علم و مهندسی سرامیک
سال:1398 | دوره:8 | شماره:4 |تعداد مقالات:8

در این تحقیق تأثیر استفاده از دو نوع پودر مختلف کاربید سیلیسیم شامل SiC-1 (β-SiC) و SiC-2 (β-SiC+α-SiC) و هم چنین مقادیر مختلف افزودنی CaO شامل 0، 4/0 و 8/0 درصد وزنی بر رفتار سینتر SiC سینتر شده به روش بدون فشار با سیستم افزودنی Al2O3-Y2O3-CaO مورد بررسی قرار گرفته است. در تمامی نمونه ها نسبت مولی Al2O3: Y2O3 برابر با 3: 2 و مجموع درصد وزنی افزودنی ها در مقدار ثابت 9 درصد وزنی ثابت در نظر گرفته شد. نمونه ها در دمای 1900 درجه ی سانتی-گراد به مدت 1 ساعت در اتمسفر آرگون سینتر شدند. نتایج نشان دهنده این است که چگالی نسبی، مدول الاستیک، میکروسختی و چقرمگی شکست نمونه های سینتر شده از پودر SiC-2 بیشتر از پودر SiC-1 می باشد. هم چنین با افزودن CaO تا 4/0 درصد وزنی در هر دو نوع پودر سینترپذیری افزایش یافته و سپس با افزایش آن تا 8/0 درصد وزنی سینترپذیری کاهش یافته است. بیشترین میزان چگالی نسبی و مدول الاستیک در نمونه های سینتر شده توسط پودر SiC-1 به ترتیب برابر با 86/80 درصد و GPa 11± 99/273 و در نمونه های سینتر شده توسط پودر SiC-2 به ترتیب برابر با 34/92 درصد و GPa 4/8 ± 55/344 است. هم چنین بیشترین میزان میکروسختی و چقرمگی شکست در نمونه های سینتر شده توسط پودر SiC-2 در 4/0 درصد وزنی CaO و به ترتیب برابر با GPa 82/0± 51/19و MPa. 5/0± 7/4 به دست آمده است.

امروزه پوشش های نانوساختار نیترید تانتالیوم به دلیل دارا بودن خواص حفاظتی مناسب همانند سختی، مقاومت به سایش بالا و مقاومت به خوردگی بالا دارای کاربرد بسیار زیادی در مهندسی پزشکی و بهبود رفتار بیولوژیکی تیتانیوم و آلیاژهای آن دارد. دراین تحقیق پوشش نانوساختار نیترید تانتالیوم با کمک فرایند کند و پاش مغناطیسی بر روی سطح آلیاژ NiTi اعمال گردید. سپس خواص فازی، ساختاری ومورفولوژی به ترتیب با استفاده از XPS، FESEM، AFM مورد بررسی قرارگرفته است، همچنین خواص نانو مکانیکی پوشش بوسیله روش های نانودندانه گذاری و نانو خراش در بارهای مختلف ارزیابی شده است. نتایج بیانگر تشکیل پوشش همگن، یکنواخت و عاری از ترک پوشش نانو ساختار نیترید تانتالیوم با اندازه ذرات حدود 20 نانومتر همراه با سختی و مدول الاستیک به ترتیب 12/6 و 4/87گیگاپاسکال و عمق نفوذ 91 نانومتر است که منجر به بهبود 34 درصد سختی سطح آلیاژ NiTi گردیده است. همچنین پوشش نانوساختار تانتالیوم منجر به ایجاد ضریب اصطکاک 28/0 و غالب شدن مکانیزم سایش خراشان نسبت به مکانیزم سایش چسبان برای آلیاژ NiTi گردیده است.

در این پژوهش متراکم سازی نانو پودر منیزیای خالص با میانگین اندازه ذرات در حدود 100 نانومتر توسط زینتر قوس پلاسما با فشار اعمالی 80 مگاپاسکال و محدوده ی دمایی ℃ 1000 تا ℃ 1400 و نرخ گرمایش 50 درجه سانتیگراد بر دقیقه در زمان 20 دقیقه مورد بررسی قرار گرفت. دانسیته نمونهها با افزایش دمای زینترینگ تا دمای ℃ 1200 به طور آهسته افزایش یافت و بعد از آن با افت دانسیته و افزایش رشد دانه ها همراه بود. رشد دانهها در طی فرایند زینترینگ با تئوری کلاسیک رشد دانه ها تحلیل شد. نتایج بررسی نرخ تراکم نسبت به دما نشان داد بیشترین افزایش دانسیته در دمای ℃ 1100 اتفاق افتاده است. انرژی فعال سازی رشد دانه به دست آمده برابر با 24/452 کیلوژول بر مول به دست آمد. بیشترین میزان عبور امواج مادون قرمز در طول موج 6/5 میکرومتر برای نمونه ی زینتر شده در دمای ℃ 1200 به مدت 20 دقیقه به میزان 67 درصد به دست آمد.

نانو رنگدانه های CoAl2O4 با استفاده از کلرید کبالت و اکسید آلومینیوم به عنوان رنگدانه سرامیکی آبی به روش همرسوبی ساخته شد. محصول به دست آمده در دمای 1200 درجه سانتی گراد کلسینه شد. سه نمونه تحت شرایط متفاوت ساخته شد و با استفاده از آسیاب سیاره ای درون حلال پخش و همگن گردید. سپس به روش سیلک اسکرین بر روی سرامیک چاپ زده شد. پودر به دست آمده برای شناسایی فازی، رنگ سنجی و ریز ساختار تحت آزمون های XRD، SEM و رنگ سنجی قرار گرفت. نتایج حاصل از آزمایش XRD نشان می دهد که نانو ذرات CoAl2O4 در هر سه نمونه مورد مطالعه تشکیل شده اند. نتایج توزیع اندازه ذرات و تصاویر SEM از پودر های ساخته شده نشان می دهد با افزایش زمان آسیاب میانگین اندازه ذرات از 413 نانومتر به 181 نانومتر کاهش می یابد. همچنین سرامیک چاپ شده تحت آزمون های SEM و رنگ سنجی قرار گرفت.

در این پژوهش نانوذرات بیسموت تنگستات (Bi₂ WO₆ ) توسط روش هیدروترمال سنتز شد و اصلاح سطح آن به منظور افزایش خاصیت فوتوکاتالیستی توسط پلادیوم (Pd) و هیدروکسی اپتایت (Hap) صورت گرفت. نمونه Pd/Bi₂ WO₆ / Hapاز دو جزء فعال در نور مرئی (Pd، Bi2WO6) و) و جاذب هیدروکسی اپتایت (Hap) تشکیل شده است. فعالیت نمونه Pd/Bi₂ WO₆ /Hap برای تخریب آلاینده فنول بالاتر از نمونه هایی است که تنها یک جزء فعال در نور مرئی (مانند Bi2WO6) دارند. در این پژوهش خواص ساختاری نمونه-های Bi₂ WO₆ ، Pd/Bi₂ WO₆ ، Hap/Bi₂ WO₆ ، Hap/Pd/Bi₂ WO₆ به وسیله ی طیف بینی بازتاب پخشی(DRS)، پراش اشعه ی ایکس (XRD) و تصویر برداری میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) بررسی شد. همچنین خواص فوتوکاتالیستی نمونه ها در تخریب آلاییدگی فنول مورد بررسی قرار گرفت. نتیجه ی آزمایش های فوتوکاتالیستی انجام شده، نشان داد که فوتوکاتالیست Hap/Pd/Bi₂ WO₆ تحت تابش نور مرئی عملکرد بسیار مطلوبی دارد. همچنین نتایج نشان داد که سرعت تخریب فوتوکاتالیستی نمونهPd/Bi₂ WO₆ /Hap نسبت به نمونه Bi₂ WO₆ بهبود چشمگیری داشته است. این بهبود عملکرد به دلیل عوامل مختلفی از جمله افزایش سطح ویژه، جداسازی مؤثر الکترون ها و حفره ها، اندازه ی مناسب شکاف انرژی و همچنین افزایش زمان جذب آلاینده به وسیله ی هیدروکسی اپتایت می باشد.

الکترولیز پلاسما از روش های نوین سنتز و فرآوری مواد است که در آن از برهمکنش پلاسما با محلول استفاده می گردد. در این مقاله، از یک چیدمان ساده تخلیه الکتریکی پین-به-الکترولیت با محلول آبی نیترات نقره در هوای معمولی استفاده شد. مشاهدات تجربی نشان داد که به محض شروع تخلیه الکتریکی و تشکیل پلاسمای هوا بین پین فلزی و سطح محلول، ماده سیاه رنگی در محل تماس پلاسما-محلول شروع به تشکیل می کند و به تدریج سراسر الکترولیت را فرا گرفته و در نهایت در کف ظرف ته نشین شده و جداسازی می گردد. آنالیز XRD نشان داد که ماده سنتز شده Ag2O2 است. از تصاویر FESEM مشخص شد که این پودر شامل ذرات میکرومتری است. طیف جذبی فرابنفش-مرئی-فروسرخ نزدیک (UV-Vis-MIR) این نمونه نشان داد که یک نیمه هادی با گاف انرژی eV94/0 – 9/0 است.

در این تحقیق، نانو ذرات کاربید زیر کونیوم به روش سل-ژل در سیستم الکلی سنتز شد. سل در سیستم سه جزئی آلکوکسید-آب-الکل بر پایه ی فرآیند شیمیایی سل-ژل تحت شریط اسیدی و در محدوده5=pH تهیه گردید. زیرکنیم پروپوکساید، فورفوریل الکل به عنوان مواد اولیه مورد استفاده قرار گرفت. پس از فرایند هیدرولیز و تشکیل ژل، پودر اولیه تحت عملیات حرارتی قرار گرفت و ذرات نانومتری ZrC تشکیل شد. اثر پارامترهای pH و دما در فرایند سنتز این نانو پودرها مورد بررسی قرار گرفت. برای ارزیابی خواص محصول از آنالیزهای DLS SEM, DTA/TG-XRD-FTIR استفاده گردید. نتایج در مورد سل نشان داد که با کنترل pH در محدوده 5، ذرات پیش سازنده حاوی Zr را در اندازه های زیر 10 نانومتر می توان سنتز کرد. در داده های FTIR، پیوندهای Zr-O و Zr-C به ترتیب در محدوده 560 و cm-1505 شناسایی شدند. آنالیز DTA/TG نشان داد که جوانه های اولیه ذرات ZrC در محدوده دمایی C° 1320 تشکیل شده است که الگوی پراش اشعه ایکس این موضوع را تایید می کند. تصاویر ریزساختاری SEM نشان داد که ذرات کاربید زیرکنیم در محدوده زیر 100 نانومتر تشکیل شده است و توزیع اندازه ذرات در محدوده باریک و یکنواخت صورت گرفته است.

هدف از این پژوهش، ساخت و مشخصه یابی پودر نانوکامپوزیتی از شیشه زیست فعال 45S5/فلوئورآپاتیت (FA) می باشد. نانوکامپوزیت ها حاوی 10، 15 و 20 درصد وزنی فلوئورآپاتیت با روش سل-ژل سنتز شدند. از آنالیزهای XRD و FTIR جهت مشخصه یابی و ارزیابی نانوکامپوزیت های تولید شده، استفاده شدند. نتایج بدست آمده از آنالیزهای XRD و FTIR نشان دهنده سنتز موفقیت آمیز نانوکامپوزیت های 45S5/FA با خلوص فازی بالا است. نتایج استحکام فشاری افزایش استحکام تا نمونه حاوی 15%، FA را نشان داد. جهت بررسی سمیت سلولی از آزمون MTT (3-(4, 5-Dimethylthiazol-2-Yl)-2, 5-Diphenyltetrazolium Bromide) بهره گرفته شد نتایج این بخش نشان دهنده عدم سمیت سلولی نمونه ها، کاهش میزان زنده مانی پس از هفت روز بود. کمترین میزان زنده مانی مربوط به نمونه فلوئور آپاتیت خالص بود.