نانو مواد (تحقیقات مواد نانو کامپوزیتی)
سال:1389 | دوره:2 | شماره:5 |تعداد مقالات:8

در این مقاله سنتز نانوالیاف کامپوزیتی SnO2/ZnO به روش ترکیبی الکتروریسی و فرآیند سل - ژل گزارش شده است. همچنین تاثیر ولتاژ کاری و غلظت پلی وینیل الکل بر مورفولوژی، اندازه و توزیع قطر نانوالیاف تهیه شده بررسی شده است. محلول های آماده شده از مواد پلی وینیل الکل، استات روی و کلرید قلع با غلظت های متفاوت پلی وینیل الکل در آب، تحت فرآیند الکتروریسی قرار گرفتند تا الیاف کلریدقلع / استات روی / پلی وینیل الکل حاصل شود و پس از کلسینه شدن به مدت 6 ساعت در دمای 650 oC نانوالیاف کامپوزیتی SnO2/ZnO تهیه شود. از آزمون های STA، XRD، SEM و EDX جهت مشخصه یابی و بررسی عوامل موثر بر مورفولوژی نانوالیاف استفاده گردید. نانوالیاف حاصل دارای قطر متوسط 75 نانومتر است. نتایج نشان داد که نانوالیاف کامپوزیتی SnO2/ZnO بدست آمده از خلوص فازی و شیمیایی بالایی برخوردار است.

در این مقاله نشان می دهیم که فرآیندهای مارکوف نقشی اساسی در جاروب سطح زبر و مشخص کردن توپوگرافی آن سطح دارند. توپوگرافی سطح حاصل شده از یک پروفایلومتر مانند میکروسکوپ نیروی اتمی AFM (Atomic Force Microscope)، وابسته به برهمکنش سطح با سوزن پروب است. وقتی سایز سوزن پروب با تغییرات ارتفاع سطح قابل مقایسه باشد، تصویر سطح نسبت به سطح اصلی مقداری متفاوت خواهد داشت. اثر سوزن باعث بوجود آمدن یک تلاقی در تابع ساختار سطح می شود. برای مقیاس های کوچکتر از طول مارکوف - مقیاس طول مینیمم بر روی فرآیندی که مارکوف باشد - تابع تصادفی که سطح زبر را توصیف می کند غیر مارکوفی است، در حالیکه برای مقیاس طول بزرگتر از طول مارکوف، سطح می تواند توسط یک فرآیند مارکوف توصیف شود. سطوح زبر مصنوعی تولید شده با روش (Fractional Guassian Noise) FGN، به خوبی سطح زبر V2O5 حاصل شده توسطAFM ، این نتایج را تایید می کند.

در این تحقیق از مخلوط نانوپودرهای اکسید تیتانیوم و آلومینا جهت ساخت کامپوزیت Al2O3-20wt%Al2TiO5 با استفاده از روش زینتر واکنشی استفاده شد. جهت سینتر واکنشی، نمونه ها در دماهای 1300 oC، 1400 و 1500 حرارت داده شدند. نتایج حاصل از الگوی پراش اشعه ایکس  (XRD)نشان داد در هر سه دما فازهای اصلی Al2TiO5 و Al2O3 تشکیل شده است. با سینترینگ نمونه ها تا دمای1500 oC  دانسیته نمونه تا 96.9 درصد دانسیته تئوری افزایش یافت. تصاویر SEM نشان داد که فصل مشترک مناسبی بین دانه های Al2O3 و Al2TiO5 ایجاد شده است. نتایج حاصل از سختی سنجی و چقرمگی نشان داد که با افزایش دما از1300 oC  به1500 oC  سختی و چقرمگی به ترتیب تا 8.5 GPa و 4.28 MPan1/2 افزایش می یابد.

هیدروکسی آپاتیت جزء اصلی بخش معدنی بافت استخوان دارای ساختاری در مقیاس نانومتر می باشد. در ترکیب شیمیایی آن یون های مختلفی وجود دارند که منیزیم و کربنات از مهمترین آنها هستند. حضور این یون ها باعث تغییر هیدروکسی آپاتیت از حالت استوکیومتری می شود که آن را به یک هیدروکسی آپاتیت بیولوژیک با زیست سازگاری بالا تبدیل می کند. به منظور بررسی اثر منیزیم و کربنات بر ساختار هیدروکسی آپاتیت، ابتدا هیدروکسی آپاتیت و سپس هیدروکسی آپاتیت منیزیم دار و هیدروکسی آپاتیت کربناتی به روش شیمی تر سنتز شده و سپس تغییرات ساختاری ایجاد شده با استفاده از تکنیک هایی مانند XRD، FTIR وSEM  مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد که منیزیم باعث کاهش اندازه ثابت شبکه ای c و افزایش اندازه ثابت شبکه ای a می شود. و کربنات به عکس منیزیم و با تاثیر محسوس تری باعث افزایش ثابت شبکه ای c و کاهش ثابت شبکه ای a شد. همچنین حضور هر دو یون باعث کاهش میزان بلورینگی هیدروکسی آپاتیت شدند. بررسی های انجام شده بر روی نمونه های سنتز شده نشان داد که اندازه ذرات با ورود منیزیم و کربنات به شبکه کوچکتر شده و در حدود 30-100 نانومتر است.

در این تحقیق، نانوپودرهای سرامیکی هیدروکسی آپاتیت با استفاده از فرآیند هیدروترمال بوسیله ترکیبات حاوی کلسیم و فسفر سنتز شدند. بررسی فازی، ساختاری، اندازه ذرات و مورفولوژی پودر HA حاصل توسط الگوی پراش ایکس (XRD)، دستگاه زتاسایز (Zetasizer) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایجXRD  تشکیل فاز هیدروکسی آپاتیت را تایید می نماید. وجود دو پیک توزیع اندازه ذرات در تصویر Zetasizer نشان می دهد که مقداری از پودر آگلومره شده است که این مساله در تصاویر SEM نیز به خوبی قابل مشاهده است. نتایج نشان داده که حداقل دمای لازم برای تشکیل فاز هیدروکسی آپاتیت برابر با 150 oC است که در این صورت متوسط اندازه ذرات HA برابر با 80±10 nm و اندازه بلورک ها برابر با 18 nm می باشد.

جهت فرآوری سونوشیمیایی نانوساختارهای اکسید آهن از کلرید آهن (FeCl3.6H2O) بعنوان پیش ماده، هیدروکسید سدیم (NaOH) بعنوان واکنشگر، پلی وینیل پایرولیدن (PVP) بعنوان سورفکتانت و همچنین آب مقطر بعنوان حلال در دمای 50 oC در این پژوهش استفاده گردید. ابتدا محلول هایی با مولاریته مشخص از FeCl3.6H2O و NaOH تهیه شد و در مدت زمان 1.5 ساعت واکنش ها بین محلول ها انجام گرفت. در حین انجام واکنش های شیمیایی بین محلول ها امواج التراسونیک با 5 شدت مختلف و در فرکانس ثابت 20kHz توسط دستگاه سونیکیتور  (Sonicator)به محلول اعمال گردید. با انجام واکنش های شیمیایی رسوباتی از نانوساختارهای اکسید آهن در محلول حاصل شد سپس این رسوبات توسط صافی از محلول جدا و پس از شستشو با آب مقطر و متانول مخصوص شستشو در دمای 100 oC به مدت 4 ساعت خشک شدند. نانوساختارهای تهیه شده در ابتدا جهت بررسی ساختار مواد توسط دستگاه های آنالیز پراش اشعه X (XRD) و جهت بررسی دمای کریستالیزاسیون مورد آنالیز TG-DTA و سپس توسط میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) جهت بررسی مورفولوژی و اندازه ذرات مورد آنالیز قرار گرفت و نتایج بدست آمده نشان از فرآوری نانوساختارهای اکسید آهن با فاز γ داشت که میانگین اندازه ذرات 20-50 نانومتر خواهد بود.

در این پژوهش، نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن (مگ همایت) با استفاده از روش تک مرحله ای رسوب دهی شیمیایی تهیه شد. نانوذرات مگ همایت با استفاده از نمک های کلرید آهن (II) و کلرید آهن (III) و عامل رسوب دهنده آمونیوم تهیه شدند. ساختار و توزیع اندازه ذرات و مورفولوژی سطح این نانوذرات با استفاده از طیف پراش پرتو ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) و همچنین اثرات خاصیت مغناطیسی (VSM) مورد مطالعه قرار گرفت. طیف XRD به وضوح تشکیل فاز مگ همایت و عدم وجود هر گونه فاز دیگری به غیر از اکسید آهن را مورد تایید قرار داد. تصاویر TEM توزیع منظمی از اندازه ذرات تشکیل شده را نمایش داد. میانگین اندازه این ذرات 8 نانومتر گزارش شد. نتایج  VSMنانوذرات مگ همایت نشان دهنده خاصیت سوپر پارامغناطیسی ذرات بود.

نانوکامپوزیت های اپوکسی اصلاح شده با اکریلات روی با استفاده از اکریلات روی و دی گلیسید اتر بیس فنل A دو عاملی به عنوان رزین اپوکسی تهیه شدند. این نانوکامپوزیت ها بر اساس حضور نانوذرات کروی دی اکسید تیتانیوم و نانوذرات صفحه ای خاک رس و در درصدهای متفاوت آنها و به کمک همزن برشی تولید شدند. بعد از اختلاط، ترکیبات قالب گیری شده و با افزودن عامل پخت، پخت شدند. در نهایت، نمونه های مختلف جهت انجام آزمون های مختلف مکانیکی تهیه گردیدند. نتایج آزمون ها نشان دادند که با افزایش حضور نانوذرات، مقاومت شکست نمونه ها به سبب افزایش قدرت جذب ضربه نمونه، که ناشی از حضور نانوذرات می باشد، افزایش قابل ملاحظه ای دارد. استحکام کششی نیز با افزایش میزان نانوذرات خاک رس و TiO2 افزایش می یابد. آنالیزهای SEM و XRD نیز به منظور شناسایی مورفولوژی نانوکامپوزیت ها انجام شد. نتایج نشان دادند که نمونه ها دارای یکنواختی بالایی هستند که این امر ناشی از توزیع مناسب نانوذرات در زمینه رزین است. همچنین، نتایج نشان می دهد که ذرات کروی در مقایسه با ذرات صفحه ای خواص مکانیکی بهتری دارند.