فهرست مطالب

  • سال هفتم شماره 28 (بهار 1398)
  • تاریخ انتشار: 1398/03/01
  • تعداد عناوین: 7
|
  • سالار ایل بیگی، سید علی حسن زاده تبریزی* صفحات 1964-1973
    در این پژوهش تاثیر پارامترهای مختلفی همچون زمان آسیاکاری بعد از انجام واکنش، اسیدشویی، مقادیر غیر استوکیومتری از منیزیم و کربن بر روی واکنش ها و فاز ها در سیستم پودری CrO3-V2O5-Mg-C در فرایند مکانوشیمیایی مورد مطالعه قرار گرفت. پودرهای سنتز شده توسط آنالیزهای پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FE-SEM)، طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس (EDS)، نقشه عنصری (X-Map)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) مشخصه یابی شد. محاسبه دمای آدیاباتیک واکنش (K 4259 Tad=) نشان می دهد، واکنش به صورت خود پیشرونده دمای بالا (SHS) انجام می شود. براساس الگوی پراش پرتو ایکس به دست آمده پس از 3 دقیقه آسیاکاری مخلوط پودری مواد اولیه با یکدیگر وارد واکنش شده و فازهای اکسید منیزیم، کاربید وانادیم، کاربید کروم و کرومات منیزیم تولید می شوند. اعمال فرآیند اسیدشویی باعث حذف فاز MgO گردید. افزایش مقدار منیزیم باعث حذف فاز کرومات منیزیم شد. افزودن کربن منجر به افزایش شدت پیک های مربوط به فازهای کاربیدی شد.
    کلیدواژگان: فرآیند مکانوشیمیایی، نانوکامپوزیت، منیزیم، کربن، کاربید وانادیم
  • محمد رضا جلالی سروستانی، رویا احمدی* صفحات 1974-1988
    ددر این مطالعه برهمکنش ماده انفجاری تتریل با فولرن 24 کربنه خالص و همچنین فولرن تلقیح شده با سیلیسیم و ژرمانیوم به صورت محاسباتی مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور، ابتدا ساختار فولرن های معمولی و تلقیح شده، تتریل و مشتقات به دست آمده از برهمکنش میان ماده انفجاری و نانو ساختار در دو پیکربندی متفاوت، مورد بهینه سازی هندسی قرار گرفت. سپس محاسبات IR و Frontier molecular orbital بر روی ساختار های بهینه شده صورت گرفت. مقادیر انرژی جذب شیمیایی، تغییرات انرژی آزاد گیبس (ΔGint)، تغییرات آنتالپی (ΔHint) و ثابت تعادل ترمودینامیکی(Kth) نشان دادند که فرآیند جذب شیمیایی تتریل بر روی سطح فولرن خالص و همچنین نانو ساختار های تلقیح شده با سیلیسیم و ژرمانیوم خوبخودی، گرما زا و برگشت ناپذیر بوده و از لحاظ تجربی امکان پذیر می باشد. مقادیر ظرفیت گرمایی ویژه (Cv)، فواصل پیوند N-O و C-N، و چگالی مشتقات تتریل با نانو ساختار ها حکایت از آن داشتند که حساسیت تتریل نسبت به حرارت پس از جذب شدن بر روی سطح فولرن به مراتب کاهش پیدا کرده و در عین حال سرعت و فشار انفجار و قدرت تخریبی آن افزایش چشم گیری داشته است. پارامترهای اوربیتال های مولکولی مانند گپ انرژی، الکتروفیلیسیته، سختی و پتانسیل شیمیایی نیز مورد بررسی قرار گرفتند و نتایج نشان دادند که هدایت الکتریکی تتریل بعد از برهمکنش با فولرن کاهش چشم گیری پیدا کرده و از فولرن می توان به عنوان یک ماده الکتروفعال در ساخت حسگر های الکتروشیمیایی برای اندازه گیری تتریل استفاده نمود.
    کلیدواژگان: تتریل، تئوری تابع چگالی، مواد انفجاری، سیلیسیم، ژرمانیوم
  • اشکان اصلانی، منوچهر خراسانی*، سیدرضا غفاریان، نرمین بهرامی صفحات 1990-2001
    ی نفتالین سولفونات(PNS) یکی از افزودنی های شیمیایی است که به طور عمده به عنوان عامل دیسپرس کننده در کاربردهای متنوع مورد استفاده قرار می گیرد. سنتز این ترکیب در 2 مرحله انجام شد: 1- سولفوناسیون نفتالین 2- پلیمریزاسیون بتا نفتالین سولفونات. تاثیر پارامتر های مختلف در مراحل سنتز این ماده مورد مطالعه قرار گرفت. به منظور شناسایی ساختار از FTIR و H-NMR استفاده بعمل آمد. میزان خلوص بتا نفتالین سولفونات توسط آزمون نقطه ذوب تایید شد. بررسی جرم مولکولی و تاثیر عوامل مختلف بر روی آن به وسیله GPC انجام شد. نتایج نشان داد که افزایش فرمالدهید و استفاده از کاتالیزور در حین انجام واکنش پلیمریزاسیون منجر به افزایش جرم مولکولی می شود. ازسوی دیگر هنگامی که که نسبت مولی فرمالدهید به نفتالین سولفونه 3 برابر شد، عدم انحلال PNS در محیط آبی را به دنبال داشت. حضور ناخالصی سولفات سدیم توسط آزمون XRD مورد بررسی قرار گرفت. استقاده از مخلوط سدیم و کلسیم هیدروکسید به عنوان عوامل خنثی ساز، کاهش نسبی سولفات سدیم را در پی داشت.
    کلیدواژگان: پلی نفتالین سولفونات، بتا نفتالین سولفونات، سولفوناسیون، پلیمریزاسیون
  • مجید میرزایی*، چنگیز دهقانیان صفحات 2002-2008
    در این تحقیق یک روش جدید، غیر سمی و دومرحله‏ای برای ساختن الکترود اکسید گرافن احیا‏شده به روش الکتروشیمیایی (ERGO) روی فوم نیکل- اکسید نیکل معرفی شده است. این روش شامل قطره چکانی اکسید گرافن روی فوم نیکل- اکسید نیکل و احیای آن با روش های جریان ثابت و پالس جریان کاتدی می‏باشد. ساختار حاصل شده به وسیله ی میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، الگوی پراش پرتو ایکس(XRD) و طیف‏سنجی رامان (Raman spectroscopy) مورد بررسی قرار گرفته شد. اندازه گیری های امپدانس الکتروشیمیایی (EIS) نیز برای مطالعه رفتار الکتروشیمیایی الکترود انجام گرفته شد. تصاویر SEM نشان داد که در روش جریان پالسی چروکیدگی صفحه‏های گرافنی سنتز شده افزایش یافته است. آزمون رامان نیز نشان داد که روش جریان پالسی نسبت به روش جریان ثابت برای احیای اکسید گرافن موثرتر می‏باشد و در نهایت نتایج XRD حاکی از افزایش فاصله بین صفحه های گرافنی در حالت پالس جریان بود. مقدار مقاومت سری معادل که یکی از مشخصه‏های اصلی در ذخیره سازی انرژی می‏باشد، در امپدانس مورد بررسی قرار گرفت و این مقدار در روش جریان پالسی کمتر بود. عملکرد الکتروشیمیایی مناسب الکترود احیا شده با روش جریان پالسی به ساختار متخلخل الکترود برمی گردد که یک سطح ویژه ی بالا، مسیر نفوذ کوتاه شده برای یون‏ها و مسیرهای انتقال برای الکترون ها را فراهم کرده است. عملکرد عالی الکترود باعث شده که این الکترود برای کاربردهای ذخیره سازی انرژی گزینه‏ی قابل دسترس و مناسبی باشد.
    کلیدواژگان: : اکسید گرافن احیا شده به روش الکتروشیمیایی، جریان ثابت، پالس جریان
  • محمد ابوطالبی، مسعود سلطانی، علی شفیعی* صفحات 2010-2020
    در این پژوهش تاثیر درصد کبالت بر خواص پوشش کاربید تنگستن- کبالت و رفتار آن در مذاب روی مورد مطالعه قرار گرفته است. بدین منظور ترکیبات مختلف پودر کاربید تنگستن (WC-12Co، WC-17Co و WC-10Co-4Cr) به روش HP/HVOF بر روی فولاد زنگ نزن 316 پوشش داده شد. جهت تعیین فازهای تولید شده در طی فرایند پوشش دهی، ضخامت، تخلخل و سختی پوشش از پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و دستگاه میکروسختی سنج استفاده گردید. نتایج بدست آمده از آزمون XRD حاکی از ناچیز بودن حضور فازهای ترد W2C و Co6W6C در پوشش است، که بیانگر میزان دکربوره شدن بسیار پایین فاز کاربید تنگستن می باشد. پوشش WC-10Co-4Cr با سختی 1280 ویکرز بالاترین سختی را در بین پوشش های مورد مطالعه از خود نشان داد. آزمون سایش گلوله بر روی دیسک در دمای 450 درجه سانتی گراد انجام گرفت و سپس سطوح سایش توسط میکروسکوپ الکترونی مورد بررسی قرار گرفت. پوشش WC-10Co-4Cr مقاومت به سایش بالاتری را از خود نشان داد و این در حالیست که مکانیزم سایش در این پوشش ها عموما از نوع سایش چسبان می باشد. به منظور بررسی رفتار پوشش ها و آنالیز فازهای تولیدی در حین غوطه وری در روی مذاب از میکروسکوپ الکترونی و آزمون طیفسنج انرژی استفاده شد. بر خلاف پوشش WC-17Co در سطح مقطع پوشش های WC-12Co و WC-10Co-4Cr ترک هایی مشاهده می شود که نفوذ آلومینیوم به داخل این ترک ها منجر به تخریب این دو پوشش شده است.
    کلیدواژگان: کاربید تنگستن- کبالت، فرایند HP، HVOF، مذاب روی، سایش دمای بالا
  • روح الله سمنانی رهبر*، بهاره کلانتری، محمدرضا محدث مجتهدی صفحات 2022-2035
    در این تحقیق، رفتار تبلور الیاف نانو کامپوزیت پلی پروپیلن/نانو صفحات گرافن (PP/GnPs) با استفاده از گرماسنج پویشی تفاضلی مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور، الیاف نانو کامپوزیت PP/GnPs حاوی مقادیر مختلفی از GnPs با و بدون سازگارکننده تولید شده و سپس رفتار تبلور همدمای الیاف PP و الیاف نانو کامپوزیت PP/GnPs در دماهای تبلور مختلف ارزیابی شد. نتایج نشان می دهد که با افزودن GnPs به ماتریس PP، هسته زایی ناهمگن حتی در دماهای بالاتر به آسانی روی داده و کل فرآیند تبلور سریع تر رخ می دهد. همچنین استفاده از سازگارکننده PP-g-MA منجر به انتقال منحنی های تبلور به زمان های کوتاه تر شده است. آنالیز آورامی نشان می دهد که حضور GnPs در کنار سازگارکننده علی رغم هسته زایی موثر، می تواند مانع رشد بلورهای PP شده و زمان نیمه عمر تبلور را افزایش دهد. توان آورامی به دست آمده برای PP (نزدیک به 3) نشان دهنده ساختار سه بعدی بلورها بوده در حالی که توان آورامی الیاف نانو کامپوزیت (نزدیک به 2) نشان دهنده آن است که رشد بلورها دو بعدی می باشد. همچنین پایین تر بودن مقادیر ثابت سرعت هسته زایی به دست آمده از تئوری Lauritzen-Hoffman در الیاف نانو کامپوزیت PP/GnPs در مقایسه با الیاف PP نشان می دهد که GnPs به عنوان مواد هسته زای موثر برای تبلور PP عمل می کنند. علاوه بر این، مقادیر پایین تر انرژی آزاد تاخوردگی زنجیر بلورهای لاملا در الیاف نانو کامپوزیت PP/GnPs نشان می دهد که GnPs تبلور PP را تسهیل می کنند.
    کلیدواژگان: نانو صفحات گرافن، نانو کامپوزیت، سینتیک تبلور، تبلور همدما
  • علی آقاجانی، محمدرضا کلائی*، سعیده مزینانی صفحات 2036-2047
    هدف از این تحقیق مطالعه خواص فیزیکی، مکانیکی و حرارتی رزین پلیمری بر پایه اپوکسی اصلاح شده با نانوذرات لاستیک نیتریل بوتادین می باشد. در ابتدا درصد های وزنی شامل 0، 5/0، 1 و 5/1 از نانو الاستومردر رزین اپوکسی پخش شد، سپس مورفولوژی نانوکامپوزیت و نحوه پخش نانو ذرات الاستومر با استفاده از آزمونهای میکروسکوپی از قبیل SEM ، TEM و AFM مطالعه شد که نتایج حاصل توزیع مطلوب نانوذرات را در شرایط بهینه اختلاط و ترکیب درصد تایید می کند. استحکام کششی و استحکام ضربه نانوکامپوزیت های بدست آمده به عنوان دو پارامتر کلیدی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل افزایش 2 برابری در مقدار چقرمگی و افزایش تا 3 برابر در مقدار ازدیاد طول را در نانوکامپوزیت های حاوی 5/1 درصد وزنی نانوذرات الاستومری نشان داد. در ادامه از نمونه ها فیلم تهیه شد و تست های اختصاصی پوشش ها بر روی فیلم ها از جمله چسبندگی ، سختی ، ضربه و جذب آب انجام شد. نتایج آزمون ها افزایش چسبندگی پوشش و کاهش جذب آب را در کنار چقرمگی بیشتر تایید می کند که بهترین نتایج در نمونه های حاوی 1% نانوذرات الاستومری حاصل شد.
    کلیدواژگان: نانو ذرات الاستومر نیتریل بوتادین، اپوکسی، خواص مکانیکی، رفتار حرارتی
|
  • Salar Eilbeigi, S.A. Hassanzadeh Tabrizi * Pages 1964-1973
    Abstract In this research, the effects of different parameters such as milling time, leaching, and amounts of magnesium and carbon on the reactions in the CrO3-V2O5-Mg-C powder system were studied during mechanochemical process. The synthesized powders were characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectroscopy (EDS), elemental map (X-Map) and transmittance electron microscopy (TEM). Calculation of the adiabatic reaction temperature (Tad = 4259 K) indicates that the reaction is self-propagating high-temperature synthesis (SHS). Based on the X-ray diffraction pattern obtained after 3 minutes of milling, the raw materials reacted together and magnesium oxide, vanadium carbide, chromium carbide and magnesium chromate were produced. The leaching process by hydrochloric acid (HCl) led to the removal of the MgO phase. Increasing the amount of magnesium resulted in the removal of magnesium chromate phase. The addition of carbon led to an increase in the peak intensity of the carbide phases.
    Keywords: Mechanochemical process, Nanocomposite, Magnesium, Carbon, Vanadium carbide
  • Mohammad Reza Jalali Sarvestani, Roya Ahmadi * Pages 1974-1988
    This paper investigates the interaction of tetryl on the surface of pure C24, Si-doped C24 and Ge-doped C24 by density functional theory. For this purpose, the structures of tetryl, pure and doped fullerenes and their complexes were optimized geometrically. Then, IR and frontier molecular orbital calculations were implemented on them. The obtained adsorption energies, Gibbs free energy variations, enthalpy changes, and thermodynamic equilibrium constants showed that the interaction of tetryl with pure and doped fullerenes is exothermic, spontaneous, irreversible and experimentally possible. The calculated specific heat capacity values proved the heat sensitivity has declined significantly after adsorption of tetryl on the surface of nanostructure. The N-O and C-O bond lengths and density of tetryl complexes with C24 exhibited the detonation pressure, explosion velocity and energetic features of tetryl have enhanced considerably after its coating on the fullerene. Molecular orbital parameters such as band gap, chemical potential, electrophilicity, chemical hardness, and maximum transferred charge capacity have also been evaluated and the results indicated that the electric conductivity of C24 has decreased after absorbing of tetryl on the surface of nano-adsorbent. Therefore, fullerene can be used as an electroactive sensing material in the construction of novel electrochemical sensors for the detection of tetryl.
    Keywords: Tetryl, Density functional theory, explosives, Silicon, germanium
  • Ashkan Aslani, Manouchehr Khorasani *, Seyed Reza Ghaffarian, Narmin Bahrami Adeh Pages 1990-2001
    PNS is one of the chemical additives that used as a dipersing agents in various applications. Synthesis of this material was done in 2 stage: 1. Sulfonation of naphthalene 2. Polymerization of beta naphthalene sulfonate. The influence of various parameters was studied on synthesis stages of this substance.ft-it and H-NMR were used to identify the chemical structure of synthesized product. Purity of beta naphthalene sulfonate was confirmed by melting point test. Assessment of molecular weight and evaluation of molecular weight was done by preparing GPC photograph and the result was compared by a known comercial grade . The result showed that the increase of formaldehyde and the use of the catalysis during the polymerization reaction lead to increase of the molecular weight. On the other hand when the molar ratio of formaldehyde to naphthalene sulfonate was tripled PNS didn’t dissolve in the aqueous media. existente of sodium sulfate as impurities was evaluated by XRD. The use of a mixture of sodium and calcium hydroxide as a neutralizing agents resulted in a partial refuction of sodium sulfate.
    Keywords: Poly-naphthalene sulfonate, beta naphthalene sulfonate, Sulfonation, Polymerization
  • Majid Mirzaee *, Changiz Dehghanian Pages 2002-2008
    This study introduced a novel, nontoxic, scalable, two-step method for the fabrication of nickel-nickel oxide foam/electrochemically reduced graphene oxide (ERGO) electrodes. This procedure included drop cast and graphene oxide (GO) reduction by constant current and pulse current methods. The structure of achieved was investigated by scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD) and Raman spectroscopy. Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) measurements are carried out to study the electrochemical behavior of ERGO/Ni-NiO foam electrodes. SEM images revealed that the wrinkling degree of the synthesized graphene layers increased in pulse current method. The Raman test results confirmed that the current density pulse method has more defects than the constant current. The XRD also showed that the interlayer spacing between the graphene sheets was higher in the pulsed current method. The ERGO/Ni-NiO foam fabricated by pulse current method provided the smallest ESR value, and thus the fastest charge/discharge process. The desirable electrochemical performance of ERGO/Ni-NiO foam electrode was mainly attributed to its irregular porous structure provided a large specific area, short ion diffusion distances and transport pathways for electrons. High-performance ERGO/Ni-NiO foam hybrid electrode materials made it as a reliable and accessible candidate for application in electrochemical energy storage.
    Keywords: Electrochemically reduced graphene oxide, Constant current, Pulse current
  • Mohammad Aboutalebi, Masoud Soltani, Ali Shafyei * Pages 2010-2020
    In this study, the effect of cobalt percentage on WC-Co coating properties was investigated. Corrosion behavoiur of coatings was evaluated after immersion in molten zinc. For this purpose, various compositions of WC-Co powder (WC-12Co, WC-17Co and WC-10Co-4Cr) were coated on 316 stainless steel by means of HP/HVOF method. To determine the phases produced during the process of spraying, thickness, porosity and hardness of the coatings, X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and microhardness tester were used. The XRD patterns showed negligible amount of W2C and Co6W6C brittle phases, which indicates very low decarborizing of WC phase. WC-17Co coating showed the highest hardness (1280 Hv). Pin on disk wear test was used at 450 ° C and then wear surfaces were examined by electron microscopy. WC-10Co-4Cr coating showed highest wear resistance. Main wear mechanism of coatings was adhesive wear. Evaluation of corrosion behaviour of coatings and phases produced during immersion in molten zinc was done by electron microscopy and energy spectrometer. Unlike WC-17Co coating, on the cross section of WC-12Co and WC-10Co-4Cr coatings some cracks were observed which penetrating element to these cracks was aluminum and lead to destruction of these two coatings.
    Keywords: WC-Co, HP, HVOF process, molten zinc, hot wear
  • Rouhollah Semnani Rahbar *, Bahareh Kalantari, Mohammad Reza Mohaddes Mojtahedi Pages 2022-2035
    Crystallization behavior of polypropylene/graphene nanoplatelets (PP/GnPs) nanocomposite fiber was studied by means of differential scanning calorimetry. PP/GnPs nanocomposite fibers containing different amounts of GnPs were prepared with and without a compatibilizer, maleic anhydride-grafted polypropylene (PP-g-MA), and then isothermal crystallization kinetics was investigated at different crystallization temperatures by Avrami and Lauritzen-Hoffman equations. The results show that heterogeneous nucleation occurs easily in the presence of GnPs even at higher temperatures and thereby the crystallization rate of PP in the PP/GnPs fiber increased. Moreover, upon inclusion of PP-g-MA, relative crystallinity-time curves shifted to the shorter times. The Avrami equation revealed that although GnPs and PP-g-MA have nucleation effect, the crystal growth of PP is restricted in the PP/PP-g-MA/GnPs nanocomposite fiber, increasing the crystallization half-time. Furthermore, Avrami exponent of approximately 3 for neat PP and 2 for PP/GnPs is consistent with three-dimensional crystal growth process and two-dimensional crystal growth, respectively. According to Lauritzen-Hoffman equation, the nucleation parameter decreased with the addition of GnPs, suggesting that the GnPs act as a nucleating agent and also reduced the interfacial free energy.
    Keywords: Graphene nanoplatelets, Nanocomposite, Crystallization kinetics, Isothermal crystallization
  • Ali Aghajani, Mohammadreza Kalaee *, Saeedeh Mazinani Pages 2036-2047
    The main purpose of this work is to study the physical, mechanical and thermal properties of epoxy based resin modified with acrylonitrile-butadiene-rubber (NBR) nanoparticles. At first, elastomer nanoparticle (ENP) at different content was added to epoxy resin. Then, the morphology of nanocomposite and dispersion condition of elastomer nanoparticles was studied using microscopy techniques including SEM, TEM and AFM.The results showed an acceptable dispersion condition for ENPs in epoxy resin. The tensile and impact strength of nanocomposites as two key parameters were thoroughly investigated. The results depicted two times increase in the amount of toughness besides three times increase in the amount of elongation at break in nanocomposite containing 1.5wt% of ENP. Thereafter, the specific coating experimnets including adhesion, hardness, impact, bending and water absorption were performed. The adhesion increased and water uptake was reduced while the toughness was enhanced. The best results were obtained in samples containing 1 wt% elastomeric nanoparticles.
    Keywords: Nano NBR, Epoxy, Mechanical properties, Thermal Property