مواد و فناوری های پیشرفته
سال:1393 | دوره:3 | شماره:1 |تعداد مقالات:10

هدف از ارائه این مقاله بررسی عوامل مختلفی چون غلظت استخراج کننده، دما و غلظت اصلاح کننده بر میزان جذب پروتون اسید سولفوریک توسط حلال آلی تری اکتیل آمین در بازیابی آنیون های فلزاتی از قبیل وانادیوم می باشد. برای این منظور با تغییر پارامترهای دما، غلظت اسید سولفوریک، غلظت حلال آلی TOA واصلاح کننده اکتانول، به بررسی درصد استخراج اسید پرداخته شده است. این بررسی ها نشان داده اند واکنش جذب پروتون توسط TOA گرمازا بوده، افزایش غلظت استخراج کننده باعث افزایش درصد استخراج می شود. از طرفی تغییرات غلظت اصلاح کننده بر استخراج بی اثر است و صرفا جدایش دو فاز را تسهیل می کند. واکنش استوکیومتریک جذب پروتون همراه با استخراج دو مول اسید و سه مول آب است.

تولید ابزارهای برشی امروزی، بدون استفاده از کاربیدهای سمانته به عنوان ماده اولیه ممکن و میسر نمی شد. نیاز صنایع به ابزارهای برشی جدید با توانایی و کیفیت بالاتر جهت حصول نتایج اقتصادی بهتر، منجر به بهره گیری از فرآیندها و روشهای پیشرفته و مدرن در تولید و یا بهبود آنها شده است. در این پژوهش تلاش گردید با افزایش زمان فرآیند سینتر و براساس روش سینتر مجدد، خواص گوناگونی را جهت حصول دامنه های کاربردی متنوع بدست آورد. جهت بررسی موضوع، نمونه ای از استاندارد K با ترکیب (92 wt%) WC، (2 wt%) Tac و (6 wt%) Co که برای ماشینکاری چدن ها بکار برده می شود و همچنین نمونه ای دیگر از خانواده استاندارد P با ترکیب شیمیایی (80 wt%) WC، (5%wt) Tac، (5%wt) Tic و (10%wt) Co که برای ماشینکاری فولادها مناسب می باشد، انتخاب شدند. ساختار نمونه ها و مواد اولیه آنها توسط میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد بررسی قرار گرفت. نمونه ها در زمانهای 1 تا 10 ساعت و با یک شیب حرارتی یکنواخت تا درجه حرارت 1490±5oc درون کوره و تحت خلاء نسبی 10-2torr سینتر شدند. در ادامه نمونه های سینتر شده جهت بررسی های فازی تحت آنالیز XRD قرار گرفتند. نتایج این آنالیز به کمک نرم افزار نشان داد که نمونه تهیه شده شامل فازهای عمده مطلوب می باشد. رفتار خواص مکانیکی با سنجش تغییرات سختی از 1698HV30 تا 1674HV30 برای نمونه های نوع K و از 1389HV30 تا 1347HV30 برای نمونه های نوع P کاهش یافت که علت آن کاهش عیوب کریستالی و رشد دانه ها بود. استحکام گسیختگی عرضی نمونه ها مورد بررسی قرار گرفت که با افزایش زمان سینتر تا 4 ساعت به علت از بین رفتن مراکز جوانه زنی ترک این پارامتر برای نمونه نوع K به 2991MPa و برای نمونه نوع P به 2710MPa افزایش داشت و پس از آن با افزایش زمان سینتر تا 10 ساعت، به علت غالب شدن پدیده رشد دانه این مقادیر برای نمونه های نوع K و P به ترتیب به 2610MPa و 2250MPa کاهش یافتند. این رفتار با سنجش اندازه گیری اشباع مغناطیسی و نیروی پسماندزدای مغناطیسی بیانگر تغییراتی در ریزساختار اولیه و هم جهت با تغییرات تافنس می باشد که این امر منجر به بهبود خواص براده برداری ابزار برای قطعات ریختگی می گردد. بررسی دانسیته نمونه ها نیز تغییرات محسوسی را نشان نمی داد.

هدف از تحقیق حاضر، سنتز ترکیب سه تایی Ti0.4Ni0.5Nb0.1 به روش آلیاژسازی مکانیکی و ارزیابی ترمودینامیکی فازهای تشکیل شده به روش نیمه تجربی میدما است. به علاوه محصولات تولیدشده به روش های مختلف مشخصه یابی شده و فازهای نهایی در هر مرحله تعیین گردید. نتایج الگوی پراش پرتو ایکس نشان داد که در ساعات اولیه آسیاکاری محلول جامد Ni (Ti) تشکیل می شود، ولی نایوبیم به صورت نامحلول در شبکه باقی می ماند؛ پس از 7.5 ساعت آسیاکاری، ترکیب بین فلزی NiTi تشکیل می گردد. اما کماکان عنصر نایوبیم به صورت نامحلول باقی می ماند. با ادامه آسیاکاری، پس از 10 ساعت فاز آمورف تشکیل شده که با ادامه آسیاکاری باقی می ماند. مطالعه مورفولوژی محصولات آسیاکاری شده با میکروسکوپ الکترونی روبشی با نشر میدانی نشان داد که ساختاری همگن پس از 20 ساعت آسیاکاری حاصل می شود که با ادامه آسیاکاری، در اثر به هم چسبیدن و جوش سردمنتج به محصولات درشت تر می شود. نتایج میکروسکوپی الکترونی عبوری موید حضور همزمان فازهای آمورف و نانو بلورهای بر مبنای ترکیب بین فلزی NiTi بود. بررسی های ترمودینامیکی سامانه های دوتایی نیکل-تیتانیم، نیکل-نایوبیم و تیتانیم-نایوبیم و سامانه سه تایی نیکل- تیتانیم- نایوبیم بر اساس مدل میدما تشکیل محلول جامد Ni (Ti) و عدم حلالیت نایوبیم را پیش بینی می نماید. این بررسی ها همچنین نشان داد که به علت اختلاف ناچیز در مقدار انرژی آزاد گیبس، تشکیل فازهای آمورف و ترکیب بین فلزی NiTi در محصول نهایی آلیاژسازی مکانیکی ممکن است. بررسی های ترمودینامیکیبر اساس مدل میدما نشان از تطابق مناسب با نتایج تجربی آلیاژسازی مکانیکی مخلوط پودری با استوکیومتری Ni0.5Ti0.4Nb0.1 داشت.

سلول های خورشیدی رنگینه ای توسط پوشش های مزومتخلخل منظم دی اکسید تیتانیم ساخته و عملکرد آنها ارزیابی شد. بررسی خصوصیات ساختاری پوشش ها توسط پراش پرتو ایکس مشخص ساخت که فاز آناتاز در دمای 300oC جوانه زده و با افزایش دما تا 700oC تبلور می یابد. مساحت سطح ویژه پوشش ها با افزایش دمای آنیل از 400 به 600oC از 163.43 به 87.15m2/g کاهش و میانگین اندازه تخلخل ها از 5.05 به 8.75nm افزایش یافته است. میزان جذب پوشش ها در محدوده مرئی با افزایش دمای آنیل افزایش یافته و لبه جذب آنها به سمت طول موج های بزرگ تر جابجا شده است. ارزیابی عملکرد سلول های ساخته شده از پوشش های مزومتخلخل منظم دی اکسید تیتانیم در ضخامت های مختلف مشخص ساخت که با افزایش ضخامت از 0.7 تا 1.7mm جریان اتصال کوتاه از 2.59 به 8.05mA/cm2 افزایش می یابد اما افزایش بیشتر ضخامت موجب کاهش جریان اتصال کوتاه می شود. بیشترین بازده سلول در ضخامت 1.7mm برابر %3.61 به دست آمد.

در این پژوهش آلیاژ Cu30-Ni70 با استفاده از فرآیند آلیاژسازی مکانیکی تولید شد. مقادیر مختلف از نانولوله های کربنی با استفاده از آسیای سیاره ای پرانرژی به منظور تولید نانوکامپوزیت های Cu-Ni/CNT، در زمینه توزیع شدند. بررسی اثرات حضور نانولوله های کربنی در نانوکامپوزیت ها با استفاده از آنالیز پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، مغناطش سنج نمونه ارتعاشی (VSM) و روش استاندارد پروب چهار نقطه ای صورت گرفت. نتایج XRD نشان داد که آلیاژ همگن Cu30-Ni70 پس از 5 ساعت آسیاکاری تولید شده است. بررسی میکروساختار نانوکامپوزیت ها با استفاده از تصاویر SEM، نقش موثر نانولوله ها در ریز شدن ساختار را نشان داد. ریز ترین ساختار در بالاترین درصد از تقویت کننده (5%wt) به دست آمد. نتایج آزمون مقاومت الکتریکی نشان دهنده افزایش هدایت الکتریکی نانوکامپوزیت ها در حضور CNT و تاییدی بر توزیع یکنواخت نانولوله های کربنی در زمینه آلیاژی بود. به علاوه توزیع نانولوله های کربنی در زمینه منجر به کاهش مغناطش اشباع و افزایش نیروی پسماندزدای نانوکامپوزیت ها شد.

در این تحقیق، برای بررسی خواص مکانیکی نانوکامپوزیت مس/گرافن با استفاده از فرآیند آلیاژسازی مکانیکی و پرس سرد از طراحی آزمون تاگوچی استفاده شده است که متغییرهایی نظیر درصد گرافن، زمان آسیاب کاری، فشار پرس و دمای تف جوشی در این تحقیق بکار برده شده است. در این مقاله تاثیر درصد گرافن بر خواص مکانیکی نانو کامپوزیت مس/گرافن مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور عملیات آلیاژسازی مکانیکی پودر های مذکور به مدت حداکثر 20 ساعت درون آسیاب گلوله ای سایشی و تحت محیط گاز آرگون انجام شد. برای بررسی مورفولوژی ذرات پودر از میکروسکوپ الکترونی روبشی، آنالیز مخلوط پودری از الگوی پراش پرتو X و برای ردیابی گرافن از طیف سنج آنالیز رامان استفاده شده است. نتایج بدست آمده نشان دهنده بهبود خواص مکانیکی می باشد به صورتی که بالاترین استحکام فشاری (562MPa) در میزان 0.5 درصد گرافن و بالاترین سختی (63.3BHN) در میزان 0.2 درصد گرافن به دست آمد.

لایه های دوتائی و پودرهای نانوساختار شده و نانومتخلخل TiO2- SnO2 با نسبت های مولی Sn:Ti مختلف با روش ساده سل- ژل آبی تهیه شدند. سل های تهیه شده دارای ذرات با ابعاد نانومتری بودند. آنالیز پراش اشعه ایکس نشان داد که نسبت مولی Sn:Ti و دمای عملیات حرارتی بر ترکیب فازی محصول تاثیر داشته و استحاله فازی آناتاز به روتیل در حضور فاز SnO2 به تاخیر افتاد. نتایج میکروسکوپ الکترونی عبوری تائید نمود که اندازه بلورک محصول در حدود 3 نانومتر است. همچنین تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی مورفولوژی نانوساختار با اندازه دانه در گستره 40-20 نانومتر را نشان داد. حسگرهای ساخته شده از لایه نانوساختار TiO2- SnO2 پاسخ بالائی به غلظت پائین گاز CO در دمای کاری پائین 200 درجه سانتی گراد داشتند.

در این تحقیق، از پودر گرافن خالص استفاده شد و تحت فشار مشخص 10 بار قرص هایی از آن تهیه گردید. از نمک سدیم هیدروکربنات برای بارور کردن قرص ها استفاده شد. پودر نمک سدیم درون قرص های گرافیت ریخته و تحت عملیات حرارتی در کوره قرار گرفت. آنالیز XRD جابجایی پیک مشخصه گرافن را نشان می دهد. سپس برای ذخیره کردن هیدروژن در قرص های تهیه شده، گاز هیدروژن توسط هیدروژن ژنراتور تولید شده و به دورن محفظه بسته که حاوی قرص ها بودند دمیده و محفظه توسط ازت مایع در دمای 80 درجه کلوین قرار داده شد تا عملیات جذب هیدروژن صورت پذیرد. آنالیز حرارتی DSC در محیط گاز آرگون برای بررسی هیدروژن ذخیره شده در قرص ها بکار برده شد که نتایج نشان می دهد در زمان 20 دقیقه و فشار 1 مگاپاسکال هیدروژن، قرص گرافن بارور شده با فلز سدیم قادر به جذب و ذخیره هیدروژن بوده است.

در تحقیق حاضر به بررسی رفتار سایش ساینده کامپوزیت های زمینه پلی استری تقویت شده با درصدهای گوناگون پودر کاربید سیلیسیم و الیاف فایبرگلاس پرداخته شده است. تاثیر درصدهای گوناگون الیاف فایبرگلاس و پودر کاربید سیلیسیم و همچنین فاصله لغزشی بر روی جرم از دست رفته مورد آزمایش قرار گرفته است. با افزایش فاصله لغزشی، میزان درصد جرم از دست رفته کاهش می یابد و با کاهش درصد جرم از دست رفته، مقاومت در برابر سایش کامپوزیت زیاد خواهد شد. ویژگی های استحکام مواد به نوع و کیفیت تقویت کننده بستگی دارد. از اینرو نمونه شامل 1% وزنی فایبرگلاس در درجه اول و 3% وزنی کاربید سیلسیم در درجه دوم بیشترین استحکام را از خود نشان دادند. وزن مخصوص نانو کامپوزیت ها با افزودن تقویت کننده به زمینه تمایل به کاهش از خود نشان داد در حالیکه درصد تخلخل باز نانو کامپوزیت ها تمایل به افزایش داشتند. در نهایت بررسی ریزساختار کامپوزیت های تقویت شده توسط آنالیز پراش اشعه ایکس و میکروسکوپ الکترونی روبشی انجام شد که به دلیل درصد ناچیز تقویت کننده ها به فاز زمینه، فاز شناسی خیلی قابل شناسایی نبود.

اسیدی شدن از آسیبهای رایج آثار چوبی تاریخی است و مبحث اسیدزدایی در بسیاری از موارد در جریان مراحل حفاظت و مرمت آثار چوبی تاریخی مطرح می شود. استفاده از آمونیاک به همراه حلال الکلی (عموما متانول) به عنوان ماده اسیدزدا، روشی معمول برای اسیدزدایی آثار چوبی تاریخی می باشد، اما استفاده از این ماده اسیدزدا بخاطر سطحی بودن اسیدزدایی و عمق نفوذ اندک این ماده در چوب مشکلاتی را در بر دارد. امروزه استفاده از دیسپرسیون قلیایی نانوذرات هیدروکسید کلسیم در ایزوپروپانول برای اسیدزدایی آثار تاریخی چوبی، کاغذی و پارچه ای نتایج قابل توجهی در پی داشته است. در این تحقیق روش رایج اسیدزدایی چوبهای تاریخی ایران با استفاده از محلول آمونیاک در حلال الکلی، با روش جدیدی که در سالهای اخیر در موزه استکهلم برای اسیدزدایی چوبهای اسیدی شده کشتی تاریخی Vasa، آزمایش شده، مقایسه گردیده است؛ به این منظور، سه گونه چوبی جدید چنار، گردو و گلابی و دو نمونه تاریخی چنار مربوط به دوران صفوی و قاجار، مورد آزمایشهای اسیدزدایی قرار گرفته اند و در راستای بررسی امکان استفاده از نانوذرات هیدروکسید کلسیم برای اسیدزدایی آثار چوبی تاریخی، با تکیه بر نتایج بررسیهای pH سنجی و وزن سنجی، به بررسی تصاویر میکروسکوپ الکترونی رویشی و آنالیز طیف سنجی جذب اتمی و مقایسه میزان انحلال نمونه ها در مواد اسیدزدا با بررسی تغییر رنگ آنها پرداخته شده است.