فهرست مطالب

سرامیک ایران - سال نوزدهم شماره 3 (پیاپی 75، پاییز 1402)

فصلنامه سرامیک ایران
سال نوزدهم شماره 3 (پیاپی 75، پاییز 1402)

  • تاریخ انتشار: 1403/11/16
  • تعداد عناوین: 11
|
  • صفحات 1-7
  • صفحات 8-14
  • صفحات 15-18
  • محمدرضا علیپور، مهدی عشقی* صفحات 19-31

    در این پژوهش، ویژگی های محافظ تابش گاما و نوترون سرامیک های زیرکونیم با آنتروپی بالا را با استفاده از ابزار شبیه سازی مونت کارلویی جینت4 بررسی شد. در این بررسی، کمیت های مربوط به تضعیف فوتون مانند: ضریب تضعیف جرمی (μm)، لایه نیم مقدار و لایه یک دهم مقدار در محدوده 0/015 تا 10 مگا الکترون ولت برای سطوح مختلف انرژی محاسبه شد. برای اطمینان از اعتبار و قابلیت اطمینان نتایج شبیه سازی، یک تحلیل مقایسه ای انجام شد که به موجب آن نتایج به دست آمده از شبیه سازی های مونت کارلو با داده های استخراج شده از پایگاه داده XCOM، یک منبع به طور گسترده در تحقیقات محافظت از تشعشع، در کنار هم قرار گرفتند، که درجه قابل ستایشی را نشان داد. تطابق بین دو مجموعه از نتایج توافق قابل اثبات مشاهده شده بین داده های به دست آمده از پایگاه داده XCOM و نتایج شبیه سازی تهیه شده در طول این مطالعه، بر اثربخشی مدل سازی مونت کارلو به عنوان یک رویکرد روش شناختی قوی برای بررسی ویژگی های پیچیده مرتبط با پدیده های محافظ پرتو گاما تاکید می کند. علاوه براین، یافته های مربوط به سرامیک های زیرکونیوم حاوی آنتروپی بالا، به ویژه آن هایی که عناصر خاکی کمیاب را در خود جای داده اند، نشان دهنده افزایش قابل توجه در ویژگی های میرایی است که از مواد محافظ سنتی مانند بتن پیشی می گیرد و در نتیجه خواص فیزیکی برتر این مواد را برجسته می کند. نمونه سرامیکی که به عنوان S3 نامگذاری شده است، به عنوان سودمندترین گزینه برای محافظت موثر در برابر پرتوهای گاما و نوترون ها ظاهر می شود، حتی زمانی که فقط حاوی حداقل غلظت ساماریوم باشد، در نتیجه آن را از سایر گونه های سرامیکی متمایز می کند، در این مطالعه جامع مورد بررسی قرار گرفتند.

    کلیدواژگان: پرتو گاما و نوترون، حفاظ، سرامیک های زیرکونیم، شبیه ساز مونت کارلو
  • فرید ذاکرشبیری، اعظم موسوی کاشی* صفحات 30-35

    در این پژوهش ریزساختار و خواص مکانیکی ژئوپلیمر با ترکیب 0.75 K2O.Al2O3.x SiO2.9 H2O بر پایه متاکائولن و ترکیب قلیایی سیلیکات پتاسیم پس از گیرش نهایی (به مدت 28 روز) در دمای اتاق مورد بررسی قرار گرفت. نسبت های مولی مختلف سیلیس به آلومینا  3.75, 3.50, 3.25 , 3= SiO2 / Al2O3 =X برای تعیین ترکیب بهینه ژئوپلیمر بررسی و ترکیب بهینه با نسبت مولی سیلیس به آلومینا برابر با 3.25 با استحکام خمشی برابر با 0.25±11.24 مگاپاسکال به دست آمد. مقدار 45 درصد وزنی ذرات شاموت با دانه بندی کوچکتر از 0.6 میلی متر به عنوان تقویت کننده به ترکیب ژئوپلیمر بهینه افزوده و استحکام مکانیکی و ریزساختار نمونه ها مورد بررسی قرار گرفت. افزودن ذرات شاموت در شکل ظاهری نمونه های ژئوپلیمری و کاهش درصد انقباض خشک نمونه ها پس از گیرش، تاثیر قابل توجهی داشت. مقدار استحکام خمشی نمونه کامپوزیتی در دمای محیط برابر با 1.07±20.15 مگاپاسکال محاسبه شد. این افزایش استحکام مکانیکی می تواند به دلیل نقش ذرات شاموت در جلوگیری از اشاعه ترک در ساختار کامپوزیت باشد.

    کلیدواژگان: ژئوپلیمر، کامپوزیت، شاموت، استحکام مکانیکی، ریزساختار
  • آفاق پناهی مقدم*، کوروش شیروانی صفحات 36-49

    توان خروجی ذخیره سازهای انرژی شامل ابرخازن ها و باتری ها به شدت به نوع ماده و کیفیت ساختاری مواد مورد استفاده برای ساخت الکترودهای آنها بستگی دارد. دو اشکال عمده که به افت ساختاری مواد الکترودها انجامیده و نهایتا منجر به افت توان خروجی ذخیره ساز می شود عبارتند از: (الف) پودر شدن ذرات و تخریب ساختمان الکترود و (ب) انبساط حجمی. از طرفی برخی از این الکترودها خواص الکتریکی ضعیفی از خود نشان می دهند. در دهه گذشته بکارگیری مشتقات گرافن در ساخت الکترودهای ابرخازن ها و باتری های لیتیوم-یون با هدف افزایش رسانایی الکترودها و کاهش اثرات منفی آسیب های آنها مورد توجه تیم های تحقیقاتی قرار گرفته است. در این مطالعه دستاوردهای تحقیقات مذکور مرور و سعی شده است به نحوه قابل استفاده ای برای پژوهشگران دانشگاهی و صنعتی ارائه گردد. بررسی ها نشان داد که در بین مشتقات گرافن، اکسید گرافن احیاء شده (reduced Graphene Oxide, rGO) به دلیل هدایت الکتریکی بالا، مساحت سطح ویژه بیشتر، واکنش پذیری و پایداری شیمیایی عالی بیشترین توجه را در این کاربرد به خود اختصاص داده است. شایان ذکر است که علت بیشتر بودن هدایت الکتریکی rGO در مقایسه با هدایت الکتریکی GO بالاتر بودن نسبت C/O در rGO نسبت به GO نیز گزارش شده است. تمرکز در این مقاله بر بررسی ظرفیت ویژه کامپوزیت های حاوی rGO برای دستگاه های ذخیره سازی انرژی است. نتیجه این مطالعه نشان داد استفاده از این نوع کامپوزیت ها باعث افزایش ظرفیت ویژه و بهبود پایداری الکترودها شده است.

    کلیدواژگان: دستگاه های ذخیره سازی انرژی، ابرخازن ها، باتری های لیتیوم-یون، اکسید گرافن احیاء شده (Rgo)، ظرفیت ویژه
  • سعید باغشاهی*، امیرحسین شمس پور، فاطمه عابدی، زهرا رشیدفر، سهیلا علی محمدی، فرشته زلفی صفحات 50-69

    قطعات سرامیکی خارج شده از کوره پخت لعاب ممکن است به دلایل مختلف دارای یک یا چند عیب باشد که باعث به هدر رفتن زحمات سفال گر و صنعت گر می شود. برخی از متداول ترین عیوبی که در لعاب رخ می دهد عبارتند از حباب، سوزنک، حفره، تاول، خط فلز، تارعنکبوتی، پوسته شدن، خزش، فروشویی، ابری شدن، تغییر رنگ، خال، شوره، کم لعابی و پریدن. چون حباب و عیوب حاصل از آن یعنی سوزنک، حفره و تاول از متداول ترین عیوب هستند، که تقریبا هر کارخانه تولید چینی ظرف، بهداشتی و کاشی با آن درگیر است و حذف کامل آن ها بسیار مشکل است، در این مقاله سعی شده است با توجه به منابع مطالعاتی موجود و تجربه های میدانی، جنبه های مختلف این عیوب شامل دلایل ایجاد و نحوه رفع آن ها مورد بررسی قرار گیرد. مراجع و کتاب های زیادی در مورد لعاب نگاشته شده است، اما متاسفانه در اکثر آن ها بحث در مورد عیوب لعاب و به ویژه حباب و عیوب حاصل از آن در حاشیه قرار می گیرد و به طور مقتضی مورد بررسی قرار نمی گیرد. نکته ای که نویسندگان در حین بررسی مراجع به آن برخوردند این است که اولا، پژوهش های زیادی در این مورد انجام نشده است. ثانیا، مطالب نگاشته شده چندان جامع نیستند. ثالثا، بیش تر مقالات در ارتباط با کاشی است و نه چینی ظرف، که علیرغم مشابهت ها، تفاوت های زیادی با هم دارند. رابعا، بیش تر مطالبی که نگاشته شده است، به ویژه در کتاب ها به نوعی تکراری است. خامسا، در آن ها از تصاویر مناسب عیوب استفاده نشده است. نهایتا این که بسیاری از پژوهش های جدیدتر به صورت پراکنده در سایت های اینترنتی آورده شده است و به همین دلیل در این مقاله از این مراجع نیز استفاده شده است.

    کلیدواژگان: لعاب، حباب، تاول، سوزنک، حفره، پوست پرتقالی، پوست تخم مرغی
  • معصومه غایب لو*، پروین علیزاده صفحات 70-78

    هدف از این مطالعه بررسی تاثیر دمای سینترینگ بر خصوصیات فیزیکی و ریزساختاری و سختی شیشه سرامیک لیتیم سیلیکات حاوی (ZLS) ZrO2 ساخته شده با روش سینترینگ بدون فشار بود. برای دستیابی به بهترین خواص ریزساختاری و فیزیکی، دماهای سینترینگ مختلفی اعمال شد. میکروسکوپ الکترونی روبشی (FESEM) و پراش پرتو  ایکس (XRD)  برای بررسی آنالیز ریزساختاری و فازی استفاده شد. میکرو سختی ویکرز، چگالی بالک، جذب آب و تخلخل ظاهری نمونه ها با روش ارشمیدس اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که شیشه سرامیک بدست آمده در دمای سینترینگ 900 درجه سانتی گراد دارای بالاترین میکرو سختی ویکرز (GPa 0/67 ±7/22) و چگالی بالک (g/cm3 0/03 ±2/53) است. با افزایش بیشتر دمای سینترینگ تا C° 950، ضمن تشکیل فاز منشوری شکل زیرکون، سختی (GPa 0/28 ±5/27)  و چگالی بالک (g/cm3 03/0 ±34/2) افت می یابد.

    کلیدواژگان: سینترینگ بدون فشار، مواد دندانی، (ZLS)، شیشه سرامیک
  • وحید امیری، علی میرزایی* صفحات 79-90

    در این پژوهش ذرات ZnO به روش سل-ژل پچینی تهیه شده و سپس پودرهای آمورف در دماهای 350، 450 و C° 550  به مدت 2 ساعت بلورینه شدند. تاثیر دمای بلورینگی بر روی اندازه ذرات، بلورینگی و مقدار شکاف انرژی بحث شد. همچنین خواص حسگری نسبت به گاز هیدروژن در دماهای مختلف مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که فرایند بلورینگی در دماهای بالاتر موجب افزایش مقدار بلورینگی و درشت تر شدن اندازه ذرات می گردد. همچنین مقدار شکاف انرژی با تغییر دمای بلورینگی تغییر نمود. بررسی خواص حسگری نسبت به گاز هیدروژن نشان داد که حسگر ساخته شده از ذرات ZnO بلورینه شده در دمای C° 450، نسبت به دیگر حسگرهای ساخته شده دارای پاسخ بهتری بود. پاسخ حسگر به ppm 50  از گاز هیدرژون در دمای حسگری بهینه °C 350  برابر با 2 بود. به طور کلی، نتایج به دست آمده نشان داد که دمای بلورینگی بر روی ویژگی های مختلف ZnO  همچون خواص حسگری تاثیر گذار بوده و برای کاربردهای مختلف بایستی این دما را بهینه نمود.

    کلیدواژگان: اکسید روی (Zno)، دمای بلورینگی، شکاف انرژی، گاز هیدروژن، مکانیزم تشخیص گاز
|
  • Mohammadreza Alipoor, Mahdi Eshghi* Pages 19-31

    In this research, the gamma and neutron shielding properties of zirconium ceramics with high entropy were investigated using Gent4 Monte Carlo simulation tool. In this study, the quantities related to photon attenuation such as: mass attenuation coefficient (𝜇m), half-value layer and one-tenth value layer were calculated in the range of 0.015 to 10 MeV for different energy levels. To ensure the validity and reliability of the simulation results, a comparative analysis was performed whereby the results obtained from the Monte Carlo simulations were juxtaposed with data extracted from the XCOM database, a widely used resource in radiation protection research, which It showed admirable. Concordance between the two sets of results The demonstrable agreement observed between the data obtained from the XCOM database and the simulation results prepared during this study demonstrates the effectiveness of Monte Carlo modeling as a robust methodological approach to investigate the complex features associated with gamma-ray shielding phenomena. emphasizes In addition, findings of high-entropy zirconium ceramics, particularly those incorporating rare earth elements, show significant enhancements in damping properties that surpass traditional protective materials such as concrete, resulting in superior physical properties of these materials. highlights Advanced Ceramics It is worth noting that, within the scope of this research, the ceramic sample designated as S3 appears to be the most beneficial option for effective shielding against gamma rays and neutrons, even when it contains only a minimal concentration of samarium. As a result, it distinguishes it from other types of ceramics. were examined in this comprehensive study.

    Keywords: Gamma, Neutron Beam, Shielding, Zirconium Ceramics, Monte Carlo Simulator
  • Farid Zaker Shobeiri, Azam Moosavi* Pages 30-35

    In this research, the microstructural and mechanical characteristics of metakaolin-based geopolymer 0.75 K2O.Al2O3.x SiO2.9 H2O with potassium silicate solution was investigated 28 days after the final curing. In order to explore the optimal composition, different molar ratios of silica to aluminum oxide (3, 3.25, 3.50, and 3.75) was considered. The mechanical test showed that the molar ratio of SiO2:Al2O3=3.25 resulted in the highest flexural strength of 11.24±0.25 MPa. The incorporation of 45 wt% chamotte particles (with grain size lower than 0.6 mm) as a reinforcement within the matrix of geopolymer caused more volume stability after final curing and increased the flexural strength to 20.15±1.07 MPa. The improvement in mechanical strength of the geopolymer composite can be due to the prevention of crack propagation by chamotte particles.

    Keywords: Geopolymer, Composite, Chamotte, Mechanical Strength, Microstructure
  • Afagh Panahi Moghadam* Pages 36-49

    The output power of energy storage including supercapacitors and batteries strongly depends on the type of material and the structural quality of the materials used to make their electrodes. The two main problems that lead to the structural deterioration of the electrodes' materials and finaly lead to the decrease in the energy density of the storage device are: a) particle pulverization and collapse of the electrode structure and b) the volume expansion. On the other hand, some of these electrodes show poor electrical properties. In the recent decade, the use of graphene derivatives in the manufacture of electrodes for supercapacitors and lithium-ion batteries with the aim of increasing the conductivity of electrodes and reducing the negative effects of their damage has been the focus of research teams. In this study, the achievements of the aforementioned researches have been reviewed and tried to be presented in a way that can be used by academic and industrial researchers. Investigations showed that among graphene derivatives, reduced graphene oxide has received the most attention in this application due to its high electrical conductivity, higher specific surface area, high reactivity and chemical stability. It is noteworthy that the higher electrical conductivity of rGO compared to GO due to the higher C/O ratio in rGO compared to GO. The focus in this article is on investigating the specific capacity of composites containing rGO for energy storage devices. The result of this study showed that the use of this type of improved composites using rGO has increased the specific capacity and improved the stability of the electrodes.

    Keywords: Energy Storage Devices, Supercapacitors Lithium-Ion Batteries, Reduced Graphene Oxide(Rgo), Specific Capacity
  • Saeid Baghshahi*, Amirhossein Shamspour, Fatemeh Abedi, Zahra Rashidfar, Soheila Alimohammadi, Fereshteh Zolfi Pages 50-69

    The ceramic articles taken out of the glaze kiln may have one or more defects for various reasons, which wastes the efforts of the potter and the craftsman. Some of the most common defects that occur in glazes are bubbles, pinholes, pits, blisters, metal lines, crazing, peeling (shivering), crawling, leaching, clouding, color change, specking, sulphuring, starving and popping (chipping). Since bubbles and defects resulting from it, such as pinholes, holes and blisters, are the most common defects, which almost every tableware, sanitaryware and tile factory is involved with, and it is very difficult to remove them completely, in this article, considering the available references and field experiences, various aspects of these defects, including the reasons for their formation and the way to fix them is investigated. Many references and books have been written about glaze, but unfortunately, in most of them, the discussion about the defects of the glaze, especially the bubble and the defects resulting from it, is on the sidelines and is not properly investigated. The point that the authors came across while reviewing the references is that, firstly, not much research has been done on this issue. Secondly, the written works are not very comprehensive. Thirdly, most of the articles are related to tiles and not tablewares, which despite the similarities, have many differences. Fourthy, most of the issues adressed in the references, especially in books, are somewhat repetitive. Fifthy, the references did not use appropriate pictures of the defects. Finally, many newer researches are scattered throughout the internet, and for this reason, these references are also used in this article.

    Keywords: Glaze, Blister, Pinhole, Pit, Orange Peel, Eggshell
  • Masomeh Ghayebloo*, Parvin Alizadeh Pages 70-78

    The purpose of this study was to investigate the effect of sintering temperature on the physical and microstructural properties and hardness of lithium silicate glass ceramic containing ZrO2 (ZLS) fabricated by pressureless sintering method. To achieve the best microstructural and physical properties, different sintering temperatures were applied. Field Emission Scanning Electron Microscope (FESEM) and X-Ray Diffraction (XRD) were used to investigate the microstructure and phase analyzes. Micro Vickers hardness, bulk density, water absorption and apparent porosity of the samples were measured. The results showed that the glass ceramic obtained at the sintering temperature of 900 °C has the highest Vickers microhardness (7.22 ± 0.67 GPa) and bulk density (2.53 ± 0.03 g/cm3). With the further increase of the sintering temperature, despite the formation of prismatic zircon phase, the hardness (5.72 ± 0.28 GPa) and the bulk density (2.34 ± 0.03 g/cm3) decreased.

    Keywords: Pressureless Sintering, Dental Materials, ZLS, Zro2-Bearing Lithium Silicate (ZLS), Glass-Ceramics
  • Vahid Amiri, Ali Mirzaei* Pages 79-90

    In this research, ZnO particles were prepared by a Pechini sol-gel method and then amorphous powders were crystallized at temperatures of 350, 450 and 550°C for 2 h. The effect of crystallization temperature on the particle size, degree of crystallinity, and band gap of ZnO particles was discussed. Also, the sensing properties towards hydrogen gas at different temperatures were investigated. The results showed that crystallization at higher temperatures increased the degree of crystallinity and also the size of the particles becomes larger. Also, the bang gap changed with the change of crystallization temperature. The results of sensing properties towards hydrogen gas showed that the sensor fabricated from ZnO crystallized at 450°C had a better response to this gas than other gas sensors. It showed a response of 2 to 50 ppm H2 gas at 350°C. Overall, the obtained results showed that the crystallization temperature was effective on the characteristics of ZnO such as gas sensing properties, and hence, this temperature should be optimized for different applications.

    Keywords: Zno, Crystallization Temperature, Band Gap, Gas Sensing Mechanism, H2 Gas