فهرست مطالب

علم و مهندسی سرامیک - سال یکم شماره 3 (زمستان 1391)
  • سال یکم شماره 3 (زمستان 1391)
  • تاریخ انتشار: 1392/03/20
  • تعداد عناوین: 7
|
  • ابراهیم قاسمی، تهمینه گیوه کی، سعید باغشاهی صفحه 1
    در این مقاله، نانو ذرات مگنتیت(Fe3O4) به روش همرسوبی سنتز شد. برای این کار، از آمونیاک به عنوان عامل رسوب دهنده، و از کلریدهای آهن (II) و(III) به عنوان منابع آهن استفاده شد. وضعیت پراکندگی نانوذرات در دو محیط آبی و آلی (نفت) با استفاده از فعال کننده های سطح اسید اولییک و اسید لوریک بررسی گردید و تاثیر غلظت آنها بر پراکندگی و اندازه ذرات مطالعه شد. از روش های پراش اشعه ایکس(XRD)، پراکنش لیزری دینامیک (DLS) طیف سنجی مادون قرمز(FTIR) اندازه گیری نیروی گرادیانی متغیر (AGFM) به ترتیب برای تشخیص فاز، اندازه و توزیع ذرات، استقرار فعال کننده سطح بر روی ذرات، و خواص مغناطیسی استفاده شد. نتایج به دست آمده از روش تفرق پراکنش دینامیک لیزری (DLS) نشان داد که میانگین اندازه متوسط هیدرودینامیکی ذرات در محیط نفت و در محیط آبی به ترتیب در محدوده 18- nm44 و68-nm89 نانومتر تغییر می کند. در ضمن بررسی خواص مغناطیسی نشان داد که با افزایش غلظت فعال کننده سطح، خواص مغناطیسی به ویژه مغناطیس اشباع کاهش می یابد.
    کلیدواژگان: نانو ذرات، مگنتیت، فعال کننده سطح، خواص مغناطیسی، پایداری
  • سیده سارا شفیعی، مهران صولتی هشجین، رضا کلانتری نژاد، علی صمدی صفحه 13
    نانو رس هایآنیونی یا هیدروکسیدهایدوگانه لایه ای (layered double hydroxides)موادی نانوساختار با بار مثبت هستند که دارایخصوصیاتفیزیکیوشیمیاییبسیارنزدیکبهمینرالرسی هیدروتالسیت با فرمول شیمیایی Mg6Al2 (OH)16. CO3. 4H2O هستند که، می توانند با بیومولکول های دارای بار منفی مانند ویتامین ها، داروها و رشته های دی ان ای (DNA) تشکیل نانوبیو هیبرید بدهند. در این پژوهش، ترکیب شبه هیدروتالسیتی،Ca/Al-NO3 با اندازه ذرات مختلف در فرآیندی شامل همرسوبی و تحت شرایط هیدروترمال سنتز شد. در این روش، دوغاب های پایدار و همگن LDH تحت شرایط مختلف هیدروترمال با اندازه ذرات در محدوده 5/7 نانومتر تا 5/2 میکرون متر تهیه شدند. مشخصه یابی نمونه های سنتز شده توسط روش های پراش پرتو ایکس، طیف سنجی فروسرخ، آنالیز حرارتی، میکروسکوپ الکترونی روبشی، میکروسکوپ الکترونی عبوری و نانوسایزر انجام شد. در نهایت مشخص شد که با افزایش مدت زمان هیدروترمال بلورینگی و اندازه ذرات افزایش می یابد و همچنین بررسی های میکروسکوپی نشان داد که ذرات دارای مرفولوژی هگزاگونال با نسبت طول به عرض بزرگ هستند. در بررسی سمیت سلولی نمونه ها که توسطارزیابی MTT انجام شد، هیچگونه سمیت سلولی تا غلظت μg/ml 100 مشاهده نشد و تنها در غلظت های بالاتر از این مقدار کاهش زیست پذیری سلولی مشاهده شد.
    کلیدواژگان: نانو رس آنیونی، هیدروکسید دوگانه لایه ای، هیدروترمال، همرسوبی
  • سعید باغشاهی، منیره چادرباف زاده، محمد مسعود محبی صفحه 27
    نانورنگدانه های CoxZn1-xAl2O4 (1، 8/0، 6/0، 4/0، 2/0، 0 = x) با استفاده از کلریدهای کبالت، روی و آلومینیم به روش احتراق ژل ساخته شد. احتراق در دمای C500 انجام شد و محصول به دست آمده در دماهای 700، 800، 900، 1000 و C1100 کلسینه شد. آنالیزهای حرارتی برای بررسی رفتار حرارتی ژل های ساخته شده، پراش پرتو ایکس برای بررسی ساختاری، رنگ سنجی برای بررسی مختصات رنگی نمونه ها و میکروسکوپ الکترونی روبشی برای بررسی ریزساختاری پودر مورد استفاده قرار گرفت. با افزایش کبالت ثابت شبکه کاهش یافت. دلیل این امر کوچک تر بودن شعاع یون کبالت در مقایسه با یون روی است. با افزایش دما نیز به دلیل پیشرفت واکنش و تشکیل بیش تر محلول جامد ثابت شبکه کاهش یافت. نتایج رنگ سنجی نمونه ها نشان داد که آبی ترین (بیش ترین b*) و تیره ترین (کم ترین L*) در ترکیب با 6/0=x به دست آمد و نمونه کلسینه شده در دمای °C900 بهترین مشخصات را از نظر خواص رنگی داشت.
    کلیدواژگان: نانو رنگدانه، اسپینل، آلومینات روی، کبالت، احتراق ژل
  • محمد خسروپناه، حسین سرپولکی، سعید کاویانی صفحه 39
    دراین تحقیق سعی برآن است که با ایجاد پوشش چندلایه نانوساختار تیتانیایی به روش سل ژل- غوطه وری درسطح فولاد زنگ نزن L304، اثر ضخامت و چندلایه بودن بر رفتار فوتوکاتالیستی این پوشش ها بررسی شود.در فرایند پوشش دهی،از یک سل پلیمری برپایه تیتانیوم تترا ایزوپروپکساید همراه با افزودنی دی اتانول آمین استفاده شد و با تکرار فرایند غوطه وری،به دو روش مختلف تکبارپخت و چندبارپخت، نمونه های پوشش 1تا5 لایه تهیه شدند. نمونه ها با استفاده از آنالیزهای D TA/TG، پراش اشعه ایکس، میکروسکوپ های SEM و AFM، آزمون زبری سطح و آزمون تخریب فوتوکاتالیستی مورد بررسی قرارگرفتند.نتایج،SEM،XRDAFMهمگی نشان دهنده ابعاد نانومتری ذرات تشکیل دهنده پوشش ها بودند. در بررسی مقطع عرضی پوشش ها توسط SEMنیز آثارگسستگی و ناپیوستگی بین لایه ها مشاهده نشد.نتایج XRD و DTA/TGنشان دهنده تشکیل شدن فاز آناتاز از فاز آمورف در دمای حدود °C350 وتشکیل جوانه های فاز روتایل از فاز آناتاز در حدود °C500 و حذف کامل آناتاز در دمای °C700 است. دمای بهینه برای عملیات حرارتی، °C450 بدست آمدکه نتایج آزمون فوتوکاتالیستی موید آن بود. نتایج بدست آمده، نشان دهنده تاثیر تعداد لایه ها و ضخامت پوشش بر خواص فوتوکاتالیستیآن بود. از لحاظ خواص فوتوکاتالیستی، ضخامت بهینه برای پوشش تیتانیایی nm 198 مربوط به نمونه 3 لایه 3 بار پخت بدست آمد. متوسط زبری(Ra) سطح در نمونه های پوشش چندلایه چند بار پخت با افزایش تعداد لایه ها ازmμ107/0در نمونه تک لایه به mμ0147/0 در نمونه پنج لایه کاهش یافت.
    کلیدواژگان: تیتانیا، سل ژل، پوشش نانو، فولاد زنگ نزن L304، خواص فوتوکاتالیستی
  • بهنام داودی، سمیه نیک مردان صفحه 59
    سرامیک ها موادی سخت و شکننده بوده و معمولا استحکام فشاری بیشتری نسبت به فلزات دارند. از آنجایی که در اکثر سرامیک ها قبل از شکست تنها کرنش الاستیکی ایجاد می شود، اندازه گیری دقیق این کرنش ها با استفاده از دستگاه تست هاپکینسون مرسوم کار ساده ای نیست. در این مقاله محدودیت های این روش در تست سرامیک ها و اصلاحات لازم از قبیل نصب کرنش سنج ها بر روی نمونه، قرار دادن نمونه مابین اینسرت هایی با استحکام بالا و دارای امپدانس مشابه با امپدانس میله های فشار برای جلوگیری از تورفتگی در آن ها و نیز استفاده از مجموعه ی «سد مومنتم» به منظور عدم بارگذاری مجدد نمونه بیان شده است. سایر موارد بحث شده در این مقاله شامل حداکثر نرخ کرنش قابل دستیابی در سرامیک ها با استفاده از دستگاه تست هاپکینسون دو میله ای، لزوم استفاده از شکل دهنده ی موج ورودی، استفاده از ضربه زن مخروطی شکل، نکات قابل توجه در طراحی نمونه و تاثیر اصلاحات پیشنهادی بر روی امواج ثبت شده توسط کرنش سنج ها با استفاده از شبیه سازی در کد تجاری اجزای محدود ABAQUS/Explicit می باشد.
    کلیدواژگان: مواد سرامیکی، دستگاه تست هاپکینسون نوع فشاری، رفتار دینامیکی، نرخ کرنش بالا
  • وحید ضرغامی، محمدرضا محمدی صفحه 73
    مورفولوژی و اندازه ذرات نانوکریستالهای کادمیم سلنید می تواند با تغییر نسبت حجمی حلال های اتانول آمین و اتیلن دی آمین در محلول ترکیبی از آنها در فرایند سولووترمال کنترل شود. طیف XRD تمام نمونه ها داشتن ساختار کریستالی وورتزیت را نشان داد. اندازه بلورک ها با افزایش نسبت اتانول آمین کاهش می یابد. تصاویر FE-SEM تشکیل نانوذرات و نانومیله هایی با شکل و ابعاد مختلف را نشان دادند. با افزایش نسبت اتیلن دی آمین به اتانول آمین ساختار ریزتر شد. همچنین مکانیزم شکل گیری مورفولوژی های مختلف از مکانیزم SCMT تبعیت می کند. نهایتا طیف FTIR، تشکیل نانو کریستالهای کادمیم سلنید را در هر یک از نمونه ها در محل پیک در حدود cm-1 1380، نشان داد.
    کلیدواژگان: سلووترمال، نسبت حلال ها، مورفولوژی، ساختار کریستالی
  • الناز ترابی، ابراهیم قاسمی، سعید باغشاهی صفحه 83
    در این مقاله نانو ذرات اکسید روی با استفاده از پیش ماده استات روی به روش هیدروترمال ساخته شد. تاثیر دما برروی مورفولوژی و اندازه ذرات اکسید روی مورد بررسی قرار گرفت. برای این کار، نمونه ها در دماهای 100، 140، 150، 170 و C °190 به مدت 1 ساعت سنتز شد. مورفولوژی و ساختار مواد حاصل به وسیله پراش اشعه (XRD) X و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) بررسی شد. نتایج XRD نشان داد که واکنش برای تشکیل اکسید روی در بالای C °100 کامل می شود. بررسی های SEM مشخص کرد که مورفولوژی ذرات با دمای سنتز دچار تغییرات زیادی می شود. مورفولوژی های میله ای، سوزنی، کروی و هگزاگونال در دمای 100 تاC °190 تشخیص داده شد. میانگین اندازه بلورک ها برای محدوده دمایی بالا، از 23 تا 42 نانومتر تغییر کرد.
    کلیدواژگان: اکسید روی، هیدرو ترمال، مورفولوژی، نانو ذرات
|
  • Page 1
    In current paper، magnetite nanoparticles were prepared via co-precipitation method. Ammonia was used as precipitant agent and iron chlorides of (II) and (III) as iron sources. Dispersion of nanoparticles was investigated in both carrier fluids of water and kerosene and the effect of surfactant concentration was studied. X-ray powder diffraction، dynamic laser scattering، Fourier transform infrared spectrometry and alternative gradient force measurement were used for phase identification، size and distributions of nanoparticles adhesion of surfactant on nanoparticles and magnetic properties respectively. Results indicated that the mean particle size of nanoparticles are in the range of 18-44nm and 68-89nm for water and kerosene carriers respectively; which are depend on surfactant concentration. The magnetic properties such as the saturation magnetization are decreased when the concentrations of surfactants are increased
    Keywords: nanoparticles, magnetite, surfactant, magnetic properties, stability
  • Page 13
    Anionic nano clay or Layered double hydroxides are a class of nano structure materials with unique physico-chemical properties similar to natural hydrotalcite minerals with chemical formula ofMg6Al2 (OH) 16. CO3. 4H2O. these compounds can be composited with many organic species such as biomolecules، DNA and vitamins to form nanobiohybrids. In this study، Ca–Al–NO3 layered double hydroxide (LDH) nanoparticles of varying sizes weresynthesised by a process involving co-precipitation under hydrothermal condition. This methodproduces stable homogeneous LDH suspensions under variable hydrothermal treatmentconditions with particle size in the range of 7. 5nm–2. 5 μm. Layered double hydroxides werecharacterized by X-ray diffraction، Fourier transform infrared spectroscopy، thermal gravimetric/differential thermal analysis، scanning electron microscopy and transmission electron microscopy (TEM) and nanosizer analyses. By increasing the hydrothermal treatment time، the crystallinityand the particle size of obtained LDH increased. Scanning electron microscopy and TEMobservations showed uniform hexagonal flake-like particles with high aspect ratio. Finally، Ca–Al–NO3 LDH did not show any acute cytotoxic effect up to 100 mg/mLas measured by 3- (4،5-dimethylthiazol-2-yl) -2،5-diphenyltetrazolium bromide assay
    Keywords: Ca–Al–NO3 layered double hydroxide, Hydrothermal treatment, Co, precipitation, Anionic clay, Aspect ratio
  • Page 39
    This research is intended to cover the creation of multilayer nanostructured titania coating on 304L stainless steel by sol-gel dip-coating method to study the effect of thickness and multilayer characteristic on the photocatalytic properties of this coating. A stable polimeric sol based on Titanium Tetraisopropoxide with diethanolamine as additive was used in the coating process and by repeated immersion process، coating samples with 1 to 5 layers were prepared using two methods، one stage heat treatment and multistage heat treatment. To investigate the properties of samples، following analysis methods are used; TG، DTA، XRD، SEM، AFM، surface roughness test and photocatalytic tests under UV and VIS irradiation. Analysis results of XRD، SEM and AFM showed nanometric scale of TiO2 particles in the coating samples. No evidence of discontinuity has been detected during cross section area examination of multi-layer coatings using SEM. The analysis results of DTA، TG and XRD showed the formation of crystalline anatase phase from the amorphous phase at temperatures around 350°C، then anatase to rutile phase transformation begins at 500°C، and finally completes at 700°C. The optimal temperature for heat treatment was determined as 450°C which is also confirmed by the results of photocatalytic tests. The effect of thickness and layer numerity on the photocatalystic propeties of cotings is one of the discovered results in this research. From the point of photocatalytic properties، the optimum thickness of titania coating was determined around 198nm، which belonged to 3-layers coating with three stage heat treatment. The average surface roughness (Ra) in multilayer coating samples with multistage heat treatment has been decreased from 0. 107 µm in one layer sample to 0. 0147 µm in five layer sample، when layer numbers increased
    Keywords: Titania, sol, gel, nano coating, Stainless steel 304L, Photocatalytic properties
  • Page 59
    Ceramics are hard and brittle and typically exhibit higher compressive strength than metals. Because most of the ceramics reveal only elastic strains to failure، accurate measurement of these strains using the traditional SHPB technique is often not a trivial task. In this paper، the limitations of this technique for testing ceramics and the modifications necessary such as strain gaging the specimen، sandwiching the specimen between high-strength impedance matching inserts to avoid indentation into the bars and also using the “momentum-trap” assembly to avoid the reloading of the specimen are expressed. Other topics discussed in this paper include maximum strain rate that can be obtained in ceramics using an SHPB، the necessity of incident pulse shaping، using a tapered striker، specimen design considerations، and the effectiveness of the proposed modifications on the strain gage records by simulating in finite – element code ABAQUS/Explicit
    Keywords: Ceramics, Split Hopkinson pressure bar, Dynamic behavior, High strain rate
  • Page 73
    The morphology and particle size cadmium selenide Nanocrystals can change by the volume ratio of the solvent mixture of ethanol amine and ethylene diamine in solution. XRD spectra of all samples showed a crystalline structure wurtzite. Crystallite size decreases with the increase of ethanol amine in mixed solution. FE-SEM images indicated nanoparticles and nanorod with different shapes and dimensions. With the increase of ethylene diamine ratio the size of structures is decreased. The mechanism of morphology formation is SCMT mechanism. Finally FTIR spectroscopy، forming crystals of cadmium selenide nanoparticles in each sample showed in 1380 cm-1 as CdSe peak.
    Keywords: Solvothermal, solvents ratio, morphology, crystal structure
  • Page 83
    In current paper، zinc oxide nanoparticles were prepared via hydrothermal method using zinc acetate as precursor. The effect of temperature on the morphology and particle size of particles was investigated. For this the samples were synthesized in temperatures of 100، 140، 150، 170 and 190 °C for 1 hr. The morphology and structure of nanoparticles were characterized using powder x-ray diffraction and scanning electron microscopy (SEM). The results showed that the reaction is completed at about 100°C. SEM investigations revealed that the morphology of nanoparticles is affected with temperature of hydrothermal process. The needle-like، spherical and hexagonal structures were identified in 100 to 190 °C temperature range. The mean crystallite size variation was 23-42nm.
    Keywords: oxide, hydrothermal, morphology, nanoparticles