فهرست مطالب

فصلنامه سرامیک ایران
سال هجدهم شماره 1 (پیاپی 69، بهار 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/12/23
  • تعداد عناوین: 12
|
  • اخبار و تازه ها
  • صفحات 45-47
  • گلشاد اسامی، محمدرضا نیلفروشان*، هاجر احمدی مقدم صفحات 48-56

    استفاده از مواد دور ریز و ضایعات صنایع به منظور حفاظت از محیط زیست و هم چنین برای کاهش هزینه ها مورد توجه بوده است. در این تحقیق، استفاده همزمان از سرباره و نانو ذرات آلومینایی بر خواص کاشی دیوار مطالعه شد. بنابراین ابتدا تاثیر سرباره، دور ریز صنعت ذوب آهن، بر خواص بدنه کاشی دیواری بررسی شد. به این منظور، درصدهای مختلف سرباره (20،30، 10، 5 درصد وزنی) به ترکیب بدنه کاشی اضافه و خواص فیزیکی شامل چگالی، درصد انقباض بعد پخت و تخلخل باز، و خواص مکانیکی شامل استحکام خمشی و هم چنین ریزساختار مورد بررسی قرار گرفت. طبق نتایج استفاده از سرباره منجر به ایجاد فاز آنورتیت و ولاستونیت در بدنه کاشی می شود. نتایج نشان داد سرباره تا مقدار 30 درصد وزنی منجر به افزایش چگالی، کاهش انقباض و بهبود استحکام خمشی بدنه کاشی می شود. استحکام خمشی بدنه کاشی از MPa 6/23 به مقدار MPa 8/33 برای بدنه حاوی 30 درصد سرباره افزایش یافت. بهبود استحکام می تواند به درصد تخلخل کمتر، ایجاد فاز آنورتیت سوزنی شکل و ولاستونیت با استفاده از سرباره نسبت داده شود. در ادامه، تاثیر نانو ذرات آلومینایی در مقادیر 1، 2 و 3 درصد وزنی بر خواص بدنه کاشی حاوی 30 درصد سرباره بررسی گردید. افزودن نانو آلومینا استحکام خمشی بدنه کاشی را افزایش داد و استحکام خمشی برای بدنه حاوی سه درصد وزنی به MPa 5/39 رسید. افزایش استحکام می تواند به درصد بیشتر فاز آنورتیت در حضور نانو آلومینا مربوط شود.

    کلیدواژگان: کاشی دیوار، سرباره، نانو آلومینا، استحکام خمشی، ریز ساختار
  • وحیده رحیمی مهر* صفحات 57-69

    در معماری ایران رنگ ها ابزاری قدرتمند در طراحی بودند که با بهره گیری صحیح از آنها در تزیینات به هویت بخشی و تاثیر گذاری آن فضا می افزودند. یکی از تکنیک های معماران در تزیین فضا استفاده از رنگ های مکمل بوده است تا هارمونی مناسبی در دید بیننده ایجاد نماید. در این مطالعه تجربی-تحلیلی که با هدف شناسایی عناصر تشکیل دهنده لعاب و عامل ایجاد رنگ در کاشی های لاجوردی و زرد، جهت کمک در مرمت کاشی ها انجام شده است، برای اندازه گیری کمی رنگ های مکمل لاجوردی و زرد لعاب های تاریخی از آنالیز CIE Lab استفاده شد و سعی گردید عامل ایجاد طیف های متفاوت این دو رنگ از لعاب های کاشی معرق و دوال، با آنالیز EDS مورد مطالعه قرار گیرد و نیز Petrography و آنالیز XRD روی بیسکویت کاشی ها انجام شود. نتایج آنالیز نشان داد که لعاب های لاجوردی از نوع قلیایی اند و کبالت مولد رنگ در همه طیف ها بوده و سرب در شدت آن تاثیر گذاشته است. آهن به عنوان یکی از مولدهای رنگ زرد در همه نمونه لعاب های زرد وجود دارد. عناصری مانند تیتانیوم، کادمیوم، قلع، نیکل، وانادیوم و آنتیموانات سرب، عامل رنگ زرد در نمونه های مختلف بوده است و همین باعث ایجاد طیف رنگی متفاوت شده است. نتایج Petrography و فازشناسی بیسکویت کاشی حاکی از دمای پخت کمتر از 800 درجه است.

    کلیدواژگان: کاشی های تاریخی، پتروگرافی، لعاب لاجوردی و زرد، Edx، CIE Lab
  • عارفه شافعی، سعید باغشاهی*، امیرمسعود اعرابی، مهدی صفی، محسن بابائی صفحات 70-76

    یکی از روش های شناسایی و تشخیص هویت افراد، شناسایی اثر انگشت فرد ا ست. چون اثر انگشت به جا مانده بر روی سطوح با چشم غیرمسلح قابل رویت نیست (اثر انگشت پنهان)، به نمایان‎سازی برای رویت و شناسایی آن نیاز است. در طی قرن گذشته، بسیاری از رویکردهای نمایان سازی اثر انگشت نظیر فرآیندهای نوری، فیزیکی و شیمیایی مورد بررسی قرار گرفته اند. لیکن این روش های نمایان سازی سنتی دارای اشکالاتی مانند آسیب رساندن و از بین بردن آثار اثر انگشت، طولانی بودن روند و فرآیند ظاهر شدن اثر انگشت و سمی بودن هستند. لذا اخیرا استفاده از نانو مواد فلورسنت نقاط کوانتومی به دلیل خواص نوری و شیمیایی منحصر به فرد و شناسایی آسان اثر انگشت تاکید و در حال مطالعه است. در این مقاله به سنتز نقاط کوانتومی کادمیم تلوراید به دلیل دارا بودن طیف جذب پهن، پایداری نوری خوب و شدت تابش قوی، بازده کوانتومی بالا و قابل تنظیم بودن میزان تابش آن ها با تغییر ترکیب و اندازه ذرات، پرداخته شد. هدف شناسایی اثر انگشت پنهان بر روی انواع سطوح متخلخل مانند پارچه و کاغذ یا سطوح غیر متخلخل مانند سرامیک، شیشه و فلزات، همراه با تشخیص سریع با تمایز، حساسیت و گزینش پذیری بالا و سمیت کم است. روش سنتز مورد استفاده، روش محلول آبی با استفاده از کادمیم کلراید و دی اکسید تلوریم با محدوده pH بازی است. با بررسی آزمون فوتولومینسانس در محدوده طول موج 540 نانومتر، مشخص شد که بیش ترین مقدار شدت تابش در حدود 751 نانومتر برای نمونه سنتز شده به مدت 15 دقیقه است. برای اصلاح سطح و کاهش سمیت یک پوشش زیست سازگار (TEOS) با استفاده از روش استوبر اعمال شد. اساسا لایه سیلیس باعث کاهش نورتابی در حدود 25درصد شد.

    کلیدواژگان: نقاط کوانتومی، کادمیم تلوراید، تشخیص هویت، پوشش زیست سازگار
  • روشنک اسدی تبریزی*، محمد رضوانی صفحات 77-84

    لایه نشانی چرخشی شیشه های کالکوژناید، روشی مقرون به صرفه و منعطف برای ساخت لایه های نازک مورد استفاده در حوزه فوتونیک است. در این تحقیق لایه های نازک شیشه کالکوژناید Ga1As39S60 آلاییده با 1% اتمی Er به روش پوشش دهی چرخشی لایه نشانی شدند. شیشه ی اولیه در آمپول های کوارتزی و با استفاده از روش مرسوم ذوب از عناصر اولیه (دمای C° 650 و مدت hr 15) در کوره نوسانی و کوینچ تهیه شدند. برای تهیه ی فیلم ها از دو حلال اتیلن دی آمین (EDA) و پروپیل آمین (PA) استفاده شد. از لام های شیشه ای (ضریب شکست 51/1) به عنوان زیرلایه استفاده شد. لایه ها پس از پوشش دهی چرخشی (rpm 2000 به مدت s90) در دو مرحله در دمای C° 60 تحت اتمسفر خلاء و دمای C° 150 تحت اتمسفر نیتروژن عملیات حرارتی شدند. خواص نوری لایه ها با استفاده از آنالیز UV-Vis و FTIR بررسی شدند. در نتایج UV-Vis، میزان عبور و لبه ی جذب طول موج کوتاه در لایه ی تهیه شده از حلال PA به ترتیب بیشتر و کمتر از لایه ی تهیه شده از حلال EDA بود. با استفاده از روش Swanepoel ضریب شکست و ضخامت لایه ها به ترتیب در محدوده ی 19/2-96/1 و nm 543-495 محاسبه شدند. با استفاده از برون یابی تایوک، گاف انرژی نوری در محدوده ev 34/2-16/2 محاسبه شد. نتایج FTIR بیانگر میزان حلال EDA باقی مانده بالاتری نسبت به PA است. نشر فوتولومینسانس در لایه های تهیه شده از حلال PA بالاتر بود. طیف RAMAN و نتایج نقشه ی توزیع عناصر در EDS نیز بیانگر پخش یکنواخت Er در شبکه ی شیشه بود و اثری از خوشه ای شدن Er در ساختار مشاهده نشد. با استفاده از تصاویر میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM)، زبری سطحnm  5/3-3/3 به دست آمد.

    کلیدواژگان: لایه نازک، کالکوژناید، پوشش دهی چرخشی، خواص نوری
  • سارا قربانی، رحیم نقی زاده*، حمیدرضا رضایی صفحات 85-93

    یکی از انواع سیمان های هیدرولیک  برای پرکردن ریشه دندان و استخوان سیمان آلومینات زیرکونیوم کلسیم   Ca7ZrAl6O18     با علامت اختصاری C7A3Zاست که  کاربرددیرگدازی نیزدارد .دراین پژوهش بااستفاده از پودرهای کلسیم کربنات ،آلومینا وزیرکونیای تجاری و پس از آسیاب کردن به مدت 4تا6ساعت وپخت دردماهای 1200-1400درجه سانتیگرادبه مدت شش ساعت سیمان C7A3Z سنتز شدند.پراش اشعه ایکس نشان داد که دردماهای زیر 1400درجه سانتیگرادفازهای C12A7،C3A،C7A3Z،CaZrO3،CaO وجوددارند که دردمای 1400درجه سانتیگراد تقریبا سیمان فقط فاز آلومینات زیرکونیوم کلسیم دارد.زمان گیرش این سیمان کمتراز 5دقیقه بودکه باافزودن اسیدسیتریک قابل تنظیم به زمان های بیشترنیز است.فازهای هیدراته این سیمان شامل فازهای مختلف C3AH6،Al(OH)3 وشبیه آنها بود که بااستفاده از آنالیز حرارتی همزمان (STA) اطلاعات بیشتری از رفتارآنها بدست آورد.ریزساختار نمونه های هیدراته شده نیز به خوبی تشکیل و رشدفازهای هیدراته رانشان داد. استحکام فشاری سه روزه وهفت روزه نمونه ها به ترتیب برابر 48و40 مگا پاسگال بوده است.

    کلیدواژگان: سیمان آلومینات زیرکونیوم کلسیم، سنتز حالت جامد، هیدراتاسیون سیمان، سیمان دندانی، فازهای هیدراته
  • شیدا حاجی امیری*، مهدی قاسمی کاکرودی، ناصر پورمحمدی وفا صفحات 94-106

    مکس فازها یک کلاس جذاب از جامدات لایه ای هستند که اخیرا به دلیل ترکیب غیرمعمول و منحصر بفرد، توجهات زیادی را به خود جلب کرده اند. ترکیب سه تایی Ti3SiC2 یک نمونه از موادی است که ویژگی های سرامیک ها و فلزات را با هم نشان می دهد. به عنوان یک سرامیک، سخت هستند. برخی از آنها مقاوم در برابر اکسیداسیون، خزش، خستگی، خوردگی هستند. فوق العاده دیرگداز هستند و دمای ذوب بالا دارند. همچنین استحکامشان با دما ثابت می ماند. هنگامی که به عنوان یک فلز مورد توجه قرار می گیرد، این ترکیب یک ماده هادی الکتریسیته و حرارت است و مستعد به شوک حرارتی نیست، دارای قابلیت ماشینکاری آسان با انواع ابزارهای نوین و امروزی می باشد، نسبتا نرم بوده و همچنین مقاومت شیمیایی بالایی دارند. ترکیب SiC با Ti3SiC2 به منظور کامپوزیت سازی، یک راه موثر برای بهبود خواص دما بالا است، زیرا SiC به عنوان فاز تقویت کننده، دارای مقاومت به اکسیداسیون خوب، سختی بالا، مقاومت در برابر سایش است و علاوه بر این، در دماهای بالا با Ti3SiC2 سازگار است. کامپوزیت های کاملا متراکم Ti3SiC2-SiC از طریق سنتز درجا و از طریق یک فرآیند پرس گرم واکنشی با استفاده از پودرهای TiC و Si با نسبت های مولی مختلف 3TiC:3Si، 3TiC:2Si (ترکیب استوکیومتری) و 3TiC:1.5Si ساخته شدند. مشخصه فازی نمونه های پرس گرم شده توسط تجزیه و تحلیل پراش اشعه ایکس (XRD) انجام شد و ریزساختارها با میکروسکوپ الکترونی روبشی  (SEM) مورد مطالعه قرار گرفتند. خواص مکانیکی کامپوزیت های پرس گرم شده از نظر سختی ویکرز، چقرمگی شکست و استحکام خمشی سه نقطه ای مورد بررسی قرار گرفت. مشخص شد که ذرات SiC سنتز شده به روش درجا، با مورفولوژی دراز و کشیده، در زمینه ذرات Ti3SiC2 تشکیل شده بصورت درجا توزیع شده اند. بالاترین سختی ویکرز مربوط به نمونه 3TiC:1.5Si با مقدار GPa 2/14 مربوط به حضور SiC و فاز TiC باقیمانده در ریزساختار می باشد. استحکام خمشی سه نقطه ای با افزایش مقدار مولی Si به دلیل حضور فاز Si آزاد در نمونه و تشکیل بیشتر فاز SiC افزایش یافت. نمونه 3TiC:3Si به بالاترین چقرمگی شکست  MPa.m1/2 1/10و بالاترین استحکام خمشی سه نقطه ای معادل MPa 576 دست یافت.

    کلیدواژگان: تف جوشی، سنتز درجا، مکس فاز، تیتانیم سیلیکون کاربید، تقویت کننده سیلیکون کاربید، پرس گرم واکنشی، مشخصه یابی، خواص مکانیکی
  • صفحات 113-115
|
  • Golshad Asami, MohammadReza Nilforoushan*, Hajar Ahmadimoghadam Pages 48-56

    The use of waste materials and industrial wastes in order to protect the environment and also to reduce costs has been considered. In this study, first, the use of slag, a waste of the steel industry, on the properties of the wall tile body was investigated. For this purpose, different percentages of slag were added to the tile body and physical properties such as density, percentage of shrinkage after sintering, open porosity, bending strength and microstructure were investigated. According to the results, the use of slag leads to the formation of anorthite and wollastonite phases in the tile body. The results showed that slag up to 30 wt% leads to increased density, reduced shrinkage and improved bending strength of tiles. The bending strength of the tile body increased from 23.6 MPa to 33.8 MPa for a body containing 30 wt% slag. The strength improvement can be attributed to the lower porosity, the formation of needle-shaped anorthite and wollastonite phases by using slag. Then, the effect of alumina nanoparticles in the amounts of 1, 2 and 3 wt% on the properties of the tile body containing 30 wt% slag was investigated. The addition of nano-alumina particles increased the bending strength of the tile body and the bending strength for the body containing 3 wt% reached 39.5 MPa. The increase in strength can be related to the higher percentage of anorthite phase in the presence of nano-alumina.

    Keywords: Wall tiles, Slag, Nano-alumina, Bending strength, Microstructure
  • Vahideh Rahimi Mehr* Pages 57-69

    In Iranian architecture, colors were a powerful tool in design that, by using them correctly in decorations, added to the identity and impact of that space. One of the techniques of architects in decorating the space has been the use of complementary colors to create a proper harmony in the viewer's eyes. In this experimental-analytical study, CIE Lab analysis was used to quantitatively measure the complementary colors of azure and yellow historical glazes, And was tried to study the cause of different spectra of these two colors of mosaic and dual tile glazes by Edx analysis. also, petrography and Xrd analysis should be done on the tile biscuits. The results of the analysis showed that azure glazes are alkaline and cobalt is a color producer in all spectrums and lead has an effect on its intensity. Iron is present as one of the yellow color agents in all samples of yellow glazes Elements such as titanium, cadmium, tin, nickel, vanadium and lead antimony have been the cause of yellow color in various samples. And this has caused the different color tonality. Petrographic and Xrd results of tile biscuits indicate oxidation baking environment and baking temperature less than 800 degrees.

    Keywords: Historical tiles, petrography, azure, yellow glaze, Edx, CIE Lab
  • Saied Baghshahi*, AmirMasoud Arabi, Mahdi Safi, Mohsen Babaei Pages 70-76

    Fingerprint identification or dactyloscopy is a method for human identification. The impressions left by a human finger on surfaces are not visible to naked eyes (latent fingerprint); therefore, they require revelation to become visible and identified. Within the last century, several fingerprint revelation techniques such as optical, physical, and chemical were studied. These traditional methods have some shortcomings including hurting and destroying finger prints, long time of the revelation process and toxicity. Therefore, utilizing fluorescent quantum dot nanoparticles is under study due to their unique optical and chemical properties in fingerprint identification. In this article, the synthesis of cadmium telluride quantum dots is discussed, as they have a wide absorption spectrum, proper optical stability, greater radiation intensity, as well as high quantum efficiency, and their radiation is adjustable by composition and the size of the particles. The aim is to identify the effect of latent fingerprint on a variety of porous surfaces such as fabrics and papers or non-porous surfaces such as ceramics, glass and metals, with rapid detection with high contrast, sensitivity and selectivity and low toxicity. The synthesis method consists of using aqueous solution with Cadmium chloride and Tellurium dioxide with an alkaline pH solution. Studying photoluminescence in 540 nanometer wavelength, showed that the maximum radiation intensity is about 751, for 15 min. synthesis time. To modify and decrease toxicity a biocompatible coating (TEOS) was applied using the Stober method. Essentially, a silica layer reduced the photoluminescence by about 25%.

    Keywords: Quantum dots, CdTe, identification, Biocompatible coating
  • Roshanak Asadi Tabrizi*, Mohammad Rezvani Pages 77-84

    Spin-coating of Chalcogenide glasses is a cost-effective and flexible method to produce thin films applicable in photonics. In this paper Er was doped into Ga1As39S60 glass by melt quenching technique and solutions for spin coating were prepared from glass powders dissolved in Propylamine and Ethylendiamine. Substrates used were microscopic slides (refractive index of about 1.51). Applied layers were dried in 60 ℃  vacume for 60 min and then heat treated at 150 ℃  for 60 min in Nitrogen Atmosphere. Influence of solvent type on optical parameters of films and the amount of residual solvent was studied by examining UV visible infrared spectroscopy. According to AFM images, surface roughness of layers was about 3.3-3.5 nm. Although films demonstrated PL emission at 1.55 µm, emission intensity was higher at the films deposited from PA solvent. EDS mapping images showed no clusters of Er within the glass matrix.

    Keywords: Thin films, Chalcogenide, Spin-Coating, Optical Properties, Solvent
  • Sara Ghorbani, Rahim Naghizadeh*, Hamidreza Rezaie Pages 85-93

    One of the widely used cements for filling teeth and bones can be calcium zirconium aluminate cement Ca7ZrAl6O18, which of course can also be used as a refractory. The behavior and properties of this cement are more similar to tricalcium aluminate C3A cement. In this study, C7A3Z cement was synthesized by using commercial calcium carbonate, alumina and zirconia powders and after grinding for 4-6 hours and sintering at different temperatures of 1200-1400C for three hours. X-ray diffraction showed that C12A7, C3A, C7A3Z, CaZrO3, CaO phases exist at temperatures below 1400C, and at 1400C, almost cement only has calcium zirconium aluminate phase. The setting time of this cement was less than 5 minutes, which can be adjusted to longer times by adding citric acid. The hydrated phases of this cement included different phases of C3AH6, Al(OH)3, and similar phases, which obtained more information about their behavior using simultaneous thermal analysis (STA). The microstructure of the hydrated samples also led to the formation and growth of hydrated phases. The 3 and 7 days compressive strength of the samples was 48 and 40MPa, respectively.

    Keywords: Calcium zirconium aluminate cement, solid state synthesis, cement hydration, dental cement, hydrated phases
  • Sheida Haji Amiri*, Mahdi Ghassemi Kakroudi, Nasser Pourmohammadie Vafa Pages 94-106

    MAX phases are an attractive class of layered solids that have recently attracted a great deal of attention due to their unusual and unique composition. The ternary compound Ti3SiC2 is an example of a material that combines the properties of ceramics and metals. As a ceramic, they are high stiff. Some of them are resistant to oxidation, creep, fatigue, corrosion. They are extremely refractory and have a high melting temperature. Also, their strength remains stable with temperature. When considered as a metal, this compound is a conductor of electricity and thermal and is not prone to thermal shock, has easy machining with a variety of modern tools, is relatively soft and also has high chemical resistance. Combining SiC with Ti3SiC2 for fabrication the composite is an effective way to improve the high temperature properties, because SiC as a reinforcing phase has good oxidation resistance, high hardness, abrasion resistance, and in addition, it is compatible with Ti3SiC2 at high temperatures. Fully-dense Ti3SiC2 –SiC composites were in-situ synthesized and sintered through a reactive hot-pressing process using TiC and Si powders with different molar ratios of 3TiC:3Si, 3TiC:2Si (stoichiometric composition), and 3TiC:1.5Si. Phase characterization of the hot-pressed specimens was performed by X-ray diffraction (XRD) analysis, and the microstructures were studied by scanning electron microscope (SEM). The mechanical properties of the hot-pressed composites were investigated in terms of Vickers hardness, fracture toughness, and flexural strength. It was found that the in-situ synthesized SiC particles, with platelet morphology, have been distributed in the in-situ formed Ti3SiC2 matrix. The highest Vickers hardness belonged to the 3TiC:1.5Si sample with a value of 14.2 GPa, related to the presence of SiC and residual TiC phase in the microstructure. The flexural strength enhanced with increasing the molar value of Si, due to the presence of the free Si phase in the sample and the further formation of the SiC phase. The 3TiC:3Si sample achieved the highest fracture toughness of 10.1 MPa.m1/2 and the highest flexural strength of 576 MPa.

    Keywords: Sintering, Ti3SiC2 MAX phase, SiC reinforcement, Reactive hot-pressing, Characterization, Mechanical properties