فهرست مطالب

علم و مهندسی سرامیک - سال پنجم شماره 4 (زمستان 1395)
  • سال پنجم شماره 4 (زمستان 1395)
  • تاریخ انتشار: 1395/12/11
  • تعداد عناوین: 7
|
  • سمیرا پورحسن، رحیم نقی زاده*، جعفر جوادپور، علی الله وردی صفحات 1-12
    در این پژوهش دو نوع کائولن ایرانی و خارجی و دو نوع بال کلی ایرانی و خارجی جهت فعال سازی حرارتی و بررسی نظم ساختاری انتخاب شدند. کلسینه کردن در دمای oC700 به مدت 3 ساعت انجام گرفت تبدیل کائولن به متاکائولن با استفاده از آنالیزهای حرارتی افتراقی و وزن سنجی (DTA/TG)، الگوی پراش اشعه ایکس (XRD) و طیف سنجی مادون قرمز فوریه (FTIR) بررسی شد، همچنین درجه هیدروکسیل زدایی کائولینیت موجود در کائولن ها و بال کلی های مورد مطالعه با استفاده از منحنی TG محاسبه شد. بیشترین درجه هیدروکسیل زدایی پس از کلسینه کردن در دمای C°700 به مدت 3 ساعت 90 % و کمترین آن در همان شرایط حدود 62 % بود. در این پژوهش نظم ساختاری کائولینیت با استفاده از DTA ، FTIR و XRD بررسی شد. بر اساس نتایج DTA و FTIR بالاترین نظم متعلق به کائولن خارجی و کمترین نظم متعلق به بال کلی ایرانی بود ولی شاخص های نظم مربوط به XRD نتایج متفاوتی با آنالیزهای فوق نشان داد
    کلیدواژگان: متاکائولن، کلسینه کردن، درجه هیدروکسیل زدایی، کائولن، بال کلی، نظم ساختاری کائولینیت
  • علی آراسته توده * صفحات 13-21
    یکی از راه های جلوگیری از هدر رفت مواد اولیه و نیز حفظ محیط زیست استفاده از ضایعات چینی در ترکیب بدنه می باشد. در این مقاله تاثیر ضایعات چینی استخوانی بر روی رفتارزینتر بدنه چینی سخت بررسی شده است. بدین منظور بدنه های چینی سخت با 0، 6/5، 7/10، 2/15 درصد وزنی ضایعات چینی استخوانی تهیه شده و در جارمیل مخلوط و در دماهای oC1250و o C1340 پخت شده و خواصی نظیر استحکام پخت، دانسیته بالک، ضریب انبساط آنها بررسی شده و ساختار آنها توسط پراش اشعه (XRD ) و میکروسکوپ الکترونی ( SEM ) مشاهده شد. افزایش ضایعات چینی استخوانی باعث افزایش مولایت و کاهش کوارتز در بدنه های پخت شده می گردد. همچنین این افزایش باعث افزایش فاز آنورتیت در بدنه هایی با دمای پخت C°1250 می گردد. نتایج بیشتر نشان می دهد، افزایش ضایعات چینی استخوانی تا 6/5% باعث افزایش دو برابری استحکام پخت در دمای oC1340و همچنین افزایش 2/15% ضایعات باعث افزایش 4 برابری استحکام پخت درoC1250می گردد. افزایش دانسیته بالک در بدنه های پخت شده در oC1250، کاهش دانسیته کلی و کاهش ضریب انبساط حرارتی دربدنه های پخت شده در C°1340 نیز در اثر افزایش این ضایعات بدست می آید.
    کلیدواژگان: چینی سخت، چینی استخوانی، رفتار زینتر، ضایعات
  • اسفندیار مولوی، علی شانقی*، سجاد قاسمی صفحات 23-34
    در این تحقیق رفتار خوردگی پوشش چند لایه تیتانیوم/ نیترید تیتانیوم اعمال شده بر روی سطح آلومینیوم 7075 به روش EIS مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. پوشش تیتانیوم/ نیترید تیتانیوم با استفاده از فرایند کند و پاش مغناطیسی خلاء بالا بر روی سطح نمونه ها اعمال شده، سپس فاز، ساختار و مورفولوژی پوشش به ترتیب با استفاده از روش هایGIXRD، FESEMو AFM مورد بررسی قرار گرفته، همچنین رفتار خوردگی پوشش در بازه های زمانی مشخصه مانند1، 12، 24، 48، 60 و 72ساعت باغوطه وری در محلول 5/3 درصد NaCl بوسیله منحنی های نایکوئیست و بد- فاز، مورد تحلیل قرار گرفته است. نتایج نهایی این تحقیق بیانگر این است که با اعمال پوشش های چندلایه ی نانوساختار و منقطع کردن ساختار ستونی نیتریدتیتانیوم توسط میان لایه تیتانیوم فلزی، امپدانس و مقاومت به خوردگی نمونه ی پوشش داده شده حدودا 43 برابر بیشتر از آلومینیوم 7075 بدون پوشش است و در واقع هدف اصلی این پژوهش که بالا بردن مقاومت به خوردگی آلیاژ آلومینیوم 7075 بوده است را صورت پذیر و مثبت نشان می دهد.
    کلیدواژگان: آلومینیوم 7075، پوشش نانو ساختار، تیتانیوم- نیترید تیتانیوم، منحنی نایکوئیست، منحنی بد، فاز، کند و پاش مغناطیسی خلاءبالا
  • زهرا معصومی لقمان، آرش فتاح الحسینی، سید امید گشتی * صفحات 35-44
    در این مقاله به بررسی تاثیر تغییرات غلظت آلومینات سدیم بر رفتار خوردگی پوشش های ایجاد شده روی سطح آلیاژ آلومینیم 6061 به روش اکسیداسیون الکترولیتی پلاسمایی پرداخته شده است. این فرآیند تحت جریان مستقیم خطی با چگالی جریان A/dm2 15 و در دو غلظت 6 و 8 گرم بر لیتر آلومینات سدیم انجام شد. رفتار خوردگی پوشش ها توسط آزمون پلاریزاسیون پتانسیودینامیک در محلول 5/3 درصد وزنی کلرید سدیم مورد ارزیابی قرار گرفت. ریزساختار پوشش توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی مشاهده شد. الگوی پراش پرتو ایکس، تشکیل ترکیبات اکسیدی در پوشش را تایید نمود. نتایج بررسی ها نشان دادند که افزایش آلومینات سدیم در الکترولیت موجب بهبود کیفیت سطحی، کاهش اندازه تخلخل ها و افزایش مقاومت به خوردگی پوشش شده است. مطابق نتایج حاصل از آزمون پلاریزاسیون پتانسیودینامیک پوشش حاوی 8 گرم بر لیتر آلومینات سدیم ، چگالی جریان خوردگی حدود 31 مرتبه کم تر از زیرلایه آلومینیمی فاقد پوشش نشان داده است که حاکی از بهبود مقاومت به خوردگی زیرلایه است.
    کلیدواژگان: آلیاژ آلومینیم 6061، اکسیداسیون الکترولیتی پلاسمایی، آلومینات سدیم، رفتار خوردگی
  • مریم جامعی، آزاده حقیقت زاده *، بابک مزینانی صفحات 45-55
    لایه های نازک دی اکسید تیتانیوم با ضخامت 280 نانومتر با استفاده از روش کندو پاش مغناطیسیDC روی زیر لایه شیشه تهیه شده اند.برای لایه نشانی از هدف فلز تیتانیوم به صورت ورق و گاز ترکیبی آرگون و اکسیژن و زیرلایه ای با دمای 250 درجه سانتی گراد استفاده شده است. دستگاه پراش اشعه X (XRD) فاز آناتاز را برای نمونه ها نشان داده است و توپوگرافی سطح با استفاده از میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) مورد بررسی قرار گرفته است. سپس سیستم به حالت پلاسمای RF تغییر داده شده و اثر بهبود بخشی پلاسمایی پلاسمای ترکیبیN2+O2 بر کاهش غلظت رنگ متیلن بلو در حضور لایه های نازک TiO2 مورد ارزیابی قرار گرفته است. میزان درصد حذف رنگ (R%) و ثابت سرعت واکنش تخریب (k) محاسبه شده است.
    کلیدواژگان: بهبود بخشی پلاسمایی، دی اکسید تیتانیوم، فوتو کاتالیست
  • مهسا یدالهی، سمیه اعلم الهدی*، سید محمد میرکاظمی، یاسر وحیدشاد صفحات 57-66
    در این تحقیق، نانوذرات CuInS2 به روش سریع و تک مرحله ای ترمولیز سنتز شدند و دمای تجزیه کمپلکس ها مورد بررسی قرار گرفت. ترکیب کلوییدی از CuInS2 با انحلال CuCl و In2(SO4)3 به عنوان عناصر کاتیونی، تیواوره(SC(NH2)2) به عنوان منبع گوگرد و پلی وینیل پیرولیدون ،PVP به عنوان عامل اصلاح سطح (سورفکتانت) در دی اتیلن گلیکول ((CH2CH2 OH)2O) بعنوان حلالی غیر سمی و ارزان قیمت و اتیلن دی آمین(C2H8N2) ، تهیه شد. نمونه ها به روش آنالیز پراش پرتو ایکس برای بررسی خواص ساختاری، FTIR برای شناسایی تشکیل کمپلکس ها و عوامل فعال کننده سطحی(capping agent)، جذب اسپکتوفوتومتری (UV-VIS) برای بررسی خواص نوری مورد مطالعه قرار گرفتند. نتایج نشان می دهد هنگامی که دما بالای °C210 است، سولفات ایندیوم تجزیه شده و ترکیبات محلول جامد CuInS2 با ساختار بلوری چندریختی (ورتزیت و کالکوپیریت) تشکیل می شود. همچنین با افزایش دما از °C 120 به °C 240 درجه ساختار بلوری کالکوپیریت نسبت به ساختار ورتزیت تقویت می شود.
    کلیدواژگان: ترمولیز، فازهای جانبی، چندریختی، تجزیه کمپلکس
  • زینب نصیری *، مهری مشهدی صفحات 67-83
    در این تحقیق، تف جوشی نانوکامپوزیت ZrB2-SiC به روش تف جوشی بدون فشار بررسی گردید. از پودر AlN در مقیاس میکرون به عنوان تقویت کننده استفاده شد. به منظور بررسی تاثیر حضور همزمان ذرات SiC نانو و میکرون ابتدا پودر ZrB2 به همراه درصدهای مختلف از SiC نانو و میکرون در آسیاب سیاره ای با به مدت 2 ساعت با سرعت rpm200 آسیاب شدند. مخلوط حاصل ابتدا توسط پرس تک محوری در دمای oC80و فشار MPa100 پرس گردید و سپس تحت فرآیند پرس ایزواستاتیک سرد (CIP) قرار گرفته و در دمای 2150 درجه سانتیگراد در اتمسفر آرگون زینتر شد. به منظور تعیین نسبت بهینه SiC نانو به میکرون، چگالی نسبی، سختی و چقرمگی نمونه ها اندازه گیری شد. سپس ذرات AlN به کامپوزیت ZrB2-SiC اضافه شده و ریزساختار و خواص مکانیکی آن مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل شده از تمامی نمونه ها در ترکیبات مختلف نشان می دهند که با تغییر درصد حجمی SiC نانو از 20 درصد حجمی نانو به 15 درصد نانو و 5 درصد میکرون، کاهش در تخلخل و افزایش در چگالی نسبی (1/95) رخ می دهد. با بررسی ریز ساختاری و اندازه گیری خواص مکانیکی نمونه ها بیشترین سختی و تافنس شکست نیز، در ترکیب دارای به ترتیب 15 و 5 درصد حجمی SiC نانو و میکرون و با مقادیر Gpa9/15 و Mpa.m1/29/4 مشاهده شد. با افزودن ذرات AlN چگالی نسبی به 1/98 درصد و مقادیر سختی و چقرمگی شکست به GPa1/17 و Mpa.m1/27/5 افزایش یافت.
    کلیدواژگان: نانو کامپوزیت، دیبورید زیرکونیم، کاربید سیلیسیم، نیترید آلومینیم، زینتر بدون فشار
|
  • S. Puorhassan, R. Naghizade*, J. Javadpuor, A. Alahverdi Pages 1-12
    In this study, domestic and foreign kaolin and ballclay were selected for thermal activation and structural order studies. The calcination temperature 700°C for 3 hrs was selested. Kaolin conversion to metakaolin was investigated using; differential thermal analysis, theramal gravimetric (DTA/TG), x-ray diffraction( XRD) and fourier transorm infrared spectroscopy (FTIR). The degree of kaolinite dehydroxylation in kaolins and ballclays were also investigated using TGA analysis. The highest and lowest degree of hydroxylation after calcination was 90 and 60% Respectively under the same calcination conditions. Based on DTA and FTIR results, the highest order was observed in foreign kaolin and the lowest order was seen in the domestic ballcaly.but order indexes related to XRD, was shown different results with above analysis.
    Keywords: metakaolin, calcination, dehydroxylation, kaolin, ballclay, kaolinite structural order
  • A. Araste * Pages 13-21
    One way to environmental protection and avoid raw materials waste is using bone china scraps in body composition. In this paper, the influence of bone china scraps addition on sintering behavior of hard porcelain body has been investigated. For this purpose, hard porcelain bodies produced with 0, 5.6, 10.7, 15.2 wt% bone china scraps and mixed in Jar mill and fired at temperatures 1340°C and 1250°C in kiln and their properties such as mechanical strength, bulk density, thermal expansion coefficient were investigated. The microstructure of fired specimens was studied by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). The results indicated that increasing of Bone china scraps, increase Mulite and decrease Quartz crystals in fired body. Also, addition of this waste cause to rising of Anorthite phase in fired body at 1250oC. The further results show, an increase in bone china scraps (up to 5.6 wt%) increase fired mechanical strength tow times in fired body at 1340°C and an increase of 15.2% bone china scraps increased mechanical strength of fired body in 1250oC for 4 times. Bulk density increasing in fired body in 1250oC, reducing bulk density and thermal expansion coefficient in fired body at 1340°C are the other result of addition of these scraps.
    Keywords: Hard porcelain, Bone china, sintering behavior, Scraps
  • Ali Shanaghi * Pages 23-34
    In this study, corrosion behavior of nanostructured multilayer coatings of Ti/TiN applied on the 7075 aluminum substrate was evaluated by EIS method. Ti/TiN nano scale multilayer coatings were deposited on surface of samples by high-vacuum magnetron sputtering process, then structure and morphology of the coating were analyzed by using GIXRD, FESEM and AFM, afterwards, the corrosion behavior of coating was investigated by Nyquist and Bode phase curves after1, 12, 24, 48, 60 and 72 hours of immersion in 3.5% NaCl solution. Results show, the applying of nanostructured multilayer coating and interrupting columnar structure of TiN by the Ti as an intermediate layer causes to increase the impedance and corrosion resistance of Al7075 about 43 times compare with bare of Al7075, which proving that this coating is so effective for enhancing of corrosion behavior of Al7075
    Keywords: 7075 Aluminum alloys, Nanostructured coating, Ti-TiN, Nyquist, Bode- phase plot, High- vacuum magnetron sputtering
  • Omid Gashti Pages 35-44
    In this paper, the effect of sodium aluminate concentration on the corrosion behavior of coatings formed on the surface of 6061 Al alloy by plasma electrolytic oxidation is studied. This process applied by DC current mode with current density of 15 A/cm2 in two different concentration of sodium aluminate (6 and 8 g L-1). The corrosion behavior of coatings evaluated by potentiodynamic polarization test in 3.5 wt. % NaCl solution. The microstructure of coatings are investigated by scanning electron microscopy (SEM) images. X-ray diffraction (XRD) pattern confirmed the formation of ceramic compounds in coating. According to the results, increasing of sodium aluminate concentration caused to improvement of surface quality, decreasing of pores size and increasing of corrosion resistance of coatings. According to the potentiodynamic polarization test, the coating formed by 8 g L-1 sodium aluminate concentration presented 31 times lower corrosion current density compared to the aluminum substrate that shows improvement in corrosion resistance of substrate.
    Keywords: 6061 Al alloy, plasma electrolytic oxidation, sodium aluminate, corrosion behavior
  • Azade Haghighatzadeh* Pages 45-55
    Titanium dioxide thin films with a thickness of 280 nm were deposited using pulsed DC magnetron reactive sputtering,on glass substrates. In order to deposit a Ti source in an Ar gas mixture was used with a substrate of temperature 2500c.The X-ray diffraction (XRD) showed anatase phases and Topographical surface using atomic force microscopy (AFM) is studied. Then RF plasma system was changed and treatment effect of N2 O2 mixture plasma on the reduction concentration of methylene blue dye in the presence of TiO2 thin films evaluated. Finally, the color removal rate (R%) and also degradation reaction rate constant (k) is calculated.characterized.
    Keywords: Plasmatreatment, TiO2, photocatalyst
  • Somaye Alamolhoda* Pages 57-66
    In this study, CuInS2 nanoparticles have been synthesized via one-pot facile thermolysis route and the decomposition temperature of CuCl and InCl3 complexes were investigated. The stabled colloidal CuInS2 compound has been prepared by solving CuCl and In2(SO4)3 as cationic elements, thiourea (SC(NH2)2) as sulfur source and PVP as surfactant in the nontoxic and cost effective solvent of Diethylene glycol ((CH2CH2OH)2O) and ethylene diamine(C2H8N2) . The samples were characterized by X-ray diffraction for structural evauation, Fourier transform infrared (FTIR) for revealing the formed complexes and capping agents and absorbance spectrophotometer (UV-VIS) for detecting optical properties. The results revealed that the In2(SO4)3 was decomposed when the temperature was more than 210 °C and CuInS2 compounds with polytypism crystalline structure (chalcopyrite and wurtzite) was formed. Furthermore, increasing the temperature from 120 °C to 240 °C, facilitates formation of the chalcopyrite crystalline structure rather than the wurtzite structure.
    Keywords: Thermolysis, Lateral Phase, polytypism, complex decomposition
  • Zaeynab Nasiri * Pages 67-83
    In the present paper, ZrB2-SiC was developed by pressureless sintering method and SiC powder at nano and micro-sized scale was used as reinforcement phase. AlN was added to this composite from 2.5 to 15 vol.% as sintering aid. In order to produce composite samples, the primary powders were milled and blended in planetary ball mill apparatus with rotational speed of 200rpm and then processed using uniaxial press (70ᵒC and 70MPa), cold isostatic press (200MPa), Pyrolysis (1000ᵒC) and sintering (2150ᵒC). The values of relative density and porosity of samples were measured to evaluate the effect of presence of micro-sized SiC and SiC nano particles simultaneously on the pressureless sintering behavior of ZrB2-SiC. In order to compare the microstructure and mechanical properties of samples Scanning Electron microscopy (SEM), equipped with EDS spectroscopy, XRD analysis, hardness and toughness tests were used. The results show that as the volume percentage of nano SiC decreases to 15 vol.% and AlN increases to 7.5 vol.% the hardness, toughness, relative density and shrinkage initially increase and then decrease
    Keywords: Ultra high temperature ceramics, ZrB2-SiCnano, micron composites Pressureless sintering, mechanical properties