مواد و فناوری های پیشرفته
سال:1397 | دوره:7 | شماره:2 |تعداد مقالات:7

جانشینی Mg2+ در نانو ذرات فریت کبالت باعث بهبود خواصی از قبیل پایداری شیمیایی، مقاومت به خوردگی، ناهمسانگردی کریستال های مغناطیسی و خواص نوری-مغناطیسی می شود. در این تحقیق آلیاژ سازی مکانیکی به عنوان یک روش ساده و ارزان برای تولید نانو ذرات فریت کبالت-منیزیم به کار گرفته شد و خواص فیزیکی و مغناطیسی فریت به دست آمده بررسی شده است. به منظور مشخصه­ یابی محصولات از پراش پرتو ایکس و میکروسکوپ الکترونی روبشی استفاده شد. شکل ذرات پودری حاصل از آسیاب نامنظم و اندازه شان در محدوده 5-48 نانومتر می باشد. نتایج XRD نشان داد پس از 30 ساعت آسیاکاری و زینتر در دماهایی بیش از º C 700 تک فاز فریت کبالت-منیزیم تشکیل شد و اندازه دانه ها از 33 تا 85 نانومتر و کرنش شبکه 88/0 تا 75/0 درصد تخمین زده شد. با افزایش دمای زینترینگ از 700 تا º C 1100 خواص مغناطیسی تک فاز تولید شده بهبود یافته و نفوذ پذیری مغناطیسی با افزایش دمای زینترینگ به دلیل تغییر ساختاری افزایش یافت. آنالیز نتایج نشان داد در دمای زینترینگ پایین (زیر º C 1000) خواص پارامغناطیسی و در دمای بالاتر از º C 1000 حالت فرومغناطیس شدید با حلقه پسماند S شکل بر نمونه حاکم است.

در این پژوهش، نمونه­ های آلومینیوم خالص 1050 بطور موفقیت­ آمیزی تحت فرایند اصطکاکی اغتشاشی تا شش پاس قرار گرفته و سپس، خواص مکانیکی، الکتریکی و ریزساختاری نمونه­ های فراوری شده بدست آمده و با نمونه اولیه مقایسه گردیده است. نتایج حاکی از افزایش استحکام تسلیم، استحکام نهایی و سختی نمونه در اثر اعمال این فرایند می­ باشد. مشخص گردید، میزان بهبود خواص مکانیکی در پاس­ های بعدی چشمگیر نیست و نیز می­ توان گفت که با دور شدن از مرکز، مقدار میکروسختی بتدریج و با شیب ملایم کاهش می­ یابد. اگرچه شکل­ پذیری نمونه بعد از اعمال اولین پاس کاهش می­ یابد افزایش تعداد پاس­ ها، مقدار شکل­ پذیری نمونه را در مقایسه با حالت تک پاسه بهبود می­ دهد. نتایج ریزساختاری نشان داد که با انجام یک پاس از فرایند مذکور، میکروساختار بشدت تغییر پیدا کرده و میزان مرزهای بزرگ زاویه بشدت افت پیدا می­ کند که می­ تواند دلیل اصلی کاهش هدایت الکتریکی نمونه یک پاسه در مقایسه با نمونه اولیه باشد. افزایش تعداد پاس­ ها موجب افزایش چگالی نابجایی­ ها، تبدیل مرز­ های کوچک به بزرگ زاویه و تقاطع بالای میکروباند­ های برشی بعد از اعمال هر پاس می­ گردد که موجب بهبود شکل­ پذیری نمونه و افزایش هدایت الکتریکی آن در مقایسه با نمونه تک پاسه می­ شود. لذا، این فرایند قابلیت لازم برای بهبود همزمان خواص مکانیکی و حفظ خواص الکتریکی را داراست.

هدف از تحقیق حاضر سنتز و مطالعه ریزساختار و خواص مکانیکی داربست زیست تخریب پذیر Mg-Zn جهت کاربردهای ارتوپدی می باشد. بدین منظور، داربست های Mg-Zn حاوی 3 و 5 درصد وزنی Zn با استفاده از ذرات اوره به میزان 15، 25 و 35 درصد حجمی توسط روش متالورژی پودر ساخته شدند و برای تعیین دمای بهینه تفجوشی، نمونه ها تحت عملیات حرارتی در دماهای مختلف 500، 550، 565 و 580 درجه سانتیگراد قرار گرفتند. سپس ترکیب شیمیایی، میکروساختار و خواص مکانیکی داربست های ساخته شده تحت بررسی قرار گرفت. مطابق نتایج، اندازه میانگین ماکروتخلخل و میکرو تخلخل های حاصل در داربست های ساخته شده به ترتیب در حدود 400-200 و کمتر از 100 میکرون می باشد. نتایج نشان داد که تخلخل و حفرات موجود در نمونه ها به علت مناطق تمرکزدهنده تنش و کاهش سطح موثر قطعه در مقابل اعمال تنش خارجی، استحکام مکانیکی داربست ها را کاهش می دهند. همچنین با افزایش درصد Zn، از طریق مکانیزم استحکام دهی محلول جامد و پخشی، استحکام فشاری داربست های Mg-Zn افزایش یافت. نتایج حاصل از آنالیز SEM نیز نشان داد که با افزودن عنصر Zn، ترکیبات بین فلزی Mg7Zn3 و MgZn می تواند تشکیل شود. . . . نتایج آزمون پلاریزاسیون نشان داد که با افزودن 5درصد وزنی Zn در مقایسه با نمونه های حاوی 3 درصد وزنی به علت تشکیل ترکیبات بین فلزی بیشتر، مقاومت به خوردگی کاهش یافت. مطابق نتایج آزمون ارزیابی سمیت سلولی، میزان زیست پذیری داربست های حاوی 3 درصد وزنی Zn، بالاتر از نمونه­ های حاوی 5 درصد وزنی Zn بدست آمد.

بهبود مقاومت به خوردگی توسط فرایند الکتروپولیش یکی از راه های مهم در فرایند اصلاح سطح می باشد. در این تحقیق اثر دو متغیر غلظت اسید پرکلریک و دمای حمام بر فرایند الکتروپولیش و تاثیر آن بر مقاومت به خوردگی آلیاژ اینکونل 718 بررسی شد. جهت بررسی ریزساختار و کیفیت زبری سطح، قبل و بعد از الکتروپولیش به ترتیب از تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی و آزمون زبری سنجی سطح استفاده شد. جهت تعیین محدوده ولتاژ و جریان الکتروپولیش از منحنی های I-V استفاده شد. نتایج نشان داد دستیابی به سطحی یکنواخت و عاری از حفرات تنها در شرایطی حاصل می شود که ترکیب الکترولیت حاوی 20 درصد حجمی اسید پرکلریک و دمای حمام برابر ° C 15 باشد. تحت شرایط مذکور سرعت الکتروپولیش در مرزدانه ها و درون دانه ها به یکدیگر نزدیک شده و منجر به ایجاد سطحی صاف و یکنواخت می گردد. حداقل زبری سطح بعد از الکتروپولیش در شرایط بهینه µ m 026/0 به دست آمد. نتایج حاصل از آزمون پلاریزاسیون تافل در محلول H2SO4+0. 01M KSCN 0. 5M نشان داد، الکتروپولیش موجب کاهش چگالی جریان خوردگی و نجیب تر شدن پتانسل خوردگی در آلیاژ شده است. نمونه الکتروپولیش شده در شرایط بهینه بیشترین مقاومت به خوردگی را از خود نشان داد. دلیل افزایش مقاومت به خوردگی در اثر الکتروپولیش به تشکیل لایه اکسیدی یکنواخت و ریزساختار عاری از حفرات در سطح نسبت داده شد.

شیشه زیست فعال به دلیل توانایی پیوند بافت نرم و سخت در ترمیم، درمان و شکسته بندی استخوان و نیز به عنوان جایگزینی مناسب برای استخوانچه های گوش مورد توجه قرار گرفته است. در این مقاله از شبیه سازی دینامیک مولکولی با استفاده از نرم افزار گرومکس برای مطالعه ساختار شیشه زیست فعال شبیه سازی شده به روش سل-ژل استفاده شد. برای ایجاد گروه های هیدروکسیل، سیستم شیشه زیست فعال مورد نظر مدل سازی شد. سپس یک سیکل حرارتی در بازه دمایی 298 الی 923 درجه کلوین با نرخ ثابت بر سیستم مورد مطالعه اعمال گردید و ساختار داخلی، ضریب نفوذ و چگالی جرم مولکولی، تعداد پیوند های هیدروژنی، طول پیوند و زوایای پیوندی مورد ارزیابی قرار گرفت. توابع توزیع شعاعی برای مطالعه ساختار شیشه زیست فعال نیز مطالعه شد. بررسی چگالی مولکول ها و نتایج شبیه سازی زوایا و طول پیوندها بیانگر تمایل مواد به قرارگیری در مکانِ بهینه و سیستم پایدار می باشد. بر اساس یافته های مرتبط با تحرک کمتر ریز ترکیب P2O5 در محیط جعبه شبیه سازی، ریز ترکیبات SiO2 و CaO در ایجاد توزیع یکنواخت ترکیبات و عناصر در سامانه تأثیرگذار هستند. با بررسی ضریب نفوذ و توزیع مولکولها به روش تابع توزیعی شعاعی در جعبه، و با اعتماد به نسبت خوشه ای شدن می توان ادعا نمود که اجزای موجود در سامانه، توزیع نسبتاً یکنواختی داشته اند و فاصله بین اتم ها در مولکول های گوناگون قابل قبول و منطقی است.

هدف از اجرای این کار، سنتز و بررسی آفت کش گیاهی نانوامولسیون شده به منظور افزایش کارآیی و کاهش مصرف سموم شیمیایی می باشد. در این تحقیق از اسانس گیاهی زیره که سازگار با محیط زیست می باشد و باعث آلودگی محیط زیست و محصولات کشاورزی نمی شود، بجای آفت کش طبیعی استفاده شد. برای تهیه نانوامولسیون ها، اثر چندین پارامتر از جمله میزان درصد ماده سورفاکتانت، زمان سونیکاسیون و غلظت اسانس مورد بررسی قرار گرفت. به منظور بررسی پایداری نانوامولسیون ها، آزمایشات متفاوتی مانند شفافیت نوری، اندازه گیری ویسکوزیته، pH، هدایت الکتریکی بر روی نمونه ها انجام شد. همچنین سایز و مورفولوژی نمونه ها بوسیله آنالیز پراکندگی نور دینامیکی و میکروسکوپ الکترونی عبوری بررسی شد. نتایج حاصله نشان داد که نانوامولسیون های سنتزشده در غلظت های 1 تا 5 درصد دارای پایداری مناسبی بوده (بررسی در مدت 14 ماه)، متوسط اندازه نانوامولسیون های سنتز شده 15 نانومتر می باشند. تست های آفت کشی بر روی نمونه های نانوامولسیون سنتز شده بر پایه اسانس گیاهی زیره، سمیت تماسی علیه شته جالیز (ppm 3461. 91= LC50) نشان داد که این سمیت با افزایش غلظت، افزایش معنی داری را بیان می نمود.

در این تحقیق سنتز و بررسی تاثیر آلومینیم نیترات بر میزان رسانایی هیدروژل نانو کامپوزیت رسانا, با استفاده از منومر آکریلیک اسید و نانولوله های کربن مورد بررسی قرار گرفته است. به این منظور از طریق پیوندزنی مونومر آکریلیک اسید پایه آب با مقادیر بهینه برای رسیدن به یک هیدروژل با ظرفیت تورمی جذب آب بالا سنتز شد. واکنش پلیمریزاسیون در محیط آبی و در حضور آغازگر آمونیوم پرسولفات و شبکه ساز متیلن بیس آکریل آمید انجام گرفت. مکانیسم فرضی برای تشکیل هیدروژل پیشنهاد و اتصالات ساختاری و مورفولوژی آن توسط دستگاههای FTIR و SEM تایید شد. نتایج بدست آمده نشان داد هیدروژل سنتز شده دارای ظرفیت جذب آب مقطر بوده و میزان رسانایی و هدایت الکتریکی در آن بوسیله نانو لوله کربنی تک جداره افزایش یافته و با افزودن نیترات آلومینیوم و سدیم فسفات، رسانایی به مقدار S/m60/19 گردیده است. در مرحله بعد، میزان تورم هیدروژل در محلول های بافر 4و9 مورد بررسی قرار گرفت که در محیط قلیایی، میزان جذب آب به عدد 921/0 در هر گرم حاصل گردید.