فهرست مطالب

علم و مهندسی سرامیک - سال هفتم شماره 4 (زمستان 1397)
  • سال هفتم شماره 4 (زمستان 1397)
  • تاریخ انتشار: 1397/12/10
  • تعداد عناوین: 7
|
  • نگار نصراللهی، سیده سارا شفیعی*، رضا کلانتری نژاد، عباس جمشیدی زاد صفحات 1-20
    در مطالعه حاضر، تاثیرات افزودن نانو ذرات گرافن اکساید  بر خواص فیزیکی-مکانیکی-بیولوژیکی سیمان کلسیم فسفاتی مورد بررسی قرار گرفته است. پاسخ سلولی برروی رده سلولیMG63  و واکنش های بافتی پس از کاشت  سیمان تقویت شده با نانو ذرات گرافن اکساید در استخوان آهیانه موش صحرایی ویستار بررسی شد. سیمان کلسیم فسفاتی از نوع  براشیتی از  مخلوط کردن پودر بتا تری کلسیم فسفات و مونوکلسیم فسفات مونو هیدرات تهیه شد. افزودن گرافن اکساید در غلظت های 0، 0.5، 2 و 5 درصد وزنی  به فاز سیمان کلسیم فسفاتی باعث کاهش زمان گیرش و افزایش قابل توجه استحکام مکانیکی (2 درصد وزنی)  شد.  همچنین رشد بلورهای جدید آپاتیتی پس از قرارگیری نمونه ها در محلول شبیه سازی شده بدن به مدت 7 و 14 روز مشاهد شد که حاکی از زیست فعالی نمونه های تقویت شده با گرافن است. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی از نمونه ها نشان داد که سیمان تقویت شده با گرافن اکساید چسبندگی سلول را تسهیل می کند. علاوه بر این، فعالیت آلکالین فسفاتاز  در مقایسه با سیمان خالص بهبود یافته است. تجزیه و تحلیل ارزیابی بافت شناسی نشان داد که حضور گرافن اکساید باعث افزایش کارایی استخوان زایی در مقایسه با  سیمان خالص شد. از این رو، می توان نتیجه گرفت که سیمان براشیتی در ترکیب با گرافن اکساید با درصد مشخص، باعث تقویت خواص مکانیکی و بیولوژیکی آن می شود و گزینه ی مناسبی در درمان های بالینی استخوان محسوب شود.
    کلیدواژگان: گرافن اکساید، سیمان کلسیم فسفاتی، استخوان زایی
  • پریا شیخ، فرهاد گلستانی فرد*، سعید رستگاری صفحات 21-37
    در پژوهش حاضر، سل تیتانیای خالص و سل های حاوی مقادیر مختلف عنصر فلوئور به عنوان دوپنت با استفاده از پیش ماده آمونیوم فلوراید(NH4F) به روش سل ژل تهیه و پس از تعیین ضخامت بهینه بر روی زیرلایه های شیشه(سودالایم) با روش غوطه وری اعمال شدند. نمونه های پوشش داده شده در دمای 100 درجه سانتیگراد خشک و در دمای 500 درجه سانتیگراد کلسینه شدند. به منظور شناسایی ترکیب فازی پوشش ها از نمونه ها آنالیز اشعه ایکس و به منظور بررسی خواص نوری از آزمون DRS استفاده شد. همچنین جهت مطالعه ضخامت و ریزساختار پوشش ها از میکروسکوپ الکترونی روبشی-گسیل میدانی(FESEM) استفاده شد. جهت بررسی خواص فوتوکاتالیستی پوشش ها، توانایی آن ها در تجزیه محلول متیلن بلو و رودامین B تحت تابش نور فرابنفش و مرئی اندازه گیری شد. نتایج آزمون ها نشان داد که پوشش های نانوساختار تیتانیا به ضخامت حدود 308 نانومتر بر روی زیرلایه شیشه تشکیل شدند. در نمونه دوپ شده با فلوئور، انرژی نوار ممنوعه تیتانیا نسبت به تیتانیای خالص به صورت قابل ملاحظه ای کاهش نیافت اما تشکیل پوششی با یک ریزساختار بسیار یکنواخت و با اندازه ذرات ریزتر موجب بهبود عملکرد فوتوکاتالیستی این نمونه ها تحت تابش نور فرابنفش شد به طوری که میزان تجزیه محلول متیلن بلو در نمونه دوپ شده با فلوئور به میزان56 % بیشتر از نمونه تیتانیای خالص بود.
    کلیدواژگان: تیتانیا، سل ژل، فوتوکاتالیستی، فلوئور، تابش مرئی، فرابنفش
  • مجید محمدی*، مهدی گودرزی، رضا طاهریان صفحات 39-50
    در این تحقیق تاثیر تشکیل پوشش نیترید تیتانیوم با استفاده از روش کند و پاش روی خواص صفحات دو قطبی تیتانیومی مورد استفاده در پیل سوختی پلیمری مورد بررسی قرار گرفت. عملیات پوشش دهی با استفاده از هدف تیتانیوم خالص در اتمسفر گاز آرگون و نیتروژن با خلوص بالا انجام شد و پوشش نیترید تیتانیوم با  ضخامت های مختلف با کنترل زمان کند پاش ایجاد گردید. شناسایی فازهای شکل گرفته در پوشش با استفاده از روش اشعه ایکس خراشان (Grazing incident XRD) صورت گرفت. مقاومت به خوردگی پوشش ها، توسط آزمون پلاریزاسیون پتانسیل متغیر در محلول نیم مولار H2SO4 و HF و در دمای C 70 مورد بررسی قرار گرفت. مقاومت تماسی (Interfacial contact resistance) میان نمونه های پوشش دار و لایه نفوذی گاز، توسط روش آزمون تماسی در فشارهای مختلف اندزه گیری گردید. بررسی مقاومت تماسی نمونه ها نشان داد با توجه به شکل گیری پوشش با استوکیومتری TiN، مقاومت تماسی  صفحات دو قطبی تیتانیمی با اعمال پوشش TiN و افزایش ضخامت پوشش به مقدار چشمگیری کاهش می یابد. بررسی نتایج پلاریزاسیون تافلی نشان داد که اعمال پوشش TiN منجر به بهبود مقاومت خوردگی صفحات تیتانیومی می گردد و پتانسیل خوردگی از V 214/0- برای تیتانیوم به V 102/0- برای پوشش 600 نانومتری افزایش یافته است و با افزایش ضخامت پوشش، دانسیته جریان خوردگی از µA/cm2 29/6 برای نمونه تیتانیومی به µA/cm2  83/1 برای نمونه حاوی پوشش TiN با ضخامت nm 600 کاهش یافت.
    کلیدواژگان: صفحات دوقطبی، کندو پاش، پوشش نیترید تیتانیوم، مقاومت تماسی، مقاومت خوردگی
  • حمیدرضا احمدی*، حمیرا جمالی، علی نعمتی صفحات 51-62
    در پژوهش حاضر، جهت بررسی تاثیر گروه دی متیل اکتا دسیل آمین پروپیل بر ترشوندگی TMOS، پوشش سیلیکای هیبرید آلی - معدنی با فرآیند سل - ژل به روش غوطه وری تهیه شد. محلول های سل طی واکنش هیدرولیز و کندانس شدن تترا متوکسی سیلان (TMOS) رقیق شده در متانول در حضور اسید استیک به عنوان کاتالیست و دی متیل اکتا دسیل (3-(تری متوکسی سیل) پروپیل) آمونیوم کلرید (DMOAP) به عنوان عامل اصلاح کننده، در دمای اتاق تهیه و با روش ساده غوطه وری بر روی زیر لایه شیشه سودالایم پوشش داده شدند. در بررسی چگونگی اثر گروه دی متیل اکتا دسیل آمین پروپیل  ، نسبت مولی DMOAP /TMOS در بازه (2-0)، تغییر داده شد. در این شرایط نسبت مولی  TMOS :MeOH: H2O: CH3COOH به ترتیب در مقدارهای 1: 15: 4: 2 ثابت نگه داشته شد. بررسی خواص با تغییر نسبت مولی DMOAP /TMOS انجام گرفت. مورفولوژی لایه های تهیه شده و اصلاح شیمیایی سطح TMOS به ترتیب توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (Fe-SEM)، میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM)، طیف سنج مادون قرمز تبدیل فوریه (FT-IR) وآنالیز حرارتی همزمان (STA) انجام گرفت. بررسی خواص فیزیکی از طریق اندازه گیری زاویه ی تماس قطره آب (CA) و طیف سنجی ماوراء بنفش - مرئی (UV-VIS) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با افزایش DMOAP ، زاویه تر شوندگی TMOS افزایش یافت که احتمالا مربوط به در دسترس بودن بهینه مکان های فعال در سطح پوشش سیلیسی می باشد.
    کلیدواژگان: ترشوندگی، TMOS، DMOAP، هیبریدهای آلی - معدنی
  • محمد ایل بیگی، مهدی کزازی*، علیرضا فضلعلی صفحات 63-72
    در این پژوهش، شیشه سرامیک هادی یون لیتیم، لیتیم آلومینیم ژرمانیوم فسفات (LAGP) با فرمول Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3 به روش کوئنچ مذاب و سپس کریستالیزاسیون در دمای °C 800 به مدت 8 ساعت سنتز شد. شیشه سرامیک تهیه شده با استفاده از آنالیز تفرق اشعه ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) مشخصه یابی شد. آنالیز XRD نشان دهنده وجود فاز غالبLiGe2(PO4)3  و فاز ناخالصی اندک GeO2 است. تصاویر FESEM نشان دهنده دانه های مکعبی درشت و هم اندازه LAGP هستند. همچنین، شیشه سرامیک تهیه شده به عنوان غشاء محافظ در باتری های لیتیم یون آبی به منظور افزایش ولتاژ مورد استفاده قرار گرفت. باتری ساخته شده با آند گرافیت و کاتد LiMn2O4 و الکترولیت آبی نیترات لیتیم اشباع به کمک غشاء محافظ ولتاژ تخلیه V 64/3 و ظرفیت تخلیه mAh/gr 117 ارائه کرد که قابل مقایسه با باتری های لیتیم یون پایه آلی می باشند.
    کلیدواژگان: شیشه سرامیک لیتیم آلومینیم ژرمانیم فسفات، باتری لیتیم یون آبی، گرافیت، الکترولیت نیترات لیتیم
  • متین سائسی، علی علیزاده*، علیرضا عبداللهی، ناصر احسانی صفحات 73-92
    در این پژوهش، به بررسی اثر افزودن پودرهای آلومینیوم 2024 و 5083 درشت دانه بر خواص مکانیکی و مکانیزم شکست کامپوزیت سه جزئی Al5083 - 5%B4C پرداخته شده است. به این منظور ابتدا پودر آلومینیوم 5083 همراه با 5% وزنی کاربید بور تحت آسیاب مکانیکی به مدت 36 ساعت تحت اتمسفر آرگون قرار گرفت تا پودر کامپوزیتی Al5083-5 wt. %B4C به دست آید. سپس این پودر آسیاب شده با 25 و 50% وزنی پودر آلومینیوم 2024 و 5083 درشت دانه مخلوط گردید و سپس تحت پرس داغ و اکستروژن داغ قرار گرفت و ریزساختار، خواص مکانیکی و مکانیزم شکست نمونه های به دست آمده با یکدیگر مقایسه شد. نتایج نشان داد که افزودن پودر آلیاژ 2024 درشت دانه به عنوان فاز سوم، باعث کاهش استحکام قطعات تا 30% در قیاس با نمونه های فاقد فاز درشت دانه می گردد اما انعطاف پذیری را افزایش می دهد به طوری که در اثر افزودن 25% وزنی پودر آلیاژ 2024، استحکام از MPa508 به MPa379 کاهش یافت اما درصد ازدیاد طول از حدود 6/0% به 4% افزایش یافت. همچنین مشخص شد در نمونه های سه جزئی دارای آلومینیوم 2024 درشت دانه، افت استحکام نسبت به نمونه های دارای آلومینیوم 5083 درشت دانه، کمتر است. بررسی سطوح شکست نمونه های دو و سه جزئی نشان داد افزودن آلومینیوم 2024 درشت دانه باعث تغییر مکانیزم شکست شده و جدایش مرز دانه ای رخ می دهد. به نظر می رسد فصل مشترک دو فاز درشت دانه و فوق ریز دانه در کامپوزیت های سه جزئی، نقش اساسی در تعیین مکانیزم شکست داشته است.
    کلیدواژگان: کامپوزیت سه جزئی، آسیاب مکانیکی، اکستروژن داغ، کاربید بور، آلومینیوم
  • ارحام پولادیان، فضل اله کاظمی* صفحات 93-110
    این پژوهش با هدف "به کارگیری موثر ارزش ویژه برند از طریق مزیت رقابتی پایدار، استراتژی بازاریابی و تصویر ذهنی شرکت در کارخانجات کاشی و سرامیک ایران" انجام پذیرفته است. در این پژوهش برای سنجش مزیت رقابتی پایدار از پرسشنامه سالونک و همکاران (2014)، استراتژی بازاریابی شرکت از پرسشنامه کیم و همکاران (2012)، تصویر ذهنی شرکت از پرسشنامه سالیناز و پرز (2009)، ارزش ویژه برند از پرسشنامه آکر (1990) و فروش و سودآوری شرکت از پرسشنامه قرانفله و همکاران (2014) استفاده گردید و پرسشنامه پژوهش بین 190 نفر نمونه از جامعه آماری که کلیه مدیران و کارشناسان فروش کارخانجات کاشی و سرامیک ایران می باشد، توزیع شد. روش تحقیق توصیفی از نوع همبستگی بود. جهت پاسخ به سوالات و بررسی فرضیات تحقیق با نرم افزار Smart-PLS ، از روش بررسی معادلات ساختاری و تحلیل مسیر به روش حداقل مربعات جزئی (PLS) استفاده گردید. نتایج نشان می دهد که مزیت رقابتی پایدار شرکت بر استراتژی بازاریابی شرکت تاثیر مثبت و معنی داری دارد. نتایج همچنین تاثیر مثبت و معنی دار استراتژی بازاریابی شرکت بر تصویر ذهنی شرکت و بکارگیری ارزش ویژه برند را تایید می کند. نتایج تاثیر مثبت و معنی دار تصویر ذهنی شرکت بر بکارگیری ارزش ویژه برند را تایید ولی تاثیر معنی دار تصویر ذهنی شرکت بر فروش و سودآوری شرکت را تایید نمی کند. نتایج نشان می دهد که بکارگیری ارزش ویژه برند بر فروش و سودآوری شرکت تاثیر مثبت و معنی داری دارد ولی مزیت رقابتی پایدار شرکت بر فروش و سودآوری شرکت تاثیر معنی داری ندارد.
    کلیدواژگان: مزیت رقابتی پایدار، استراتژی بازاریابی، تصویر ذهنی شرکت، ارزش ویژه برند
|
  • seyed sara shafiei *, Negar Nasrollahi Pages 1-20
    In the present study, we have evaluated the effects of graphene oxide (GO) addition on the physical-mechanical-biological properties of calcium phosphate cement (CPC). The in vitro cellular responses of MG63 and in vivo tissue responses after the implantation of CPC/GO in parietal bone defects of   wistar rats were also investigated.
    The brushite calcium phosphate cements were prepared by mixing β-tricalcium phosphate [β-TCP, Ca3(PO4)2] and monocalcium phosphate monohydrate [MCPM, Ca(H2PO4)2. H2O]. Inclusion of GO at the concentration of 0, 0.5, 2 and 5 wt% resulted in marginal decrease in setting time and significantly enhanced the compressive strength. New Ca-deficient apatite layer was deposited on the composite surface after immersing in SBF for 7 and 14 days. Field emission scanning electron microscope (FESEM) images indicated that GO incorporated brushite cement facilitates cell adhesion. In addition, alkaline phosphatase (ALP) activity of cells was improved compared with the pure CPC. Histological evaluation analysis showed that CPC/GO enhanced the efficiency of new bone formation in comparison with CPC.
    We concluded that CPC/GO can overcome the flaws of previously developed natural CPCs and be potential candidates as bone cements for clinical application of bone repair and regeneration.
    Keywords: calcium phosphate cement, graphene oxide, osteogenesis
  • farhad golestanifard *, pariya sheykh Pages 21-37
    In this study, Pure and doped titania sols with Fluorine (F/Ti:0.06) dopant, were prepared by sol-gel method and Ammonium Fluoride(NH4F) as the precursor. They were deposited on glass substrates (soda lime) in a certain(optimum) nanometric thickness by the dip coating method. Coated samples were dried and calcined under the specific rate. Phase composition and optical properties of coatings were characterized using X-ray diffraction analysis (XRD) and Diffuse Reflection Spectroscopy (DRS). The thickness and microstructure of coatings were studied using Scanning Electron Microscopy (FESEM) and the photocatalytic activity of the coatings was measured through their ability to degrade methylene blue and rhodamine B solution under UV and visible radiation. The results showed that the optimum thickness for Titania coatings was 308 nanometers. Moreover, F-doped titania samples degraded methylene blue 56% more than pure titania after 2 hours and exhibited better photocatalytic performance under UV radiation. This enhancement was due to reduction in particle size and formation of more homogeneous microstructures by using Fluorine as a dopant . However, after doping fluorine dopants, there was no significant variation in TiO2 bandgap energy.
    Keywords: Titania, Sol-gel, photocatalytic, Fluorine, Visible radiation, UV
  • majid mohammadi *, mehdi goodarzi Pages 39-50
    The effect of titanium nitride film on the properties of titanium bipolar plates used in polymeric fuel cell was investigated in this research. TiN coatings was deposited on the Ti-grade 1 substrate by using DC-sputtering method. Pure titanium was used as target and coating deposition was done in argon and nitrogen atmosphere. Different TiN thickness was developed by changing sputtering time. The interfacial contact resistance (ICR) between coated titanium plates and gas diffusion layer was determined by contact testing method. The electrochemical corrosion behavior of the titanium and coated samples was monitored by potentiodynamic polarization technique in 0.5 M H2SO4 at 70 ˚C. Phase identification, morphology, and microstructure of coatings were investigated by grazing incident XRD (GIXRD) and FE-SEM. The results show that TiN was developed on the Ti- plate as a major phase after coating process. Minimum value of ICR was 33 mΩ.cm2 for 0.6 µm TiN thickness which indicates that oxide layer does not form on the TiN surface. Tafel curves show that corrosion potential was promoted from -0.214 V to -0.102 V and corrosion current density decrease from 6.29 µA/cm2 to 1.83 µA/cm2 by increasing TiN thickness.
    Keywords: Fuel cell, Bipolar plates, Sputtering, Titanium nitride coating, ICR
  • hamidreza ahmadi *, ali nemati Pages 51-62
    In this study, organic-mineral hybrid silica coating was prepared by sol-gel process, in order to investigate the effect of Dimethyl octadecyl amin propyl group on TMOS wettability. The sol solutions were prepared at room temperature by hydrolysis and condensation of tetra methoxysilane (TMOS) diluted in methanol as solvent and in the presence of acetic acid as a catalyst and dimethylacetaldehyde (3- (trimetoxylsilyl) propyl) ammonium chloride (DMOAP) as a surface modifying. The glass substrates were dipped vertically in the transparent silica sol and withdrawn with the speed of 5 mm/s. The DMOAP / TMOS molar ratio was varied in the range from 0 to 2 to investigate the effect of Dimethyl octadecyl amin propyl group. In these conditions, TMOS: MeOH: H2O: CH3COOH molar ratio was fixed at 1: 15: 4: 2, respectively. The morphology of the prepared layers and surface chemical modification of the TMOS were carried out by field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), atomic force microscopy (AFM), Fourier transform infrared spectrometer (FT-IR) and simulated thermal analysis (STA), respectively. The study of physical properties was performed by measuring the contact angle of a drop of water (CA) and UV-Vis spectroscopy. The results showed that with the increase of DMOAP, the TMOS wettability increased, which probably related to the optimal availability of active sites at the silica coating surface.
    Keywords: Wettability, TMOS, DMOAP, Organic - mineral hybrids
  • mohamad eilbeygi, mahdi kazazi * Pages 63-72
    In this research, a lithium ion conducting lithium aluminum germanium phosphate (LAGP) glass-ceramic with a formula of Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3 was synthesized by melt-quenching method and subsequent crystallization at 850 °C for 8 h. The prepared glass-ceramic was characterized using X-ray diffraction analysis (XRD) and field emission scanning electron microscopy (FESEM). The XRD patterns exhibited the existence of LiGe2(PO4)3 as the dominant phase with a little impurity phase of GeO2. SEM images revealed the presence of large cubic LAGP grains. Also, the prepared glass-ceramic was used as protective membrane in aqueous lithium ion batteries for their voltage increase. The prepared batteries with graphite as anode, LiMn2O4 as cathode and saturated aqueous solution of lithium nitrate as the electrolyte with assistance of protective membrane exhibited discharge voltage of 3.64 V and discharge capacity of 117 mAh g-1, which are comparable with those in organic-based lithium ion batteries.
    Keywords: Lithium aluminum germanium phosphate glass-ceramic, aqueous Li-ion batteries, graphite, LiNO3 electrolyte
  • matin sae'si, ali alizadeh * Pages 73-92
    In this paper, the influence of Al2024 and Al5083 aluminum alloy coarse grains on mechanical properties and fracture mechanism of Al5083-B4C tri-modal composite has been discussed. Al5083 alloy powders with 5 wt. % of boron carbide were milled for 36 hours and 25 and 50 wt. % of coarse grain (CG) Al2024 and Al5083 powders were added to the milled powders and then hot press under argon atmosphere and hot extrusion were done. Comparing results revealed that adding Al2024 coarse-grains has led to a good ductility but at the same time, it has decreased the strength up to 30% compared to Al-5%B4C composite. In this case, adding 25 wt. % of Al2024 CG led to a decrease in strength from 508 to 379 MPa but elongation reached to 4%. Furthermore, in samples containing Al2024 CG strength drop was less compared to samples containing Al5083 CG. Comparing fracture surfaces of tri-modal composites revealed that by adding Al2024 CG, fracture mechanism changed and interface debonding occurred. The UFG/CG interface seemed to have a critical role in determining the failure mechanism.
    Keywords: tri-modal composite, mechanical milling, hot extrusion, boron carbide, aluminum
  • arham pooladiyan, fazlolah kazemi * Pages 93-110
    This research was aimed with the aim of "Effective employment brand equity through sustainable competitive advantage, marketing strategy, and corporate image in ceramic tile factories in Iran". In this research, the Salonak et al. (2014) questionnaire, marketing strategy of the company from Kim et al. (2012), the company's image from Salinase & Peres (2009), brand equity questionnaire from Aker (1990) And sales and profitability of the company from the Quranfleh et al. (2014) questionnaire were used and a questionnaire was distributed among 190 individuals from the sample population of all the managers and experts selling tile and ceramic factories in Iran. The research method was descriptive correlational. Structural equation analysis and path analysis using partial least squares (PLS) were used to answer the questions and to investigate the research hypotheses with Smart-PLS software. The results show that the firm's competitive advantage to the company's marketing strategy has a positive and significant effect. The results also confirm the positive and significant impact of the company's marketing strategy on the company's image and the use of brand equity. The results confirm the positive and significant impact of the company's image on the use of brand equity, but does not confirm the significant impact of the company's image on sales and profitability of the company. The results show that the use of brand equity has a positive and significant effect on sales and profitability of the company, but the firm's competitive advantage on sales and profitability of the company has no significant effect.
    Keywords: Sustainable competitive advantage, marketing strategy, corporate image, brand equity