فهرست مطالب

مواد پیشرفته و پوشش های نوین - پیاپی 16 (بهار 1395)

فصلنامه مواد پیشرفته و پوشش های نوین
پیاپی 16 (بهار 1395)

  • تاریخ انتشار: 1395/03/18
  • تعداد عناوین: 7
|
  • بررسی خواص فتوولتاییک سلول خورشیدی حساس شده به مواد رنگزای ایندیگوئیدی در حضور یک عامل ضد تجمع
    مژگان حسین نژاد*، سیامک مرادیان، کمال الدین قرنجیگ صفحه 1105
    سلولهای خورشیدی نانو ساختار حساس شده به مواد رنگزا بر پایه مواد رنگزای ایندیگوئیدی دارای راندمان تبدیل متوسط تا بالا هستند. این مواد رنگزای آلی به سادگی درگیر تشکیل تجمعات میشوند. تجمعات تشکیل شده در مولکول ماده رنگزا سبب کاهش فرایند انتقال الکترون در سلولهای خورشیدی حساس شده به مواد رنگزا میگردد. بنابراین، معمولا به محلول ماده رنگزا در سلولهای خورشیدی عوامل ضد تجمع اضافه میشود. برای بررسی اثر مواد ضد تجمع، ابتدا ویژگی های اسپکتروسکوپی مواد رنگزای ایندیگوئیدی در حالت جذب شده بر روی لایه دیاکسید تیتانیوم در حضور و غیاب یک ماده ضد تجمع مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد که حضور عامل ضد تجمع سبب کاهش تجمعات ناخواسته J میگردد. در نهایت، سلول خورشیدی بر پایه مواد رنگزای ایندیگوئیدی تهیه گردید تا ویژگی های فوتوولتائیک و اثر ماده ضد تجمع بر روی آنها بررسی گردد.
    کلیدواژگان: ایندیگو، سلول خورشیدی حساس شده به مواد رنگزا، عامل ضد تجمع، بازده تبدیل، منحنی فوتوجریان، فوتوولتاژ
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • بهبود مقاومت به خوردگی آلومینیوم از طریق اعمال پوشش نانوکامپوزیتی آلومینا/ زیر کونیا به روش سل/ ژل
    مریم حسینی زری*، نیما صفا، سارا عبدالعزیزی صفحه 1111
    آلومینیوم و آلیاژهای آن پس از آهن بالاترین مصرف را در اکثر صنایع به خود اختصاص داده اند. این آلیاژها نسبت به خوردگی و سایش مقاوم نیستند. یکی از روش های متداول برای محافظت فلزات در برابر خوردگی و سایشهای نرم، ایجاد پوششهای سرامیکی است. در این تحقیق از روش سل/ ژل برای تهیه پوشش سرامیکی با نسبتهای متفاوتی از آلومینا و زیرکونیا بهره گرفته شد. در نهایت، پوششها پس از اعمال بر روی آلومینیوم در دماهای مختلف تحت عملیات حرارتی قرار گرفت. پوششهای حاصل با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی و قطبش تافلی بررسی شدند. نتایج آزمایشهای خوردگی حاکی از افزایش مقاومت به خوردگی نمونه هایی بود که در دمای کمتر عملیات حرارتی شده و حاوی میزان بیشتری زیرکونیا هستند.
    کلیدواژگان: آلومینیوم، زیرکونیا، پوشش سرامیکی، خوردگی، نانوکامپوزیت، سل، ژل
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • تهیه پوشش های نانوکامپوزیتی آلی - معدنی ضد الکتریسیته ساکن بر پایه اپوکسی/ سیلیکا دارای نانوذرات ITO
    مصطفی جعفری*، حسن فرهادنژاد، فائزه قدیمی حرفه صفحه 1119
    در این پژوهش، پوشش های پلیمری هیبریدی آلی/ معدنی بر پایه اپوکسی/ سیلیکا دارای مقادیر متفاوت نانوذرات ایندیم قلع اکسید تهیه شد و مقاومت الکتریکی آنها مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور، برای تهیه پوشش هیبریدی از پیشماده های 3-گلیسیداکسی پروپیل تری متوکسی سیلان و تترا متوکسی سیلان، در حضور اتیلن دیآمین به عنوان عامل پخت استفاده شد و فرآیند در دمای پایین و با استفاده از روش سل- ژل انجام گرفت. نتایج حاصل از آزمون تفرق نور لیزر نشان داد که اندازهی ذرات در محلول سل هیبریدی بدون حضور نانوذراتITO و محلول هیبریدی دارای نانوذرات ITO در ابعاد نانومتری است. آزمون میکروسکوپ الکترونی عبوری نشان داد که ذرات ITO مکعبی شکل و اندازه آن ها بین 50-20 نانومتر است. تصاویر سطح و سطح مقطع پوشش هیبریدی نانوکامپوزیتی توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد که نانوذرات ITO توزیع مناسبی با ضخامت حدود 10میکرومتر دارند. بررسی خواص الکتریکی ضدالکتریسیته ساکن و خواص نوری نشان داد که مقاومت الکتریکی سطحی پوششها با افزایش مقدار نانوذرات ITO بطور قابل توجهی کاهش می یابد و در محدوده بین %1 تا %2 وزنی از نانوذرات، پوششها ضمن دارا بودن خواص الکتریکی در محدوده ضدالکتریسیته ساکن، از شفافیت بالایی (بالای %80) برخوردارند. با استفاده از آزمون طیف سنجی فلورسانس اشعه ایکس- پراکنش انرژی، حضور و توزیع مناسب عناصر سیلیسم، ایندیم و قلع در پوششهای هیبریدی نانوکامپوزیتی دارای نانوذرات ITO تایید شد.
    کلیدواژگان: اپوکسی، سیلیکا، نانوکامپوزیت، نانوذرات ITO، آلی - معدنی، ضد الکتریسیته ساکن، سل - ژل
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • آمایش سحطی نانوآلومینا با آمینوسیلان: بررسی اثر غلظت آمینوسیلان بر شیمی سطحی و کاربردی نانوآلومینا
    مهران رستمی صفحه 1129
    در این تحقیق، اصلاع سطحی نانو ذرات آلومینا از نوع گاما با آمینو پروپیل تری متوکسی سیلان انجام شد. اصلاح سطحی تحت شرایط هیدرولیز و تراکمی در غلظت های مختلف و با در نظر گرفتن نقطه ایزوالکتریک نانو آلومینا صورت گرفت. به منظور کمی کردن فرایند آمایش سطحی ذرات، یکسری آزمون برای شناسایی ذرات آمایش شده انجام شد. این آزمون ها شامل اندازه گیری چگالی، pH، تجزیه و تحلیل حرارتی ، تحلیل عنصری ، مساحت سطح BET و پتانسیل زتا بوده است. جهت بررسی برهمکنش سطحی و شیمیایی ذرات اصلاح شده و اصلاح نشده با ماتریس رزینی، آزمون های دینامیکی- مکانیک حرارتی ، میزان پخت، چگالی شبکه ای شدن و میزان مه گونگی پوشش نانو کامپوزیتی بررسی شد. نتایج نشان داد که با افزایش میزان سیلان سطحی، برهمکنش های فیزیکی و شیمیایی ذرات با ماتریس رزینی پلی یورتان افزایش یافته و در نتیجه خواص مکانیکی افزایش می یابد. با توجه به محدود بودن گروه های هیدروکسیل قابل واکنش در سطح آلومینا، میزان سیلان واکنش کرده در سطح نیز محدود بوده است.
    کلیدواژگان: نانو گاما آلومینا، آمایش سطحی، آمینو سیلان، پوشش شفاف پلی یورتان
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • سرامیک پیزوالکتریک بدون سرب نایوبات پتاسیم - سدیم؛ دشواری های فرآیند ساخت و مزیت های نسبی ایران / مطالعه موردی: ایران و اسلوونی
    مهدی فیض پور*، تورج عبادزاده صفحه 1147
    در بین ترکیبات مختلف ارائه شده در حوزه پیزوالکتریک های بدون سرب، نایوبات پتاسیم/ سدیم [KNN] به علت دارابودن دانسیته کمتر و خواص الکتریکی قابل قبول و نیز توانایی کارکرد در دماهای بالاتر، از اهمیت ویژه ای برخوردار است. یکی از مشکلات اساسی کار با سرامیک KNN حساسیت این ترکیب به رطوبت هوا می باشد. این پژوهش بر آن است تا مشخص کند شرایط آب و هوایی چگونه و تا چه حد می تواند ویژگی های سرامیک پیزوالکتریک KNN را تحت تاثیر قرار دهد. به همین منظور فرآیندهای سنتز و زینتر این ماده در دو شهر با درصدهای رطوبت نسبی متفاوت در کشورهای ایران و اسلوونی مورد بررسی قرار گرفت. دانسیته نسبی نمونه سنتز/ زینتر شده در ایران و در کشور اسلوونی به ترتیب برابر 94 % و 5/91 % می باشد. با اعمال پیش حرارت دهی در منحنی زینتر نمونه ها در اسلوونی در دمای ̊C450 به مدت 4 ساعت و نیز زینتر نمونه ها به صورت بوته باز، دانسیته نمونه ها در اسلوونی تا 4/93 % افزایش یافت. کم تر بودن دانسیته نمونه ها در اسلوونی با ارائه مکانیزمی مبتنی بر تشکیل و ذوب هیدروکسیدها و کربنات های قلیایی در دماهایی زیر دمای زینتر سرامیک KNN، که می تواند منجربه افزایش اندازه ذرات درست قبل از شروع فرآیند زینتر شود، توجیه شده است. هم چنین در منحنی تلفات الکتریکی بر حسب دما حین سردکردن، یک افزایش قابل ملاحظه ای در مقدار فاکتور تلفات الکتریکی در سردشدن از دمای ̊C100 تا دمای محیط مشاهده شد. این مساله نشان می دهد رطوبت بالای هوا در اسلوونی باعث می شود خواص دی الکتریک اندازه گیری شده به ویژه در دمای محیط و در فرکانس های پایین، مقادیر واقعی نباشند.
    کلیدواژگان: رطوبت هوا، دی اکسیدکربن، سنتز، نایوبات پتاسیم، سدیم، پیزوالکتریک بدون سرب
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • تهیه پوشش محافظ سلول های خورشیدی فضایی بر پایه نانوقفس POSS و ارزیابی پایداری آن در برابر چرخه حرارتی
    مهدی رنجبر، کمال قانی*، عباس زالی صفحه 1159
    محافظت از سلول ها ی خورشیدی در فضا یکی از چالش هایی است که متخصصان علوم فضایی با آن روبرو هستند. در تحقیق حاضر سایل سسکویی اکسان الیگومری چندوجهی حاوی گروه های گلایسیدوکسی پروپیل و متیل سنتز شده و با روش های FT-IR، 29Si NMR و TG شناسایی گردید. تاثیر افزایش سایل سسکویی اکسان به رزین تهیه شده از تترا اتیل ارتو سیلیکات، زیرکونیم(IV) ایزوپروپوکسید و 3- گلایسیدوکسی پروپیل تری متوکسی سیلان از نقطه نظر پایداری پوشش آنها در برابر چرخه حرارتی ارزیابی گردید. اثر چرخه حرارتی روی سلول های خورشیدی سیلیکونی چندبلوری بدون پوشش و با پوشش بررسی شد. نتایج نشان دادند که سلول ها ی خورشیدی پوشش دهی شده با نانوافزودنی سایل سسکویی اکسان در مقایسه با سلول ها ی خورشیدی فاقد پوشش مقاومت بهتری در چرخه حرارتی دارند.
    کلیدواژگان: سلول های خورشیدی سیلیکونی فضایی، چرخه حرارتی، پوشش دهی، نانو افزودنی POSS
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • ارزیابی تاثیر اصلاح کننده سطح تیولی بر خواص نوری نقاط کوانتومی سولفید روی سنتز شده در دمای بالا
    علی امیری زرندی، علی اصغر صباغ الوانی*، رضا سلیمی، حسن سامعی، شیما موسی خانی صفحه 1169
    در این مقاله، نقاط کوانتومی ZnS، به روش آبی در دمای بالا (°C 75) سنتز شد و جهت ارزیابی تاثیر غلظت اصلاح کننده سطح تیوگلایکولیک اسید بر روی خواص فتوفیزیکی و ریزساختار نانو ذرات، از آزمون های پراش اشعه ایکس، طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز، میکروسکوپ الکترونی روبشی، جذب مرئی-فرابنفش و اسپکتروفوتومتری فتولومینسنسی استفاده شد. نتایج نشان داد نانو ذرات سولفید روی مکعبی، با اندازه کریستال nm 4-3، با ریزساختار نسبتا یکنواخت و کروی با موفقیت سنتز شده است. طیف جذبی در ناحیه فرابنفش نشان از جابجایی محدوده جذب به طول موج پایین تر برای نمونه سنتز شده در حضور اصلاح کننده سطح نسبت به نمونه بدون اصلاح کننده داشت. اسپکتروفوتومتری فتولومینسنسی نشان داد نانو ذرات تا 180 روز از پایداری نوری قابل قبولی برخوردارند. همچنین بررسی شدت نشر نقاط کوانتومی با غلظت های مختلف اصلاح کننده نشان داد زمانی که دمای سنتز افزایش می یابد، اصلاح کننده سطح در غلظت 100% به عملکرد بهینه می رسد.
    کلیدواژگان: نقاط کوانتومی، اصلاح کننده سطح، لومینسنس، روش آبی، تیوگلایکولیک اسید
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
|
  • Study on photovoltaic properties of dye-sensitized solar cells based on indigo dyes in the presence of an anti-aggregation agent
    Mozhgan Hosseinnezhad*, Siamak Moradian, Kamaladin Gharanjig Page 1105
    Nanostructured dye sensitized solar cells (DSSCs) based on indigo dyes exhibit medium to high power conversion efficiency. Such organic dye molecules easily experience aggregation. As aggregation takes place in dye molecules, electron transfer process in dye-sensitized solar cell will be worsen. Therefore, anti-aggregation agents are commonly added to organic solution in DSSCs. Spectrophotometric evaluations of indigo dyes applied on a TiO2 substrate in the presence and absence of an anti aggregation agent were carried out in order to assess changes in the efficacy of dyes. The results show that addition of anti-aggregation agent reduced undesired J aggregates. Finally, dye sensitized solar cells were fabricated to determine the photovoltaic properties as well as the influence of anti-aggregation agents on their performance.
    Keywords: Indigo, dye-sensitized solar cell, anti-aggregation agent, conversion efficiency, photocurrent- photovoltage curve
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Improvement of Corrosion Resistance of Aluminum by Application of Alumina- Zirconia Nanocomposite Coating via Sol-Gel Method
    Maryam Hosseini-Zori, Nima Safa, Sara Abdolazizi Page 1111
    Aluminum and its alloys, after iron, took the second place in most industries, but they are not stable when they are subjected to corrosion and erosion. One of the conventional methods for protection of metals against corrosion and soft erosion is usage of ceramic coating. In this research, sol gel method has been used in preparation of a ceramic coating with different weight ratios of Alumina to Zirconia. Synthesized coatings after applied on aluminum samples have been heat treated at different temperatures. Prepared coatings have been studied by scanning electron microscopy. The results of corrosion tests show that samples with more contents of zirconia and lower heat treatment reveal higher corrosion resistance.
    Keywords: Aluminum, Zirconia, Ceramic Coating, Corrosion, Nanocomposite, Sol-Gel
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Preparation of Antistatic Organic-Inorganic Nanocomposite Coatings Based on Epoxy-Silane Containing ITO Nanoparticles
    Mostafa Jafari*, Hassan Farhadnejad, Faezeh Ghadimi Herfeh Page 1119
    Several nanocomposite hybrid coatings based on epoxy-silane containing various amounts of Indium Tin Oxide (ITO) nanoparticles are studied. The hybrid sols are prepared using 3 glycidyloxypropyltrimethoxysilane (GPTMS) and tetramethoxysilane (TMOS) precursors in the presence of Ethylene Diamine (EDA) as a curing agent by sol- gel process. The mean particles size of primary sol solution and solution with ITO nanoparticles was obtained lower than 100 nm by Laser Light Scattering (DLS) data. With Transtion Electron Microscopy (TEM) the cubic shape and the nanometric size of the ITO nanoparticles in the hybrid organic-inorganic coatings are shown. The uniformly distributed of ITO nanoparticles in polymer matrix are examined by Scanning Electron Microscopy (SEM). Also, the thickness of hybrid coatings on glass substrates was approximately 10 μm. Evaluation of antistatic and optical properties showed that the surface electrical resistance of coationgs was significantly reduced by increasing the amount of the ITO nanoparticles and in the range of 1% to 2% wt. of nanoparticles, coatings have electrical performance and high transparency (more than 80%). With Energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) analysis, the presence and appropriate distribution of silicon (Si), Indium (In), Tin (Sn) elements in hybrid nanocomposite coatings containing ITO nanoparticles was confirmed.
    Keywords: Epoxy-Silica, Nanocomposite, ITO Nanoparticles, Organic-Inorganic, Antistatic- Coatings, Sol- gel
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Surface treatment of nanoalumina with aminosilane: the effect of silane concentration on the surface chemistry and performance of nanoalumina
    M. Rostami Page 1129
    In this study, gamma nanoalumina was treated with aminopropyl trimethoxy silane coupling agent. Surface modification was performed under hydrolysis and condensation condition and then under stoichiometric concentration, according to isoelectric point of nanoalumina. To quantifying surface modification of particles, some analyses were performed, including density, pH, TGA, CHN measurements, BET, and Zeta Potential. To probe interfacial and chemical intraction of the modified and unmodified particles with polyurethane resin, some tests such as DMTA, cross-link density, heat of curing and Haz value of polyurethane nanocomposit were performed. Results show that increasing the amount of surface modifier causes increase in physical and chemical intraction of particles with polyurethan matrix. Considering that the hydroxyl groups on the alumina surface are scarce, the reactions of silane molecules with the surface of the alumina particles are rare, too.
    Keywords: Nano Gama alumina, Surface treatment, Aminosilane, polyurethane clear coat
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Potassium Sodium Niobate Lead-free Piezoelectric Ceramics: Difficulties in the Processing and the Advantages of Iran: The Case of Iran and Slovenia
    Mahdi Feizpour*, Touradj Ebadzadeh Page 1147
    Among different groups of lead-free piezoelectric ceramics, potassium sodium niobate (KNN) has someinteresting properties which make it a promising substituent to lead-based piezoelectrics. One basic drawback in dealing with KNN is its sensitivity to the moisture. The aim of this study is to find out how the atmospheric conditions affect the properties of stoichiometric (K0.50Na0.50)NbO3. The results are based on the experiences of working in two different research institutes in Iran and Slovenia, with the average annual relative humidity of 53 and 78 % in 2014, respectively. The average relative density of sample synthesized/sintered in Iran and Slovenia were 94.0 and 91.5 %, respectively. In order to further increase the density of sintered samples, a pre-annealing step for 4 h at 450 ˚C was introduced to the sintering curve in Slovenia and sintering was carried out in a completely open crucible configuration. These caused the density of samples to increase to 93.4 %. Measuring the dielectric loss versus temperature showed a remarkable increase upon cooling from 100 ˚C to room temperature, which could be attributed to the absorption of the humidity by sample. The results of this study showed that choosing a less-humid environment will allow easier handling in the process and less difficulties in the electrical characterization of final KNN products.
    Keywords: Moisture, CO2, Synthesis, Potassium-sodium niobate, Lead-free piezoelectrics
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Preparation of protective coating based on POSS- nanocage for space solar cells and evaluation of its stability in thermal cycling
    Mahdi Ranjbar, Kamal Ghani, Abbas Zali Page 1159
    The surface science experts are facing the challenge to developing technologies of manufacturing of protective covers which could work in space conditions. In the present work, a polyhedral oligomeric silsesquioxane (POSS) substituted by glycidoxypropyl and methyl groups was synthesized and FT-IR, 29Si NMR and TG were used to characterize the structure of the POSS. The influence of the addition of the POSS on the resin prepared from tetraethylorthosilacate, zirconium (IV) isopropoxide and (3-glycidyloxypropyl) trimethoxysilane was evaluated from the point of view of their coating stability in thermal cycling. The effect of thermal cycling was investigated on the bare and coated polycrystalline silicon solar cells and their efficiencies were measured for comparisons. The results showed that the solar cells coated with POSS-nanoadditive have good stability in thermal cycling as compared with bare solar cells.
    Keywords: Space silicon solar cells, Thermal cycling, Coating, POSS Nanoadditive
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Evaluate the effect of Thiol-capping agent on optical properties of ZnS QDs synthesized at high temperature
    A.Amiri Zarandi, A.A. Sabbagh Alvani *, R. Salimi, H.Sameie, S. Moosakhani Page 1169
    In this paper, ZnS quantum dots were synthesized successfully via an aqueous method at high temperature (75 °C) in the presence of thioglycolic acid as capping agent. In order to investigate the effect of TGA concentration on the microstructure and optical properties, X-ray diffraction, infrared spectroscopy, scanning electron microscopy, UV-Vis and photoluminescence spectra were used. The analysis showed cubic crystal structure of zinc sulfide nanoparticles and relatively uniform spherical particles with the crystallite size about 3-4 nm. UV-Visible absorption indicated a well-defined absorption at 320 and 311 nm for uncapped and TGA-capped ZnS which confirmed that quantum confinement effect occurred. Optical behavior of nanoparticles signified excellent light stability over 180 days. Moreover, the studies indicated that when the synthesizing performs at high temperature, the concentration of capping agent should be increased up to 100% to optimize optical properties.
    Keywords: Quantum Dots, Capping agent, Luminescence, Aqueous method, Thioglycolic Acid
    Abstract View Paper Original: Persian