فهرست مطالب

مواد پیشرفته و پوشش های نوین - پیاپی 21 (تابستان 1396)

فصلنامه مواد پیشرفته و پوشش های نوین
پیاپی 21 (تابستان 1396)

  • تاریخ انتشار: 1396/06/30
  • تعداد عناوین: 7
|
  • عادل شجاعی ابری *، مرتضی علیزاده، رضا بارباز اصفهانی، سعید صابر سمندری صفحه 1475
    در این پژوهش آلیاژسازی سطحی فولاد St52 به وسیله ی قوس تنگستنی و گاز محافظ آرگون (TIG) و به وسیله ی پودر کاربید تنگستن انجام شده است. برای ارزیابی ساختار متالورژیکی، خواص سایشی و مقاومت به خوردگی پوشش از میکروسکوپ نوری، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) ، سختی سنجی و آزمایش پتانسیواستات استفاده شده است. خوردگی نمونه های تهیه شده توسط آزمون خوردگی یکنواخت مورد بررسی قرار گرفته است. ارزیابی ریزساختاری از سطوح خورده شده توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) انجام شده است. نتایج حاصل از ساییده شدن سطوح توسط SEM نشان می دهد که در حالت کلی افزایش مقدار ذرات تقوی تکننده WC باعث افزایش مقاومت زمینه در برابر تغییر شکل شده و در نهایت سبب بهبود مقاومت به سایش نمونه ها می گردد. بیشترین مقاومت به سایش مربوط به نمونه های با 20 درصد از WC به دست آمده است. نتایج آزمون خوردگی نشان میدهد که پتانسیل خوردگی یکنواخت نمونه ها با افزایش درصد فاز تقویت کننده نسبت به پتانسیل فولاد افزایش پیداکرده و همچنین با افزایش درصد ذرات تقویت کننده کاربید تنگستن، مقاومت به خوردگی نمونه ها افزایش داشته است.
    کلیدواژگان: جوشکاری TIG، سختی، سایش، خوردگی، کاربید تنگستن
  • کیوان مختاری، شیوا سالم * صفحه 1489
    امروزه استفاده از نانوذرات CoAl2O4 و، MgAl2O4 و ZnAl2O4 به عنوان پرکاربردترین ساختارهای اسپینلی در صنعت کاتالیست، پایه ی کاتالیست و رنگدانه ی معدنی رایج شده است. مطالعات انجام گرفته نشان می دهد که استفاده ی جداگانه از اسپینل ها کارایی لازم را نداشته و در سال های اخیر استفاده ی ترکیبی و همزمان از آن ها مورد توجه قرارگرفته است. در تحقیق حاضر، ضمن بررسی خصوصیات و دلایل عدم کارایی مناسب نانوذرات مذکور، تاثیر جایگزینی کاتیون های M = Zn, Mg, Mn, Ba, Sr در ساختار CoxM1-xAl2O4 به عنوان یکی از روش های نوین بهبود عملکرد اسپینل ها مطالعه شده است. نتایج حاصل، نشان می دهد که استفاده از کاتیون های مذکور به طور قابل توجهی موجب بهبود خواص کامپوزیت شده است که از جمله ی آن می توان به کنترل پدیده ی تبادل یون بین دو جایگاه تتراهدرال و اکتاهدرال کبالت آلومینات، کاهش هزینه ی تولید و سمیت این ماده با جایگزینی Zn اشاره نمود.
    کلیدواژگان: اسپینل، نانو ذره، کبالت، روی و منیزیم آلومینات
  • محمدحسین احمدی ازغندی، بهرام قلمی چوبر *، محمدحسن امیدی، محمد مسعودی فرید صفحه 1507
    این پژوهش براساس رساناسازی پلی استایرن با استفاده از تقویت کننده های فلزی می باشد. پس از رسانا سازی پلی استایرن، این کامپوزیت جهت استفاده به عنوان حسگر سم دیازینون )از دسته سموم ارگانوفسفره ها( با استفاده از روش حکاکی مولکولی مورد بررسی قرارگرفت. نانوکامپوزیت های سنتز شده توسط دستگاه های FT-IR و FESEM مورد شناسایی قرار گرفتند. عملکرد این نانوکامپوزیت ها به عنوان حسگر با استفاده از دستگاه ولتامتری چرخه ای بررسی شد. نتایج حاصل از این پژوهش نشان دهنده عملکرد مثبت این حسگر می باشد. نانوکامپوزیت حکاکی شده با دیازینون می تواند به عنوان عنصر شناسایی در حسگری الکتروشیمیایی با حساسیت بالا و انتخاب پذیری مناسب برای سم دیازینون به کار گرفته شود. علاوه بر خاصیت شناسایی دیازینون، نانوکامپوزیت سنتز شده در این پژوهش با توجه به دارا بودن خاصیت مغناطیسی، می تواند به عنوان جاذب مورد استفاده قرار گیرد و با استفاده از یک میدان مغناطیسی از محیط آلوده جدا گردد.
    کلیدواژگان: پلیمر رسانا، پلی استایرن، نانوکامپوزیت، اندازه گیری دیازینون، حسگر الکتروشیمیایی
  • افسانه ولیپوری *، سپیده فدایی، راضیه فرهادی، مهران افراشی، سید عبدالکریم حسینی راوندی صفحه 1515
    ذرات پلیمری در حوزه های مختلفی نظیر شیمی، بیولوژی و فیزیک کاربرد دارند و متعاقبا نیاز به پوشش دهی سطوح مختلف توسط این ذرات برای دستیابی به یک فیلم نازک در بسیاری از کاربرد ها وجود دارد. روش های متعددی برای تولید میکروذرات تا کنون ارائه شده است؛ اما اکثرا دارای عیوبی از قبیل بازده محصور سازی پایین یا دشواری در جداسازی ذرات از فاز آبی می باشند. در این مطالعه برای اولین بار سعی بر تولید میکرو ذرات صفحه ای و ایجاد یک فیلم نازک توسط روش ریسندگی الکتروسانتریفیوژ، به عنوان روشی مقرون به صرفه با نرخ تولید بالا، گردید. در این مطالعه تاثیر پارامترهایی نظیر غلظت، ولتاژ، نیروی گریز از مرکز بر شکل و ابعاد میکرو صفحات پلی کاپرولاکتون بررسی گردید. در این راستا غلظت های 3 و 5 درصد وزنی از محلول پلی کاپرولاکتون در حلال دی کلرومتان مورد استفاده قرار گرفت. محلول ها با غلظت های متفاوت با استفاده از سیستم ریسندگی الکتروسانتریفیوژ تحت فرایند تولید میکرو - صفحات قرار گرفتند. به منظوربررسی اثر ولتاژ و نیروی گریز از مرکز بر قطر ذرات، تولید ذرات پلی کاپرولاکتون تحت ولتاژهای 15 kV ، 18 و 21 و سرعت های دورانی 1740 rpm و 3190 انجام گرفت. نتایج نشان داد که با افزایش غلظت محلول پلیمری، با ثابت بودن ولتاژ و سرعت دورانی، قطر میکرو- صفحات کاهش می یابد. همچنین با ثابت نگه داشتن غلظت محلول و نیز سرعت دورانی سیستم ریسندگی، افزایش ولتاژ منجر به کاهش قطر میکرو صفحات شده است. بعلاوه تحت غلظت و ولتاژ ثابت، قطر میکرو-صفحات با افزایش سرعت دورانی و در نتیجه افزایش نیروی گریز از مرکز، افزایش قابل توجهی می یابد. همچنین با کاهش غلظت محلول پلیمری، حضور قطرات پیرو افزایش می یابد، که این پدیده منجر به افزایش نایکنواختی قطر میکرو-صفحات می شود.
    کلیدواژگان: میکرو ذرات صفحه ای، فیلم نازک، پوشش دهی، ریسندگی الکتروسانتریفیوژ، پلی کاپرولاکتون
  • پونه کاردر * صفحه 1525
    ابداع و کاربرد پوشش های خود تمیزشونده باعث ایجاد یک سامانه ی حفاظتی برای سطوح تاریخی، کاهش رسوب آلودگی ها، گرد و خاک آغاز فرایندهای تجزیه ی خارجی به دلیل پدیده ی گرد و غبار می شود. در این پروژهش، پوششی بر پایه ی دی اکسید تیتانیوم تهیه شد و سپس روی سطوح سنگ تراورتن اعمال و مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج مشاهدات و آزمون های مختلف، ماهیت پوشش را تعیین و تشکیل بلورهای آناتاز را تایید کردند. رفتار آبدوست روی سطح در اثر اعمال پوشش های بر پایه ی دی اکسید تیتانیوم مشاهده گردید. همچنین اثر خودتمیزشوندگی فوتوکاتالیزری با استفاده از ماده ی رنگزای آلی ردآمین B ارزیابی شد.
    کلیدواژگان: پوشش هاي خود تميز شونده، دي اکسيد تيتانيوم، بناهاي تاريخي
  • لاله عدل نسب *، اکرم مقصودی صفحه 1531
    در این تحقیق ساختارهای نانومتخلخل اکسید آلومینیوم آندایزشده به وسیله فرآیند آندایزینگ تحت پتانسیل ثابت در محلول اگزالیک اسید حاوی اصلاح کننده سولفوریک اسید تهیه شدند. اثر پارامترهای مختلف از جمله ولتاژ اعمالی، ترکیب محلول الکترولیت، زمان آندایزینگ و نوع محلول انحلال لایه اکسیدی بر روی مورفولوژی نانوساختارهای تهیه شده بررسی و بهینه سازی شدند. تصاویر میکروسکوپ الکترونی از نمونه ها تهیه شدند. بر اساس نتایج بدست آمده، ولتاژ 45 ولت به عنوان ولتاژ بهینه و محلول اگزالیک اسید اصلاح شده با سولفوریک اسید به عنوان محلول الکترولیت انتخاب شدند. همچنین مدت زمان بهینه برای آندایزینگ مرحله اول و دوم به ترتیب 60 و 240 دقیقه و مخلوط فسفریک اسید و کرومیک اسید به عنوان محلول مناسب برای انحلال لایه اکسیدی به دست آمدند. بررسی ها نشان می دهد که در نمونه های تهیه شده در شرایط بهینه، متوسط قطرحفره ای بیشتر و فاصله بین حفره ها کمتر شده و تخلخل در آنها افزایش یافته است. همچنین نظم، آرایش و یکنواختی سایز حفرات، در این نمونه ها به طور چشمگیری افزایش یافته است. این نانوساختارها با ویژگی های منحصر به فرد خود کاربردهای ویژه ای در زمینه غشا، قالب های سنتز نانوساختارها، حسگرها و حسگرهای زیستی دارا می باشند.
    کلیدواژگان: اکسید آلومینیوم آندایزشده، غشای نانومتخلخل، آندایزینگ، فاصله بین حفره ای، تخلخل
  • اعظم سادات سرداری، علی اصغر صباغ الوانی *، سید رضا غفاریان صفحه 1543
    در این تحقیق یک روان کننده چرم بر پایه ی روغن کرچک و با استفاده از چهارچوب های آلی- فلزی ) MOFs ( به عنوان نامیزه ساز و در طی پلیمریزاسیون امولسیونی پیکرینگ سنتز شد. ارزیابی آزمون TEM تایید کرد که پلیمریزاسیون امولسیونی پیکرینگ با موفقیت انجام شده و روغن کرچک توسط MOFs احاطه شده است. بررسی بصری روان کننده سنتز شده، نشان داد بیشتر از 8 ماه پایداری دارد. روان کننده سنتز شده روی چرم طبیعی اعمال و خواص مکانیکی آن بررسی شد، ازدیاد طول در نقطه شکست و استحکام ک ششی آن به ترتیب 114 % و 28 MPa به دست آمد که در مقایسه با روان کننده های متداول بازار بهبود خواص مکانیکی را نشان می دهد. در این تحقیق به منظور افزایش مقاومت به نور فرابنفش، از ماده طبیعی کیتوسان استفاده شد که بررسی مقاومت به نور فرابنفش روان کننده روی چرم نشان داد 5/ 2 برابر روان کننده های متداول بازار مقاومت دارد. همچنین کیتوسان به دلیل سازگاری خوبی که با کلاژن چرم دارد نفوذ روان کننده را به داخل چرم افزایش می دهد.
    کلیدواژگان: روان کننده چرم، چهارچوب های آلی، فلزی، روغن کرچک پلیمریزاسیون امولسیونی پیکرینگ
|
  • Adel Shojaei Abari *, Morteza Alizadeh, Reza Barbaz Isfahani, Saeed Saber, Samandari Page 1475
    In this study, surface alloying of steel ST52 was carried out by gas tungsten arc welding using shielding gas and tungsten carbide powder. To evaluate the metallurgical structure, wear and corrosion resistance properties of the coating, optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM), hardness and potentiostat test is used. Corrosion test of prepared samples evaluated by uniform corrosion tests. Microstructural evaluation of corrosion surfaces was performed by scanning electron microscopy (SEM). The results of worn surfaces by SEM showed in general, increasing the amount of reinforcing particles of WC increased matrix resistance against deformation and ultimately improve the wear resistance of the samples. Also, the most wear resistance of the sample is obtained with 20 percent of the WC. Corrosion test results showed that the uniform corrosion potential of samples increased by increasing reinforcement phase compared to steel potential. Also, with increasing percentages of tungsten carbide reinforcing particles corrosion resistance of samples has increased.
    Keywords: Tungsten Inert Gas (TIG) welding, Hardness, Wear, Corrosion, Tungsten Carbide
  • Keyvan Mokhtari, Shiva Salem * Page 1489
    Recently, CoAl2O4, MgAl2O4 and ZnAl2O4 have been considered as the most widely used spinel structures in industrial applications as catalysts, basic catalysts and pigments especially at nano scale. Studies have shown that the composites including the combination of different types of spinels have more desirable properties in comparison to the absolute spinels. In this research review paper, the structures, properties, advantages and disadvantages of the neat spinels have been studied. Moreover, the effect of cations replacement, M=Zn, Mg, Mn, Ba, Sr, in CoxM1-xAl2O4 structures has been evaluated as one of the novel methods of spinel improvement. The results show that these replacements strongly improve the characteristics of the new combined spinels structures. For example; Increasing Zn cation results in reducing the toxicity and cobalt aluminate pigment production costs and leads to control the phenomenon of ion exchange between tetrahedral and octahedral position.
    Keywords: Spinels, Nanoparticles, Cobalt, Magnesium, Zinc Aluminate
  • Mohammad Hossein Ahmadi, Bahram Gholami Choubar *, Mohammad Hasan Omidi, Mohammad Masoudi Frid Page 1507
    This study is based on making polystyrene conductive by using metallic reinforcements. After making polystyrene conductive, the resulted nanocomposites were used as Diazinon sensor by molecular imprinting method. The synthesized nanocomposites were characterized by FT-IR spectroscopy and FE-SEM. The operation of these composites as sensor was studied by cyclic voltammetry.
    The results of this study confirm that the sensor had been produced positively. The imprinted nanocomposite with diazinon can be used as recognition element in electrochemical with high sensitivity and selectivity for diazinon insecticide.
    Beside diazinon detection, the synthesized nanocomposite with magnetic property can be used as diazinon adsorber and separated by a magnetic field from polluted medium.
    Keywords: Conductive polymer, Polystyrene, Nanocomposite, Diazinon determination, Electrochemical sensor
  • Afsaneh Valipouri *, Sepideh Fadaie, Razieh Farhadi, Mehran Afrashi, Seyed Abdolkarim Hosseini Ravandi Page 1515
    The polymer particles have been used in various fields of chemistry, biology and physics applications and subsequently there is a need for coating of various substrates by these particles to achieve a thin film in many applications. So far, several methods have been proposed for the production of micro-particles; but these methods often suffered from limitations such as low enclosure efficiency or difficulty in separating particles from the aqueous phase. In this study, attempts have been made to produce micro platelet particles and create a thin film by electro-centrifuge spinning for the first time. Electro-centrifuge spinning is the cost-effective method with high production rate. Therefore, the effect of parameters such as concentration, voltage, centrifugal force has been investigated on the shape and size of the micro-platelet particles of poly (ε-caprolactone). In this regard, concentrations of 3 and 5 wt% of poly (ε-caprolactone) in dichloromethane were used. Solutions with different concentrations were subjected to electro-centrifuge spinning system to fabricate micro platelets. In order to investigate the effect of voltage and centrifugal force on the particle diameter, poly (ε-caprolactone) particles were produced at voltages of 15, 18 and 21 kV and rotational speeds of 1740 and 3190 rpm. The results showed that by increasing the concentration of polymer solution, under the constant voltage and rotational speed, the diameter of the micro platelets decreases. Also, by keeping constant the concentration of the solution and the rotational speed, increasing the voltage leads to a decrease in the diameter of the micro platelets. In addition, under the constant the concentration and the voltage, the diameter of the micro platelets increases with increasing rotational speed. Also, by decreasing the solution concentration, satellite droplets increase, which leads to an increase in the uniformity of the diameter of the micro-plates.
    Keywords: Micro platelet particles, thin film, coating, electrocentrifuge spinning, poly (?-caprolactone)
  • Pouneh Kardar * Page 1525
    The development and application of self-cleaning treatments on historical and architectural stone surfaces could be a significant improvement in conservation, protection and maintenance of Cultural Heritage. In this research, a coating based on titanium dioxide was prepared and applied on travertine stone. The prepared coating was analyzed and the result, confirmed the formation of small crystals of Anatase. The hydrophilic behavior was observed on the surface due to titanium dioxide coatings. Also self-cleaning behavior was proved by using Rodamine B.
    Keywords: Self-cleaning coatings, titanium dioxide, architectural heritage
  • Laleh Adlnasab *, Akram Maghsodi Page 1531
    In this study, anodized aluminum oxide nanostructures were prepared by anodization process under constant potential in an oxalic acid solution that was improved with sulfuric acid. The effects of various parameters such as voltage, electrolyte solution composition, anodizing time and type of stripping solution of oxide layer on the morphology of prepared nanostructures were optimized and scanning electron microscopy images were obtained. According to the results, voltage 45 V as optimized voltage and oxalic acid improved with sulfuric acid as the best electrolyte solution were obtained. The optimized times for first and second anodizing steps were 60 and 240 minutes, respectively, and a mixture of phosphoric acid and chromic acid was as the perfect solution to dissolve the oxide layer. Nanopores in the prepared samples under optimum conditions had the higher average distance and interpore distance and the porosity was increased. Also, array and uniformity of the pore size were increased in these samples. These nanostructures with unique properties have special applications in the field of membrane, synthesized template for various nanostructures, sensors and biosensors.
    Keywords: Anodized Aluminum Oxide, Nanoporous Membrane, Anodization, Interpore Distance, Porosity
  • Azam Sardari, Ali Asghar Sabbagh Alvani *, Seyed Reza Ghafarian Page 1543
    A castor oil-based fatliquoring agent was successfully synthesized using metallic organic frameworks (MOFs) via Pickering emulsion polymerization. TEM image indicated that the castor oil was surrounded by MOFs. Visual control of the synthesized fatliquoring agent showed that the presence of MOFs lead to a stable oil/water emulsion for more than 8 months. The prepared fatliquoring agent was applied to the leather and mechanical properties were evaluated, and compared to a leather sample fatliquored by a conventional agent. Elongation at break and tensile strength were 114% and 28MPa, respectively. The results show that the prepared fatliquoring agent significantly improved mechanical properties of leather. In this work, the natural chitosan material, which has good compatibility with collagen leather, was used to increase UV resistance. UV resistance of leather was 2.5 times more than leather sample fatliquored by a conventional agent.