فهرست مطالب

فصلنامه نانو مواد
پیاپی 15 (پاییز 1392)

  • تاریخ انتشار: 1392/09/18
  • تعداد عناوین: 8
|
  • بررسی رفتار خوردگی داغ پوشش های سد حرارتی CSZ و کامپوزیت لایه ای CSZ/Nano-Al2O3 به روش پاشش پلاسمایی
    مهرداد نجاتی، محمدرضا رحیمی پور*، ایمان مباشرپور صفحات 157-168
    در مطالعه حاضر، رفتار خوردگی داغ دو نوع پوشش سد حرارتی (Thermal Barrier Coatings: TBC)، الف) زیرکونیا پایدار شده با سریا (CSZ) و ب) کامپوزیت لایه ای زیرکونیای پایدار شده با سریا/نانوآلومینا (CSZ/Nano-Al2O3)، ایجاد شده به روش پاشش پلاسمایی مورد بررسی قرار گرفت. آزمون خوردگی داغ در سطح پوشش ها با استفاده از نمک های مذاب سولفات و وانادات در دمای °C 1050 به مدت 40 ساعت انجام شد. پوشش CSZ دچار تخریب گردید در حالی که هیچگونه تخریب و محصولات خوردگی داغ در پوشش (CSZ/Nano-Al2O3) یافت نشد. ریزساختار و نوع فازهای پوشش ها توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و دستگاه پراش اشعه ایکس (XRD) مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد تشکیل زیرکونیای مونوکلینیک، کریستال های میله ای شکل CeVO4، YVO4 و کریستال های شبه مکعبی CeO2 به عنوان محصولات خوردگی داغ باعث تخریب پوشش CSZ شد و پوشش متراکم آلومینا به عنوان لایه بیرونی در پوشش CSZ/Nano-Al2O3، نفوذ مواد خورنده به داخل پوشش اصلی را کاهش داده و منجر به مقاومت بیشتر در برابر خوردگی داغ شده است.
    کلیدواژگان: پوشش سد حرارتی، خوردگی داغ، پوشش نانوساختار، پاشش پلاسما
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • بررسی خواص مکانیکی کامپوزیت Al/Nano-MgO تولید شده توسط روش گردابی
    محمد امین باغچه سرا*، حسین عبدی زاده، حمیدرضا بهاروندی صفحات 169-177
    در این پژوهش خواص مکانیکی کامپوزیت Al/Nano-MgO که از روش گردابی تهیه شده، مورد بررسی قرار گرفته است. نانوذرات MgO به قطر 80-60 نانومتر با استفاده از این روش به آلیاژ Al-356 مذاب افزوده گردید و پس از همزدن، مخلوط مذاب حاصله در قالب فلزی ریخته گری شد. تاثیر پارامترهای درصد حجمی نانوذرات MgO شامل 5/1، 5/2 و 5 درصد در دماهای مختلف ذوب ریزی شامل 800، 850 و °C 950، بر خواص مکانیکی کامپوزیت تولید شده طی 9 حالت متفاوت مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصله، نشان دهنده افزایش خواص مکانیکی نمونه ها به مقدار قابل ملاحظه ای می باشد. همچنین بالاترین استحکام فشاری و سختی در نمونه هایی به ترتیب 5/1 و 5 درصد حجمی MgO و دمای بارریزی °C 850 بدست آمد که معادل 896 مگاپاسکال و 73 برینل می باشند.
    کلیدواژگان: کامپوزیت Al، Nano، MgO، روش گردابی، آلیاژ Al، 356، استحکام فشاری، سختی
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • ایجاد روکش نانوکامپوزیتی کروم-گرافن بر روی مس و بررسی مقاومت مکانیکی آن
    سیدمسعود موسوی*، مهرداد منطقیان، صاحبعلی منافی صفحات 179-186
    در این تحقیق روش استخراج کروم از کرومات پتاسیم و نشستن آن بر روی کاتد مس به روش هیدرومتالورژی مورد بررسی قرار گرفته است. این روش شامل دو مرحله، حل کردن و الکترولیز است. در مرحله حل کردن، اثر غلظت کروم و نسبت اسید به کرومات پتاسیم مورد مطالعه قرار می گیرد و در بخش الکترولیز اثر دانسیته جریان، pH، فاصله آند و کاتد، غلظت الکترولیت و دما مورد بررسی قرار گرفته است. شرایط بهینه استخراج کروم از الکترولیت در بخش الکترولیز، دانسیته جریان 10-8 آمپر بر دسی متر مربع، pH بین 2–8/1، فاصله آند و کاتد 5/3–5/1 سانتیمتر، غلظت 5 گرم کروم بر لیتر و همچنین غلظت 1 گرم پودر نانوگرافن بر لیتر در دمای 50-40 درجه سانتیگراد تعیین شده است. در این مطالعه مشخصه یابی پوشش کروم-گرافن با بررسی توپوگرافی AFM، سطح و تعیین مقاومت آن در برابر خراش یا ساییدگی انجام شد. بررسی ها افزایش مقاومت را برای روکش نانوکامپوزیتی کروم-گرافن نشان داد. همچنین نتیجه گیری شد که اگر چه صفحه مس با لایه نشانی کروم، سختی سطح، بیشینه مقاومت کششی، مقاومت تسلیم و درصد کشیدگی، در حد مورد نیاز دارد ولی مقاومت به ضربه این صفحه کم است و صفحه مسی با روکش کروم-گرافن مقاومت به ضربه بیشتری دارد.
    کلیدواژگان: کروم، گرافن، الکترولیز، نانوکامپوزیت، AFM
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • ارزیابی ساختار، خواص مکانیکی و خوردگی نانوکامپوزیت زمینه آلومینیومی تقویت شده با نانوذرات سرامیکی SiC
    سید رضاجعفرپور رضایی*، محمود پاکشیر صفحات 187-195
    در این تحقیق نقش نانوذرات تقویت کننده بر روی خواص مکانیکی و مقاومت به خوردگی نانوکامپوزیت Al/SiC مورد بررسی قرار گرفته است. پودر نانوکامپوزیتی Al/SiC با درصدهای وزنی مختلف فاز تقویت کننده با روش آسیاب مکانیکی تهیه شد. پودر حاصله از فرآیند آسیاکاری ابتدا پرس سرد و پس از آن تحت فرآیند اکسترود گرم قرار گرفت. بررسی های ریزساختار کامپوزیت نشان از توزیع یکنواخت ذرات تقویت کننده داشت و پدیده کلوخه ای شدن به میزان کمی در ریزساختار نمونه ها مشاهده گردید. آزمایش های میکروسختی و کشش نمونه ها نشان داد که با افزایش میزان ذرات تقویت کننده، خواص مکانیکی بهبود یافته است. اما بررسی های الکتروشیمیایی نشان از کاهش مقاومت به خوردگی نمونه ها با افزایش میزان ذرات تقویت کننده داشته است.
    کلیدواژگان: کامپوزیت های زمینه آلومینیومی، متالورژی پودر، نانوذرات تقویت کننده، سختی، استحکام کششی
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • سنتز دومرحله ای نانوساختار ZnO/Cu2O به روش هیدروترمال به منظور استفاده در پیل های فتوالکتروشیمیایی
    آروین اسکندری، محمدرضا واعظی*، پروانه سنگ پور صفحات 197-202
    در این مقاله سنتز دومرحله ای نانوساختارهای ZnO/Cu2O به روش ترکیبی نمک مذاب و فرآیند هیدروترمال گزارش شده است. در ابتدا ساختارهای نانومقیاس اکسید روی به روش نمک مذاب تهیه شد. برای سنتز اکسید روی، واکنش کلرید روی و هیدروکسید سدیم-پتاسیم در بالاتر از دمای یوتکتیک آن (oC 200) روی داد. بررسی های فازی نشان می دهند که ماده تولید شده نیازی به عملیات حرارتی تکمیلی ندارد. با تغییر عوامل موثر بر واکنش، مورفولوژی های متفاوتی از جمله صفحه ای، گل شکل و سوزنی تشکیل شد. ساختار گل شکل بدلیل جذب نور بالا به عنوان هسته انتخاب شد. در مرحله دوم فرآیند، اکسید مس به روش هیدروترمال بر روی ساختار نانومقیاس ZnO سنتز گردید. از آزمون های XRD، SEM و UV-Vis جهت مشخصه یابی و بررسی مورفولوژی نانوساختار و خواص نوری آن استفاده گردید. نتایج نشان داد که نانوساختار هسته-پوسته ZnO/Cu2O بدست آمده برای استفاده در پیل های فتوالکتروشیمایی نسبت به نانوساختارهای اکسید روی، مناسب تر است.
    کلیدواژگان: هسته، پوسته، نمک مذاب، ZnO، Cu2O، سنتز دومرحله ای
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • تولید نانوکامپوزیت متیل متااکریلات بر پایه اکسید گرافن و خواص آن
    اکبر الصاق*، امید مرادی صفحات 203-209
    در این تحقیق، ساخت نانوکامپوزیت بر پایه اکسید گرافن مورد بحث و بررسی قرار گرفت. برای این منظور مطابق روش مشهور هومر-آفرمن گرافن پس از اکسید توسط اسید قوی به اکسید گرافن تبدیل و با استفاده از روش های FT-IR، XRD و SEM مورد بررسی و ساختار آن به عنوان بستر مناسب جهت واکنش های مختلف تایید شد. پس از مطالعات صورت گرفته از مونومری که در بازار ایران نسبتا راحت در دسترس بود، یعنی متیل متااکریلات با درصدهای مختلف جهت تهیه نانوکامپوزیت اکسید گرافن و پلیمر استفاده شد. سپس به منظور بررسی حالت بهینه در سنتز، با استفاده از روش های دستگاهی از قبیل FT-IR، SEM، XRD و TGA ساختار شیمایی آنها آنالیز و مورد تایید قرار گرفت. نتایج افزایش و بهبود خواص و مقاومت حرارتی متیل متااکریلات را، در اثر افزایش درصد وزنی گرافن نشان می دهد. در گرافن اکسید، گروه عاملی کربوکسیل باعث ساختاری می گردد که به راحتی مونومرها وارد واکنش شیمیایی بشوند که این مورد نیز با استفاده از مطالعه در ساختار FT-IR شناسایی شده است. همچنین با مطالعه تصویر میکروسکوپ الکترونی روشن شد که زبری سطوح پلیمر در اثر افزودن اکسید گرافن به حداقل خود رسیده است که این عامل می تواند خواص مکانیکی پلیمرها را بهبود دهد. بنابراین با توجه به خواص سطحی نانوکامپوزیت مورد تحقیق و بررسی خواص فیزیکی- مکانیکی، از قبیل هدایت الکتریکی، رفتار حرارتی انتظار بر این است که خواص نانوکامپوزیت مورد مطالعه بهبود و در واکنش های بعدی به عنوان بستری مناسب برای سایر واکنش های شیمیایی مورد استفاده قرار گیرد یا همچنین به عنوان یک دارو (حامل دارو)، یا کاربرد آن در محیط زیست در حذف ترکیبات سمی موجود در آب مورد بررسی و مطالعه بیشتر قرار گیرد.
    کلیدواژگان: گرافن، اکسید گرافن، نانوکامپوزیت، متیل متااکریلات
    چکیده زبان: فارسی
  • بررسی تجربی افزودن نانوذرات اکسید آهن به جاذب زیست توده جلبکی برای حذف کروم از آب
    سجاد اقبال پور، صاحبعلی منافی* صفحات 211-221
    در این پژوهش، تاثیر افزودن نانوذرات اکسید آهن (γ-Fe2O3) بر راندمان جاذب زیست توده جلبکی برای جذب کروم مورد بررسی قرار گرفته است. به همین منظور در ابتدا زیست توده جلبکی خشک و پودر شده، در ادامه از مخلوط زیست توده جلبکی با نانوذرات اکسید آهن برای حذف کروم از آب آلوده استفاده شد. آب مورد بررسی در آزمایش ها دارای چهار غلظت متفاوت از کروم بود، نتایج اندازه گیری غلظت با دستگاه ICP نشان داد که ترکیب جاذب زیست توده جلبکی با نانوذرات آهن برای پالایش آب بهترین جاذب است. همچنین بهترین غلظت ppm 10 است از سوی دیگر در تمامی آزمایش هایی که نانوذرات اکسید آهن مورد استفاده قرار گرفتند کروم Cr6+به کرومCr3+ تبدیل گردید.
    کلیدواژگان: نانوذرات اکسید آهن، کروم، فلزات سنگین، زیست توده جلبکی
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • بررسی اثر ماده فعال کننده سطح بر ویژگی های نانوذرات Fe3O4
    مونا عبادی، ابراهیم قاسمی* صفحات 223-229
    در این تحقیق، نانوذرات Fe3O4 با استفاده از روش همرسوبی تهیه و تاثیر غلظت اسید لاریک به عنوان ماده فعال کننده سطح بر اندازه ذرات و ویژگی های مغناطیسی آنها مورد بررسی قرار گرفت. برای بدست آوردن این نانوذرات، کلریدهای آهن دو و سه ظرفیتی با تنظیم pH توسط آمونیاک در حضور مقادیر مختلف اسید لاریک رسوب داده شد. برای بررسی توزیع اندازه ذرات از روش تفرق دینامیکی لیزری (DLD) استفاده شد. ساختار و مورفولوژی ذرات به ترتیب با استفاده از آنالیز پراش اشعه ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) بررسی شد. خاصیت مغناطیسی ذرات با استفاده از روش گرادیان نیروی متغیر مغناطیسی (AGFM) اندازه گیری شد. نتایج XRD نشان داد امکان تشکیل فاز فرعی e–Fe2O3 در کنار Fe3O4 وجود دارد که وابسته به غلظت ماده فعال کننده سطح است و در غلظت بهینه اسید لاریک هیچ فاز فرعی دیده نشد. بررسی های AGFM مشخص کرد که با افزایش غلظت اسید لاریک، اشباع مغناطیس کاهش می یابد. بعلاوه مشخص شد که اندازه بلورک ها، از 10 تا 22 نانومتر تغییر می کند.
    کلیدواژگان: Fe3O4، ماده فعال کننده سطح، همرسوبی، نانوذرات
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
|
  • Investigation of Hot Corrosion Resistance of usual CSZ and Layer Composite of CSZ/Nano-Al2O3 Plasma Sprayed Thermal Barrier Coatings
    M. Nejati, M.R. Rahimipour*, I. Mobasherpour Pages 157-168
    In this study, hot corrosion behavior of two-types of plasma sprayed thermal barrier coatings (TBCs), was evaluated: a) usual CSZ (ceria-stabilized zirconia) and b) layer composite coating (CSZ/Nano-Al2O3). Hot corrosion test was carried out on the surface of coatings in sulfate and vanadate molten salts at 1050 °C for 40 h. Microstructures and various phases were examined by using scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD) analyses. As the results usual CSZ degraded, the formation of monoclinic ZrO2, rod type crystals of CeVO4, YVO4and semi-cubic crystals of CeO2 as hot corrosion products caused the degradation of mentioned TBC. Dense nano-alumina coating as an outer layer in layer composite coating reduced the infiltration of molten salts into TBC structure and resulted in the further resistance against hot corrosion.
    Keywords: Thermal barrier coating (TBC), Hot corrosion, Nanostructured coating, Plasma spray
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Mechanical Properties of Al/Nano-MgO Composites Produced by Vortex Method
    M.A. Baghchesara*, H. Abdizadeh, H.R. Baharvandi Pages 169-177
    In this study, Al/nano-MgO composites were produced via vortex method (direct incorporation). MgO nanoparticles with 60-80 nm diameter (as reinforcement) and Al-356 (as metal matrix) were used for production of these composites. The molten composites were stirred, and then cast into a metallic mold. The effects of MgO volume percent with 1.5, 2.5 and 5%, and casting temperature (various temperatures, viz. 800, 850 and 950 °C) on mechanical properties of composites were investigated. Results show that mechanical properties of samples have increased significantly compare to matrix metal. In this regard, the best compressive strength and hardness results were obtained in the specimens containing 1.5 and 5 vol% nano-MgO produced at 850 °C (which are 896 MPa and 73 HB), respectively.
    Keywords: Al, Nano, MgO composite, Vortex technique, Al, 356 alloy, Compressive strength, Hardness
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Electroplating of Chromium-Graphene Nanocomposite on Copper and Surveying the Mechanical Resistance
    S.M. Mousavi*, M. Manteghian, S.A. Manafi Pages 179-186
    In this survey, the method of chromium extraction from potassium chromate and sedimentation on copper cathode by the method of hydrometallurgy has been considered. This method includes two stages: solvate and electrolysis. In the solvate stage, the effect of the concentration ofchromiumand the sulfuric acid to potassium chromate ratio was studied and in the electrolysis stage, the effect of density of current, pH, the distance between anode and cathode, the concentration of electrolyte and the temperature has been studied. The optimum conditions of extraction of chromium from electrolyte in the electrolysis stage have been specified so: density of current of 8-10 A/dm2, pH 1.8-2, the distance between anode and cathode 1.5-3.5 cm, concentration of chromium of 5 g/l, the concentration of nanographene powder of 1 g/l in the temperature of 40-50 oC has been specified. In this study, characterization of nanocomposites has been done to study their resistive features against any type of scratch or rubbing. In these surveys increase in resistance for chromium-graphene nanocomposite was shown. Also it was concluded that although a copper plate with chromium layer has enough surface solidity, maximum tensional resistance, rendition resistance and elongation percentage, but resistance against stroke for this plane is low and the copper plate with chromium-graphene plate exhibits better pulse resistance characteristics.
    Keywords: Chromium, Graphene, Electrolysis, Nanocomposite, AFM
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Evaluation of Structure, Mechanical Properties and Corrosion of Aluminum Matrix Nanocomposite Reinforced with Nanoceramic Particles of SiC
    S.R. Jafarpour Rezaei*, M. Pakshir Pages 187-195
    In this study, the effect of reinforcement nanoparticles on mechanical properties, and corrosion resistance of Al/SiC nanocomposite have been studied. Al/SiC nanocomposite powder with different reinforcement weight percents prepared by ball milling. Then being cold and finally the pressed samples had been hot extruded. Microstructure of composites showed the uniform distribution of reinforcement phase and a small amount of agglomeration in the microstructure was observed. The micro-hardness examinations and tensile test revealed that the mechanical properties improvement by increasing reinforcement particles in Al matrix, but the results of electrochemical tests showed that with the increase of reinforcement phase the corrosion resistance has been decreased.
    Keywords: Aluminium matrix composites, Powder metallurgy, Reinforcement nanoparticle, Hardness, Tensile strength, Corrosion resistance
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Two-step Synthesis of Zn/Cu2O Nanostructures via Hydrothermal Method for Photoelectrochemical Cells
    A. Eskandari, M.R. Vaezi*, P. Sangpour Pages 197-202
    In this paper, ZnO/Cu2O nanostructures were synthesized via molten salt and hydrothermal method. At the first step, the ZnO hierarchical nanostructures were successfullyprepared bymolten salt method at 200 oC without any calcination and post treatment. The hierarchical star-like structures were used as core due to higher light absorption. Secondly, Cu2O nanoparticles were formed on the arms surfaces of ZnO star-like particles via facile hydrothermal method. X ray diffraction, UV-Vis spectrum analyses were used to characterize the phases and optical behavior of core-shell structures. Microstructures of core-shell particles were also analyzed by scanning electron microscopy. Based on the result, the higher light absorption of core-shell structure made them as a good candidate to apply in photoelectrochemical cells.
    Keywords: Core-shell, Molten salt, ZnO, Cu2O, Two-step synthesis
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Production and Characterization of Methyl Methacrylate Nanocomposites Based on Graphene Oxide and its Properties
    A. Elsagh*, O. Moradi Pages 203-209
    In this research, based on graphene oxide nanocomposites were discussed. For this purpose, the well-known method of Hummers-Offerman of graphene oxide to graphene oxide by strong acid to convert and by using FT-IR, XRD and SEM, and its structure was confirmed as a good substrate for different reactions. After studies of the monomer in the Iranian market relatively easily accessible and were prepared, namely methyl methacrylate with different percentages were used for the preparation of polymer nanocomposites based on graphene oxide. Results improve heat resistance properties and the methyl methacrylate, the effect of increasing the weight percentage of graphene shows. Carboxyl functional groups in graphene oxide, which causes structural readily react with chemical monomers, can be also used as case study in the FT-IR was detected. This was also observed inSEMimage the addition of roughness of the polymer surface has been reduced graphene oxide can cause the mechanical properties of polymers can improved. Thus, the surface properties of the nanocomposites investigated and physical/mechanical properties such as electrical conductivity, thermal behavior, it is expected that the improved properties of nanocomposites and in subsequent reactions as suitable for other chemical reactions used or as well as a drug (drug carriers), or its application in the removal of toxic compounds in environmental water should be studied further.
    Keywords: Graphene, Graphene Oxide, Nanocomposites, Methyl methacrylate
    Abstract Original: Persian
  • Experimental Assessment of Iron Oxide Nanoparticles Addition to Algal Biomass Absorbent for Elimination of Chromium from Water
    S. Eghbalpor, S.A. Manafi* Pages 211-221
    In this research, effect of adding iron oxide nanoparticles on efficiency of algal biomass produced for chromium elimination. Initially to this end dried and crushed algal biomass, in continuation mixture of algal biomass with iron oxide nanoparticles absorbents used for chromiumelimination from water. The water that used in these experiments had four different concentrations of chromium, and results showed that the best absorber for water refinement is the mixture of algal biomass with iron oxide nanoparticles absorbents. Also 10 ppm concentration is best concentration on other hand in all experiments that used of iron oxide nanoparticles Cr6 was conversion to Cr3.
    Keywords: Iron oxide nanoparticles, Chromium, Heavy metals, Algal biomass
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Investigation of Effect of Surfactant on Characteristics of Fe3O4 Nanoparticles
    M. Ebadi, E. Ghasemi* Pages 223-229
    In this study, Fe3O4 nanoparticles were synthesized via chemical co-precipitation method and effect of lauric acid concentration on particle size and magnetic properties of these nanoparticles were studied. To obtain Fe3O4 nanoparticles, ferric and ferrous chlorides were precipitated by adjusting the pH by ammonia at presence different concentrations of lauric acid dynamic laser diffraction (DLD) method was used for particle size distribution. Structure and morphology of particles were investigated by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM), respectively. Magnetic particles were measured by using alternative gradient force measurement (AGFM). XRD results showed that e-Fe2O3 can be present beside Fe3O4 phase as minor phase which is related to surfactant concentration and disappears in optimum concentration of surfactantexamined AGFM revealed that increasing concentrations of lauric acid, saturation magnetization is reduced. Moreover it was revealed that crystallite size various from 10 to 22 nm.
    Keywords: Fe3O4, Surfactant, Co, precipitation, Nanoparticles
    Abstract View Paper Original: Persian