فصلنامه سرامیک ایران
سال چهاردهم شماره 3 (پیاپی 55، پاییز 1397)

دراین تحقیق نانوذرات آلومینای خالص و آلائیده شده با ناخالصی آهن، با روش شیمیایی سل ژل ساخته شدند. خواص بلوری، اپتیکی، مغناطیسی و مورفولوژیکی آلومینا و تاثیر آهن در آنها با آنالیزهایXRD  FESEM, TEM, FTIR  UV-DRS, VSM مورد بررسی و مطالعه قرار گرفتند. نتایج آنالیز XRD نشان داد که ساختار نانوذرات آلومینا گرمادهی شده در دمای oC 1000 با وجود ناخالصی آهن با درصدهای مختلف، بصورت هگزاگونال در فاز آلفا بدون تغییر باقی می ماند. نتایج همچنین نشان داد که اندازه نانوذرات با افزایش درصد ناخالصی کاهش می یابد، بطوریکه برای نمونه های خالص 55nm و برای نمونه ناخالص با درصد ناخالصی %5 برابر 48nm بدست می آید. نتایج آنالیز اپتیکی FTIR نشان داد که پیوند ارتعاشی نمونه در عدد موج 584 cm-1 تشکیل می شود که نشانگر پیوند Al-O در نمونه می باشد. آنالیز اپتیکی UV-DRS نشان داد که گاف نوار انرژی با وجود ناخالصی آهن کاهش می یآبد. همچنین نتایج آنالیز فتولومینسانس PL نشان داد که با افزایش درصد ناخالصی از شدت PL کاسته می شود که حاکی از کاهش بازترکیب زوج الکترون- حفره و افزایش فعالیت فتوکاتالیستی نمونه می باشد. در نهایت آنالیز مغناطیسی VSM نشان داد که با افزایش ناخالصی نمونه آلیاژی به حالت فرومغناطیس تبدیل می شود.

در طول دهه های اخیر تلاش های قابل توجهی جهت یافتن جایگزینی مناسب استخوان از سوی پژوهشگران صورت گرفته است.در آغاز راه  توجه پژوهشگران به جایگزین های فلزی بوده است. خوردگی فلزات را می توان یکی از اصلی ترین نقاط ضعف در استفاده این مواد به عنوان جایگزینی استخوان دانست. ازآنجا که پدیده خوردگی فلزات  در بدن انسان علاوه بر کاهش خواص مکانیکی سبب آزاد شدن یون های شدیدا سمی فلزی می کند که این امر موجب واکنش های التهابی در بدن فرد می شود. بر همین اساس در سال های اخیر تلاش قابل توجهی برای جایگزینی ماده ای مناسب تر صورت گرفته است که این امر سبب  بازشدن دروازه ای به نام مهندسی بافت استخوان شده است. تاثیر هیدروکسی آپاتیت طبیعی و سنتزی بر خواص مکانیکی و زیستی داربست ساخته شده از هیدروکسی آپاتیت- نانولوله کربنی و ژلاتین مورد بررسی قرار گرفته است. از استخوان های ران شتر، گوسفند، گاو و تیغه استخوان ماهی سفید به عنوان منابع هیدروکسی آپاتیت طبیعی استفاده شده است.نتایج بدست آمده نشان داد شدت پیک های حاصل شده در نمونه های HA  طبیعی نسبت به HA سنتزی،  افزایش محسوسی داشته است که این افزایش در هیدروکسی آپاتیت طبیعی بدست آمده از استخوان شتر بیشترین میزان است. همچنین طبق تصاویر SEM بدست آمده از سطح مقطع داربست، نمونه ها دارای حفراتی در محدوده μm 40-150 است که جهت کاربردهای مهندسی بافت استخوان، محدوده ای مناسب است. همچنین ارتباط حفرات در نمونه های حاوی هیدروکسی آپاتیت طبیعی بدست آمده از استخوان های شتر، گاو و ماهی وضعیت مطلوبی را دارا هستند. اطلاعات بدست آمده از آزمون MTT نشان می دهد شانس زنده ماندن سلول ها در  داربست های تهیه شده از هیدروکسی آپاتیت طبیعی نسبت هیدروکسی آپاتیت سنتزی  بیشتر است که این امر در داربست تهیه شده از هیدروکسی آپاتیت طبیعی بدست آمده از استخوان شتر  با میزان 96% وضعیت مطلوب تری را دارا است.

نشاسته یک ماده آلی با خواص خوب و قیمت پایین قابلیت کاربرد بعنوان چسب در ساخت قطعات سرامیکی دارد. از این ماده می توان برای ساخت قطعات متخلخل به دلیل سوختن در دمای بالا و به جا گذاشتن تخلخل استفاده کرد. همچنین امروزه برای کاهش هزینه های مربوط به تراشکاری، ترجیح داده می شود قطعات در حالت خام تراشکاری شوند که نشاسته می تواند نقش بسزایی در این فرآیند ایفا کند در این مقاله به معرفی نشاسته، ساختار و خواص آن پرداخته شده و سپس به نقش نشاسته در روش های مختلف شکل دهی قطعات سرامیکی پرداخته شده است.

توسعه وسایل الکترونیکی و خودروهای الکتریکی تقاضا را برای باتری های قابل شارژ افزایش داده است که در این میان باتری های لیتیم-یون از دیگر انواع باتری ها عملکرد و بازده مناسب تری را از خود نشان داده و بیشترین تولید را در میان دیگر انواع باتری ها دارند. لذا توسعه و بهبود عملکرد باتری های لیتیم-یون امری ضروری محسوب می شود. یکی از اصلی ترین روش ها جهت بهبود عملکرد باتری های لیتیم-یون، توسعه و ارتقاء مواد کاتد است. ماده کاتدی خوب بایستی دارای ویژگی هایی همچون: ظرفیت بالا، عمر چرخه خوب، پایداری، سمی نبودن، خلوص بالا و سهولت ساخت را دارا باشد. جهت دستیابی به بهترین ساختار و بالاترین عملکرد الکتروشیمیایی، روش های ساخت کاتدها از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در بررسی حاضر روش های ساخت کاتد باتری لیتیم -یون مورد بررسی قرار گرفته که شامل دو بخش کلی سنتز حالت جامد و سنتز در فاز مایع می شود.

مواد سرامیکی با چگالی زیاد و ساختارهای دانه بندی ریز به جهت ارتقاء چشمگیر خواص آن ها برای کاربردهای با عملکرد بالا بسیار مورد توجه هستند. راهکارهای زیادی برای اصلاح ریزساختار با تغییر دادن ترکیب و یا فرآوری کردن تحقیق شده است. در بین این راهکارها، چگال­سازی مواد سرامیکی به وسیله ی کنترل منحنی سینتر یک روش پالایش ریزساختار مرقوم به صرفه، ساده و موثر است که از جمله آن ها فرآیندهای عملیات­ گرمایی متفاوتی همچون سینتر جرقه ای پلاسما (SPS)، سینتر دومرحله ای (TSS) و اشکال ریزساختاری کنترل همچون کنترل شرایط سینتر برای به دست آوردن مواد نانوساختار را می توان برشمرد. دراین میان سینتر دومرحله ای (TSS) یک روش امید بخش برای دست یابی به بدنه های با چگالی بالا و اندازه­های دانه ی کوچک تر است که درسالیان اخیر به صورت گسترده مود استفاده قرارگرفته است. سینتر دو مرحله­ای به دو روشTSS-C و TSS-CW انجام می­پذیرد که در این بین روش TSS-CW به صورت وسیع­تری مورد مود اقبال واقع شده است. در این تحقیق تاثیر زینتر دومرحله ای بر ریزساختار و خواص مکانیکی مواد سرامیکی مورد بررسی قرار خواهد گرفت.