دانلود مقالات سرامیک

رنگدانه فسفرسنس آلومينات استرانسيوم دوپ شده با يون هايEu²⁺  و (SrAl₂O₄:Eu²⁺, Dy³⁺) Dy³⁺ با استفاده از روش سنتز خود احتراقي محلول اوره نيترات در دماي 600^oC و در نتيجه واكنش شديد گرمازاي ژل مواد اوليه (طبق منحني TG - DTA) و به دنبال آن عمليات حرارتي خاكستر محصول احتراق در دماي 1200^oC تحت اتمسفر احيايي ضعيف (%5N₂+%95H₂) سنتز شد. بر اساس اعداد استخراج شده از نتا يج XRD فاز منوكلنيك خالص آلومينات استرانسيوم به عنوان فاز ميزبان، در دماي پيشگرم 600^oC قابل سنتز مي باشد. اين دما به مراتب پايين تر از دماي مورد نياز در روش سنتز واكنش حالت جامد است (1300^oC) طبق نتايج XRD عمليات حرارتي محصول احتراق به مدت 3 ساعت در دماي ذكر شده تاثيري بر خلوص فاز ميزبان نخواهد داشت. باند لومينسنس عريض تحريك شده باUV  رنگدانه هاي فسفرسنس Dy³⁺،SrAl₂O₄:Eu²⁺  درl_max=517nm  (محدوده سبز - آبي) مشاهده گرديد كه در نتيجه انتقال الكترون در مدارهاي داخلي يون هاي Eu²⁺ به عنوان مراكز نشر بوجود آمده است. طيف برانگيختگي نشان دهنده دو پيك اصلي در240nm  و 256nm مي باشد. شكل ذرات با استناد به تصاوير SEM به صورت ورقه اي بسيار نازك رويت شده است. اندازه متوسط ذرات خاكستر حاصل از احتراق و رنگدانه فسفرسنس بعد از اتمام عمليات حرارتي، با استفاده از معادله شرر به ترتيب 40nm و 62nm تخمين زده شد اما بر اساس نتايج دستگاهZetasizer  بيشترين تجمع اندازه ذرات بين 100nm تا 500nm تعيين گرديده است كه به احتمال زياد اين اختلاف در نتايج، مربوط به شكل ورق هاي بسياز نازك رنگدانه مي باشد.

در مقاله حاضرتاثير عوامل مختلف بر روي كيفيت لعاب مصرفي در توليد كاشي كف ديوار، با به كارگيري دو روش طراحي آزمايش فاكتوريل و تاگوچي، مورد بررسي قرار گرفته است. با توجه به صنعتي بودن پروژه، انگوب و بدنه پخته (بيسكوييت) خام كاشي ديواركف از يكي از كارخانجات داخلي تهيه شده و سپس لعاب مناسب در شرايط مختلف از نظر اندازه ذرات دوغاب، ميزان افزودني، دما و زمان پخت تحت عمليات حرارتي مناسب قرار گرفتند. و سپس نمونه ها تحت برخي آزمايش هاي كنترل كيفيت متداول در صنعت كاشي كف ديوار نظير شوك حرارتي، اتوكلاو، لك پذيري و آزمايش سختي مطابق با استانداردهاي ملي ايران قرار گرفتند. با مطالعه تغييرات عوامل تاثير گذار بر كيفيت لعاب به دست آمده مشخص شد كه در محدوده مورد بررسي آزمايشات و با روش فاكتوريل بهترين نمونه لعاب داراي بيشترين اندازه ذره، بيشترين درصد افزودني، كمترين دما و كمترين زمان مطابق با استاندارد كاشي كف مي باشد و در روش تاگوچي، نمونه اي با بيشترين اندازه ذره، بيشترين درصد افزودني، بيشترين دما و بيشترين بيشترين زمان به عنوان نمونه تهيه شده در شرايط بهينه معرفي مي شود. در اين راستا، از آنجا كه در صنعت هدف رسيدن به حداقل زمان توليد و كاهش هزينه توليد، مي باشد. در نتيجه نمونه اي با بيشترين اندازه ذره، بيشترين درصد افزودني، كمترين بيشترين دما و كمترين زمان به عنوان مناسب ترين نمونه صنعتي پيشنهاد ميشود.

در اين تحقيق چگونگي نفوذ يون ها، تبلور فازها و بررسي مورفو لوژي فازهاي تشكيل شده در فصل مشترك دو شيشه در سيستم هاي CaO-SiO₂-MgO-P₂O₅ و SiO₂-Al₂O₃-MgO-K₂O-F مورد بررسي قرار گرفت. بدين منظور ابتدا شيشه هاي انتخابي به طور مجزا تهيه شدند، سپس يك شيشه نيز از مخلوط دو شيشه به نسبت 50-50 از طريق ريخته گري - مذاب تهيه شد. دو شيشه اوليه كه بر روي هم قرار گرفته بودند به همراه نمونه شيشه مخلوط به مدت15min  و120min  با سرعت گرمايش10^oC/min  تحت عمليات حرارتي قرار گرفتند. نتايج بررسي ها به كمك آناليز XRD براي شيشه نشان داد كه ابتدا فاز بلوري فلوئوروآپاتيت، ميكا و دايوپسايد در دماي800^oC  متبلور شده و سپس با افزايش دما تا 1100^oC از ميزان فاز ميكا كاسته شده و بر ميزان فلوئوروآپاتيت و دايوپسا يد افزوده گرديد. در دو شيشه  DوM  به ترتيب دايوپسايد-آپاتيت و فلوئوروميكا-فورستريت-فلوئوروآپاتيت در دماي 1100^oC متبلور شدند. حضور فلوئوروآپاتيت در فصل مشترك شيشه ها و همچنين در شيشه M و نتايج line Scan نشان داد كه يون كلسيم از شيشه D از طريق فصل مشترك به درون شيشه M نفوذ كرده و دليلي بر تشكيل فلوئوروآپاتيت مي باشد.

در اين پژوهش به بررسي محيطي مناسب به منظور استفاده در روش لايه نشاني الكتروفورتيكي براي توليد الكتروليت پيلهاي سوختي جامد اكسيدي پرداخته مي شود. بر اين اساس از زيركونياي پايدار شده به كمك ايتريا(YSZ)  به عنوان تركيب الكتروليت و كامپوزيت YSZ-NiO پيش پخت شده در دماي900^oC  به مدت 2 ساعت به عنوان آند استفاده شد. جهت انتخاب محيط مناسب براي ساخت سوسپانسيون خواص پودر YSZ در حلالهاي استيل استن، اتانل و مخلوط استيل استن اتانل (با نسبت حجمي 1:1) مورد بررسي قرار گرفت. به همين منظور آزمون رسانايي براي خواص پيرشدگي aging سوسپانسيونها براي يك هفته انجام شد. همچنين آزمون تحرك پذيري الكتروفورتيكي نيز به كار گرفته شد تا اثر پيرشدگي را بر تحرك پذيري الكتروفورتيكي سوسپانسيونها مشخص كند. آزمونها نشان دادند كه رسانايي و تحرك پذيري سوسپانسيون استيل استن به مرور زمان تغيير مي كند. همچنين سوسپانسيون اتانلي اگر چه از خواص پيرشدگي مناسبي برخوردار است اما تحرك پذيري الكتروفورتيكي بسيار پاييني دارد. با اين حال سوسپانسيون حاصل از مخلوط استيل استن- اتانل هم تحرك پذيري الكتروفورتيكي مناسبي دارد و هم خواص اندازه گيري شده آن با زمان از ثبوت مناسبي برخوردار است. به همين دليل اين حلال، به عنوان حلال بهينه انتخاب شد. لايه نشاني تحت ميدان75V/cm  و زمان 2 دقيقه صورت گرفت و لايه اي به ضخامت تقريبي12μm  بر روي پايه تشكيل شد. بررسيهاي SEM بر روي لايه هاي خام بدست آمده نشان دادند لايه حاصله بدون ترك بوده و ميزان اگلومره هاي موجود در آن ناچيز مي باشد.

در اين پژوهش فعا ليت ضد باكتر يايي نانوساختار كروي اكسيد روي سنتز شده با روش ميكرووي و با نمونه نانو ذرات اكسيد روي تجاري بر روي باكتري E.Coli مقا يسه شده است. اكسيد روي نه تنها خواص آنتي باكتريايي دارد بلكه يكي از مواد معدني ضروري براي انسان است. براي سنتز نانوساختار كروي اكسيد روي، استات روي دو آبه در محلول آلي متانول و تري اتانول آمين به عنوان سورفكتنت، حل مي شود و pH محلول كه نقش مهمي در تعين مورفولوژي اكسيد روي دارد با اضافه كردن هيدروكسيد سديم تنظيم مي شود و پس از همگن سازي، محلول به مدت 150 ثانيه در معرض اشعه ميكروويو قرار داده مي شود و پس از ا ين مدت رسوب نانو ساختار هاي اكسيد روي ظاهر مي شوند كه جمع آوري و خشك مي گردند. در مطالعات XRD وجود فاز اكسيد روي با كريستالينيتي بالا نشان داده مي شود. مشاهدات ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) به خوبي بيانگر وجود ساختار كروي نانوساختار اكسيد روي مي باشد. با توجه به آزمون زتاسايزر ميانگين اندازه ذرات كروي188nm  و در آزمون BET سطح ويژه نانوساختاري كروي46.44m²/g  اندازه گيري شد و پودر تجاري اكسيد روي با اندازه20-30nm  و سطح ويژه 40m²/g جهت مقا يسه با نانوساختار كروي سنتز شده در تست آنتي باكتريايي تهيه شد. نتايج تعداد كلني هاي زنده و درصد كاهش كلني نشان مي دهند كه نانوساختار كروي اكسيد روي فعاليت ضد باكتر يايي بيشتري نسبت به نمونه تجاري اكسيد روي، روي باكتري E.Coli دارد كه بعلت بالاتر بودن سطح ويژه نمونه سنتزي مي باشد و مكانيسم اثر آن بررسي شده است.

يكي از موثرترين راه ها براي بهبود خواص مكانيكي فاز ترد MoSi₂ اضافه كردن عناصر آلياژي به آن است. به عنوان مثال عنصرCr  در صورت اضافه شدن به فاز MoSi₂ جايگزين اتم هاي Mo شده و تشكيل محلول جامد  MoSiو طيفي از تركيبات بين فلزي مي دهد. در اين تحقيق ب ه كمك آلياژسازي مكانيكي توسط آسياب پرانرژي، فازهاي سه تايي Mo, Si, Cr طبق فرمول (Mo_1-xCr_x) Si₂ تهيه گرديد كه در آن براي x مقادير 0.10، 0.15، 0.25، و 0.40 لحاظ شد. سپس به كمك پراش پرتوي اكس تشكيل فازهاي جديد و تغييرات آلوتروپي در حين آسياب مورد ارزيابي قرار گرفت. تشكيل دي سيليسايد موليبدن در ساعات اوليه آسياب بخوبي مشاهده شد. ولي تشكيل سيليسايدهاي كرم و تكميل واكنش ها در ساعات طولاني تري اتفاق افتاد. با استفاده از SEM,TEM مورفولوژي محصولات، نحوه توزيع فازها و ساختار دانه ها در محصولات حاصل از آسياب بررسي گرديد.

با محدود شدن استفاده از ديرگدازهاي منيزيا كروميتي به خاطر آثار زيان بار زيست محيطي و رويكرد به استفاده از آجرهاي ديرگداز منيزيا اسپينلي در صنعت سيمان مساله عمده مورد بحث در مورد اين ديرگدازها پوشش پذيري نامطلوب آن هاست. از اين رو نسل جديدي از آجرهاي ديرگداز با نام منيزيا هرسينيتي مطرح شده اند كه خواص پوشش پذيري بسيار مطلوب تري از خود نشان مي دهند. روش هاي مختلفي براي سنجش پوشش پذيري ديرگدازها مطرح است كه در اين تحقيق تست ساندويچ به عنوان زيربناي بررسي واكنش هاي صورت پذيرفته انتخاب گرديد. در مقاله حاضر واكنش پذيري سه نوع آجر ذكر شده در بالا با كلينكر و ميزان نفوذ و چسبندگي پوشش به آن ها مطالعه شده و تركيبات حاصله مورد بررسي فازي (XRD)، ريزساختاري (SEM) و شيميايي (EDS) قرار گرفتند. نتايج نشان مي دهد كه فرآيند تشكيل پوشش بيشتر از طريق مكانيزم نفوذ مرزدانه اي و تشكيل فازهاي با نقطه ذوب بالاتر نظير C2S كه در دماي پايين تر نزديك به جداره منجمد مي شوند، صورت مي پذيرد و با توجه به اينكه ديرگدازهاي منيزيا هرسينيتي نقطه ذوب پايين تر و مقاومت كمتر نسبت به خوردگي توسط مذاب كلينكر دارند واكنش پذيري بهتري با كلينكر داشته و پوشش پايدارتري تشكيل مي دهند.

به منظور بكارگيري نانوذرات رسي در جذب مواد آلي، ابتدا نانورس در يك واكنش تبادل يوني با تركيب آلكيل آمونيمي هگزادسيل تري متيل آمونيم اصلاح شد. نتايج تكنيكهاي طيف سنجي FTIR و پراش پرتوي ايكس نشان داد كه فرايند اصلاح نانورس به خوبي انجام گرفته و فاصله بين لايه هاي سيليكاتي رس به 22 آنگسترم افزايش يافته است. نتايج جذب مشتقات نفتي روي نمونه هاي آلي رس تهيه شده نشان داد كه آلي دوست نمودن نانورس سبب افزايش چشمگير جذب ماده آلاينده شده است. بررسي سينتيك جذب نشان داد كه فرايند جذب آلاينده هاي نفتي روي آلي رس، واكنشي سريع بوده و در زمان هاي كوتاه فرايند به تعادل مي رسد.

به منظور كاربرد پزشكي، پوشش كامپوزيتي هيدروكسي آپاتيت - تيتانيم بر روي آلياژ تيتانيم با استفاده از فرآيند پلاسما اسپري ايجاد شد. پودر تغذيه شده در فرآيند پلاسما اسپري از طريق آلياژسازي مكانيكي تهيه شد. استحكام چسبندگي پوشش كامپوزيتي مطابق با استاندارد ASTM C-633 مورد ارزيابي قرار گرفت. همچنين تاثير فاصله پاشش بر روي ريزساختار و استحكام چسبندگي بررسي شد. از ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) جهت بررسي مورفولوژي پودر كامپوزيتي و پوشش ايجاد شده استفاده شد و تركيب فازي و ميزان بلورينگي پودر كامپوزيتي و پوشش با استفاده ازروش پراش پرتو ايكس (XRD) تعيين گرديد. نتايج حاصله نشان مي دهد افزودن تيتانيم به هيدروكسي آپاتيت باعث بهبود استحكام چسبندگي پوشش شده است. همچنين با تغيير فاصله پاشش، استحكام چسبندگي پوشش حاصل نيز تغيير يافته است.

در اين مقاله، بهينه سازي خواص مكانيكي آلومينا با استفاده از افزودني ها مورد بررسي قرار گرفت. آزمايش ها به روش Central Composite و با انتخاب سه متغير مستقل، دماي پخت، نيروي فشردن و درصد افزودني (CaO + SiO₂) انجام گرفت. دو عامل چگالي و استحكام خمشي نمونه ها اندازه گيري شد و تركيب بهينه. مطابق نتايج به دست آمده در مورد چگالي، با توجه به اثر تك تك اين عوامل، دما و نيروي فشردن به ترتيب بيشترين تاثير را بر افزايش چگالي دارند. با افزايش مقدار افزودني به بالاترين حد، مقدار چگالي كمي افت مي كند. به نظر مي رسد بيشترين مقدار چگالي در وضعيت صفر يعني مقدار افزودني در حدود 0.125 درصد مولي به دست مي آيد. در مورد استحكام خمشي مشاهده كه دماي پخت بيشترين تاثير را بر افزايش استحكام دارد، به طوري كه با اين عامل به تنهايي (دو عامل ديگر در پايينترين حد يعني وضعيت 1- باشند) مي توان مقدار استحكام را به حدود 70 درصد استحكام نهايي رسانيد. پس از آن، نيروي فشردن بيشترين تاثير و عامل مقدار افزودني كمترين تاثير را بر روي افزايش استحكام دارد. نتايج نشان داد كه بهترين تركيب داراي بالاترين دماي پخت (1650^oC) بالاترين نيروي فشردن (130MPa) و بالاترين مقدار افزودني (0.25mol%) است.

لوازم كوره (Kiln furniture) به منظور جلوگيري از تماس قطعات داخل كوره با شعله و همچنين محافظت و حمل و نقل آنها بكار مي روند. اين ابزار تحت بارگذاري هاي ترمومكانيكي پيچيده اي قرار مي گيرند كه مي تواند باعث ايجاد ترك و عيوب در آنها شود. امروزه ديرگدازهاي كورديريت -مولايتي بخش عمده اي از لوازم كوره مصرفي در صنعت سراميك را تشكيل مي دهند كه ريزساختار آنها كامپوزيتي از فازهاي بلورين مختلف و فاز شيشه اي با اختلاف در ضريب انبساط حرارتي است. اين امر اين ديرگدازها را به بارگذاري هاي حرارتي حساس تر مي كند. به علت بارهاي مكانيكي و حرارتي اعمالي و همچنين شكل هندسي پيچيده، روش هاي تحليلي كاربرد چنداني در بررسي لوازم كوره ندارد. در ميان روش هاي محاسباتي عمومي كه به منظور بررسي مسايل ترمومكانيكي توسعه يافته اند، روش المان هاي محدود تاكنون موفق ترين روش بوده است. در اين مطالعه فتار ترمومكانيكي نوعي از لوازم كوره بر پايه كورديريت -مولايت تجاري تحت شرايط كاري معمول توسط روش المان هاي محدود بررسي شده برخي از راه حل هاي موجود براي بهبود طراحي و افزايش عمر اين قطعات مورد بررسي و بحث قرار گرفته است.

استفاده از سراميك ها به عنوان عايق و دي الكتريك در تجهيزات خطوط انتقال و توزيع برق از ديرباز مرسوم بوده است، از انواع آن مي توان به پرسلان هاي كوارتزي، آلومينائي، استئاتيتي و سراميك آلومينا بالا اشاره كرد. الكتروپرسلان ها كه معمولا غني به كوارتز مي باشد علي رغم ارزاني و سادگي توليد آنها داراي خواص مكانيكي و الكتريكي مطلوب نمي باشند. پرسلان هاي آلومينايي اگرچه داراي خواص مكانيكي خوبي هستند، ولي مواد اوليه آنها گران مي باشد، دراين ميان آنچه پتانسيل استفاده از بدنه هاي استئاتيتي را افزايش داده عبارتند از دارا بودن خواص عايقي و مكانيكي خوب و بالاتر از الكتروپرسلانها، ارزان بودن نسبي مواد اوليه (تالك) و در دسترس بودن منابع آن در داخل كشور است. بدين منظور جهت تعيين فرمولاسيون بينه، نمونه هايي از بدنه هاي استئاتيتي تهيه گرديد. و آزمايشات تعيين خواص فيزيكي (جذب آب، دانسيته)، خواص مكانيكي (استحكام خمشي سه نقطه اي)، خواص الكتريكي (قوه تحمل عايق، مقاومت ويژه حجمي و ثابت دي الكتريك) و بررسي فازي و ريز ساختاري (توسط SEM,XRD) روي آنها انجام گرفت. نتايج نشان مي دهد كه بدنه استئاتيتي با 60% تالك و 15% كائولن، 17.5% كربنات باريم و 7.5% كربنات منيزيم از خواص فيزيكي، مكانيكي و الكتريكي بهينه برخوردار است و داراي ولتاژ شكست 15 كيلوولت بر ميلي متر و استحكام خمشي 70 مگاپاسكال است.

آلومينايدهاي آهن در ميان تركيبات بين فلزي بخاطر دارا بودن خواص منحصر بفرد خود توجه و يژه اي را بخود معطوف كرده اند. چقرمگي پايين، سبب انجام تحقيقات زيادي در جهت رفع آن شده است. نيل به ساختار نانو از جمله راه كارهاي مناسب در ا ين مسير مي باشد. در اين تحقيق با استفاده از روش فعالسازي مكان يكي بعنوان روشي مناسب جهت سنتز فاز نانو ساختار، سعي شده است پارامترهاي موثر بر اين روش مورد ارزيابي قرار گيرد. در اين بررسي نسبت 1:1 براي Fe:Al انتخاب و فرايند آسيا براي زمان هاي 10،20، 40 و 50 ساعت انجام پذيرفت. اثر ميزان كمك فرايند بعنوان يكي از عوامل تاثيرگذار مورد ارزيابي قرار گرفت. جهت شناسايي فازهاي بوجود آمده از آناليز XRD استفاده شد. براي بررسي اثر آسياب كردن در زمانهاي مختلف، دانسيته پوردها با پيكنومتر گازي اندازه گيري شد. سپس مورفولوژي ذرات، بوسيله SEM مورد بررسي قرار گرفت. بررسي هاي انجام شده نشان داد تركيب FeAl بعد از 20 ساعت آسياب تشكيل شده است. لذا واكنش در زمانهاي بالاتر تكميل مي شود.

در مقاله حاضر پوشش دهي نانوتيوب كربن توسط اكسيد منيزيم با هدف بهبود مقاومت اكسيداسيون نانوتيوب كربن مورد بررسي قرار گرفته است. بدين منظور ابتدا فعال سازي سطح نانوتيوب كربن با هدف توانايي به برقراري واكنش شيميايي در سطح مورد توجه قرار گرفت. بررسي ها نشان داد فعالسازي نانوتيوب كربن مي تواند با موفقيت در مخلوط اسيد نيتريك و سولفوريك با نسبت3v/v  و همچنين زمان 3 ساعت در دماي 100 درجه سانتيگراد انجام گيرد. پس از اين مرحله و با درك شرايط بهينه سنتز نانو Mgo به روش رسوبي، پوشش دهي نانوتيوب كربن فعالسازي شده سطحي از طريق اين روش انجام گرفت. نتايج نشان داد با در نظر گرفتن شرايط بهينه رسوب دهي مانند غلظت عامل قليا و سرعت افزودن آن و همچنين غلظت نمك فلزي مورد نظر مي توان به شرايط ايده آل پوشش دهي دست يافت. نمونه پوشش داده شده در انتها مورد آناليزهاي ميكروسكوپ الكتروني روبشي، پراش اشعه ايكس و STA به عنوان معياري باي تاثير پوشش بر خواص حرارتي قرار گرفت. نتايج اين آناليز مقاومت بالاي اكسيداسيون را براي نانوتيوب كربن پوشش داده شده نسبت به كربن نانوتيوب اوليه نشان داد بطوريكه تا دماي 1000 درجه سانتي گراد نيز پايداري نانوتيوب كربن پوشش داده شده مشاهده گرديد.

در اين كار از شبكه هاي عصبي براي پيش بيني دماهاي ايزوكوم ويسكوزيته (ميزان دما در يك ويسكوزيته خاص) برحسب تغيير تركيب شيميايي استفاده كرديم. براي آموزش شبكه عصبي از روش لونبرگ-ماركوارد بهمراه توقف زودتر (Early Stopping) استفاده كرديم در نهايت نتايج نشان داد كه شبكه عصبي با دقت خوبي مي تواند دماهاي ايزوكوم ويسكوزيته را پيش بيني كند. همچنين ميزان حساسيت ويسكوزيته به جايگزيني SiO₂ با يك تركيب خاص نيز با تعريف فاكتور حساسيت بررسي شد كه نشان داد آنيون ها مخصوص F بيشترين تاثير را روي ويسكوزيته مي گذارند همچنين مشاهده شد كه در دماهاي بالا ميزان حساسيت به تغيير تركيب شيميايي بيشتر مي باشد و مشاهده شد كه در بين اكسيدهاي قليايي Li₂O و در بين اكسيدهاي قليايي خاكي BaO بيشترين تاثير را روي ويسكوزيته دارند.