فهرست مطالب

فصلنامه نانو مواد
پیاپی 3 (پاییز 1388)

  • تاریخ انتشار: 1388/07/12
  • تعداد عناوین: 7
|
  • ابوالقاسم دولتی*، مجید سببی، اسلام نوری، محمد قربانی صفحات 135-142
    در این تحقیق، از روش های الکتروشیمیایی مانند ولتامتری سیکلی، کرنوآمپرومتری و کرنوپتانسیومتری برای مطالعه مکانیزم جوانه زنی و رشد رسوب نانوکریستالی آلیاژ کبالت- نیکل به صورت لایه نازک در حمام اسیدی – سولفاتی استفاده گردید. نتایج آزمایشات نشان داده که سینتیک رسوبات آلیاژ کبالت – نیکل تحت کنترل دیفوزیون بوده و از فرآیند جوانه زنی و رشد پیروی می کند. پتانسیل احیاء در حالت آلیاژی نسبت به رسوب دهی اجزا خالص به پتانسیل کاتدی تر منتقل می شود. مکانیزم جوانه زنی در این سری آلیاژ ها از نوع لحظه ای و سه بعدی (3D) بوده و میزان جوانه های اولیه با افزایش اورپتانسیل کاتدی و یا افزایش یون های فلزی در حمام زیاد می شود. اضافه نمودن سولفات نیکل به محلول کبالت، تعداد محل های جوانه زنی را افزایش داده و بنابراین سرعت جوانه زنی آلیاژ کبالت – نیکل را زیاد می نماید. همچنین بررسی های میکروسکوپ نیرو اتمی (AFM) نشان داده که در رسوب این گروه از عناصر به صورت لایه های نازک محتوی نانوکریستال های کبالت – نیکل ایجاد شده و مورفولوژی سطح از یک ساختار با جوانه های کروی و با اندازه مساوی تشکیل شده است. در تغییر از حالت رسوب دهی اجزا خالص به آلیاژی، افزایش اندازه دانه ها و تغییر ساختار از حالت کروی به هم پوشانی لایه – لایه می باشد.
  • طاهره طالبی*، امیر مقصودی پور، بابک رئیسی، محسن حاجی صفحات 143-150
    در این پژوهش، از 3 روش مختلف جهت هادی سازی آند استفاده شد. روش اول، پوشش دهی گرافیت بر سطح زیرلایه های NiO-YSZ با استفاده از روش رنگ آمیزی بود. در روش دوم، کامپوزیت NiO-YSZ در دمای °C 850 در اتمسفر هیدروژن/آرگون احیا و سرمت Ni-YSZ ساخته شد. در روش سوم، عملیات خاصی جهت هادی سازی انجام نگرفت، ولی این روش تنها در مورد زیرلایه های دارای تخلخل باز بیشتر از 50 درصد قابل استفاده بود. سوسپانسیون یکنواخت و پایداری از YSZ در محیط آلی مخلوط استن و اتانول خالص جهت انجام فرآیند الکتروفورتیک، ساخته شد. سپس سینتر در دمای بالا انجام گرفت. در ادامه، جریان عبوری از مدار، وزن نشست و دانسیته فیلم اندازه گیری شد. نهایتا ریزساختار سطح پوشش و ضخامت آن در حالت خام و سینتر شده توسط SEM بررسی گردید. نتایج نشان دادند که وزن نشست دانسیته فیلم و جریان عبوری از مدار با افزایش مقاومت کاهش پیدا می کند. همچنین مشاهده شد که با کاهش هدایت الکتریکی، اندازه ذرات نشست یافته به زیر 100 نانومتر کاهش می یابد. کوچکترین اندازه ذره در هنگام استفاده از زیرلایه اشباع شده حاصل گردید که برابر nm 59 اندازه گیری شد. کیفیت لایه نشست یافته نیز با افزایش هدایت الکتریکی زیرلایه بهبود می یابد.
  • پریسا گوهریان*، علی نعمتی صفحات 151-156
    هدف از تحقیق حاضر، بررسی اثر اندازه ذرات جوانه زا بر مورفولوژی، نوع فازهای بلوری و ریزساختار شیشه- سرامیک های آلومینا سیلیکات لیتیم می باشد. جهت رسیدن به این هدف، سیستم Li2O- CaO- Al2O3- SiO2 برای تهیه شیشه- سرامیک در نظر گرفته شد و از Nb2O5 به عنوان عامل جوانه زا استفاده شد. بنابراین، شیشه - سرامیک با فاز بلوری اصلی اسپودومن و فازهای فرعی، وولاستونیت و متاسیلیکات لیتیم تشکیل شدند. سپس اندازه ذرات Nb2O5به اندازه ذرات نانو تغییر داده شد. فازهای بلوری، رفتار تبلور و ریزساختار شیشه – سرامیک ها با استفاده از آنالیز فازی XRD، آنالیز حرارتی (DSC) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مورد بررسی قرار گرفت. تغییر اندازه ذرات عامل جوانه زا به اندازه ذرات نانو، باعث کاهش دمای جوانه زنی، افزایش جزء حجمی فاز بلوری اصلی اسپودومن، کاهش جزء حجمی فازهای فرعی و بهبود خواص مکانیکی شد.
  • ایمان مباشرپور*، اسماعیل صلاحی، محمد پازوکی صفحات 157-164
    توسعه محصولات جدیدی که جاذب موثری بوده، کمترین اثر مضر بر محیط زیست را داشته و ارزان قیمت باشند و برای حذف و کاهش غلظت فلزات سنگین در پساب های صنعتی به کار روند، یکی از مهمترین موضوعات مطرح در علم مواد است. هیدروکسی آپاتیت از توانایی های مشخصی برای جذب عناصر سنگین برخوردار است و در چند دهه گذشته تحقیقات زیادی بر روی این امر صورت گرفته است. در این پژوهش، پودر نانو بلورک هیدروکسی آپاتیت با استفاده از مواد اولیه نیترات کلسیم و دی آمونیم هیدروژن فسفات توسط فرآیند رسوب از محلول تولید گردید. به منظور بررسی و مطالعه تغییرات ساختاری پودر سنتز شده، از روش های پراش اشعه ایکس (XRD) استفاده گردید. با استفاده از میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) نیز اندازه بلورک ها و مورفولوژی آنها تخمین زده شد. در ادامه با استفاده از یک مدل سازی ساده ریاضی پدیده رشد نانوبلورک ها با افزایش دما مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهند که با استفاده از این روش نانو بلورک های هیدروکسی آپاتیت دارای ساختار هگزاگونال و پایدار تا دمای oC 1200 با موفقیت سنتز گردیده است و با افزایش دما، اندازه بلورک ها در مقیاس نانو به تدریج افزایش می یابد. همچنین افزایش ثابت سرعت رشد با افزایش زمان مشاهده گردید.
  • مریم شجاعی بهااباد*، احسان طاهری نساج صفحات 173-184
    الیاف ترکیبی YAG/Al2O3 با استفاده از آب به عنوان حلال و به روش سل- ژل تهیه شدند. این الیاف از مواد اولیه غیرآلی نظیر نمک آلومینیوم، پودر فلز آلومینیوم و اکسید ایتریم آماده شدند. الیاف ژله ای شفاف با فرو بردن یک سیم نازک داخل محلول ویسکوز و کشیدن به کمک دست به دست آمدند. تاثیر ایتریا روی کریستالیزاسیون و ریزساختار الیاف بررسی شد. وقتی مقدار ایتریا افزایش یافت، دمای کریستالیزاسیون YAG کاهش یافته، در حالیکه درجه حرارت تبدیل به فاز آلفا آلومینا افزایش یافت. با این وجود درجه حرارت یکسانی (º C 1400) برای بدست آوردن الیافی شامل فازهای YAG و آلومینا لازم است. الیاف ترکیبی حاصله با ریزساختار نانومتری (200-100) بوده و در مقایسه با الیاف آلومینا متراکم ترند. چنانچه مقدار ایتریا افزایش یابد، قطر الیاف بدست آمده نیز افزایش یافته ولی تراکم و اندازه دانه ها کاهش می یابد.
  • صدیقه جوقه دوست*، زهره سبحانی، آزاده آصف نژاد صفحات 185-192
    هدف از این تحقیق، تهیه پودرهای شیشه زیستی (Bioglass-58S) در ابعاد نانومتری با استفاده از فرآیند سل – ژل و تاثیر زمان پیرسازی بر مورفولوژی، ساختار و اندازه ذرات آن جهت کاربردهای زیست پزشکی (Biomedical) است. پودر حاصل به وسیله آنالیز پراش پرتو ایکس (XRD) ، طیف سنجی مادون قرمز فوریه (FTIR) ، دستگاه زتاسایز (Zetasizer) ، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج XRD نشان داد که پودر سنتز شده به صورت فاز آمورف (شیشه ای) است. بر اساس نتایج FTIR، باندهای سیلیکاتی در پودرها تشکیل شده اند. تصاویر Zetasizer نشان می دهد که با افزایش زمان پیرسازی اندازه ذرات پودر افزایش یافته و بیشتر آگلومره شده است؛ که نتایج SEM نیز آن را تایید نموده است. به علاوه، مشاهدات مستقیم TEM نشان داده که افزایش زمان پیرسازی موجب رشد دانه های پودرها بین nm 200-50 شده است. به دلیل آنکه این پودرها در ابعاد نانومتری سنتز شده اند، می توانند در تسریع واکنش بین بافت و ماده موثر واقع شده و در نتیجه فرآیند استخوان سازی را بهبود بخشند.
  • داوود بارانی، رسول صراف ماموری*، مهرداد کوکبی صفحات 193-200
    در این تحقیق ذرات نانوساختار سیلیکات روی با فرآیند سل- ژل از پیش ماده های تترا اتیل اکسی سیلان و نیترات روی سنتز شدند. با آنالیز های DTA از ژل و XRD از ژل کلسینه شده تغییرات ساختاری در دماهای مختلف بررسی شدند. نتایج XRD تشکیل ساختارهای آمورف و تشکیل فاز کریستالی Zn2SiO4 را با افزایش دمای کلسیناسیون نشان دادند. با توجه به الگوی XRD از نمونه های کلسینه شده در دماهای 800 و 900 درجه سانتیگراد و روش شرر به ترتیب اندازه دانه ها 13 و 27 نانومتر به دست آمد. همچنین آنالیز حرارتی مواد اولیه در دماهای کم پیک های گرماگیر تبخیر حلال و تجزیه فازهای آلی و در دمای بالا پیک گرمازای تشکیل فاز Zn2SiO4 را نشان داد. علاوه بر این تصاویر SEM نشان دادند که تفاوت بین اندازه ذرات فاز آمورف و فاز کریستالی ناچیز است و محدوده آن بین 50 تا 400 نانومتر می باشد. همچنین آزمون اسپکتروسکوپی UV نیز برای بررسی خواص فوتوکاتالیستی نتایج قابل قبول نشان داد.
|
  • A. Doulati*, M. Sababi, E. Nouri, M. Ghorbani Pages 135-142
    In this research, electrodeposition of nanocrystalline Ni–Co alloys thin films was studied by electrochemical techniques. Cyclic voltammetry and current transient measurements were used to characterize the Co–Ni system in order to obtain the nucleation and growth mechanism. The cyclic voltammetry results clearly showed that electrodeposition of cobalt, nickel and Co–Ni alloy is diffusion-controlled process with a typical nucleation mechanism. The redox potentials of the Co and Ni are shifted to more cathodic potentials in the Co–Ni alloy system. In addition, the current transients revealed that nucleation mechanism is instantaneous with a typical three dimensional (3D) nucleation and growth process. The number of nucleation sites is increased with the overpotential and nickel or cobalt concentration. It was found that addition of nickel sulfate to cobalt solution, resulted in increasing the number of nucleation sites and therefore the nucleation rate of the Co–Ni alloy system is increased. However, AFM analysis showed that alloying cobalt thin films with nickel changed the microstructure. In this condition, a large number of equally sized spherical grains are observed in single cobalt deposits, while the rectangular particles are deposited in the Co–Ni alloy system as layer-by-layer deposition.
    Keywords: Mechanism, Electrochemical deposition, Co, Ni nanocrystal, AFM
  • T. Talebi*, A. Maghsoudipour, B. Raissi, M. Haji Pages 143-150
    In present work, three different methods were used for conducting the anodes. First, a thin layer of graphite was coated on the surface of NiO-YSZ composites by painting. In the second method, NiO-YSZ composites were reduced at 850 °C in hydrogen/argon atmosphere and the Ni YSZ cermets were produced. In the third method, although no methods were used for electrical conducting, only substrates with more than 50% open porosity could use. A uniform and stable YSZ suspension was applied for electrophoretic deposition in mixed acetone-ethanol medium. Afterwards, sintering was done at high temperature. Then, the current of circuit was recorded and weight of deposition and film density were calculated. Finally, microstructure of coating and its thickness were observed by SEM for green and sintered samples. By increasing electrical resistivity of the substrate, the current of circuit, weight of deposition and film density reduced. It was also detected that the size of deposited particles decreased less than 100 nm by decreasing electrical conductivity. The smallest particle size that was achieved by using the saturated substrate was 59 nm. By using substrates with high electrical conductivity, the quality of the deposited film was improved.
    Keywords: YSZ nanoparticles, Anode electrical conductivity, Electrophoretic deposition, Solid oxide fuel cell
  • P. Goharian*, A. Nemati Pages 151-156
    The objective of this study is investigation of particle size of nucleation agent effect on morphology, types of crystalline phases and microstructure of lithium aluminum silicate glassceramic. In order to achieve this aim, the Li2O-CaO-Al2O3-SiO2 system was investigated by incorporation of Nb2O5 as nucleation agent. So, glass-ceramic with spoduman as main crystalline phase, lithium metasilicate (Li2SiO3) and wollastonite (CaSiO3) as secondary phases were created. The size of Nb2O5 particles was changed into nanoscale. Crystalline phases, crystallization behavior and microstructure of the glass-ceramic were analyzed by X-ray diffraction (XRD), differential scanning calorimetry (DSC) and scanning electron microscopy (SEM). Changing of nucleation agent particle size to nanometric scale lead to decreasing of nucleation temperature, increasing of spoduman as major crystalline phase volume fraction, decreasing of secondary phases volume fraction and improvement of mechanical properties.
    Keywords: Spoduman, Microstructure, Crystalline phase, Nucleation agent
  • I. Mobasherpour*, E. Salahi, M. Pazouki Pages 157-164
    The development of new products which are abundant in nature, low in cost and have minimal environmental impact for restoration or remediation of natural resources is an important area of material sciences. The use of hydroxyapatite materials as potential sorbents for the removal of heavy metals has been emphasized in recently decade. Nanocrystalline hydroxyapatite powder was synthesized by calcium nitrate hydrated and di-ammonium hydrogen phosphate via the solutionprecipitation method followed by heat treatment. Phase evolution, were studied by XRD. TEM technique was used for estimate crystal size and morphology. Moreover, a simple kinetic growth investigation was performed on the nanocrystalline growth process during heat treatment. Results have shown nanocrystalline hydroxyapatite with hexagonal system can be successfully prepared from raw materials by the precipitation technique to 1200 °C and growth rate to increase exponentially with temperature and also the growth rate constants to increase with time.
    Keywords: Hydroxyapatite, Nanocrystlline, Heat treatment, Grain growth, Absorbent, Heavy metals
  • M. Shojaie*, E. Taheri Nassaj Pages 173-184
    Composite fibers (YAG/Al2O3) were prepared by sol-gel method using water as the solvent. They were synthesized from aluminium salt, aluminium metal and yttrium oxide. Transparent fibrous gels were obtained by immersing a thin wire into the viscous solution, then pulling it up by hand. Effect of yttria on crystallization and microstructure of fibers were also investigated. When yttria content was increased, the crystallization of YAG shifted to a lower temperature, whereas the transformation temperature to α-Al2O3 shifted to a higher temperature. However, the same temperature (1400 ºC) was required to obtain the fibers containing α-Al2O3 and YAG. The composite fibers were denser than alumina fibers. As the yttria content increased, the fiber diameter increased but grain size and densification of fibers decreased.
    Keywords: Sol-gel, YAG, Al2O3 fiber, Rheology, Microstructure, Crystallization
  • S. Joughehdoust*, Z. Sobhani, A. Asefnezhad Pages 185-192
    The aim of this research is synthesis of bioglass-58S nanopowders by sol-gel method. Also, effect of aging time on morphology, structure and particle size of powders for biomedical applications was investigated. Bioglass-58S powders were analyzed by X-ray diffraction pattern (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), zetasizer instrument, scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM). The XRD result showed the powder is amorphous and glassy. According to FTIR spectroscopy, silicates bonds were formed in all powders. Zetasizer results proved that the particle sizes of powders and agglomerates were increased by aging time. The SEM images confirmed these results, too. As well, TEMobservations showed the increasing of aging time caused the growth of grain sizes between 50-200 nm. Since, these powders synthesized in nanometric scale, the reaction of materials and body can accelerate, whereupon improve bone formation process.
    Keywords: Bioglass, Nanopowder, Sol, gel, Aging
  • D. Barani, R. Sarraf, Mamory*, M. Kokabi Pages 193-200
    In this study¡ zinc silicate (Zn2SiO4) nanostructured particles have been synthesized by sol-gel process using zinc nitrate and tetra ethyl oxysilane (TEOS) precursors. Results have been shown information of amorphous and crystalline structures during increasing of calcination temperature. Structural evolutions of gel and calcined gel in different temperatures have been investigated using DTA and XRD analyses¡ respectively. Due to XRD analysis of calcined samples in 800 and 900 oC¡ and Scherrer equation has been obtained grain size 13 and 27 nm¡ respectively. Also¡ DTA analysis of precursors has been shown endothermic reaction of solvents evaporation and decomposition organic phases¡ and exothermic reaction of Zn2SiO4 composition. Furthermore¡ SEM observations showed negligible difference between powder size of amorphous precursors and crystalline Zn2SiO4 were between 50 and 400 nm. Moreover¡ UV-visible spectroscopy analysis for photocatalyst properties has been shown acceptable results.
    Keywords: Zn2SiO4 nanostructured particles, TEOS, Zinc nitrate, Sol, gel process, Photocatalyst