مواد نوین
سال:1390 | دوره:1 | شماره:3 |تعداد مقالات:8

تاکنون بسیاری از شکل های سیلیس به عنوان یکی از اساسی ترین مواد سرامیکی شناخته شده اند، اما با مطرح شدن سیلیس کلوئیدی، چشم اندازی وسیع در مقابل پژوهشگران دانش شیمی و مواد قرار گرفته است. در این پژوهش فرآیند سنتز نوعی سیلیس کلوئیدی با عنوان سیلیس کروی پخش شده با اندازه حدود 300-100 نانومتر به روش سل - ژل در pHهای گوناگون و نیز در مقادیر متفاوت آمونیاک به عنوان یک واکنشگر قلیایی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهند که با افزایش مقدار آمونیاک، اندازه نانو ذرات سیلیس افزایش می یابد و در پی آن، تعداد گروههای آزاد سیلانول (Si-OH) روی سطح نانوسیلیس و نیز فعالیت سطحی آن ها کاهش می یابد؛ به این ترتیب برای سنتز نانو ذرات ریزتر سیلیس نیاز به آمونیاک کم تری است، اما کاهش مقدار آمونیاک خود منجر به کاهش بازده واکنش تولید نانوسیلیس از تترااتیل اورتوسیلیکات می گردد. در pHهای اسیدی تنها لایه های ترک خورده ای از سیلیس مشاهده شد در حالی که در pHهای قلیایی نانو ذرات سیلیس بدست آمد. بررسی های (FTIR) ارتعاشات کششی متقارن و نامتقارن گروههای آزاد سیلانول روی سطح نانوذرات سیلیس را به همراه پیوندهای سیلوکسان (Si-O-Si) نشان می دهد.

چدن های نشکن آستمپر به دلیل ویژگی های مناسب مکانیکی مانند: استحکام بالا، داکتیلیتی مناسب و مقاومت سایشی، دارای کاربردهایی وسیع در صنایع گوناگون از جمله خودروسازی، راه آهن و دیگر صنایع سنگین می باشند، اما محدودیت بزرگ آن ها سختی نسبتا بالا و قابلیت ماشین کاری کم و بالا رفتن هزینه تولید آن از این جهت می باشد. «چدن نشکن آستمپر با قابلیت ماشینکاری» یک ماده جدید مهندسی با ویژگی های بسیار مناسب است و در مقایسه با چدن های نشکن معمولی دارای استحکام بالاتر در سختی نسبتا یکسان و نیز قابلیت ماشین کاری و در مقایسه با چدن های نشکن آستمپر معمولی با استحکام خستگی بهتر می باشد. در این پژوهش امکان تولید «چدن نشکن آستمپر با قابلیت ماشین کاری» با انتخاب ترکیب شیمیایی مناسب و سیکل عملیات حرارتی آستنیته در دمای 850 درجه سانتیگراد به مدت 60 دقیقه، آستمپرینگ در دمای 390 درجه سانتیگراد به مدت 60 دقیقه، ایجاد ساختار آسفرایتی با استحکام کششی 900 و استحکام تسلیم 705 نیوتن بر میلیمتر مربع، ازدیاد طول نسبی 15 درصد، سختی 232 برینل، استحکام خستگی 370 نیوتن بر میلیمتر مربع و بهبود برآیند نیروی برشی و درنتیجه بهبود قابلیت ماشین کاری به مقدار 20 درصد امکان پذیر شد.

کامپوزیت های C 4 Al/B توجه بسیاری از پژوهشگران و صنعتگران حوزه های نظامی، هسته ای، حمل و نقل و رایانه را به خود جلب کرده است. در این پژوهش، ساختار ورق های این مواد کامپوزیتی تولید شده با روشی بر پایه اتصال تجمعی نورد مورد توجه قرار گرفت. نتایج نشان دادند که با بکارگیری کاهش سطح مقطع نوردی 66 درصد در مراحل افزودن لایه تقویت کننده و پس از آن با کاهش سطح مقطع 50 درصد، جوش سردی مناسب بین ورق ها ایجاد می شود. تجزیه و تحلیل اشعه ایکس و میکروسکوپ الکترونی عبوری نشان داد که پس از 7 سیکل اتصال تجمعی نورد، دانه هایی نانوساختار و کشیده شده در جهت نورد توسعه می یابند. افزون بر این، پس از 7 سیکل اتصال تجمعی نورد، توزیعی مناسب از ذرات تقویت کننده کاربید بور در زمینه نانوساختار آلومینیوم بدست آمد که بیانگر کارایی مناسب این روش تولید است.

مخلوط هایی از کنسانتره سلستیت (خلوص 98 درصد) معدن لیکک و کربن اکتیو (98 درصد کربن) تهیه و در اتمسفر آرگن (خلوص 99.99 درصد) احیا شدند. محصولات واکنش احیای کربوترمیک به وسیله آزمایش های (XRD) و (TGA/DTA) بررسی شدند. نتایج آنالیزهای حرارتی و پراش اشعه ایکس محصولات نشان داد که نخستین نشانه های تشکیل سولفید استرانسیم (SrS) در دمای 720 °C مشاهده می شود. واکنش احیای کربوترمیک به صورت مرحله به مرحله پیش می رود و در دمای حدود 1100 °C به پایان می رسد. نتایج آنالیز پراش اشعه ایکس و آنالیزهای ترمودینامیکی نشان دادند که تنها محصول جامد بدست آمده سولفید استرانسیم است و هیچ گونه ترکیب میانی در مسیر احیا مشاهده نشد.

بمنظور بهبود ویژگی های سطحی برای استفاده در کاشت های پزشکی، یک فرایند نیتروکربوره کردن الکترولیتی پلاسمایی روی فولاد ضد زنگ آستنیتی بکار گرفته شد. محلول پایه، اوره ای با 10 درصد کلرید آمونیوم و 3 درصد کربنات سدیم به عنوان حمام الکترولیت آماده شد. سپس نمونه ها باجریان مستقیم و کم ترین ولتاژ (150 ولت) پوشش داده شدند. ریخت شناسی سطح و سطح مقطع نمونه پوشش داده شده به وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی بررسی شد. ریزساختار و ترکیب شیمیایی نمونه ها به وسیله آنالیز تفرق اشعه ایکس (XRD) و پراکنش انرژی اشعه ایکس (EDX) مطالعه شد. ریزساختار لایه بیرونی پوشش شامل اکسیدهای کروم و آهن می شود. برای بررسی زیست سازگاری نمونه نیتروکربور شده و مقایسه آن با فولاد ضدزنگ آستنیتی، دو گروه نمونه شامل نمونه بدون پوشش و نمونه پوشش داده شده، در استخوان درشت نی خرگوش قرار گرفت. پس از 6 هفته پین ها از بدن خارج شدند و به وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی و پراکنش انرژی اشعه ایکس (EDX) مطالعه شد. عکس ها نشان دهنده سطح نمونه هستند و با مقایسه آن با عکس های پیش از قرارگیری در بدن می توان به وجود لایه ای از بافت پی برد. آنالیز EDX نیز مقادیر قابل ملاحظه ای از فسفر و کلسیم و توزیع نا یکنواخت آن ها را روی سطح نمونه نشان می دهد که نشان دهنده رشد بافت روی سطح به دلیل ساختار متخلخل است.

یکی از مسایل جوشکاری مقاومتی نقطه ای سه ورقی، عدم رشد کافی دکمه جوش (منطقه ذوب شده) در فصل مشترک ورق/ ورق است، یعنی جایی که بیش ترین نیاز به آن وجود دارد. این امر منجر به کاهش ویژگی های مکانیکی و افزایش حساسیت به شکست فصل مشترکی می شود. در این مقاله تاثیر ضخامت ورق بر الگوی رشد دکمه جوش حین جوشکاری مقاومتی نقطه ای سه ورق با ضخامت یکسان بررسی می شود. نتایج نشان می دهند که یک ضخامت ورق بحرانی برای رشد دکمه وجود دارد که در آن، اندازه دکمه جوش در راستای فصل مشترک ورق/ ورق و در امتداد مرکز هندسی اتصال (وسط ورق میانی) تقریبا برابر است. در ورق های با ضخامت کم تر از مقدار بحرانی، یک دکمه جوش بیضی شکل تشکیل می شود به گونه ای که رشد دکمه جوش در امتداد مرکز هندسی اتصال بیش تر از رشد دکمه در امتداد فصل مشترک ورق/ ورق است، اما در ورق های با ضخامت بیش تر از مقدار بحرانی، یک دکمه جوش غیربیضوی تشکیل می شود که رشد دکمه بیش تر در فصل مشترک ورق/ ورق متمرکز است.

نانو ذرات به دلیل ویژگی های منحصربه فردی که از خود بروز می دهند، مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته اند. سیلیکای رسوبی تاثیر قابل ملاحظه ای در تقویت ویژگی های استحکامی لاستیک دارد؛ هم چنین، به عنوان پرکننده در بتن بکار می رود. البته، موارد کاربرد سیلیکا در صنعت بسیار گسترده است. در این پژوهش، از سیلیکات سدیم، اسید سولفوریک، آب مقطر و هم چنین، سدیم دودسیل سولفات و پلی وینیل پیرولیدون به عنوان سرفکتانت استفاده شده است. اثر غلظت اجزای محلول و هم چنین، اثر افزودن سرفکتانت بر اندازه، شکل و توزیع اندازه ذرات بررسی شد و فراسنج های بهینه بدست آمد. طبیعت این ذرات به وسیله پراش پرتو ایکس و ریخت شناسی و اندازه ذرات به وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی و عبوری مورد مطالعه جامع قرار گرفت. نتایج نشان می دهند که افزایش غلظت سیلیکات سدیم با کاهش اندازه ذرات همراه است. هم چنین، با افزودن سدیم دودسیل سولفات و پلی وینیل پیرولیدون به عنوان سرفکتانت می توان به اندازه ذرات در حد 15 نانو متر دست یافت.

از آن جا که در صنایع چینی بهداشتی ایران، ریخته گری به روش دوغابی سنتی انجام می گیرد، لذا قالب های گچی نقش اساسی در کیفیت محصول نهایی دارند. بنابراین، قالب های گچی در این صنعت از نظر طول عمر، جذب آب و سطح تمام شده دارای اهمیتی ویژه می باشند که بهینه سازی این فراسنج ها، به یک سری عوامل موثر ذاتی گچ همچون استحکام، دانه بندی، جذب آب، ضریب نفوذ پذیری، سیالیت، زمان گیرش گچ قالب سازی و هم چنین، برخی شرایط ساخت قالب گچی مانند دور هم زن، مدت زمان هم زدن، دمای آب، سختی آب و روش خشک کردن قالب بستگی دارد. در این پژوهش، ابتدا به بررسی ویژگی های ذاتی گچ و اثر آن بر کیفیت قالب پرداخته شده است و پس از انتخاب گچ مناسب، اثر عوامل حین ساخت، مورد بررسی قرار گرفت. سپس با توجه به امکان تغییر این فراسنج ها، قالب گچی با ویژگی های مناسب جهت تولید چینی بهداشتی ساخته شد.