اخیرا دسته­ ای از ترکیب­ های سه­ تایی با ترکیب که به مکس­ فازها معروف هستند، به عنوان یک ماده نوین مورد توجه قرار گرفتند. یکی از ویژگی­ های مهم مکس­ فازها، خاصیت خود ترمیم­ شوندگی آنها است. دلیل اصلی مورد توجه قرار گرفتن مکس­ فازها، مجموعه منحصر به فردی از خواص غیرمعمول شامل خواص فلزی، سرامیکی، فیزیکی، مکانیکی آنها است. یکی از این مکس­ فازها، ترکیب سه­ تایی Ti3SiC2 است. خواص مکانیکی این نوع مکس­ فاز را می­ توان با استفاده از تقویت­ کننده­ های مختلفی همچون کاربیدی­ ها (مانند کاربید سیلیسیم) بهبود بخشید. سختی، دمای ذوب، استحکام مکانیکی و مدول الاستیسیته بالا از ویژگی­ های بارز کاربید سیلیسیم است. همچنین مقاومت به اکسیداسیون کاربید سیلیسیم به خاطر شکل­ گیری لایه اکسید سیلیسیم بالا است. کامپوزیت Ti3SiC2-SiC را می­ توان از سنتز درجای مخلوط Si و TiC با نسبت استوکیومتری مناسب به روش پرس گرم تولید کرد. در این پژوهش، هدف اصلی بررسی خواص مکانیکی کامپوزیت Ti3SiC2-SiC ساخته شده به روش درجا و مقایسه آن با کامپوزیت ساخته شده به روش غیر درجا است. از این رو، کامپوزیت­ های SiC Ti3SiC2-به روش درجا و غیردرجا به وسیله پرس گرم در محدوده دمایی 1400 تا ° C 1600 تحت فشار 30 تا MPa 40 برای 30 تا 60 دقیقه ساخته شدند و ویژگی­ های فیزیکی و مکانیکی آن شامل چگالی، سختی، استحکام خمشی و چقرمگی شکست مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفتند. برای شناسایی فاز­ های تشکیل شده از الگوی پراش پرتو ایکس (XRD) و بررسی ریزساختاری از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) استفاده شد.

در این پژوهش سنتز درجا پودر نانوکامپوزیت هیدروکسی آپاتیت - نانولوله کربن به روش سل-ژل بررسی شد. بمنظور پخش مناسب نانولوله های کربنی (CNTs) در زمینه هیدروکسی آپاتیت، از سورفکتنت (SDS) استفاده شد و ریزساختار نانوکامپوزیت سنتز شده مورد بررسی قرارگرفت. چگونگی پراکنده شدن نانولوله ها با استفاده از روش های UV-Vis، طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز و رامان بررسی شد. بمنظور سنتز پودر نانوکامپوزیت، نخست با ایجاد سل های یکنواختی از منابع کلسیمی و فسفری در محیط آبی و سپس به آن محلول ها نانولوله های کربنی پراکنده شده به وسیله SDS در حالی که التراسونیک شدند، افزوده شد. در نهایت اختلاط این دو سل، با هم زدن در دمای محیط، به مدت 2 ساعت، ژل سیاه رنگی ایجاد و در نهایت پس از خشک نمودن ژل و عملیات حرارتی در دمای 600 درجه سانتی گراد تحت اتمسفر آرگون سنتز شدند. بمنظور ارزیابی ویژگی های بدست آمده از روش های آنالیز XRD، SEM، TEM/SAED/EDX، FTIR و DSC استفاده شد.نتایج نشان داد که استفاده از SDS بمنظور پراکنده کردن نانولوله ها در زمینه هیدروکسی آپاتیت، از رسوب آن ها جلوگیری می کند. هم چنین، سطح نانولوله ها به وسیله بلورک های هیدروکسی آپاتیت به خوبی پوشش داده شده است.بررسی های XRD نشان داد که اندازه بلورک های هیدروکسی آپاتیت سنتز شده در حدود 50 nm می باشد که این نتیجه را TEM نیز، تایید نمود و آنالیز حرارتی DSC شروع پدیده کریستالیزاسیون بلورهای هیدروکسی آپاتیت را به دلیل وجود نانولوله های کربنی در دمای پایین تر اثبات کرد.

هدف از انجام پژوهش حاضر، بررسی تأثیر تقویت کننده فاز مکس Ti3AlC2 بر رفتار الکترومغناطیس کامپوزیت های زمینه TiC است. در این رابطه، از فرایند آسیاب کاری و عملیات حرارتی ثانویه برای سنتز کامپوزیت مورد نظر بهره گرفته شد. بررسی ساختارهای حاصل توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی، آنالیز حرارتی افتراقی و دستگاه پراش سنج پرتو ایکس انجام شد. بررسی رفتار الکترومغناطیسی توسط دستگاه تحلیلگر شبکه ای دنبال شد. بررسی های انجام شده نشان داد که امکان ایجاد ساختار کامپوزیتی TiC/Ti3AlC2 به صورت درجا پس از آسیاب کاری وجود دارد. بررسی های الکترومغناطیسی نشان داد، رفتار جذب الکترومغناطیسی کامپوزیت زمینه سرامیکی TiC/Ti3AlC2 نسبت به TiC اولیه بهبود یافته است، به ‍ صورتی که کمترین اتلاف بازتاب کامپوزیت مذکور آسیاب شده برابر با 19/46-دسی بل در محدوده بسامدی باند 1 الی 18 گیگاهرتز بود. پس از عملیات آنیل در دمای 1400 درجه سانتی گراد، مشخص شد فاز Ti3AlC2 حاصل از فرایند آسیاب کاری پایدار نبوده و به محلول جامد تک فاز TiCx تبدیل شد. بررسی های الکترومغناطیسی نمونه آنیل شده نشان داد پس از حذف فاز مکس، رفتار جذب الکترومغناطیسی تضعیف می شود. بدین گونه که کمترین اتلاف بازتاب نمونه آنیل شده برابر با 9/82-دسی بل بود.

در این کار، نانوکامپوزیت پلی متیل استایرن/ اکسید روی با استفاده از پلیمریزاسیون رادیکالی درجا سنتز گردید. نانوذرات اکسید روی (ZnO) استفاده شده به روش رسوب گیری سنتز شد. ذرات به دست آمده با استفاده از روش پراش اشعه ایکس و میکروسکوپ الکترونی پویشی مورد شناسایی قرار گرفت. قطر اندازه ذرات برابر 23 nm می باشد. سپس سطح نانوذرات به وسیله جفت کننده سیلانی اصلاح گردید، تا پخش شدگی خوب و امتزاج پذیری خوبی بین ذرات معدنی و ماتریکس پلیمری ایجاد گردد. سپس نانوذرات اصلاح شده با معرف سیلانی در منومر متیل استایرن پخش گردید و پلیمریزاسیون رادیکالی درجا در حضور آغازگر رادیکالی AIBN انجام گرفت. مواد حاصل به وسیله روش های XRD،SEM ، TEM، FT-IR، UV-Vis و HNMR مورد شناسایی قرار گرفت. نقش نانو ذرات اکسید روی بر روی خواص حرارتی و دمای شیشه ای پلی متیل استایرن با استفاده از تکنیک های TGA و DSC مورد بررسی قرار گرفته است.

در این کار عملی سنتز درجا پودر نانوکامپوزیت هیدروکسی آپاتیت - نانولوله کربن به روش سل - ژل بررسی شد. برای پخش مناسب نانولوله های کربنی در زمینه هیدروکسی آپاتیت، از روش، استفاده از سورفکتنت (SDS) استفاده شد و ریزساختار نانوکامپوزیت سنتز شده مورد بررسی قرارگرفت. نحوه پراکنده شدن نانولوله ها با استفاده از تکنیک های UV-Vis، طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز (FTIR) و رامان بررسی شد. برای سنتز پودر نانوکامپوزیت، ابتدا با ایجاد سل های هموژنی از منابع کلسیمی و فسفری در محیط اتانول و سپس به آن محلول های نانولوله های کربنی پراکنده شده توسط SDS در حالی که التراسونیک شده است، اضافه شد. در نهایت اختلاط این دو سل، با همزدن در دمای محیط و به مدت 2 ساعت، ژل سیاه رنگی ایجاد، و در نهایت پس از خشک کردن ژل و عملیات گرمایی در دمای 600oC تحت اتمسفر آرگون سنتز شدند. برای ارزیابی ویژگی های محصول از روش های تحلیل DSC و UV-Vis, Raman, FTTR, TEM/SAED/EDX, SEM, XRD استفاده شد. نتایج نشان داد استفاده از SDS برای پراکنده کردن نانولوله ها در زمینه هیدروکسی آپاتیت، از رسوب آنها جلوگیری و همچنین سطح نانولوله ها توسط بلورک های هیدروکسی آپاتیت به خوبی پوشش داده شده است. بررسی های XRD نشان داد که اندازه بلورک های هیدروکسی آپاتیت سنتز شده در حدود 50 nm است که این نتیجه با TEM تایید شد و تحلیل گرمایی DSC شروع کریستالیزاسیون بلورهای هیدروکسی آپاتیت را به علت حضور نانولوله های کربنی در دمای پایین تر اثبات کرد.

به منظور بهبود خواص مکانیکی هیدروکسی آپاتیت به عنوان اصلی ترین فاز مینرالی بافت سخت، فاز تقویت کننده تیتانیا به ساختار هیدروکسی آپاتیت افزوده شد. نانوکامپوزیت های هیدروکسی آپاتیت/تیتانیا با استفاده از تکنیک رسوب گذاری در جا در محدوده دمای اتاق تا 70oC با موفقیت سنتز و در ادامه بدنه های متراکمی از آن با استفاده از روش پرس ایزواستاتیک گرم در فشار 200 مگا پاسکال و دمای 1200oC ساخته شد. ارزیابی خواص مکانیکی بدنه های هیدروکسی آپاتیت/تیتانیا، بر برتری خواص مکانیکی آن ها نسبت به بدنه های آپاتیتی خالص دلالت می کند. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی این نانوکامپوزیت ها، نانوساختاری با یکنواختی بالا را چه از لحاظ شیمیایی و چه از لحاظ ساختاری نشان می دهد. با استناد به تصاویر میکروسکوپ الکترونی عبوری، بسته به ساختار کریستالی تیتانیا، مورفولوژی های متفاوتی برای نانوکامپوزیت های هیدروکسی آپاتیت/تیتانیا حاصل خواهد شد. نتایج آنالیزهای پراش اشعه X و انتقال فوریه مادون قرمز تشکیل فرم کریستالی دما بالای تیتانیا (روتایل) را در محدوده دمای اتاق و فاز دما پایین آن (آناتاس) را در دمای 70oC تایید می نماید.

در این تحقیق تاثیر تشکیل Si3N4 به صورت درجا با استفاده از نانو و میکرو ذرات سیلیکون بر روی بدنههای کوردیریتی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصله نشان دادند که واکنش نانو ذرات سیلیکون با نیتروژن متفاوت از میکرو ذرات سیلیکون در دماهای مختلف می باشد. با کاهش اندازه ذرات سیلیکون در ابعاد نانو و افزایش سطح ویژه ذرات، منجر به کاهش دمای تشکیل سیلیکون نایتراید در کوردیریت سنتز شده می گردد، بنابراین مانع از تشکیل فاز مذاب کوردیریت در حین تفجوشی و موجب نزدیکی دمای تشکیل دو فاز می شود. همچنین، امکان تشکیل یک بدنه متخلخل ساخته شده از کامپوزیت کوردیریت Si3N4-با شوک پذیری مناسب وجود دارد.

هدف از این تحقیق بررسی تأثیر دمای سینتر بر سنتز و خواص نانوکامپوزیت های B4C-TiB2 به روش های سل ژل و سنتز درجا جهت دستیابی به نمونه هایی با 10 درصد وزنی نانو ذرات TiB2 با استفاده از سینتر بدون فشار است. بر این اساس مواد اولیه B4C و تیتانیوم تترا ایزوپروپکساید (TTIP) برای سنتز B4C-TiB2 به روش سل ژل و پودرهای TiO2، کربن و B4C برای سنتز B4C-TiB2 به روش درجا مورد استفاده قرار گرفتند. سینتر نمونه ها در دماهای 2100، 2175 و 2250 درجه سانتی گراد در اتمسفر آرگون و به مدت 5/1 ساعت انجام شد. سپس آنالیزهای XRD و FESEM و آزمون های تعیین دانسیته و میکروسختی سنجی انجام گرفت. نتایج نشان دهنده این است که دانسیته نسبی و میکروسختی کاربید بور با استفاده از تشکیل TiB2 به وسیله هر دو روش سل ژل و سنتز درجا بهبود یافته است و مقادیر به دست آمده از روش سل ژل بیشتر از روش سنتز درجا می باشد. دانسیته نسبی برای نمونه های B4C-TiB2 حاصل از روش سل ژل در دماهای 2100، 2175 و 2250 درجه سانتی گراد به ترتیب به میزان 63/73، 67/81 و 03/92 درصد و برای نمونه های B4C-TiB2 حاصل از روش درجا به ترتیب به میزان 49/71، 66/78 و 07/90 به دست آمده است. همچنین افزایش دما از ° C 2100 درجه سانتی گراد به ° C 2250 سبب بهبود تراکم پذیری و در نتیجه افزایش دانسیته نسبی و میکروسختی نانو کامپوزیت های B4C-TiB2 در هر دو روش شده است.

در این پژوهش، تولید درجای ماده مرکب به روش سنتز احتراقی آلومینوترمیک در مجموعه Al-V2O5 مطالعه شد. برای این منظور، مخلوط پودرهای آلومینیم و V2O5 با نسبت مولی 28 به 3 تحت آسیاکاری و تراکم سازی بعدی قرار گرفتند. برای بررسی دماهای وقوع تحولات فازی، از آزمون حرارتی افتراقی استفاده شد و با توجه به دمای پیک مربوط به واکنش ها ، نمونه های خام عملیات حرارتی شدند. ثابت شد که واکنش احیای V2O5 توسط آلومینیم، فرایندی گام به گام است که V2O4 و V2O3 به عنوان فازهای میانی اصلی و g-Al2O3 و Al23V4 به عنوان فازهای انتقالی، قبل از تشکیل فازهای Al3V و a-Al2O3 شکل می گیرند. بررسی های ریزساختاری و فازی نشان دادند که به دنبال تف جوشی تا دمای 1000oc، فاز Al8V5 در فصل مشترک بین Al3V و a-Al2O3 به دست می آید. افزون بر این، نتایج آزمون های سختی سنجی و فشار نشان دادند که سختی و استحکام نمونه ها با افزایش دمای گرمادهی، به دلیل تشکیل کسر حجمی بالاتری از ترکیبات بین فلزی و سرامیکی، افزایش می یابند، اما کرنش فشاری به دنبال شکل گیری بیش تر فاز ترد Al8V5، کاهش می یابد.