فصلنامه سرامیک ایران
سال شانزدهم شماره 2 (پیاپی 62، تابستان 1399)

در پژوهش حاضر، پودر کامپوزیتی ZrB2-SiC-ZrC از طریق احیای کربوترمال مخلوط B2O3/C/ZrSiO4 در دمای C°1500 تهیه شد. کامپوزیت ZrB2-SiC-ZrC-C/C از طریق پاشش مخلوط پودر سرامیکی و خرده الیاف کربنی بر لایه های پارچه کربنی و سپس پرس و سینتر در دمای C°2000 در اتمسفر آرگون تولید شد. خواص فیزیکی، مکانیکی و مقاومت به اکسیداسیون 02/5 استحکام خمشی MPa 337 ،نرخ فرسایش جرمی نمونه 3 قطعه های تولید شده مورد بررسی قرار گرفت. دانسیته cm/gr s/268mgr/0 و نرخ فرسایش خطی آنها s/μm 35/1 اندازه گیری شد و نتایج نشان داد خواص نمونه های تولید شده به این روش نسبت به کامپوزیتهای تولید شده با روش های مرسوم در تولید این کامپوزیتها از جمله PIP و RMI مطلوب و قابل مقایسه است. قابلیت این روش در بکارگیری مقادیر بیشتری از پودر سرامیکی و افزایش تراکم از عوامل موثر در بهبود خواص این کامپوزیت هستند.

کامپوزیتهای زمینه آلومینیومی در سالهای اخیر به دلیل پایداری حرارتی مناسب، استحکام بالا و مقاومت به خزش بالا توجه زیادی را به خود جلب کردهاند. کاربید بور به سبب سطح مقطع بالا برای جذب نوترون، پایداری شیمیایی و نقطه ذوب بالا در صنایع مختلفی کاربرد دارد. از طرف دیگرقیمت این ماده نسبتا بالاست و در شرایط تحریم تهیه آن مسایل خاصی دارد. لذا کامپوزیتهای تقویت شده با آن مورد توجه هستند. کامپوزیتهای زمینه آلومینیومی تقویت شده با ذرات سرامیکی B4C به دلیل داشتن چگالی پایین، مقاومت خوب در برابر خوردگی، استحکام بالا، فرآیندهای تولید متنوع، قابلیت عملیات حرارتی در صنایع متنوعی نظیر انرژی هستهای، هوافضا و خودروسازی کاربرد دارند. از میان روش های رایج جهت ساخت این نوع کامپوزیتها روش حالت جامد بمنظور کاربردهای ویژه مانند انرژی هستهای و هوافضا بیشتر مورد استفاده قرار میگیرد.

خیس شوندگی سطوح صلب، موضوعی قدیمی است که با رویکردی جدید زمینه های بسیاری از علوم و تکنولوژی، از رنگ آمیزی غارها در زمانهای باستان تا وسایل میکروسیال در عصر حاضر را برای مدت زمان زیادی تحت تاثیر قرار داده است. در دهه های اخیر، سطوح فوق آبگریز الهام گرفته از طبیعت، که یکی از حالات خیسشوندگی میباشد، مورد تحقیق بسیاری قرار گرفته است. در این تحقیق به معرفی و مشخصه یابی سطوح فوق آبگریز با تکیه بر اصول آبگریزی یک سطح پرداخته شده است. روش های متعددی به منظور تولید پوششهای ابر آبگریز پیشنهاد شده است که از میان آنها روش رسوب الکتروشیمیایی و آندایزینگ بیشترین تحقیقات را به خود اختصاص داده اند. در این حالت با استفاده از نانوذرات در ساختار پوششهای مورد نظر و یا اصلاح سطحی آن را دافع آب می نمایند. گفته میشود که این عملیاتها سبب ایجاد برآمدگی و زبریهای سطحی شده و در نتیجه قطرات آب به جای نفوذ در بدنه روی سطح آن سر میخورند. به منظور اندازه گیری زاویه تماس و میزان ترشوندگی قطره بر سطح پوشش مورد نظر نیز، روش های متعددی از جمله زاویه سنج گونیومتر مورد توجه ویژه در بسیاری تحقیقات قرار گرفته است.

در حال حاضر، با توجه به پیشرفت سریع فناوری، تقاضا برای استفاده از مواد پیشرفته در صنایع مختلف در حال افزایش است. از میان این مواد، کاربید سیلیسیم (SiC9) به علت ترکیب منحصر به فرد خواص فیزیکی، مکانیکی، حرارتی و الکتریکی یکی از مهمترین سرامیک های مهندسی است که کاربردهای بسیاری در صنایع مختلف دارد. بااین حال، متراکم نمودن این سرامیک به علت پیوند کوالانت و ضریب نفوذ در خود پایین حتی در دماها و فشارهای بالا هم بسیار مشکل است. ترکیب سه گانه -Al2O3 CaO-Y2O3) AYC از رایج ترین افزودنی هایی هستند که میتوانند منجر به افزایش سینترپذیری و بهبود خواص SiC شوند. مشاهدات علمی نشان میدهد انجام عملیات آنیل روی کامپوزیتهای AYC-SiC میتواند با به تاخیر انداختن استحاله فازی SiC–β به SiC–α از رشد دانه جلوگیری کرده و سبب بهبود خواص نهایی SiC شود. لذا در این مقاله تلاش شده است تا اثرات فرایند آنیل بر این دسته از کامپوزیتها موردبررسی قرار گیرد.

امروزه استفاده از مواد تابعی (Material Graded Functionally) در حال افزایش میباشد، در علم مواد به موادی جدید و پیشرفته با ساختاری ناهمگن مواد تابعی گفته میشود. ایده مواد مرکب (کامپوزیتها) در پایان دهه 1940 و آغاز دهه 1950 در صنایع دریایی ارتش آمریکا عملی شد. خواص مکانیکی این مواد به طور پیوسته از یک سطح به سطح دیگر تغییر میکند و این تغییرات به وسیله ی تغییر تدریجی نسبت حجمی مواد تشکیل دهنده ی آنها ایجاد میشود. مواد FGM به طور معمول از دو مادهی سرامیک و فلز ساخته میشوند، با توجه به اینکه ماده ی ساختاری سرامیک ضریب انتقال حرارت پایین و مقاومت بالایی در برابر درجه حرارت دارد میتواند حرارت بالا را تحمل کند و از طرفی ساختار ماده دیگر یعنی فلز انعطاف پذیری مورد نیاز را فراهم میکند. قابل توجه است که به علت تغییرات پیوسته خواص مکانیکی مشکلات عدم پیوستگی که در سازه های کامپوزیتی موجود است در مواد تابعی به وجود نمیآید. در این مقاله به بررسی مواد FGM ،خواص و کاربرد آنها در صنایع مختلف از جمله هوافضا، خودروسازی و... پرداخته ایم.

شکافت فوتوالکتروشیمیایی و فوتوکاتالیستی آب با استفاده از نیمه رساناهای اکسیدی نانوساختار یکی از روش های موثر برای ایجاد هیدروژن است. نیمه رساناهای اکسیدی به عنوان فوتوالکترود نقش مهمی در فعال شدن فرآیندهای احیا و اکسیداسیون شیمیایی در حضور نور دارند. با جذب نور توسط فوتوالکترودها الکترونها تهییج شده و از طریق واکنش کاهش- اکسایش، جفت الکترون- حفره ایجاد میشود. جداسازی بار (جفت الکترون- حفره) و انتقال آن در شکافت فوتوالکتروشیمیایی و فوتوکاتالیستی آب موضوع مهم و اساسی است. نانومواد نسبت سطح به حجم بالایی دارند که جداسازی بار را تسهیل کرده و از بازترکیب جفت الکترون- حفره جلوگیری میکنند. عوامل موثر بر مکانیزم شکافت آب خصوصیات الکترونی و ساختاری فوتوکاتالیست و فوتوالکترود مورد استفاده است، به همین خاطر بطور گسترده مورد تحقیق و پژوهش قرار میگیرند. در این مقاله مهمترین و پرکاربردترین نیمه رساناهای اکسیدی و بهبودهای اخیر این نیمه رساناها گزارش شده است.