فهرست مطالب
نشریه علم و مهندسی سرامیک
سال دهم شماره 3 (پاییز 1400)
- تاریخ انتشار: 1400/09/29
- تعداد عناوین: 9
-
-
صفحات 1-12
هدف از این پژوهش بررسی سنتز سیمان آلومینات کلسیم با و بدون افزودنی فسفات به روش سنتز احتراقی بود. پس از تهیه ژل از محلول حاوی نیترات های آلومینیوم و کلسیم و سوخت گلایسین و آمونیوم دی هیدروژن فسفات، احتراق آن در°C 400 انجام شد الگوی پراش اشعه x و آنالیز حرارتی نمونه احتراق یافته نشان داد که این نمونه حاوی فاز آمورف است و برای رسیدن به فازهای کریستالین نیاز به عملیات حرارتی دارد که در دماهای °C 900 و °C 1100، به مدت یک ساعت انجام شد. نتایج نشان داد که نمونه بدون افزودنی فسفر حاوی فاز اصلی CaAl2O4 بود و نمونه با افزودنی فسفر حاوی فازهای اصلی CaO.2Al2O3 و Ca3 (PO4)2 بودند. زمان گیرش نهایی نمونه های بدون افزودنی فسفر، 242 دقیقه و با افزودنی فسفر 672 دقیقه بود.
کلیدواژگان: سیمان آلومینات کلسیم، روش احتراقی، فاز CaAl2O4، فاز CaAl4O7 -
صفحات 13-23
در این مطالعه خواص نوری ترکیب BiFeO3 با استفاده از روش امواج بهبودیافته خطی با پتانسیل کامل در چارچوب نظریه چگالی (DFT) با استفاده از کد محاسباتی Wien2k مورد بررسی قرار گرفت. ساختار نواری و انرژی گاف با تقریب های GGA-PBE ، GGA+U و GGA+MBJ محاسبه و نتایج حاصل از تابعی MBJ سازگاری بهتری با نتایج تجربی گزارش شده دارد. ویژگی های نوری مانند سهم حقیقی و موهومی تابع دی الکتریک، ضریب جذب، ضریب بازتاب، ضریب شکست، ضریب خاموشی، رسانندگی و طیف اتلاف انرژی محاسبه و مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که ترکیب فریت بیسموت در حالت تتراگونال یک نیم رسانا با گاف اپتیکی 7/2 الکترون ولت می باشد. از آن جا که ترکیب دارای خاصیت مغناطیسی می باشد کلیه محاسبات به صورت کاملا قطبش اسپینی انجام شده است.
کلیدواژگان: فریت بیسموت، نظریه تابعی چگالی، ویژگی های نوری، قطبش اسپینی -
صفحات 24-35
سرامیک تیتانات بیسموت به عنوان یک فروالکتریک عاری از سرب به دلیل دمای کوری بالا در کاربردهای دما بالا و هم چنین کاربردهای فرکانس های بالا مورد توجه قرار گرفته است. در این مطالعه، تاثیر اکسید نیوبیوم به عنوان افزودنی بر ریز ساختار و خواص دی الکتریکی سرامیک تیتانات بیسموت مورد بررسی قرار گرفت. به این منظور به تیتانات بیسموت سنتز شده با روش حالت جامد، اکسید نیوبیوم در مقادیر 3/0، 6/0 و 2/1 درصد مولی اضافه گردید. نتایج به دست آمده نشان داد که اکسید نیوبیوم تاثیر چشم گیری بر ریزساختار و خواص دی الکتریک سرامیک تیتانات بیسموت خواهد گذاشت. افزودنی اکسید نیوبیوم منجر به بهبود چگالش و افزایش چگالی سرامیک تیتانات بیسموت گردید به گونه ای که برای نمونه حاوی 6/0 درصد مولی اکسید نیوبیوم، بیشترین چگالی به مقدار 98 درصد چگالی تیوری حاصل شد. مقدار 6/0 درصد مولی اکسید نیوبیوم به عنوان مقدار بهینه گزارش می شود که در این نمونه بیشترین مقدار ثابت دی الکتریک به مقدار 420 و کمترین مقدار اتلاف دی الکتریک به مقدار 04/0 حاصل گردید و هم چنین وابستگی خواص دی الکتریک این نمونه به فرکانس نسبت به تیتانات بیسموت کمتر بود. بهبود در خواص دی الکتریک تیتانات بیسموت را می توان به رشد دانه و افزایش چگالی در حضور افزودنی اکسید نیوبیوم نسبت داد. نتایج این تحقیق نشان داد اندازه دانه سرامیک تیتانات بیسموت تاثیر قابل توجهی بر ثابت دی الکتریک و اتلاف دی الکتریک خواهد داشت.
کلیدواژگان: تیتانات بیسموت، اکسید نیوبیوم، ریز ساختار، ثابت دی الکتریک، اتلاف دی الکتریک -
صفحات 36-47
در این تحقیق پودر نانو کامپوزیتی ZrC-ZrB2-SiC به روش احیای کربوترمال و بوروکربوترمال سنتز شد. ابتدا سیلیکات زیرکونیوم به مدت چهار ساعت آسیاب شد.سپس هشت ترکیب از اختلاط مواد اولیه تهیه شد. در نهایت نمونه ها در دمای800درجه سانتی گراد به مدت دو ساعت تحت پیرولیز و سپس در1500درجه سانتی گراد به مدت 30دقیقه تحت اتمسفر آرگون مورد عملیات حرارتی قرار گرفتند. برای بررسی ریز ساختار نمونه ها از آزمون پراش اشعه ایکس (XRD) و میکروسکوب الکترونی روبشی (SEM) استفاده شد. بررسی نتایج آزمون XRD نشان دهنده حضور دوفاز ZrC و SiC و عدم حضور فازZrB2 به دلیل بخار شدن بور بود. مشخص شد، با افزایش نسبت مولی تا سه برابر مقدار مول اکسید بور هم باعث تشکیل فاز ZrB2 نمی شود. در نمونه حاوی چهار برابر مقدار مول اکسید بور، فاز ZrB2 به وجود آمد که علاوه بر آن، حضور فاز نامطلوب ZrO2 هم مشاهده شد. با افزایش نسبت مولی اکسید بور تا هشت برابر مول، میزان فاز ZrB2 و ZrO2 هردو افزایش می یابند. در نهایت مشخص شد که بهینه پودر با توجه به میزان فاز نامطلوب ZrO2، نمونه پودر حاوی چهار مول اکسید بور می باشد. با استفاده از نرم افزار Anix مشخص شد که اندازه بلورک پودر بهینه برای ZrC، ZrB2و SiC به ترتیب 51، 60 و 30 نانومتر می باشد
کلیدواژگان: سنتز پودر، نانوکامپوزیت، دی بورید زیرکونیوم، کاربید زیرکونیوم -
صفحات 48-61
نانوساختارهای ترکیب فریتی Mg0.5-xCoxZn0.5Fe2O4 با مقادیر آلایش 15/0 ,10/0 ,05/0 ,00/0= x و با استفاده از روش سل-ژل خود احتراقی تهیه شدند. پودرهای تهیه شده به صورت حلقه پرس شدند و تحت عملیات حرارتی در دمای °C 900 به مدت 4 ساعت قرار گرفتند. ویژگی های ساختاری، ریز ساختاری و مغناطیسی پودرهای تهیه شده توسط پراش پرتو x (XRD)، بیناب سنجی تبدیل فوریه فروسرخ (FT-IR)، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FE-SEM)، طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس (EDAX) و مغناطیس سنج نمونه مرتعش (VSM) مورد بررسی قرار گرفت. نفوذپذیری مغناطیسی حلقه های تف جوشی شده با استفاده از دستگاه LCR meter بررسی شد. الگوی پراش پرتو x نمونه ها نشان داد که همه ی پودرهای تهیه شده دارای ساختار بلوری اسپینلی هستند و هیچ گونه فاز ناخالصی در آن ها وجود ندارد. اندازه ریزبلورک ها با استفاده از رابطه ی شرر بین nm 36-67 به دست آمد. با استفاده از تصاویر میکروسکوپ الکترونی میانگین اندازه ی ذرات پودرها بین nm 43-96 به دست آمد. آنالیز مغناطواستاتیکی مشخص کرد که حضور یون های کبالت بر مغناطش اشباع (Ms) و میدان وادارنده (Hc) تآثیر گذار بوده است و مقادیر Ms با افزایش میزان آلایش ابتدا کاهش و سپس افزایش یافته اند. کمترین میزان Ms مربوط به نمونه ی 10/0=x برابر با emu/g 5/16 و بیشترین مقدار مربوط به 15/0=x برابر با emu/g 6/39 است. محاسبه کج شدگی گشتاور مغناطیسی (زاویه یافت-کیتل) نمونه ها نشان داد که بیشترین میزان کج شدگی اسپینی مربوط به نمونه با 10/0=x می باشد. مقایسه میدان وادارنده نمونه ها نشان داد که به دلیل ناهمسانگردی بلوری کبالت، با افزایش میزان آلایش x مقدار Hc به صورت پیوسته افزایش می یابد. نتایج نفوذپذیری مغناطیسی حلقه های تف جوشی شده نشان داد که نمونه با 15/0=x دارای بیشترین نفوذپذیری است.
کلیدواژگان: نانوساختار، سل-ژل، فریت، مغناطش اشباع، وادارندگی، مدل یافت-کیتل -
صفحات 62-75
هدف از اجرای پژوهش حاضر، ساخت نانوکامپوزیت سیمان گلاس آینومر دیوپسید و بررسی اثر افزودن نانوذارت بیوسرامیک دیوپسید به جزء سرامیکی سیمان گلاس آینومر، به منظور ارتقاء خواص مکانیکی و زیست فعالی آن بود. به این منظور، نانوذارت دیوپسید (DIO) با ترکیب شیمیایی (CaMgSi2O6) ، به روش سل ژل ساخته شد. به منظور شناسایی ساختار فازی، تعیین اندازه دانه و مورفولوژی نانوذرات دیوپسید، به ترتیب از آزمون پراش پرتو ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) استفاده شد. به منظور تایید حضور گروه های (SO3H) بر روی سطح نانوذارت سیلیس از آزمون طیف سنجی تبدیل فوریه فروسرخ (FTIR) استفاده گردید. در ادامه، نانوذارت دیوپسید با درصد وزنی به ترتیب 2، 4 و 6 درصد وزنی به جزء سرامیکی سیمان گلاس آینومر تجاری Fuji II GIC افزوده شدند و نانوکامپوزیتهای سیمان گلاس آینومر ساخته شد. به منظور بررسی خواص مکانیکی نانوکامپوزیتهای تولیدی، نمونه ها تحت آزمونهای استحکام فشاری، میکرو سختی قرار گرفتند. به منظور بررسی خاصیت رهایش فلوراید، نانو کامپوزیتهای تولیدی از آزمون رهایش فلوراید در بزاق مصنوعی استفاده شد. نتایج آزمون پراش پرتو ایکس، ترکیب دیوپسید خالص نانوکریستالی را تایید نمود. نتایج آزمون طیف سنجی تبدیل فوریه فروسرخ، حضور گروه های (SO3H) را بر روی سطح نانوذارت سیلیس تایید نمود. بیشترین میزان افزایش همزمان استحکام فشاری، میکروسختی و چقرمگی شکست در نانوکامپوزیت (GIC-4wt.%DIO) مشاهده شد. نتایج آزمون رهایش فلوراید (ICP) نشان داد، میزان فلوراید آزاد شده از نانوکامپوزیتهای تولیدی اندکی کمتر از سیمان گلاس آینومر است. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی و طیف سنجی تبدیل فوریه فروسرخ، زیست فعالی نانوکامپوزیتهای تولیدی را تایید نمودند. نانوکامپوزیت تولیدی به دلیل بهبود خواص مکانیکی، رهایش فلوراید مطلوب و افزایش زیست فعالی، می توانند گزینه ی مناسبی برای ترمیمهای دندانی و کاشتنی های ارتوپدی تحت بار باشد.
کلیدواژگان: سیمان گلاس آینومر، نانوذرات دیوپسید، سیلیکا سولفوریک اسید، خواص مکانیکی، رهایش فلوراید، زیستفعالی -
صفحات 76-90
شناخت ساختار مواد تاریخی، به ویژه ترکیبات بر پایه رس، علاوه بر جنبه های فنی و باستان شناختی، از منظر بررسی فرایندهای آسیب رسان نیز قابل توجه است. یکی از عوامل ساختاری حایزاهمیت در موادی مانند سرامیک ها اعم از سفال، آجر، و بدنه کاشی، پدیده تخلخل است که مجموعه ای از حفرات و فضاهای خالی را شامل می شود و برحسب ارتباط با محیط پیرامونی خود، به صورت باز یا بسته طبقه بندی شده و براساس زمان شکل گیری، به دو صورت اولیه و یا ثانویه تشکیل می شوند. مهم ترین نقش تخلخل های باز، عملکرد آنها به عنوان کانال های انتقال رطوبت و یا هرگونه محلولی است که می توانند عامل شروع و یا ادامه یافتن بسیاری از واکنش های شیمیایی باشند. وجود رطوبت پدیده های انتقال یون ها، انحلال، هیدراسیون و تبلور نمک های محلول را به همراه خواهد داشت. در این مقاله با رویکرد تحلیلی و براساس نتایج حاصل از مطالعه آزمایشگاهی با روش های تخلخل سنجی جیوه (MIP) و تخلخل سنجی به شیوه غوطه وری (براساس استاندارد ASTM C20-92)، مهم ترین پیامد های ناشی از وجود تخلخل در بافت یک قطعه سرامیکی ارزیابی شده است. این پیامدها عبارت اند از: الف) رابطه دمای پخت، درصد تخلخل، حجم و شعاع حفرات، ب) ارتباط اندازه تخلخل با فرایندهای انتقال رطوبت درون ساختار، و ج) رابطه تخلخل و شعاع حفرات با فشار تبلور نمک ها. نتایج بررسی هایی از این دست در آسیب شناسی و فرایند مرمت اشیاء تاریخی حایز اهمیت است. ایجاد شوک رطوبت بلافاصله پس از حفاری ناشی از شستشوی قطعه به منظور تمیزکاری، نمک زدایی و... بدون توجه به شرایط اثر از منظر نوع حفرات موجود، ماهیت و میزان تخلخل، علاوه بر افزایش تراوایی و امکان نفوذ رطوبت و به دنبال آن ایجاد تنش های فشاری ناشی از تبلور مجدد نمک ها، می تواند به حبس رطوبت و فراهم آمدن فضایی برای واکنش های آتی از بستری پایا (ایستا) به روندی پویا (دینامیک) منجر شود.
کلیدواژگان: سرامیک های باستانی، ساختارشناسی، فرسایش داخلی، تخلخل، انتقال جرم -
صفحات 91-104
نانو ذرات فریت کبالت-روی به روش هم رسوبی سنتز شدند. در فرآیند حاضر، نانو ذرات در pH های مختلف رسوب داده شده، سپس در دمای °C 750 به مدت 2 ساعت کلسینه شدند. آنالیز پراش اشعه ایکس (XRD) تشکیل ترکیبات تک فازی از فریت-کبالت - روی را در همه نمونه ها تایید نمود. محاسبات ویلیامسون-هال نشان داد که مقدار کرنش در نمونه تهیه شده در 8 = pH معادل 4-10*7- می باشد. این مقدار برای pH های 11 و 14 به ترتیب به 4-10*1 و 3-10*1 افزایش یافت. بر همین اساس بالاترین مقدار قطر کریستالیت در 14= pH برابر nm 35/51 بدست آمد. تصاویر میکروسکپ الکترونی نشر میدانی (FESEM) ، توزیع نسبتا یکنواختی از ذرات با میانگین اندازه ای برابر 9/38، 1/50 و 7/30 نانومتر را به ترتیب برای نمونه های رسوب شده در pH های 8، 11 و 14 نشان داد. با بررسی خواص مغناطیسی به کمک آنالیز مگنتومتر نمونه ارتعاشی (VSM)، مشخص شد که پارامترهای مغناطش اشباع (MS)، ثابت انیزوتروپی (K) و گشتاور مغناطیسی (nB) نمونه ها در pH های مختلف، متفاوت است. این ویژگی ها برای نمونه تهیه شده در 8=pH به ترتیب برابر emu/g 48/95، erg/Oe 103 *614/14و 06/4 بدست آمدند، در حالی که در 11= pH به emu/g 34/100، erg/Oe 103 *358/15و 27/4 افزایش یافته و در 14=pH به emu/g 98/81، erg/Oe 103 *712/11 و 49/3 تغییر یافتند. نتایج نشان داد که تغییر در پارامترهای ریزساختاری ناشی از تفاوت pH، تاثیر چشمگیری بر خواص معناطیسی نانو ذرات سنتز شده دارد.
کلیدواژگان: فریت کبالت، فریت روی، هم رسوبی، خواص مغناطیسی -
صفحات 105-119
در مقاله حاضر، مسئله ضربه سرعت پایین صفحه های از جنس پیکربندی های مختلف سرامیکی، آلومینیومی، فولادی و کامپوزیتی (اس-گلس پلی استر) به روش عددی با استفاده از نرم افزار اجزاء محدود آباکوس تحلیل می گردد. پرتابه به صورت یک جسم صلب با سر نیم کروی فرض می شود. هم چنین به منظور مدل سازی رفتار لایه های سرامیکی از مدل رفتاری جانسون هولمکوییست و برای لایه های آلومینیومی و فولادی از مدل رفتاری جانسون کوک و برای لایه کامپوزیت نیز از مدل هاشین سه بعدی استفاده می شود. پس از انجام شبیه سازی ضربه سرعت پایین برای هدف کامپوزیتی، مقایسه با پژوهش های پیشین و اطمینان از صحت نتایج، به شبیه سازی ضربه سرعت پایین برای اهداف فلزی، سرامیکی و کامپوزیتی با پیکریندی های مختلف پرداخته می شود. نتایج حاکی از آن است که صفحه هدف با پیکربندی سرامیک - فولاد- کامپوزیت بیشترین استحکام را در برابر ضربه دارد و میزان نفوذ پرتابه در این حالت کاهش می یابد.
کلیدواژگان: تحلیل عددی، ضربه سرعت پایین، اهداف سرامیکی-فلزی-کامپوزیتی
-
Pages 1-12
The aim of this study was to investigate the synthesis of calcium aluminate cement with and without phosphate additive by combustion synthesis. After preparing the gel from a solution containing aluminum and calcium nitrates and glycine fuel and ammonium dihydrogen Phosphate, its combustion was performed at 400 ° C. X-ray diffraction pattern and thermal analysis of the combustion sample showed that the sample contains an amorphous phase and requires heat treatment at temperatures to reach the crystalline phases. Calcination were performed at 900 ° C and 1100 ° C for one hour. The results showed that the sample without phosphorus additive contained the main phase CaAl2O4 and in the sample with phosphorus additive contained the main phases CaO.2Al2O3 and Ca3(PO4)2. Final setting time of samples without phosphorus additive were 242 minutes and with phosphorus additive were 672 minutes.
Keywords: Calcium Aluminate Cement, Combustion synthesis, CaAl2O4 Phase, CaAl4O7 Phase -
Pages 13-23
ing the full potential linearized augmented plan wave in framework density functional theory(DFT) with wien2k code. The band structure and energy gap of the bulk structures are calculated with GGA-PBE, GGA+U and GGA+MBJ approximations, and results obtained from the MBJ function are more consistent with the reported experimental results. The optical properties such as real and imaginary parts of dielectric function, absorption coefficient, reflection coefficient, refractive index, extinction coefficient, conductivity and electron energy loss spectrum have been calculated and studied. The results show that the bulk of tetragonal ferrite bismuth is a semiconductor with a optical gap of 2.7 electron volt. Since compound has magnetic properties, all calculations of compound is performed in full spin polarization.
Keywords: ferrite bismuth, Density Functional Theory, Optical Property, Spin-Polarized -
Pages 24-35
Bismuth titanate ceramic has been attracted as a lead-free ferroelectric due to its high Curie temperature in high temperature applications as well as high frequency applications. In this study, the effect of niobium oxide as an additive on the microstructure and dielectric properties of bismuth titanate ceramic was investigated. For this purpose, niobium oxide was added to bismuth titanate, synthesized by the solid state method, in the amounts of 0.3, 0.6 and 1.2 mole %. The results showed that niobium oxide has a significant effect on the microstructure and dielectric properties of bismuth titanate ceramic. The addition of niobium oxide improved the density and the densification of bismuth titanate ceramics. For a sample containing mole % of niobium oxide, the highest density was obtained at 98% of the theoretical density. The amount of 0.6 mole % of niobium oxide is reported as the optimal value. In this sample, the highest dielectric constant (420) and the least amount of dielectric loss (0.04) were obtained. Also, the dependence of the dielectric properties of this sample on the frequency was less than bismuth titanate. Improvements in the dielectric properties of bismuth titanate can be attributed to grain growth and higher density by the addition of niobium oxide additive. The results of this study show that the grain size of bismuth titanate ceramic will have a significant effect on dielectric constant and dielectric loss.
Keywords: Bismuth titanate, Niobium Oxide, Microstructure, Dielectric constant, Dielectric loss -
Pages 36-47
In this research, ZrC-ZrB2-SiC nanocomposite powder was synthesized by carbothermal and borocarbotermal reduction methods. Zirconium silicate was first milled for four hours. Then eight mixtures of raw materials were prepared. Finally, the samples were pyrolyzed at 800°C for two hours and then heat-treated at 1500°C for 30 minutes under an argon atmosphere. X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) tests were used to examine the microstructure of the samples. Examination of XRD test results showed the presence of two-phase ZrC and SiC and the absence of ZrB2 phase due to boron evaporation. It was found that by increasing the molar ratio to three times the molar value of boron oxide does,nt cause the formation of ZrB2 phase. In a sample containing four times the molar amount of boron oxide, a ZrB2 phase was formed, in addition to which the presence of an undesirable ZrO2 phase was also observed. As the molar ratio of boron oxide increases to eight times the molar, the amount of both of the ZrB2 and ZrO2 phases increased. Finally, it was found that the optimal powder due to the undesirable phase of ZrO2, the powder sample containing four moles of boron oxide. Using Anix software, it was found that the optimal powder crystal size for ZrC, ZrB2 and SiC was 51, 60 and 30 nm, respectively.
Keywords: Powder Synthesis, Nanocomposite, Zirconium Dioride, Zirconium Carbide -
Pages 48-61
Mg0.5-xCoxZnFe2O4 ferrite nanostructures with various amounts of Co2+ substitution (x= 0, 0.05, 0.10, 0.15) were prepared using a simple and inexpensive sol-gel method sol-gel route. Structural, microstructural and magnetic properties of the prepared powders were investigated by x-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared (FT-IR), field emission- scanning electron microscopy (FE-SEM), X-ray energy diffraction spectroscopy (EDAX) and vibrating sample magnetometer (VSM). The x-ray diffraction patterns showed that the prepared nanopowders have pure spinel structure without any other impurity phases. The average particle size of the powders was between 96-43 nm, using electron microscope images. Magneto-static analysis showed that the presence of cobalt ions has affected the saturation magnetization (Ms) and the coercivity (Hc). The Ms values decrease and then increase with increasing dopant (x). The lowest and highest values of Ms are related to x = 0.10 (16.5 emu/g) and 0.15 (39.6 emu/g), respectively. Based on this, the calculated Yafet-Kittel angle (Y-Kα) showed that the highest spin canting belongs to the sample with x = 0.10. Also, the value of Hc increases with x due to the high crystalline anisotropy of cobalt.
-
Pages 76-90
Structural characterization of historical materials, especially clay-based compositions, as well as technical and archaeological aspects, has a significant role in the diagnosis of the deterioration process. One of the most important parameters in the structure of clay-base ceramics (such as pottery, brick, and tile ware) is porosity that includes all open and closed pores in the matrix of porous material and it is formed through primary (during the preparation of raw materials) or secondary processes (during firing process and/or burial condition). The main function of open porosity is its role as moisture or any electrolyte transfer channel that can launch or continue many chemical reactions. This function has consequences such as ions transfer, phases dissolution, hydration, and crystallization of soluble salts. Therefore, take note of the percentage of the object’s porosity, especially in the excavation process, is highly essential. In this paper, according to the analytical point of view, through porosimetric methods such as mercury intrusion porosimetry (MIP) and immersing method (based on ASTM C20-92), the most important effects of the presence of porosity in the ceramic matrix were investigated. These parameters are a) relation between firing temperature, percentage of porosity, volume, and radius of pores; b) relation between porosity and moisture transfer through the matrix; and c) relation between porosity and salt crystallization pressure. Without pay attention to the object’s condition like types and amounts of pores, the possibility of increased permeability and diffusion of humidity, moisture shock immediately after excavation can occur as a result of cleaning or desalination process as well as salt crystallization pressure, capillary condensation, and further chemical reactions and physical erosions.
Keywords: : historical ceramics, structure, internal erosion, porosity, mass transfer -
Pages 91-104
Zinc-cobalt ferrite nanoparticles (NPs) were synthesized using co-precipitation method. In the present process, NPs precipitated at various pHs, then calcined at 750°C for 2 h. X-ray diffraction (XRD) analysis confirmed single phase of ZnCo ferrite phase in all of the samples. Williamson-Hall calculations showed that the strain value in the microstructure of specimen prepared at pH= 8 is equal to -7*10-4. This content for pHs of 11 and 14 increased to 10-4 and 10-3, respectively. Therefore, the highest crystallite diameter was obtained as 51.35 nm for prepared NPs at pH= 14. Field emission scanning electron microscopy (FESEM) showed a relatively uniform distribution of particles with average size of 9.38, 50.1 and 30.7 nm for prepared powders at pHs equal to 8, 11 and 14, respectively. Vibrating sample magnetometer (VSM) measurements revealed that saturation magnetization (MS), anisotropic constant (K) and Bohr magneton (nB) characteristics are different at various pHs. So that, these parameters were obtained as 95.48 emu/g, 14.614*103 and 4.06, respectively for prepared powders at pH= 8, while at pH= 11 increased to 100.34 emu/g, 15.358*103 and 4.27, then changed to 81.98 emu/g, 11.712*103 and 3.49 at pH= 14. It was found different conditions of particles precipitation have a remarkable role on the properties of produced NPs.
Keywords: Cobalt ferrite, Zinc ferrite, Co-precipitation, Magnetic properties -
Pages 105-119
In the present paper, the problem of low velocity impact of plates made from different configurations of ceramic, aluminum, steel and composite (S-glass polyester) is analyzed numerically using Abaqus finite element software. The projectile is assumed to be a rigid body with a hemispherical head. Also, for ceramic layers, Holmquist constitutive model, for aluminum and steel layers, Johnson Cook behavioral model and for composite layer, three-dimensional Hashin model is used to model the material behavior. After doing the low velocity impact simulation for the composite target, comparing it with previous researches and ensuring the accuracy of the results, the low velocity impact simulation is performed for metal, ceramic and composite targets with different configurations. The results indicate that the target plate with ceramic-steel-composite configuration has the highest impact strength and the projectile penetration is reduced in this case.
Keywords: Numerical analysis, low velosity impact, composite-metal-ceramic targets
©2000-2024 magiran.com All Rights Reserved.