دانلود مقالات سرامیک

در اين تحقيق تلاش گرديده است تا ساختار و خواص مغناطيسي تركيبات تشكيل شده در اثر واكنش حالت جامد اكسيدهاي كلسيم و آهن با نسبت 1/5.5 در دو دماي 1200C و 1300C به مدت 2 ساعت مورد مطالعه قرار گيرد. خواص مغناطيسي و ريزساختاري نمونه ها با استفاده از آناليز اسپكتروسكوپي موزباور، آناليز SEM و XRD،VSM  مورد بررسي قرار گرفت. آناليز XRD نمونه هاي كلسينه شده در دماي 1200C براي مدت 2 ساعت حاكي از تشكيل و حضور فازهايي نظير هماتيت و CaFeO همر اه با يك فاز ناشناخته بود. افزايش دماي كلسيناسيون نمونه هاي سنتز شده به 1300C منجر به تشكيل فاز CaFeO در كنار فاز هماتيت و يك فاز ناشناخته ديگر گرديده است. آناليز ريزساختاري نيز مويد نتايج XRD بود. با توجه به بررسي هاي موزباور انجام شده، ساختار بلوري فاز CaFeO هگزاگونال مي باشد. نتايج اندازه گيري هاي مغناطيسي با VSM نشان داد كه تركيبات تشكيل شده، از آهنربايش و نيروي پسماند زداي كوچكي برخوردار هستند

گسترش صنعت سراميك و كاربرد روزافزون آنها در صنايع الكترونيك، سراميك آلومينا را بدليل داشتن مقاومت به سايش، مقاومت به خوردگي، تحمل دماي بالا، عايق بودن و افت عبوري كم بسيار مورد توجه قرار داده است. اتصال سراميك به فلز يكي از تكنولوژيهاي مهم مورد استفاده در ساخت سازه هاي مركب سراميك و فلز بوده كه از بين دو روش، بريزينگ فعال و متالايزينگ با استفاده از خمير موليبدنيم - منگنز، بريزينگ فعال بدليل تك مرحله اي بودن بسيار مورد توجه قرار گرفته است. در اين تحقيق، سراميك آلومينا با خلوص 95% با استفاده از دو آلياژ بريزينگ Ag-Cu-Ti با درصد تيتانيم 5.4% و 75.1% در محيط خلا به آلياژ Fe-Ni-Co(Kovar) در دماهاي 900C، 860C و 850C و 835C لحيم گرديد. در ابتدا با استفاده از دستگاه نشت ياب هليوم محل اتصال از نظر قابليت آب بندي و قابليت تحمل خلا مورد آزمايش قرارگرفت. سپس تست كشش جهت بررسي استحكام كششي اتصالات و روش XRD براي بررسي محصولات فصل مشترك استفاده شد. نتايج نشان داد كه با افزايش زمان نگهداري در دماي بريزينگ استحكام اتصال افزايش و با كاهش درصد تيتانيم استحكام كاهش مي يابد. همچنين با كاهش زبري سطح قطعات سراميكي استحكام اتصال افزايش مي يابد. همچنين در اين تحقيق مشاهده گرديد كه با اعمال سيكل حرارتي بر روي اتصالات در خلا و هيدروژن، استحكام اتصال تغييري نمي كند.

در اين كار نمونه هاي مختلف YO،YO:Eu(1.5%) ،YO:Eu(1.5%),Sr(2.5%) ،YO:Eu(3%) ، YO نانو سايز توسط تكنيك سنتز احتراقي محلول آماده شدند و توسطXRD ، طيف سنجي فوتولومينسانس و عكسبرداري با ميكروسكوپ الكتروني عبوري (TEM) بررسي شدند. نتايج XRD نشان داد كه نمونه هاي سنتزي همگي داراي ساختار مكعبي با گروه فضايي Ia-3 مي باشند و اندازه بلوركها با افزايش ميزان درصد مولي Eu و Sr كاهش مييابد. نتايج طيف سنجي فوتولومينسانس نيز نشان داد كه افزودن Sr باعث بهبود خلوص رنگي و همچنين شدت فوتولومينسانس YO:Eu مي شود. همچنين عكس TEM نشان داد كه ذرات تا حدي آگلومره شده اند. تصوير با كيفيت بالاي ميكروسكوپ الكتروني عبوري (HRTEM) از نمونه YO:Eu (3%) نشان داد كه بلورينگي مناسبي با استفاده از روش سنتز احتراقي و سپس عمليات حرارتي در600C  بدست آمده است. همچنين مشاهده شد كه فواصل بين اتمي نيز با فاز Yttria همخواني دارد.

ديرگدازهاي منيزيا -كروميتي بواسطه خواص مناسب همچون مقاومت به شوك حرارتي بالا، خواص ترمومكانيكي مطلوب و پايداري مناسب در برابر سرباره هاي متالورژيكي كاربرد گسترده اي در صنايع متالورژي پيدا نموده اند. در طي چند سال اخير بهبود خواص ديرگدازهاي مذكور با استفاده از مواد با كيفيت ويژه به منظور كنترل دقيق ريزساختار و دستيابي به خواصي چون مقاومت به خوردگي بالا و خواص ترمومكانيكي مناسب مد نظر قرار گرفته است كه استفاده از كلينكر منيزيا كروميت به عنوان ماده اوليه سنتز شده در اين راستا مي باشد. در كار حاضر با استفاده از درصدهاي مختلف كلينكر منيزيا-كروميت در فرمولاسيون ديرگدازهاي منيزيا -كروميتي، نقش آنها در خواص فيزيكي، خواص ترمومكانيكي و ريزساختاري ديرگدازهاي مذكور مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج حاصل نشان مي دهد كه افزودن مواد كوكلينكر نقش موثري در بهبود خواص فيزيكي و مكانيكي ديرگدازهاي منيزيا - كروميتي دارد، بگونه اي كه با افزايش ميزان آن دانسيته بالك نمونه ها افزايش و تخلخل ظاهري كاهش يافته است. همچنين استحكام فشاري و خمشي سرد نمونه ها با افزايش ميزان كلينكر منيزيا - كروميت به علت بهبود اتصال مستقيم ميا ن ذرات منيزيا و كلينكر افزايش مي يابد كه اين امر نقش بسزايي در بهبود استحكام خمشي گرم نمونه ها دارد. بررسي هاي صورت گرفته در زمينه مقاومت به خوردگي نمونه ها نيز بيانگر نقش موثر مواد كوكلينكر بر رفتار خوردگي ديرگدازهاي منيزيا -كروميتي است كه اين امر بواسطه افزايش درصد حجمي فازهاي اسپينلي ناشي از كلينكر منيزيا - كروميت در ساختار و تقويت زمينه ديرگداز در مقايسه با ديرگدازهاي معمول منيزيا-كروميتي مي باشد.

هدف از انجام ا ين پژوهش سنتز نانو ذرات هگزا فريت باريم به روش شيشه سراميك و بررسي اثر افزودني هاي NaO و SiO بر مورفولوژي و نوع فازهاي تبلور يافته پس از عمليات حرارتي در دماهاي مختلف است. جهت بررسي رفتار حرارتي، تركيب فازي و مورفولوژي نمونه ها به ترتيب از تكنيك هاي آنا ليز حرارتي DTA پراش اشعه X و ميروسكوپ الكتروني روبشي استفاده شد. در بررسي آناليز حرارتي مشخص شد كه جايگزيني NaO و SiO باعث افزايش شديد نقطه نرم شوندگي ديلاتومتري و كاهش خفيف دماي تبلور هگزا فريت مي شود. در بررسي الگوهاي پراش اشعه X اين نمونه ها مشخص شد كه تغيير پارامترهاي عمليات حرارتي و همچنين جا يگزيني NaO و SiO تغييري در نوع فازهاي تبلور يافته ايجاد نكرده و همواره دو فاز هگزا فريت باريم و بورات باريم رديابي مي شوند. در بررسي تصاوير SEM نمونه ها نيز ديده شد افزودن NaO يا SiO باعث كاهش اندازه متوسط ذرات شده و تاثير SiO بر كاهش اندازه ذرات بيش از افزودن NaO است. افزودن همزمان مقادير مساوي از NaO و SiO كمترين تاثير را بر كاهش اندازه متوسط ذرات دارد.

مهندسي بافت به منظور جاي گزيني بافت هاي آسيب ديده بدن انسان ايجاد شد. يكي از فاكتورهاي مهم در مهندسي بافت، توليد داربست مي باشد. داربست محيطي است كه سلو ل ها بتوانند درون آن رشد كنند. داربست علاوه بر ويژگي زيست سازگاري با بدن، بايد همزمان با تشكيل بافت جديد بتواند تجزيه شود و در ضمن استحكام كافي را داشته باشد. در اين پژوهش، از هيدروكسي آپاتيت به عنوان ماده زيست سازگار و تجزيه پذير و از نشاسته به عنوان ماده تخلخل ساز استفاده شد. مخلوط پودرها با دانه بندي (براي نشاسته از زير 50 ميكرومتر تا 200 ميكرومتر) و درصدهاي حجمي متفاوت را (از 40 درصد نشاسته تا 90 درصد نشاسته) تحت پرس دو محوره قرار گرفت. پس از بدست آوردن محدوده دمايي خروج نشاسته و دما و زمان زينتر آپاتيت، نمونه ها تحت سيكل پخت نهايي بدست آمده زينتر شدند. طي آزمايش هاي متوالي اندازه دانه بهينه نشاسته تعيين گرديد و با اين اندازه دانه نمونه هاي نهايي ساخته شد. با اين روش امكان به دست آوردن داربست هايي با %85 تخلخل فراهم شد. نتايج آناليز پراش اشعه X (XRD) نشان داد كه هيچگونه تجزيه فازي در آپاتيت رخ نداده است. به منظور بررسي نحوه پراكندگي تخلخل ها، ارتباط داخلي (interconnectivity) و نيز اندازه آنها ازآناليز ميكروسكوپ الكتروني روبشي(SEM)  استفاده شد. تصاوير بدست آمده وجود تخلخلهايي در ابعاد 200-500mm را با پراكندگي يكنواخت در كل ساختار و با ارتباط داخلي مناسب نشان داد. استحكام فشاري نمونه ها در محدوده30-70MPa  بدست آمد و مدول فشاري آنها نيز در بازه  150-300MPaمحاسبه گرديد.

سيليكون كاربيد يكي از پر كاربردتر ين مواد سراميكي است كه با توجه به خواص مهم آن شامل استحكام و سختي بالا، مقاومت به سا يش وخوردگي بالا مورد توجه ويژه قرار گرفته است. در اين پژوهش به منظور سنتز پودر نانوكريستال سيليكون كاربيد، دو روش حرارت دهي معمولي با استفاده از كوره الكتريكي و حرارت دهي به روش مايكروويو بكار گرفته شده است. در اين پروژه از كربن سياه با سطح ويژه 82.5m/g و گرافيت با اندازه ذرات كوچكتر از 35mm، به عنوان منبع كربن و همچنين سيليكا ژل با اندازه ذرات كوچكتر از 53mm به عنوان منبع تامين كننده سيليس استفاده شده است. در اين راستا، عوامل موثر بر تهيه پودر سيليكون كاربيد شامل نسبت مولي اجزا، دما و زمان واكنش و ... در دو روش مقايسه گرديد. همچنين جهت تعيين ويژگي هاي محصول از روشهاي XRD، TEM،SEM  استفاده شده است. نتايج حاصل از اين بررسي ها نشان داد كه استفاده از مخلوط دوده و گرافيت در دماي 1500C، موجب تشكيل فاز بلوري سيليكون كاربيد خواهد شد و در تركيب با نسبت 1.5 به 1.5 دوده به گرافيت توزيع ذرات پودر ريزتري بدست مي آيد. همچنين اين بررسي ها نشان داد كه در روش حرارت دهي معمولي نانو پودر سيليكون كاربيد پس از 120 دقيقه در دماي 1500C كوره الكتريكي بدست آمد كه نتايج مشاهدات ساختار ميكروسكوپي پودر توليد شده از اين روش، وجود نانوذرات هم محور سيليكون كاربيد را نشان مي دهد. در صورتيكه در روش حرارت دهي مايكرويو پس از 60 دقيقه نانوپودر سيليكون كاربيد شكل رشته اي (ميله اي) ذرات تهيه شد.

در تحقيق حاضر پس از بهينه كردن تركيبات شيشه پايه، بررسي رفتار جوانه زاهاي موثر بصورت انفرادي و چندتايي در سيستم  (LAS) LiO-AlO-SiOانجام شد. ضريب انبساط حرارتي نمونه ها با استفاده از ديلاتومتري در محدوده دماي اتاق تا دماي نرمي ديلاتومتري مورد بررسي قرار گرفت. محدوده شوك پذيري نمونه هاي بهينه در دماهاي مختلف در محدوده 500 الي 700C  اندازه گيري شد. ميكروسختي نمونه ها به روش knoop و استحكام خمشي نمونه ها با استفاده از دستگاه استحكام سنج چهار نقطه اي اندازه گيري شد. همچنين بررسي فازي و ريزساختاري در مورد برخي نمونه ها به روش XRD، SEM انجام گرفت. دانسيته نمونه ها نيز به روش غوطه وري اندازه گيري شد. مقاومت شيميايي نمونه هاي شيشه و شيشه سراميك در محلول هاي  NaOH%5و HCl انجام گرفت. با توجه به نتايج آزمايش ها در اين تحقيق نمونه حاوي 3% جوانه زاي  TiOو ZrO%1 داراي كمترين ضريب انبساط حرارتي، بيشترين شوك پذيري، بالاترين استحكام شكست (MPa155) و مقاومت شيميايي مي باشد.

سراميك شفاف Nd:YAG پلي كريستال، ماده ليزر حالت جامد مهمي است، كه علاوه بر خواص اپتيكي قابل قياس با تك كريستال ها، داراي مزاياي بسيار متعددي نيز مي باشد. استفاده از پودر Nd:YAG نانو كريستالي متضمن شكل پذيري و زينتر شدن بهتر سراميك و در نتيجه ايجاد دانسيته با لاتر و شفافيت بيشتر است. در بين روش هاي متعدد سنتز نانو ذرات، روش همرسوبي داراي مزاياي زيادي مانند سادگي روش، هزينه تو ليد كم، تكرار پذيري بالا و اندازه ذرات كوچك است. در اين روش محلولهاي نيترات ايتيريم، نئوديميم و آلومينيم مخلوط و توسط محلول آبي كربنات هيدروژن آمونيم (NHHCO) رسوب داده شد. پس از رسوب دهي، دوغاب حاصله پيرسازي شد. سپس فيلتر و چندين بار مورد شستشو با آب قرار گرفت. ماده كلسينه نشده حاصل در دماهاي 900، 1000، 1100 و 1200C بمدت 2 ساعت كلسينه شد. رفتار حرارتي، ساختار، تغييرات فازي و مورفولوژي ذرات Nd:YAG بترتيب توسط SEM و XRD،DTA/TGA  بررسي شد آناليز DTA/TGA بترتيب بيانگر وقوع كريستاليزه شدن YAG در 950C و كاهش وزن 48% در كمتر از 500C الگوي پراش اشعه X بعد از كلسينه در دماها ي مختلف نشان مي دهد كه YAlO تنها فاز كريستاليزه شده مي باشد. از بررسي تصاوير SEM، اندازه متوسط ذرات نمونه، قبل و بعد از كلسينه در دماهاي 900، 1000، 1100 و 1200C بمدت 2 ساعت بترتيب حدود 25، 50، 56، 82 و 98 نانومتر بدست مي آيد. مورفولوژي ذرات بخوبي نشان مي دهد كه نانوذرات كلسينه شده در دماهاي مياني كمتر تجمع يافته اند و بنابراين دماها بنظر مي رسد كه جهت عمليات شكل دهي و زينترينگ بعدي بخاطر ذرات ريزتر و تجمع كمتر، مناسب باشد.

هدف از اين تحقيق بررسي عوامل موثر بر سنتز ذرات هيدروكسي آپاتيت در روش شيمي تر با استفاده از واكنشگرهاي هيدروكسيدكلسيم Ca(OH) به عنوان دهنده كلسيم و اورتوفسفريك اسيد (HPO) به عنوان دهنده فسفر در محيط SBF و در دماي37C  بود. اثر غلظت پيش ماده ها و سرعت هم زدن بر خصوصيات پودر سنتز شده، در نسبت مولي كلسيم به فسفر برابر 1.67 بررسي گرديد. تغييرات ساختاري، مورفولوژي پودر، تغييرات شيميايي و آناليز فازي پودر توسط ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM)، آناليز پراش اشعه ايكس (XRD) و طيف سنجي مادون قرمز FTIR انجام شد. با استفاده از نتايج آناليز پراش اشعه ايكس، مشخص شد كه با افزايش غلظت واكنشگرها، درجه كريستالي پودر هيدروكسي آپاتيت حاصله، بيشتر مي شود. نتايج حاصل از آزمايش SEM نشان داد كه با كاهش غلظت واكنشگرها، اندازه ذرات ريزترشده و ذرات پودري با پراكندگي مناسب در محدوده 200-100 نانومتر، حاصل مي شوند. كاهش سرعت همزن بر افزايش درجه كريستالي فاز آپاتيت و كوچكتر شدن شدن اندازه ذرات موثر بود همچنين بهترين نمونه بدست آمده، در غلظت پيش ماده هاي زياد و سرعت هم زدن كم بدست آمده است. بر اساس نتايج محاسباتي و مشاهده مستقيم دانه ها توسط ميكروسكوپ الكتروني عبوري TEM، با تغيير شرايط سنتز ذرات هيدروكسي آپاتيت، امكان دستيابي به نانو ذرات آپاتيتي با اندازه كمتر از 100 نانومتر ممكن ميباشد.

در اين پژوهش رفتار خوردگي كامپوزيت Al/AlN در يك محلول خنثي و اثر درصد وزني فاز سراميكي بوسيله پلاريزاسيون پتانس يوديناميك و نيز مطالعه سطح خورده شده به كمك SEM مورد بررسي قرار گرفت. پودر نانوساختار كامپوزيتي Al/AlN با درصد هاي وزني مختلف (0، 5.5، 2 و 10 درصد وزني) به روش آسياب مكان يكي پس از 25 ساعت آسياب و رسيدن به مرحله پايدار به دست آمد. محصول آسياب پرس سرد و سپس در اتمسفر نيتروژن زينتر شد. نتا يج حاصل از تست هاي الكتروشيميايي و رسم منحني هاي پلاريزاسيون پتانسيوديناميك نشان داد كه با افزايش درصد وزني فاز سراميكي نيتريد آلومينيوم در محلول حاوي 0.5 مولار از نمك طعام، سرعت خوردگي كم شد اما پتانسيل شكست در درصد وزني حداكثر ميزان خود را داشت.

صنعت فولادسازي به عنوان اصلي ترين مصرف كننده ديرگدازها مطرح هستند كه در حدود 25% از مصرف صنعت فولادسازي به پاتيل هاي فولادسازي اختصاص دارد. لذا كاهش مصرف ديرگداز پاتيل هاي فولادسازي اهميت زيادي دارد. در سال هاي اخير استفاده از جزء دوم اكسيدي به صورت اسپينل درجا و يا غيراستيوكيومتري به عنوان راهكاري جهت بهبود كيفيت و طول عمر آستر ديرگداز پاتيل هاي فولادسازي مطرح گرديده است. نتايج فعاليت هاي قبلي توسط نويسندگان مقاله نشان مي دهد كه در درصدهاي بالاي گرافيت، تشكيل اسپينل درجا (in situ) در زمينه ديرگدازهاي منيزيا-كربن باعث تقويت ساختار ديرگداز و افزايش استحكام در دماهاي بالا بواسطه تغيير باند كربني به باند سراميكي اسپينلي مي گردد و در نهايت مقاومت به خوردگي ديرگداز بهبود مي يابد. در اين تحقيق اثر افزودن چند نوع آلومينا و دو نوع اسپينل غيراستيوكيومتري بر خواص ديرگداز منيزيا -كربن حاوي درصد پايين گرافيت (6%) مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج حاصله نشان مي دهد واكنش انبساطي تشكيل اسپينل درجا موجب بازتر شدن ساختار ديرگداز، كاهش استحكام و افزايش MgO-C درصد تخلخل باز آن مي گردد. از سوي ديگر با توجه به اهميت فاز اكسيدي در مقاومت به خوردگي ديرگدازهاي حاوي درصدهاي پايين گرافيت، حضور فاز اسپينل به صورت درجا يا از پيش سنتزي بواسطه مقاومت به خوردگي پايين تر نسبت به منيزيا موجب تضعيف مقاومت به خوردگي فاز اكسيدي و در نهايت خوردگي كل سيستم ديرگداز مي شود.

از آنجايي كه يكي از روش هاي بهبود خواص سطحي فولادها، از جمله خواص تريبولوژيكي آنها، اعمال پوشش هاي سطحي مي باشد، در اين تحقيق نيز جهت دستيابي به خواص مطلوب سطحي، پوشش هاي نفوذي سراميكي و نانوكريستالي غني از كربن با استفاده از عمليات كربن دهي پلاسماي الكتروليتي در محلولي حاوي گليسيرين و هيدروكسيد سديم (NaOH) و با استفاده از يك منبع تغذيه DC - پالسي انجام شده است. در اين روش پوشش با اعمال ولتاژهاي بالا (200-150) ولت حاصل مي گردد. نتايج آزمايش پين بر روي ديسك (Pin-on-Disk) نمونه هاي كربن دهي شده به اين روش، نشان دهنده افزايش مقاومت به سايش اين نمونه ها (ناشي از افزايش سختي به دليل تش كيل تركيبات سراميكي كاربيد) است. همچنين بررسي ها نشان مي دهد تغيير پارامترهاي الكتريكي به هنگام اعمال پوشش نيز بر خواص سايشي حاصل اثر دارد. لذا در اين پژوهش با استفاده از تصاوير بدست آمده از ميكروسكوپ الكتروني عبوري (SEM) اثر پارامترهاي مذكور بر روي اندازه نانوكريستال هاي پوشش ايجاد شده مورد بررسي قرار گرفته است.

رشد دانه ها در مواد نانوساختار همواره يكي از دغدغه هاي مورد توجه محققان در زمينه علم مواد بوده است. سينتيك رشد دانه ها مي تواند چشم انداز جديدي را در مطالعات آزمايشگاهي مواد نانوساختار مطرح سازد. در اين مقاله ابتدا مروري جامع بر تحقيقات متمركز بر اصول تئوري رشد دانه ها انجام شده و سپس با استفاده از محاسبات رياضي و استفاده از الگوهاي ارايه شده تاثير حضور نانو ذرات آلومينا بر اندازه دانه نهايي تركيب بين فلزي RuAl نانوساختار در حين فرايند رشد مطرح مي شود. نتايج نشان مي دهد كه روابط سينتيكي متداول همچون D-D=kt در بسياري از موارد نميتواند الگوي مناسبي براي پيش بيني رفتار رشد دانه زمينه هاي نانوساختار باشد.

در اين كار پژوهشي ساخت غشاهاي شيشه اي سديم بوروس يليكاتي به عنوان فيلترهاي مورد استفاده صنايع مختلف، بخصوص صنايع داروسازي توسط روش سينتر جزيي پودر شيشه مورد مطالعه قرار گرفته است. جهت ساخت اين غشاها پودر با توزيع اندازه ذرات در محدوده 70-100mm مورد استفاده قرار گرفت. در اين كار ابتدا غشاهاي خام اوليه از فشرده سازي پودر شيشه به شكل ديسك هايي با قطر و ضخامت به ترتيب14mm  و0.3mm  توسط دستگاه پرس تك محوري ساخته شدند و سپس در يك كوره الكتريكي به مدت 1.5 ساعت در دماي700C  سينتر شدند. فرآيند سينتر با نرخ افزايش دما 5C/min انجام شد. ريخت شناسي و تعيين اندازه قطر تخلخل ها با پردازش تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) حاصل شد. نتايج اين بررسي نشان مي دهد كه ميانگين اندازه قطر حفرات غشاهاي ساخته شده، برابر 31.3mm مي باشد. همچنين كارايي غشاهاي سينتر شده براي جذب ذرات تك توزيعي، با روش استاندارد DOP اندازه گيري شده، ميزان آن برابر 72% است. نتايج ما ارتباط مستقيم بين كارايي با ميزان تخلخل كل غشاها را آشكار مي كند.