشعه ايكس (XRD) و ميكروسكوپ الكتروني(SEM)  استفاده شد. استحكام خمشي به روش چهار نقطه اي و چقرمگي شكست به روش ايجاد شكاف (SENB) اندازه گيري شد. نتايج نشان داد كه فازهاي بلوري اصلي فلوگوپيت با مورفولوژي ورقه اي و دايوپسايد با مورفولوژي ميله اي بودند. نمونه شامل تركيب اوليه 70 درصد وزني شيشه ميكا و 30 درصد وزني شيشه دوم، تركيب بهينه از لحاظ قابليت سينتر پذيري و خواص مكانيكي بود. استحكام خمشي و چقرمگي شكست تركيب بهينه به ترتيب 62.17±56.144 MPa و MPa.m1/218.0±65.1 اندازه گيري شد. ميزان استحكام خمشي تركيب بهينه تقريبا دو برابر ميزان استحكام شيشه- سراميك حاوي فاز ميكاي خاص بود.

هدف از فعاليت هاي انجام شده در اين نوشتار بررسي عملكرد الكتروشيميايي ساختارهاي كاتدي بر پايه اكسيد آهن مناسب براي استفاده در باتريهاي ليتيم يون و همچنين بررسي و بهينه سازي ساختاري مناسب براي باتريهايي كه از نظر عملكرد قابل مقايسه با سيستمهاي ارايه شده در اين رابطه هستند، مي باشد. نتايج به دست آمده از اندازه گيريهاي اوليه تغييرات ولتاژي باتريهاي ساخته شده بر حسب زمان طي سيكلهاي متوالي، تفاوتهاي مشخصي را در بكارگيري شيوه مونتاژ و ساختار از پيش تعيين شده بدنه نشان مي دهد. نتايج نشان مي دهد كلكتورهاي جريان با ارتباط كامل با كاتد و آند ظرفيت بالاتر و پايداري بهتري نسبت به كلكتورهاي جريان تماسي نشان مي دهند. دماي سنتز پودر در مورفولوژي و عملكرد الكتروشيميايي تاثير بسزايي دارد. عملكرد نمونه هاي سنتز شده در550^oC  به دليل ريز ساختار بهتر و ذرات ريزتر كه نفوذ يونهاي ليتيم را تسهيل مي كنند بهتر از نمونه هاي سنتز شده در 950^oC است. اعمال حرارت به نمونه هاي الكتروليز شده تغييرات فازي را ايجاد مي كند كه نشان دهنده نفوذ مجدد ليتيم است. دماي اعمالي به ماده الكتروليز شده بايد بهينه بوده و تغييرات زيادي در فازهاي ايجاد شده در مرحله الكتروليز كه عملكرد الكتروشيميايي را بهبود مي بخشد به وجود نيايد (اعمال حرارت در دماهاي كمتري صورت گيرد). ذرات ريزتر اتصالات بين دانه اي بيشتري را متناسب با افزايش تعداد ذرات در سيستم براي كارايي بهتر طلب مي كند.

در پژوهش حاضر، تركيب ويژه اي از سيمان استخواني شامل كامپوزيتي از كلسيم سولفات- نانوآپاتيت حاوي دارو، تهيه و ويژگي هاي آن ارزيابي شد. بخش جامد اين سيمان ها شامل كلسيم سولفات همي هيدرات و نانوآپاتيت با درصدهاي مختلف 35، 50 و 65 درصد وزني و بخش مايع آن، آب مقطر بود. مقدار داروي سفالكسين در تركيب سيمان معادل 7.5 درصد وزني جزء پودر بود. براي به دست آوردن خمير سيمان، پودر (P) و مايع (L) سيمان با دو نسبت مختلف 2.5،P/L=1.7  گرم بر ميلي ليتر با هم مخلوط شدند. ويژگي هاي ساختاري نمونه ها از جمله آناليز فازي و گروه هاي شيميايي موجوددر نمونه ها با تكنيك هاي XRD,FTIR مورد ارزيابي قرار گرفت. رهايش دارو از نمونه هاي مختلف در SBF با گذشت زمان حداكثر تا 10 روز، با استفاده از تكنيك UV-visible spectroscopy بررسي شد. نتايج نشان داد كه زمان گيرش اوليه و نهايي با افزايش نسبت پودر به مايع و همچنين كاهش ميزان آپاتيت در تركيب سيمان، كاهش داشت. از طرف ديگرافزايش نانوآپاتيت، باعث كاهش استحكام فشاري سيمان گرديد. در مورد رهايش سفالكسين از سيمان هاي مختلف مشخص گرديد كه با كاهش نسبت پودر به مايع در هنگام ساخت سيمان، ميزان رهايش تا سه روز اول، افزايش مي يابد ولي پس ازآن تفاوتي بين نرخ رهايش دارو از نمونه هايي كه با نسبت پودر به مايع مختلف تهيه شدند، ديده نمي شود. همچنين سرعت رهايش دارو با افزودن جزء نانو آپاتيتي به تركيب سيمان، كاهش مي يابد.

در اين تحقيق سعي شده است تاثير عامل پيرسازي بر چگونگي تغيير ساختار و نظم گيري در پودر مزوپور تيتانيا مورد بررسي قرار گيرد. در اين راستا مواد مزوپور منظم اكسيد تيتانيم با استفاده از قالبگيرهاي غير يوني P123، بر پايه فرآيندهاي خود چينشي و سل -ژل تحت شرايط اسيدي تهيه گرديدند. محلول اوليه در دماي50^oC  بمدت 14 روز پيرسازي گرديد و جهت مقايسه محلولي نيز بدون عمليات پيرسازي ساخته شد. سپس محلول ها با در نظر گرفتن تكنيك EISA خشك و در نهايت در دماي 400^oC كلسينه شدند. نمونه ها با استفاده از تكنيك هاي FTIR، XRD، ST و جذب نيتروژن بررسي شدند. نتايج آناليزها نشان دادند كه در اثر انجام عمليات پيرسازي تبلور فاز آناتاز به مقدار قابل توجهي افزايش مي يابد به نحوي كه نشانه هايي از تشكيل اين فاز حتي پس از عمل آوري محلول ها در رطوبت نيز وجود دار د. همچنين نتايج حاصله تشكيل توزيع باريكي از تخلخل ها از نوع مزوپور را براي نمونه هاي كلسينه شده تهيه شده از سل پيرسازي شده نشان مي داد كه اين موضوع نشان از نظم گيري در نمونه هاي پير سازي شده دارد.

در اين تحقيق از سيليس و كربنات كلسيم به عنوا ن مواد اوليه اصلي براي سنتز ولاستونيت به روش هيدروترمال استفاده شد. از سيليس به همراه اكسيد كلسيم، 9 دوغاب با سه نسبت متفاوت مولي از SiO₂/CaO=0.54 ,0.8, 1  و 50 درصد وزني ماده جامد تهيه شد. در مرحله بعد دوغاب ها به مدت دو ساعت در فشار هاي 3، 5 و 7 اتمسفر و در دماي 200^oC، درون اتوكلاو تحت عمليات هيدروترمال قرار گرفتند. پس از خشك كردن نمونه ها به مدت 2 ساعت در دماي 150^oC، براي مدت 5 ساعت در دماي 1000^oC كلسينه شدند. براي تشخيص نوع فازهاي تشكيل شده، شكل و ريز ساختار آنها از روش هاي آناليزي XRD,SEM استفاده شد. نتايج نشان داد كه حالت بهينه براي سنتز ولاستونيت، استفاده از دوغابي با نسبت مولي SiO₂/CaO=1 است. همچنين افزايش فشار راندمان فرآيند را به ميزان قابل ملاحظه اي افزايش ميدهد. اثر مهم ديگر افزايش فشار، تسهيل شرايط رشد است. از طرفي مشخص شد كه با استفاده از سيليس ريزدانه ميتوان به ولاستونيت ريزدانه، زير ميكرون، دست يافت. هدف از اين پژوهش سنتز ولاستونيت به روش هيدروترمال و بررسي اثر تغييرات فشار روي مورفولوژي كريستال هاي ولاستونيت است.

در بررسي فني ساخت كاشي كف شيشه - سراميكي از باطله صنعتي ارزان قيمتي نظير سرباره كوره بلند ذوب آهن اصفهان كه روزانه در حجم وسيعي در جوار كارخانه ذوب آهن اصفهان انباشته ميشود، تغييرات مداوم تركيبي سرباره، ويژگي هاي كاشي نهايي را دچار دگرگوني هايي مي نمود؛ در اين راستا، نظر به اهميت تغيير اجزاي اكسيدي سرباره، سعي بر آن شد تا اثر افزايش CaO و كاهش SiO₂ سرباره، بطور مصنوعي از طريق افزايش كربنات كلسيم و كاهش سيليس بچ شيشه سرباره اي حاوي جوانه زاي،(%wt) 1Cr₂O₃ + 1Fe₂O₃  روي ريزساختار و خواص مكانيكي شيشه - سراميك حاصله درسيستم،CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂  به كمك تكنيك هاي SEM و XRD،DTA  و آزمون هاي خواص مكانيكي مورد بررسي قرار گيرد. نتايج نشان داد كه با غني شدن CaO توام با كاهش SiO₂ در شيشه- سراميك، فاز مليليت بعنوان فاز اصلي به جاي فازهاي اوژيت، دايوپسايد و ولاستونيت جايگزين مي شود كه اين روند با ايجاد تخلخل و حفرات در نمونه همراه است و استحكام خمشي شيشه سراميك ها در غياب بلورهاي شاخه اي دايوپسايد، كاهش مي يابد. با توجه به تركيب مبنا، ميزان تغييرات مجازSiO  و CaO₂ سرباره براي ساخت كاشي شيشه- سراميكي تعيين شد.

در اين پژوهش بر اساس نتايج طيف پراش اشعه ايكس و طيف سنجي مازباور، فاز فريت كبالت نانو بلوري پس از 30 ساعت آلياژسازي مكانيكي مخلوط پودرهاي خالص اكسيد آهن و فلز كبالت با نسبت مولي كبالت به هماتيت 1:6، با متوسط اندازه كريستاليت حدود 8 نانومتر، تشكيل شد. با توجه به نتايج VSM مغناطش ماكزيمم، نيروي پسماند زداي مغناطيسي براي نمونه سنتز شده معادل 1.85emu/g (در ميدان11.5kOe ) و0.95kOe  بود سپس نمونه هاي سنتز شده به مدت 30 دقيقه در دماي500^oC  به منظور تنش زدايي پيش گرم شدند. نتايج پراش اشعه ايكس نمونه پيش گرم شده نشانگر افزايش تبلور و مقدار فاز فريت كبالت و افزايش اندازه ذرات به 19 نانومتر بود. مغناطش ماكزيمم، نيروي پسماند زداي مغناطيسي براي نمونه پيش گرم شده به3emu/g  در17kOe  و1.5kOe  افزايش يافت.

در اين تحقيق سنتز رنگدانه نانوبلوري Zn_1-xCo_xO تهيه شده به روش حالت جامد با نوع نانوبلوري بدست آمده به روش احتراق مورد مقايسه قرار گرفته و خواص فيزيكي اين رنگدانه ها با ابزارهايي همچون  TEM،SEM،XRD  و طيف سنجي نوري و خواص پيوندي آن توسط FT-IR بررسي شده است. نتايج XRD نشان مي دهد كه در روش احتراقي با تغيير نسبت سوخت ها امكان دستيابي به فاز وورتزيت بدون عمليات حرارتي وجود دارد درحاليكه در روش حالت جامد براي دست يابي به اين فاز حتما نياز به عمليات حرارتي در دماي تقريبي 1000^oC مي باشد. اندازه نانو بلورها در روش احتراقي در مقايسه با روش واكنش جامد كاهش چشمگيري را نشان مي دهد. در روش احتراقي در حالتي كه نسبت سوخت ها به گونه اي باشد كه نياز به عمليات حرارتي وجود داشته باشد، نتايج TEM-SEM نشان از ذرات ريزتر تهيه شده به روش احتراق است كه به علت قراگيري در محدوده 50-300 nm ميل زينتر در محدوده دمايي كلسيناسيون حداقل 200^oC پايين تر از حالت جامد را دارا است. خواص رنگي نمونه هاي تهيه شده به دو روش با استفاده از دستگاه اسپكتروفوتومتر بررسي شده و طيف انعكاسي آنها باند جذبي پهني را در محدوده540nm  (ناحيه سبز) نشان مي دهد. اين نتايج نشان ازC* و h مطلوب تري در روش احتراق نسبت به حالت جامد دارد كه در مجموع درك رنگ بهتري از نمونه تهيه شده به روش احتراق در مقايسه با نمونه حالت جامد نشان مي دهد. نتايجFT-IR  در هر دو روش نشان از تشكيل پيوندهاي مربوط به Zn به O پس از تكميل فرآيند واكنشي دارد.

در كار حاضر بررسي رفتار رئولوژيكي سوسپانسيون هاي آلومينايي به منظور ساخت قطعات خام به روش ريخته گري ژلي و بررسي خواص خام قطعات بدست آمده، انجام شد. رفتار رئولوژيكي سوسپانسيون ها با تغير درغلظت عامل پراكنده ساز مناسب بررسي شد. مشاهده شد كه مقدار بهينه پراكنده ساز براي رسيدن به ويسكوزيته مطلوب و پايداري رسوب مناسب براي سوسپانسون با 55% حجمي جامد برابر 0.01 درصد مي باشد. همچنين مشخص شد كه با كنترل ميزان آغازگر و كاتاليست مي توان زمان ژل شدن در دماي ثابت را كنترل كرد. در نهايت قطعاتي با دانسيته خام3gr/cm³  و استحكام خام18Mpa  تهيه شدند.

كائولن زنوز به دليل ذخيره بالا كه حدود 33 ميليون تن تخمين زده مي شود، يكنواختي تركيب مينرالي در معدن، رنگ بعد از پخت سفيد و حضور كم ناخالصي هاي اكسيدهاي آهن و تيتانيم يكي از معادن مطرح و فعال در ايران است. اين معدن در استان آذربايجان خاوري واقع شده است و به دليل ويژگي هاي اشاره شده در جوار آن تاسيسات شستشوي كائولن از سال 1368 احداث و اين تاسيسات قسمت قابل ملاحظه كائولن صنايع سراميك ايران به ويژه صنايع چيني سازي را تامين مي كند. در فرايند شستشو كائولن در درجه بندي هاي گوناگون حاصل و طبيعتا مواد سرريز از محصولات جانبي تاسيسات كائولن شويي است. با توجه به سر زير كائولن غني به سيليس آزاد كه مي تواند به عنوان ماده اولي هاي مرغوب به ويژه در توليد لعاب مطرح باشد، تحقيقي در ارتباط با ساخت لعاب كاشي كف انجام گرفت. نتايج اين تحقيق د ليلي جهت جمع آوري اطلاعات اين مقاله شد.در اين تحقيق ضمن بررسي آناليز شيميايي (XRF) و آناليز فازي (XRD) و توزيع دانه بندي (PSA) سرريز كائولن شويي اقدام به بكار گيري آن درساخت لعاب كاشي كف متشكل از لعاب خام و فريت مناسب بوروس يليكاتي شد. بررسي رفتارذوب لعاب خام، فريت و نسبت هاي مختلف آن ها مورد بررسي قرار گرفت. در نهايت نسبت بهينه مخلوط ها كه 80% لعاب خام و 20% فريت را شامل مي شود، انتخاب و روي يك بدنه خام مناسب تست شد. براي لعاب بهينه انجام تستهاي توزيع دانه بندي و ويسكوزيته دماي 1200^oC انجام شد.

اكسيد تيتانيم با جذب اشعه ماورابنفش و به واسطه خواص فتوكاتاليستي خود پوششي ضدباكتري ايجاد مي كند. در اين تحقيق لايه هاي نازك اين اكسيد با استفاده از آغازگر تيتانيم تترا ايزو پروپوكسايد در حضور و عدم حضور هيدروكسي پروپيل سلولز (HPC) (نوعي ماده پليمري فرار) به روش سل ژل ذره اي تهيه شد. لايه هاي تهيه شده به وسيله آناليز XRD مورد ارزيابي قرار گرفتند كه حضور فاز مطلوب آناتاز تاييد شد. مورفولوژي ساختار توسط تصاويرSEM  بررسي شد. بررسي خواص ضدباكتري پوشش در مقابل باكتري E.Coli افزايش اين خواص، براي پوشش تهيه شده به كمك HPC را بيان مي كند.