علم و مهندسی سرامیک
سال:1392 | دوره:2 | شماره:1 |تعداد مقالات:7

سرمت ها به عنوان یک سازه سرامیکی مقاوم در دماهای بالا بواسطه حضور فاز ثانویه فلزی چکش خوار، تردی و شکنندگی آنها به طور قابل توجهی کمتر از سرامیک های منولیتیک یا کامیوزیت های سرامیک- سرامیک می باشد. بدین ترتیب می توانند در بسیاری موارد که مقاومت به سایش، مقاومت به خزش و مقاومت ترمومکانیکی بالا نیاز باشد جایگزین آلیاژهای فلزی شوند. در این مطالعه ساخت و خواص سرمت بر پایه آلومینا و فاز فلزی کروم به روش سنتز احتراقی در نسبت های مختلف از مواد Al2O3،Cr2O3  و Al، زمان های مختلف آسیا کاری و دماهای مختلف عملیات حرارتی مورد بررسی قرار گرفته است. برای انتخاب مناسب پارامترهای ساخت (زمان آسیاکاری، دمای پخت، اتمسفر، ترکیب مواد اولیه) نمونه هایی با نسبت های مختلف از مواد اولیه که در زمان های مختلف آسیا کاری شده بودند مورد آنالیز DTA، و TGA قرار گرفتند. همچنین از SEM برای مشاهدات ریز ساختاری، از XRD برای آنالیز فازی، از آزمون خمش سه نقطه ای برای اندازه گیری استحکام و تافنس و از روش ویکرز برای اندازه گیری سختی استفاده گردید. نتایج نشان می دهد که برای زمانهای آسیا کاری بالاتر از 2 ساعت به دلیل فعال سازی پودر دمای شروع واکنش های گرما زا کاهش می یابد. با افزایش نسبت x در مخلوط اولیه {3xAl, xCr2O3, (1-x)Al2O3} یعنی استفاده کمتر از Al2O3 اضافی تا x=0.5 دانسیته، استحکام و تا  x=0.7تافنس نمونه های زینتر شده افزایش می یابد. اما سختی همواره با افزایش نسبت x کاهش می یابد. در ضمن برای مخلوط باx=0.5  با افزایش دمای زینتر تا 1550oC تافنس افزایش یافته هرچند به میزان جزئی استحکام از 1500 به 1550oC کاهش می یابد. در ضمن مساله اکسیداسیون فاز کرم خیلی مهم بوده به طوری که فقط در اتمسفر آرگون با خلوص بالا می توان به بالاترین خواص رسید.

در این تحقیق، تاثیر نوع و میزان افزودنی بر روی رفتار تف جوشی و خواص سرامیک نیمه شفاف پایه آلومینا مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور، نانو پودر a-Al2O3 با مقادیر مختلفی از افزودنی های MgO و La2O3 تحت فشار 300 MPa فشرده شده و در دو دمای 1700 و 1875oC تف جوشی گردید. ریزساختار نمونه های تف جوشی شده توسط میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی مجهز به EDS مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با افزایش مقدار افزودنی MgO، احتمال تشکیل فازهای ثانویه اسپینل درون دانه ها افزایش یافته که این نقص به عنوان نقطه پراکندگی نور عمل می کند و سبب کاهش شفافیت نمونه می شود. با افزودن La2O3، آلومینا با دانه هایی عاری از تخلخل و ساختار ریز و فشرده حاصل می شود. همچنین مشخص شد که نمونه حاوی 0.12 درصد وزنی MgO و 0.2 درصد وزنی La2O3 که به مدت 12 ساعت در دمای 1875oC تف جوشی شده، حداکثر عبور 60%، سختی 1840 ویکرز و چگالی 99.95% چگالی تئوری را از خود نشان می دهد.

در این تحقیق، پودر Al2024 نانوساختار و پودر کامپوزیتی Al2024-B4C به روش آسیای مکانیکی تولید شدند. برای آسیا کردن پودرها از دستگاه آسیای سایشی به مدت 50 ساعت و تحت اتمسفر آرگون استفاده شد. پودرهای به دست آمده، به روش پرس گرم شکل داده شده و سپس تحت فرآیند اکستروژن داغ با نسبت اکستروژن 10:1 قرار گرفتند. مورفولوژی و خواص پودرهای آسیا شده با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) و آنالیز XRD مورد بررسی قرار گرفت. برای مقایسه خواص مکانیکی نمونه های اکسترود شده از آزمون کشش و سختی استفاده شد. نتایج نشان می دهند حضور ذرات B4C باعث تشدید نرخ کارسختی در پودر Al2024 در حین فرآیند آسیای مکانیکی می شود. مقادیر به دست آمده از آزمون کشش و سختی نیز بیانگر این مطلب است که فرآیند آسیای مکانیکی و ذرات B4C باعث افزایش استحکام و سختی آلیاژ Al2024 می شوند اما انعطاف پذیری آن را به شدت کاهش می دهند.

در تحقیق حاضر، آلومینای مزوپور، به روش خودچینشی القاء شده توسط تبخیر (EISA) با استفاده از حلال مناسب سنتز شد. نمونه های مزومتخلخل آلومینایی با استفاده از آلومینیوم ایزوپروپکساید و آلومینیوم نیترات به عنوان پیش ماده (جفت اسید وباز) در حضور کوپلیمر سه- بلوکه P123 به عنوان قالبگیر و حلال های اتانول و تتراهیدروفوران تهیه شدند. مشخصات فیزیکی نمونه ها با استفاده از جذب و واجذب نیتروژن (BET)، میکروسکوپ پروب روبشی (SPM)، طیف سنجی مادون قرمز (FTIR)، آنالیز حرارتیDTA) ، (TG و پراش اشعه ایکس (XRD) بررسی شد. نتایج طیف سنجی مادون قرمز و آنالیز حرارتی، خروج کامل قالبگیر را حین عملیات حرارتی تایید نمود. نتایج جذب و واجذب نیتروژن نشان دادند که پودرهای سنتز شده در تتراهیدروفوران و اتانول، طبق دسته بندی آیوپاک به ترتیب نوع IV با هیسترزیس H2 و H3 هستند که حضور حفرات در محدوده مزو را تایید می نماید. پودرهای مزوپور در حضور اتانول و تتراهیدروفوران به ترتیب دارای سطح ویژه 100 و 120 مترمربع بر گرم و حجم حفرات 0.35 و 0.4 سانتیمترمکعب بر گرم بودند. نمودار توزیع اندازه حفرات (BJH) در حضور حلال تتراهیدروفوران، حفرات با توزیع اندازه باریک تری را نشان داد. در این تحقیق نشان داده می شود که تتراهیدروفوران در مقایسه با اتانول، نقش موثرتری در ایجاد یک ساختار یکنواخت دارد.

با افزودن اکسیدهای فسفر، زیرکونیم و منیزم به ترکیب شیشه ای از خانواده ZnO-B2O3-SiO2، شیشه های اپال از گونه خودبه خودی تهیه شد. سپس میزان اپسیته نمونه ها با اندازه گیری درصد گذر نور توسط طیف سنجی نور مرئی (UV-Visible Spectroscopy) تعیین شد. مقاومت شیمیایی نمونه ها نیز در محیط قلیایی شدید بر پایه استاندارد  ISO 695اندازه گیری شد. سازوکار اپال شدن در نمونه های حاوی  P2O5جدایش فازی و در بقیه نمونه ها تبلور جزئی تشخیص داده شد. همچنین مشخص شد که نمونه حاوی  ZrO2بهترین مقاومت شیمیایی را در بین بقیه نمونه ها داراست. در این نمونه فازهای زیرکونیا، گانیت و ویلمیت متبلور شده بودند.

پیزوسرامیک بدون سربBi0.5 (Na1-xKx)0.5 TiO3  با نام مختصر BNKTx با مقادیر مختلف پتاسیم 0.24، 0.22، 0.20، x=0.18 به روش سنتز حالت جامد تهیه شد. بررسی فازی نمونه ها توسط پراش اشعه x نشان داد که تمامی ترکیب ها دارای ساختار پروسکایت خالص می باشند. در ادامه خصوصیات دی الکتریکی، فروالکتریکی و پیزوالکتریکی نمونه ها تعیین شد. افزایش مقدار پتاسیم سبب کاهش دمای قطبش زدایی  Tdدر نمونه ها می شود. اندازه گیری حلقه پسماند در دمای اتاق نشان داد که بیشترین مقدار میدان وادارنده و قطبش پس ماند به ترتیب در نمونه هایx=0.18  و  x=0.20بدست آمد. بررسی کرنش در میدان الکتریکی در دمای اتاق برای تمام نمونه ها انجام شد و بیشترین مقدار کرنش در نمونه  x=0.20برابر 0.13 درصد حاصل شد. کرنش در دمای نزدیک Td به مقدار بسیار بالای 0.36 درصد در نمونه  x=0.20رسید. بهترین خصوصیات دی الکتریکی و پیزوالکتریکی در نمونه  x=0.20نشان داد که ترکیب مذکور همان ترکیب مرز فازی مورفوتروپیک MPB در این سیستم می باشد.

در این مقاله نانوذرات اکسیدآهن به روش همرسوبی و با استفاده از NaOH به عنوان عامل رسوب دهنده سنتز شده است. خواص مغناطیسی ذرات توسط VSM اندازه گیری و تاثیر غلظت مواد واکنش دهنده بر خواص مغناطیسی و اندازه نانوذرات بررسی شده است. اندازه ذرات با استفاده از الگوهای اشعه X به کمک فرمول شرر و همچنین با استفاده از داده های مغناطیسی محاسبه و با اندازه  TEMمقایسه شده است. اندازه ذرات بدست آمده بین 8 الی 12 نانومتر و مغناطش اشباع آنها بین 65emu/gr الی 84emu/gr می باشد. مشخص گردید که کاهش نسبت غلظت NaOH به غلظت مجموع یونهای آهن باعث افزایش چشمگیر مغناطش اشباع ذرات می شود ولی اندازه آنها را به مقدار اندکی افزایش می دهد.