فهرست مطالب

  • سال هشتم شماره 4 (زمستان 1398)
  • تاریخ انتشار: 1398/11/12
  • تعداد عناوین: 8
|
  • راضیه اسحاقیان، ناصر احسانی، حمیدرضا بهاروندی، مینا سعیدی حیدری* صفحات 1-13

    در این تحقیق تاثیر استفاده از دو نوع پودر مختلف کاربید سیلیسیم شامل SiC-1 (β-SiC) و SiC-2 (β-SiC+α-SiC) و هم چنین مقادیر مختلف افزودنی CaO شامل 0، 4/0 و 8/0 درصد وزنی بر رفتار سینتر SiC سینتر شده به روش بدون فشار با سیستم افزودنی Al2O3-Y2O3-CaO مورد بررسی قرار گرفته است. در تمامی نمونه ها نسبت مولی Al2O3:Y2O3 برابر با 3:2 و مجموع درصد وزنی افزودنی ها در مقدار ثابت 9 درصد وزنی ثابت در نظر گرفته شد. نمونه ها در دمای 1900 درجه ی سانتی گراد به مدت 1 ساعت در اتمسفر آرگون سینتر شدند. نتایج نشان دهنده این است که چگالی نسبی، مدول الاستیک، میکروسختی و چقرمگی شکست نمونه های سینتر شده از پودر SiC-2 بیشتر از پودر SiC-1 می باشد. هم چنین با افزودن CaO تا 4/0 درصد وزنی در هر دو نوع پودر سینترپذیری افزایش یافته و سپس با افزایش آن تا 8/0 درصد وزنی سینترپذیری کاهش یافته است. بیشترین میزان چگالی نسبی و مدول الاستیک در نمونه های سینتر شده توسط پودر SiC-1 به ترتیب برابر با 86/80 درصد و GPa 11±99/273 و در نمونه های سینتر شده توسط پودر SiC-2 به ترتیب برابر با 34/92 درصد و GPa 4/8 ± 55/344 است. هم چنین بیشترین میزان میکروسختی و چقرمگی شکست در نمونه های سینتر شده توسط پودر SiC-2 در 4/0 درصد وزنی CaO و به ترتیب برابر با GPa 82/0±51/19و MPa.  5/0±7/4 به دست آمده است.

    کلیدواژگان: کاربید سیلیسیم، سینتر بدون فشار، Al2O3-Y2O3-CaO، سینترپذیری
  • هاشم سعیدی، علی شانقی، علیرضا سوری* صفحات 15-27

    امروزه پوشش های  نانوساختار نیترید تانتالیوم به دلیل دارا بودن خواص حفاظتی مناسب همانند سختی، مقاومت به سایش بالا و مقاومت به خوردگی بالا دارای کاربرد بسیار زیادی در  مهندسی پزشکی و بهبود رفتار بیولوژیکی تیتانیوم و آلیاژهای آن دارد. دراین تحقیق پوشش نانوساختار نیترید تانتالیوم با کمک فرایند کند و پاش مغناطیسی بر روی سطح آلیاژ NiTi اعمال گردید. سپس خواص فازی، ساختاری ومورفولوژی به ترتیب با استفاده از  XPS، FESEM،AFM  مورد بررسی قرارگرفته است، همچنین خواص نانو مکانیکی پوشش بوسیله روش های نانودندانه گذاری و نانو خراش در بارهای مختلف ارزیابی شده است. نتایج بیانگر تشکیل پوشش همگن، یکنواخت و عاری از ترک پوشش نانو ساختار نیترید تانتالیوم با اندازه ذرات حدود  20 نانومتر همراه با  سختی و مدول الاستیک به ترتیب 12/6 و 4/87گیگاپاسکال  و عمق نفوذ 91 نانومتر است که منجر به بهبود 34 درصد سختی سطح آلیاژ NiTi  گردیده است. همچنین پوشش نانوساختار تانتالیوم منجر به ایجاد ضریب اصطکاک 28/0 و  غالب شدن مکانیزم سایش خراشان نسبت به مکانیزم سایش چسبان برای آلیاژ NiTi گردیده است.

    کلیدواژگان: پوشش نانو ساختار نیترید تانتالیوم، آلیاژ NiTi، کند و پاش معناطیسی، خواص نانومکانیکی
  • رضا پورنجف*، سید علی حسن زاده تبریزی، رضا ابراهیمی کهریزسنگی، امیر الحاجی، امیرعباس نوربخش صفحات 29-42

    در این پژوهش متراکم سازی نانو پودر منیزیای خالص با میانگین اندازه ذرات در حدود 100 نانومتر توسط زینتر قوس پلاسما با فشار اعمالی 80 مگاپاسکال و محدوده ی دمایی °C1000 تا °C1400 و نرخ گرمایش 50 درجه سانتی گراد بر دقیقه در زمان 20 دقیقه مورد بررسی قرار گرفت. دانسیته نمونه ها با افزایش دمای زینترینگ تا دمای °C1200 به طور آهسته افزایش یافت و بعد از آن با افت دانسیته و افزایش رشد دانه ها همراه بود. رشد دانه ها در طی فرایند زینترینگ با تیوری کلاسیک رشد دانه ها تحلیل شد. نتایج بررسی نرخ تراکم نسبت به دما نشان داد بیشترین افزایش دانسیته در دمای °C1100 اتفاق افتاده است. انرژی فعال سازی  رشد دانه به دست آمده برابر با 24/452 کیلوژول بر مول به دست آمد. بیشترین میزان عبور امواج مادون قرمز در طول موج 6/5 میکرومتر برای نمونه ی زینتر شده در دمای °C1200 به مدت 20 دقیقه به میزان 67 درصد به دست آمد.

    کلیدواژگان: منیزیا، انرژی فعال سازی، رشد دانه، سینتیک، زینتر قوس پلاسما
  • اعظم امینی، محسن خواجه امینیان*، رضا دهقان بنادکی، محمد خواجه مهریزی صفحات 43-56

    نانو رنگدانه های CoAl2O4 با استفاده از کلرید کبالت و اکسید آلومینیوم به عنوان رنگدانه سرامیکی آبی به روش همرسوبی ساخته شد. محصول به دست آمده در دمای 1200 درجه سانتی گراد کلسینه شد. سه نمونه تحت شرایط متفاوت ساخته شد و با استفاده از آسیاب سیاره ای درون حلال پخش و همگن گردید. سپس به روش سیلک اسکرین بر روی سرامیک چاپ زده شد. پودر به دست آمده برای شناسایی فازی، رنگ سنجی و ریز ساختار تحت آزمون های XRD، SEM و رنگ سنجی قرار گرفت. نتایج حاصل از آزمایش XRD نشان می دهد که نانو ذرات CoAl2O4 در هر سه نمونه مورد مطالعه تشکیل شده اند. نتایج توزیع اندازه ذرات و تصاویر SEM از پودر های ساخته شده نشان می دهد با افزایش زمان آسیاب میانگین اندازه ذرات از 413 نانومتر به 181 نانومتر کاهش می یابد. همچنین سرامیک چاپ شده تحت آزمون های SEM و رنگ سنجی قرار گرفت.

    کلیدواژگان: نانورنگدانه، آلومینات کبالت، آبی، سرامیک، چاپ
  • نادر قبادی، سید علی حسینی مرادی، ناصر میری* صفحات 57-68

    در این پژوهش نانوذرات بیسموت تنگستات (Bi2WO6) توسط روش هیدروترمال سنتز شد و اصلاح سطح آن به منظور افزایش خاصیت فوتوکاتالیستی توسط پلادیوم (Pd) و هیدروکسی اپتایت (Hap) صورت گرفت. نمونه Pd/Bi2WO6/ Hapاز دو جزء فعال در نور مریی (Pd، Bi2WO6) و) و جاذب هیدروکسی اپتایت (Hap) تشکیل شده است. فعالیت نمونه Pd/Bi2WO6/Hap برای تخریب آلاینده فنول بالاتر از نمونه هایی است که تنها یک جزء فعال در نور مریی (مانند Bi2WO6)  دارند. در این پژوهش خواص ساختاری نمونه های Bi2WO6،Pd/Bi2WO6 ،Hap/Bi2WO6 ، Hap/Pd/Bi2WO6 به وسیله طیف بینی بازتاب پخشی(DRS) ، پراش اشعه ی ایکس (XRD) و تصویر برداری میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)  بررسی شد. همچنین خواص فوتوکاتالیستی نمونه ها در تخریب آلاییدگی فنول مورد بررسی قرار گرفت. نتیجه آزمایش های فوتوکاتالیستی انجام شده، نشان داد که فوتوکاتالیست Hap/Pd/Bi2WO6 تحت تابش نور مریی عملکرد بسیار مطلوبی دارد. همچنین نتایج نشان داد که سرعت تخریب فوتوکاتالیستی نمونهPd/Bi2WO6 /Hap نسبت به نمونه Bi2WO6 بهبود چشمگیری داشته است. این بهبود عملکرد به دلیل عوامل مختلفی از جمله افزایش سطح ویژه، جداسازی موثر الکترون ها و حفره ها، اندازه مناسب شکاف انرژی و همچنین افزایش زمان جذب آلاینده به وسیله هیدروکسی اپتایت می باشد.

    کلیدواژگان: بیسموت تنگستات (Bi2WO6)، خواص ساختاری، خواص فوتوکاتالیستی، پالادیوم، هیدروکسی اپتایت
  • مسعود رضوانی جلال*، سعید ابراهیمی، حسین حجتی، جواد رضوانی جلال صفحات 69-79

    الکترولیز پلاسما از روش های نوین سنتز و فرآوری مواد است که در آن از برهمکنش پلاسما با محلول استفاده می گردد. در این مقاله، از یک چیدمان ساده تخلیه الکتریکی پین-به-الکترولیت با محلول آبی نیترات نقره در هوای معمولی استفاده شد. مشاهدات تجربی نشان داد که به محض شروع تخلیه الکتریکی و تشکیل پلاسمای هوا بین پین فلزی و سطح محلول، ماده سیاه رنگی در محل تماس پلاسما-محلول شروع به تشکیل می کند و به تدریج سراسر الکترولیت را فرا گرفته و در نهایت در کف ظرف ته نشین شده و جداسازی می گردد. آنالیز XRD نشان داد که ماده سنتز شده Ag2O2 است. از تصاویر FESEM مشخص شد که این پودر شامل ذرات میکرومتری است. طیف جذبی فرابنفش-مریی-فروسرخ نزدیک (UV-Vis-MIR) این نمونه نشان داد که یک نیمه هادی با گاف انرژی  eV94/0 - 9/0 است.

    کلیدواژگان: الکترولیز پلاسما، گاف انرژی، نیترات نقره، Ag2O2
  • ابوالحسن نجفی*، غلامرضا خلج، سید حسین موسوی زاده صفحات 81-90

    در این تحقیق، نانو ذرات کاربید زیر کونیوم به روش سل- ژل در سیستم الکلی سنتز شد. سل در سیستم سه جزیی آلکوکسید - آب- الکل بر پایه ی فرآیند شیمیایی سل - ژل تحت شریط اسیدی و در محدوده5=pH تهیه گردید. زیرکنیم پروپوکساید ، فورفوریل الکل به عنوان مواد اولیه مورد استفاده قرار گرفت. پس از فرایند هیدرولیز و تشکیل ژل، پودر اولیه تحت عملیات حرارتی قرار گرفت و ذرات نانومتری ZrC تشکیل شد. اثر پارامترهای pH و دما در فرایند سنتز این نانو پودرها مورد بررسی قرار گرفت. برای ارزیابی خواص محصول از آنالیزهای DLS SEM ,DTA/TG - XRD- FTIR  استفاده گردید. نتایج در مورد سل نشان داد که با کنترل pH در محدوده 5، ذرات پیش سازنده حاوی Zr را در اندازه های زیر 10 نانومتر می توان سنتز کرد. در داده های FTIR، پیوندهای Zr-O و Zr-C به ترتیب در محدوده 560 و cm-1505 شناسایی شدند. آنالیز DTA/TG نشان داد که جوانه های اولیه ذرات ZrC در محدوده دمایی C°1320 تشکیل شده است که الگوی پراش اشعه ایکس این موضوع را تایید می کند. تصاویر ریزساختاری SEM نشان داد که ذرات کاربید زیرکنیم در محدوده زیر 100 نانومتر تشکیل شده است و توزیع اندازه ذرات در محدوده باریک و یکنواخت صورت گرفته است.

    کلیدواژگان: سنتز، کاربید زیرکونیم، سل- ژل، نانو ذرات
  • فاطمه میرجلیلی، صاحبعلی منافی*، ریحانه رشادی صفحات 91-101

    هدف از این پژوهش، ساخت و مشخصه یابی پودر نانوکامپوزیتی از شیشه زیست فعال 45S5/فلویورآپاتیت (FA) می باشد. نانوکامپوزیت ها حاوی 10، 15 و 20 درصد وزنی فلویورآپاتیت با روش سل-ژل سنتز شدند. از آنالیزهای XRD و FTIR جهت مشخصه یابی و ارزیابی نانوکامپوزیت های تولید شده، استفاده شدند. نتایج بدست آمده از آنالیزهای XRD و FTIR نشان دهنده سنتز موفقیت آمیز نانوکامپوزیت های 45S5/FA با خلوص فازی بالا است. نتایج استحکام فشاری افزایش استحکام تا نمونه حاوی 15%، FA را نشان داد. جهت بررسی سمیت سلولی از آزمون MTT (3-(4,5-Dimethylthiazol-2-Yl)-2,5-Diphenyltetrazolium Bromide) بهره گرفته شد نتایج این بخش نشان دهنده عدم سمیت سلولی نمونه ها،کاهش میزان زنده مانی پس از هفت روز بود. کمترین میزان زنده مانی مربوط به نمونه فلویور آپاتیت خالص بود.

    کلیدواژگان: نانوکامپوزیت، شیشه زیست فعال 45S5، سل-ژل، استحکام فشاری
|
  • Pages 1-13

    In this study, the effect of two types of SiC powders consist of SiC-1 (β-SiC) and SiC-2 (β-SiC+α-SiC) and also different values of CaO additive consist of 0, 0.4 and 0.8 weight percent on sintering behavior of sintered SiC with pressureless technique in Al2O3-Y2O3-CaO additive system  was investigated. In all specimens, Al2O3:Y2O3 molar ratio was equal to 3:2 and all amounts of additive were equal to 9 weight percent. Specimens were sintered at 1900ºC for 1 hour in argon atmosphere. Results show that relative density, elastic modulus, micro hardness and fracture toughness of specimens sintered with SiC-2 is higher than specimens sintered with SiC-1. Also results showed that by adding CaO to 0.4 weight percent in both SiC powder types, sinterability increased and by increasing CaO amount to 0.8 weight percent, sinterability decreased. Maximum value of relative density and elastic modulus in specimens sintered with SiC-1 were respectively 80.86 % and 273.99±11 GPa and in specimens sintered with SiC-2 were respectively 92.34 % and 344.55±8.4 GPa. Also maximum amounts of micro hardness and fracture toughness in specimens sintered with SiC-2 powder and 0.4 weight percent of CaO were obtained 19.5± 0.82 GPa and 4.7± 0.5 MPa.   respectively.

    Keywords: silicon carbide, pressureless sintering, Al2O3-Y2O3-CaO, sinterability
  • Pages 15-27

    Nowadays, suitable protective properties of tantalum nitride coatings, such as hardness, abrasion resistance and high corrosion resistance lead to increasing its application in medical engineering and improving the biological behavior of titanium and its alloys. In this research, nanostructured tantalum nitride coating was applied on the NiTi alloy by magnetron sputtering method. Then, the phase, structural and morphological properties of coating were investigated by using XPS, FESEM, AFM, respectively, as well as the nanomechanical properties of the coating were evaluated by using Nano-scanning and nano-scratch methods in different loads.
    The results indicate that applying the uniform, homogeneous and crack free tantalum nitride coating with a thickness of 1050 nm. The hardness and elastic modulus of coating is 12.6 and 87.4 GPa under the applied force of 1000 μm and the penetration depth of 91 nm, respectively, which resulted in enhancing the hardness of NiTi alloy surface, about 34%. The coefficient of friction is 0.28 and the dominated wear mechanism of nanostructured tantalum nitride coating is abrasive wear with shearing mechanism.

    Keywords: Nanostructured tantalum nitride coating, NiTi alloy, Magnetron sputtering, Nano-mechanical properties
  • Pages 29-42

    In this research, the densification of magnesia nanopowder with a mean particle size of about 100 nm was investigated by spark plasma sintering undera pressures of 80 MPa and at temperature range from 1000 °C to 1400 °C and a heating rate of 50 °C/min for 20 minutes. The density of the samples slowly increased with increasing sintering temperatures to 1200 °C. Afterwards, with more increasing of temperature, decreasing density and increasing of grain growth were observed. Grain growth was analyzed during the sintering process with the classic grain growth theory. The results of the survey on the density showed that the highest densification rate occurred at 1100 ℃. The activation energy of grain growth was Obtained 452.24 kJ / mol. The MgO ceramic spark plasma sintered at 1200 °C for 20 min demonstrated the highest infrared transmittance of 67 % at the 5.6 μm wavelength.

    Keywords: Magnesia, Activation Energy, Grain Growth, Kinetic, Spark Plasma Sintering
  • Pages 43-56

    CoAl2O4 nano pigments were fabricated using cobalt chloride and aluminum oxide as a ceramic blue pigment by co-precipitation . The product was calcinated at 1200°C. Three samples were made under different conditions and homogenized in a solvent using a milling system to prepare an ink. It has been printed on a ceramic by silk screen method. The powder was characterized by XRD, SEM and colorimetric tests to identify the structure, color parameters and microstructure. The results of XRD experiments show that CoAl2O4 nanoparticles were formed in all three samples. The results of the particle size distribution and SEM images of the manufactured powders show that with increasing milling time, the average particle size will decrease from 413 nm to 181 nm. Also, the printed ceramics were characterized by SEM and colorimetric tests.

    Keywords: Nano-pigment, Cobalt Aluminate, Blue, Ceramic, Print
  • Pages 57-68

    In this investigation, bismuth tungstate (Bi2WO6) nanoparticles were synthesized by the hydrothermal method, and its surface modification was performed to increase photocatalytic property by palladium (Pd) and hydroxyapatite (Hap). The Pd / Bi2WO6 / Hap sample consists of two active components in visible light (Pd, Bi2WO6) and a hydroxyapatite adsorbent (Hap). The Pd / Bi₂WO6 / Hap sample activity is greater than that of an active component in visible light (such as Bi2WO6) to degrade phenol pollutants. 
    In this study, the structural properties of Bi2WO6, Pd / Bi2WO6, Hap / Bi2WO6, Hap / Pd / Bi2WO6 samples were evaluated by the reflection spectroscopy (DRS), X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) imaging. The photocatalytic properties of the samples were also investigated in the degradation of phenol pollutants. The result of photocatalytic experiments showed that the photocatalyst Hap / Pd / Bi2WO6 has very good performance under visible light irradiation The results also showed that the photocatalytic degradation rate of the Hap / Pd / Bi2WO6 sample was significantly improved compared to the Bi2WO6 sample. This performance improvement is due to several factors, such as: increasing the special surface, the effective separation of electrons and cavities, the size of the energy gap, and also increase the absorption time by the hydroxyapatite.

    Keywords: Bismuth Tungstate (Bi2WO6), Structural Properties, Photocatalytic Properties, Palladium, Hydroxyapatite
  • Pages 69-79

    Plasma electrolysis is a novel method for synthesis and processing of materials and nanomaterials, which uses plasma-solution interaction. In this paper, a simple setup of pin-to-solution electrical discharge with aqueous solution of silver nitrate in normal air is used. Experimental observations show that by start of electrical discharge and formation of air plasma between metal pin and solution surface, a black material is produced at the plasma-solution interface and gradually spreads throughout the electrolyte and finally precipitates at the bottom of the vessel and is separated. XRD analysis shows that the synthesized material is Ag2O2. From the FESEM images, it is inferred that the powder contains micrometer particles. Ultraviolet-Visible-Near Infrared (UV-Vis-NIR) absorption spectrum reveals that the sample is a semiconductor with energy gap of 0.9-0.94 eV.

    Keywords: Plasma electrolysis, Energy gap, Silver nitrate, Ag2O2
  • Pages 81-90

    In this study, zirconium carbide nanoparticles were synthesized by the sol-gel method in the alcoholic system. The sol was prepared in a three-component alkoxide-water-alcohol system based on the chemical sol-gel process under acidic conditions and at pH = 5. Zirconium n-propoxide, furfuryl alcohol were used as raw materials. After the hydrolysis process and formation of the gel, the initial powder was subjected to heat treatment and formed ZrC nanoparticles. The effects of pH and temperature parameters in the synthesis process of these nanopowder were investigated. To evaluate product properties, DLS SEM, DTA / TG-XRD-FTIR analyzes were used. The results for sol showed that by controlling pH in the range of 5, precursors particles containing Zr could be synthesized in sizes below 10 nm. In FTIR data, Zr-O and Zr-C bonds were identified in the range of 560 and 505 cm-1, respectively. The DTA / TG ​​analysis showed that the initial nucleates of ZrC particles were formed at a temperature of 1320 ° C, which confirmed  by the x-ray diffraction pattern. SEM microstructures showed that, zirconium carbide particles were formed in the range below 100 nm, and the distribution of particle size in a narrow and uniform range.

    Keywords: Synthesis, zirconium carbide, sol-gel, nano particles
  • Pages 91-101

    The purpose of this study was to fabricate and characterize nanocomposite powder from 45S5 bioactive glass/ fluorapatite. Nanocomposites containing 10, 15 and 20 wt.% of fluorapatite were synthesized by sol-gel method. XRD and FT-IR analyses were used to characterize and evaluate the produced nanocomposites. The results of XRD and FT-IR analysis indicated the successful synthesis of high purity bioactive glass nanocomposites. The results of compressive strength test showed an increase in strength of sample containing 15% fluorapatite. MTT (3-(4,5-Dimethylthiazol-2-Yl)-2,5-Diphenyltetrazolium Bromide) assay was used to evaluate cytotoxicity. The results of this section showed no cytotoxicity of the samples, which showed a decrease in the survival rate after seven days. The lowest survival rate was observed for pure fluorapatite.

    Keywords: Nanocomposite, 45S5 bioactive glass, Sol-gel, Compressive strength