فهرست مطالب

  • سال دوم شماره 2 (تابستان 1392)
  • تاریخ انتشار: 1392/06/28
  • تعداد عناوین: 7
|
  • امیرحسین حکمی والا، کبری امیدفر، صهبا مبینی، علی فلاح، مهران صولتی هشجین صفحه 1
    کلسیم فسفات دوفازی علاوه بر خواص مکانیکی مطلوب برای استفاده در داربست های مهندسی بافت استخوان، دارای خاصیت القای استخوانی نیز است. در این پژوهش داربست های کامپوزیتی بر پایه ژلاتین-کیتوسان/ کلسیم فسفات دوفازی ساخته شدند. ساخت داربست، انجام آزمون مکانیکی استحکام فشاری و مدل سازی آن به منظور دستیابی به نمونه بهینه از اهداف این تحقیق بودند. فاز سرامیکی با استفاده از روش ماکروویو سنتز شد. نسبت ژلاتین به کیتوسان با توجه به تحقیقات پیشین ثابت در نظر گرفته شد. به منظور شناخت فازهای موجود و محاسبه میزان هر یک از آن ها در فاز سرامیکی، از تکنیک پراش پرتو ایکس و برای تعیین ترکیب شیمیایی پودر از روش طیف سنجی فروسرخ فوریه استفاده شد. نتایج این بررسی حضور 68 درصد هیدروکسی آپاتیت در فاز سرامیکی را ثابت کرد. پنج نمونه شامل فاز پلیمری به عنوان زمینه و فاز سرامیکی با نسبت های متفاوت در 15 آزمایش طراحی شدند. برای تهیه داربست ها از روش خشکایش انجمادی استفاده شد. ترکیب شیمیایی داربست های کامپوزیتی با استفاده از تکنیک طیف سنجی فروسرخ و اندازه و مورفولوژی حفره ها و تخلخل های ایجاد شده با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی بررسی شد. داربست های حاصل متناسب با درصد فاز سرامیک موجود، حاوی 30 تا 81 درصد تخلخل با میانگین اندازه حفره 119 تا 265 میکرومتر بودند. خواص مکانیکی داربست ها نیز مورد بررسی قرار گرفت که حاکی از افزایش مدول یانگ، استحکام فشاری و استحکام تسلیم و نیز کاهش اندازه میانگین حفره ها و درصد تخلخل با افزایش درصد فاز سرامیکی بود. خواص رئولوژی داربست مورد بررسی قرار گرفت و با استفاده از تحلیل های آماری، رابطه ریاضی بین میزان فاز سرامیکی و هر یک از خواص محاسبه و از تلفیق مدل مربوط به مدول یانگ و مدل مربوط به میزان خلل و فرج، درصد بهینه سرامیک در کامپوزیت برابر با 68 درصد فاز سرامیکی به روش محاسباتی تخمین زده شد.
    کلیدواژگان: مهندسی بافت استخوان، خواص مکانیکی، داربست، کامپوزیت
  • محمد شیخ شاب بافقی، منصور سلطانیه، علی اکبر گائینی صفحه 25
    مطالعه فرآیند سخت کردن گندله خام، بررسی هر کدام از مراحل سخت گردانی را شامل می گردد. یکی از مراحل مهم در فرآیند سخت کردن گندله خام، مرحله پیشگرم می باشد. اکسیداسیون مگنتیت به هماتیت مهمترین واکنشی است که در مرحله پیشگرم رخ می دهد. هدف این پژوهش، بررسی اثر عوامل دما و زمان جهت تعیین مدل ریاضی برای اکسیداسیون مگنتیت به هماتیت در مرحله پیشگرم گندله کنسانتره سنگ آهن با استفاده از روش طراحی آزمایش می باشد. برای این کار، یک طرح عاملی کامل با دو عامل دما و زمان پیشگرم وهر کدام در چهار سطح مورد استفاده قرار گرفت. مدل ریاضی t_ 762/26 + t^2 372/5 -T 058/16 +T^2 3187/2 - 5177/37 = Rبرای بازده اکسایش بر حسب پارامترهای دمای پیشگرم و زمان پیشگرم بدست آمده است.نتایج آزمایش ها، تاثیر نزدیک دما و زمان پیشگرم در بازده اکسایش را نشان می دهد.
    کلیدواژگان: گندله، پیشگرم، اکسیداسیون، طراحی آزمایش، مدل ریاضی
  • ساناز بایرام زاده، حسین سرپولکی صفحه 37
    در سال های اخیر تیتانیا به منظور حل مشکلات ناشی ازآلودگی های محیطی توجه محققین را به خود جلب کرده استتیتانیااز پایداری شیمیایی بالایی برخوردار است و غیر سمی بوده و دارای خاصیت هیدروفوبیک است، هم چنین این ماده می تواند سطحی خود تمیز شونده ایجاد کند و دارای خاصیت فوتوکاتالیستی است، از جمله روش های سنتز این ماده، روش هیدروترمال است. این روشباعث افزایش بلورینگی، سطح ویژه و در نتیجه بهبود خواص فوتوکاتالیستی می شود، به همین علت، نانو تیتانیا به این روش سنتز شده است.در تحقیق حاضر،برای تهیه ی نانو تیتانیا به این روش از آلکوکسید تیتانیوم به عنوان منبع پیش سازنده ی Ti، ایزوپروپانول به عنوان حلال، آب و اسید به عنوان کاتالیزور استفاده شده است. سپس سل حاصل در دما و زمان های مختلف تحت فرآیند هیدروترمال قرار می گیرد. ویژگی های نانو ساختار از نظر ریزساختار، شکل و ترکیب فازی توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM) و آنالیز تفرق اشعه ی ایکس(XRD) ارزیابی شده است.فعالیت فوتوکاتالیستی نمونه ها بررسی شد. نتایج نشان می دهد که با افزایش دما و زمان سنتز، شدت پیک های آناتاز افزایش پیدا کرده است و اندازه ی ذرات نیز بزرگ شده است. آنالیز SEM، وجود ذرات تیتانیا با مورفولوژی کروی شکل را نشان می-دهد. به منظور بررسی سطح نمونه ی بهینه از لحاظ خواص فوتوکاتالیستی، به منظور بررسی سطح ویژه تحت آنالیز BET قرار گرفت.
    کلیدواژگان: هیدروترمال، نانوتیتانیا، خواص فوتوکاتالیستی
  • مینا سعیدی حیدری، حمیدرضا بهاروندی، ناصر احسانی صفحه 55
    در مقاله حاضر اثر اندازه ذرات سیلیکون بر زینترپذیری و خواص فیزیکی و مکانیکی کاربید بور بررسی شده است. برای ساخت کامپوزیت B4C-Si درصدهای وزنی مختلفی از سیلیکون (10-5/2) با میانگین اندازه ذرات مختلف (200 نانومتر و 100 میکرومتر) به کاربید بور افزوده شد. نمونه ها تحت فشار پرس تک محوره قرار گرفته و به روش زینتر بدون فشار در دمای 2200 درجه سانتی گراد زینتر شدند. برای بررسی خواص فیزیکی و مکانیکی نمونه ها، آزمون های تعیین دانسیته و میکرو سختی سنجی انجام گرفت. ریزساختار نمونه ها نیز به وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی بررسی شد. دانسیته نسبی و میکروسختی کاربید بور با افزودن سیلیکون بهبود یافت. بیشترین خواص با افزودن 5/7 درصد وزنی ذرات سیلیکون میکرون و نانو حاصل شد. برای نمونه های حاوی ذرات میکرون بیشترین دانسیته نسبی و میکرو سختی به ترتیب 92 درصد و GPa 2/32 و برای نمونه های حاوی ذرات نانو بیشترین میزان دانسیته نسبی و میکرو سختی به ترتیب 74/87 درصد و GPa 3/28 به دست آمد.
    کلیدواژگان: نانو کامپوزیت، کاربید بور، سیلیکون، زینتر پذیری
  • ناهید حق نظری، مظفر عبدالهی فر، روناک مرادی صفحه 73
    AlOOH (بوهمیت) در صنایع سرامیک بعنوان تقویت کننده و ماده چسباننده (binder) و همچنین در صنایعی همچون نفت و پتروشیمی بعنوان کاتالیست، پایه کاتالیست و جاذب رطوبت کاربرد وسیعی دارد. در این تحقیق، روش ساده ی آب گرمایی که بر پایه ی محلول آبی است، جهت تولید نانو ذرات بوهمیت به کار برده شد. از نیترات آلومینیوم و هیدروکسید سدیم به عنوان مواد آغازگر با روش آب گرمایی در دماهای مختلف (°C 200 و 175، 150) و زمانهای متفاوت (6، 12 و 24 ساعت) در pH ثابت برابر 10 برای سنتز این ماده استفاده شد. تاثیر دما و زمان سنتز به عنوان پارامترهای موثر بر خصوصیات بوهمیت توسط آنالیزهای XRD، FTIR،SEM، TEM و جذب و دفع نیتروژن ارزیابی شدند. الگوهای XRD نشان دادند که نمونه های سنتز شده، فاز بوهمیت خالص می باشند و هیچ پیکی که نشان از ناخالصی باشد، مشاهده نشد. افزایش دما و زمان سنتز، باعث بالا رفتن بلورینگی و کاهش سطح ویژه بوهمیت های سنتز شده می شوند. تصاویر TEM آشکار ساختند که ساختارهای تشکیل شده بوهمیت با اندازه متوسط ذرات حدود nm 40 می باشند. همچنین آنالیز جذب و دفع نیتروژن نشان داد که بوهمیت های حاصل مزوپروس هستند.
    کلیدواژگان: AlOOH، آب گرمایی، دما، زمان، نانوذرات، مزوپروس
  • هاجر قنبری، رسول صراف ماموری *، جمشید صباغ زاده، رسول ملک فر صفحه 85
    بهره گیری از رسانایی بالای لایه های نازک، یکی از مهم ترین اهداف پروژه ها در حوزه کاربرد خواص الکترونیکی مواد گرافن دار می باشد. نانوورقه های گرافن، صفحه های موازی متشکل از چندین لایه گرافن با ضخامت کمتر از 100 nm هستند. در این کار ابتدا مستقیما نانوورقه های گرافن سنتز شده با لیزر با کمک پراکنده ساز تجاری DEKAMOL PES، در یک محیط آبی پراکنده شدند که نتیجه آن تشکیل سلی پایدار بود. در این مرحله سل فوق روی لامل پوشش داده شد و رسانایی آنها با دستگاه Kithley I-V meter بررسی گردید. جهت بررسی ساختاری لایه ها از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی و برای بررسی سل از میکروسکوپ الکترونی عبوری و پراش اشعه X استفاده شد. تصاویر میکروسکوپ الکترونی عبوری نشان داد که نانوورقه ها نسبتا خوب پراکنده شده اند و ضخامت آنها کمتر از 5 نانومتر می باشد. الگوی پراش الکترونی نیز حضور تک بلورهای گرافنی را تایید نمود. بررسی لایه ها نشان داد که در شرایط پوشش دهی با استفاده از قطرات با اندازه 3cm1/0 و سرعت پوشش دهی چرخشی بالاتر از rpm400-300، تشکیل لایه یکنواخت رسانا ممکن نیست، درحالی که با کاهش سرعت، افزایش میزان اتصالات و البته ضخامت لایه، در ازای کاهش یکنواختی، مقاومت از حدود 109Ω به Ω 105کاهش می یابد.
    کلیدواژگان: نانوورقه های گرافن، PES DEKAMOL، مقاومت الکتریکی، LP، PLA، پوشش دهی چرخشی
  • سمیه نوبری، سعید کاویانی صفحه 97
    پرسلان ها به علت استحکام الکتریکی بالا، خواص مکانیکی خوب و پایداری حرارتی و شیمیایی مناسب به عنوان مقره کاربرد گسترده ای یافته اند. از بین خواص ذکر شده استحکام الکتریکی بالا از اهمیت ویژه ای برخوردار است. از عوامل موثر روی خواص ذکر شده می توان به مقدار و مورفولوژی فاز مولایت در بدنه، مقدار و ویسکوزیته ی فاز شیشه و مقدار کوارتز در بدنه اشاره کرد. در این تحقیق به منظور بررسی تاثیر تیتانیا بر استحکام الکتریکی مقره های پرسلانی سیلیسی مقادیر1 تا 7 درصد وزنی دی اکسیدتیتانیم به بدنه اضافه شد. خواص الکتریکی نمونه ها طبق استاندارد IEC 672 اندازه گیری گردید. نمونه ها از لحاظ ساختاری و فازهای موجود با استفاده از پراش اشعه ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی (SEM) مورد بررسی قرار گرفتند. همچنین درصد انقباض طولی، دانسیته و جذب آب نمونه ها محاسبه گردید. نتایج نشان داد که افزودن تیتانیا تا 3 درصد وزنی باعث کاهش استحکام الکتریکی از 265/26 به 015/21 کیلو ولت بر میلی متر می شود. بررسی نتایج پراش اشعه X و میکروسکوپ الکترونی نمونه ها نشان داد که کاهش استحکام الکتریکی تا 3 درصد وزنی تیتانیا مربوط به تشکیل بیش از حد فاز شیشه در بدنه است. پس از آن تا 7 درصد وزنی تیتانیا در بدنه، استحکام الکتریکی به 361/31 کیلو ولت بر میلی متر افزایش می یابد. علت افزایش استحکام الکتریکی در مقادیر بالاتر تیتانیا، وجود روتایل حل نشده و همچنین افزایش دانسیته ی بدنه است. افزایش فاز شیشه در بدنه و حرکت راحت تر مواد در داخل فاز شیشه علت افزایش دانسیته تا ()393/2 در بدنه ی حاوی 7 درصد وزنی تیتانیا و همچنین افزایش انقباض از82/7% برای بدنه ی بدون تیتانیا به 79/8 % برای بدنه ی حاوی 7 درصد وزنی تیتانیا بود. نتایج آزمایش جذب آب نمونه ها نیز نشان دهنده ی درصد جذب آب صفر برای بدنه ها بود.
    کلیدواژگان: مقره های پرسلانی سیلیسی، دی اکسیدتیتانیم، استحکام الکتریکی، دانسیته، انقباض طولی، مولایت
|
  • Page 1
    Biphasic calcium phosphate not only does have good mechanical properties for using in bone tissue engineering، but also has desirable osteoconductivity. In this study، composite scaffolds based on chitosan-gelatin / Biphasic calcium phosphate were fabricated. Synthetic of scaffolds، mechanical testing and modeling of the compressive strength in order to achieve the optimized sample were objectives of this research. Ceramic phase was synthesized using the microwave. The ratio of gelatin to chitosan was fixed according to previous research. XRD was used In order to identify the phases and calculate the amount of each phase in ceramic. To determine the chemical composition of the powder Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) was used. The results confirmed the presence of 68% HA in ceramic phase. Five samples with different ceramic phase in 15 tests were designed. Freeze drying was used to prepare scaffolds. chemical Composition of scaffolds using FTIR and size and morphology of pores using Scanning Electron Microscope were determined. Final scaffolds، proportional to the ceramic phase، contain 30 to 81% porosity with an average pore size of 119 to 265 micrometers. Mechanical properties of Scaffold have also studied and suggested that with the increasing of ceramic phase، Young’s modulus، yield strength and compressive strength will increase، and Average pore size and percent of porosity will decrease. Rheological properties of the scaffolds were analyzed by statistical analysis، mathematical relation between the ceramic phase and each of the properties were calculated and with integrating two models of the Young''s modulus and porosity، scaffold with 68% ceramic phase was estimated as the optimum sample.
    Keywords: Bone Tissue Engineering, Scaffolds, Mechanical Properties, Composites
  • Page 25
    Sintering of iron ore pellets consists of two stages; Preheating and firing. The Oxidation of magnetite to hematite is the distinguished reaction which takesplace mainly in this stage. Since reducibility of hematite is pronouncedly higher than magnetite، it is necessary to adjust the sintering conditions so that the maximum oxidation takes place without undesirable sintering phenomena in this stage. Present study deals with the evaluation of the most influential parameters affecting the oxidation of iron ore concentrate pellets، i. e.، preheating temperature and time. By application of a two factor and four level full factorial design of experiment (DOE) a model in the form of R=37. 5177 – 2. 3187T2 + 16. 058T – 5. 372t2 + 26. 762t has been obtained to describe the effects of preheating temperature (T) and time (t). With regard to this equation، almost same influencesare anticipated with regard to the preheating temperature and time. Iso-efficiency contour based on the aforementioned factors show that optimum condition for getting oxidation efficiencies of a desirable level around 80% is T=800°C and t=20min
    Keywords: Iron ore pellet, preheating, oxidation, design of experiment(DOE), mathematical model
  • Page 37
    In recent years problems of environmental impurities have attracted researchers'' views. Titania has shown high chemical stability and is a nontoxic material with hydrophobic properties. Also it is able to develop self-cleaning surfaces with high photocatalyticpropertis. Hydrothermal synthesis of nano-titania presented high crystallinity، specific surface area and consequently، improving photocatalytic properties. In the present study، titanium alkoxide as Ti precursor، Isopropanol as solvent، water and acid as ctalyst were used. The prepared sol was hold under hydrothermal condition at different time and temperatures. Microstructure، morphology and phase composition of the synthetized samples were studied using XRD and scaning electron microscopy. Results showed increase intensity of the anatase peaks as the time and temperature of the synthesis increased. Also SEM showed presence of titiania particles with spherical morphology. BET analysis was carried out to analyze the photocatalytic properties of the optimum sample
  • Page 55
    In the present article the effect of silicon particle size on sinerability and physical and mechanical properties of boron carbide were investigated. Different weight percents of silicon particles (2. 5 -10) with various average sizes (200 nm & 100 μm) were added into Boron carbide to manufacture B4C-Si Composite. Samples were pressed by uniaxial pressing and pressureless sintered at 2200 °C. Density measurements and microhardness tests were carried out to investigate the physical and mechanical properties of composites. Microstructures of the samples were also investigated by using scanning electron microscopy. With adding silicon particles the relative density and microhardness of boron carbide improved. The maximum properties were attained when 7. 5 wt. % micro and nano-silicon particles were added into composite. For specimens with micron silicon particles، maximum relative density and micro hardness were 92% and 32. 2 GPa respectively and for specimens with nano silicon particles، maximum relative density and micro hardness were 87. 74% and 28. 3 GPa respectively.
    Keywords: Nano composite, boron carbide, silicon, sinterability
  • Page 73
    AlOOH (Boehmite) is widely used in various industries including ceramic industry as a binder، and also in refineries and petrochemicals as a catalyst، catalyst support and absorbent. In this research، hydrothermal method was employed for production of AlOOH nano-particles. Aluminum nitrate and sodium hydroxide were used as precursor materials in various hydrothermal times (t= 6، 12 and 24 hr) and different Temperature (T= 150، 175 and 200 °C) in the solutions with pH value ~10. Effects of time and Temperature as effective parameters on the characterization of samples were evaluated by FTIR، XRD، FESEM، TEM and N2 absorption/desorption analysis. X-ray diffraction patterns showed that synthesized samples were pure AlOOH and no peaks assignable to impurities occurred. High crystallinity and low surface area of samples were synthesized due to increasing of temperature and time of reaction. Transmission electron microscopy (TEM) revealed that the mean particle size of synthesized AlOOH were around 40 nm and also N2 absorption/desorption analysis showed that the samples were mesoporous.
    Keywords: AlOOH, Hydrothermal, Time, Temperature, Nano, particle, mesoporous
  • Page 97
    Porcelains have wide applications due to their mechanical properties، high electrical strength and chemical stability. However high electrical strength is the most important among those mentioned properties. The amount and morphology of mullite، the amount and viscosity of the glassy phase and the amount of quarts in the body affect these properties. In this investigation، 1-7 wt% of titania were added to Magharre Sazi Co. routine porcelain. The porcelain bodies were baked in a tunnel furnace. The electrical properties were studied according to IEC672 standard. The structure was studied using XRD and SEM. Linear shrinkage، density and water absorption of the bodies were measured. The results showed that by adding 3 wt% of titania، the electrical strength decreases to 21. 015 kV/mm due to excess formation of the glassy phase. Increasing titania to 7% caused the electrical strength to rise up to a higher level of 31. 361 kV/mm. Higher level of glassy phase and density and the presence of unsolved rutile should be considered as the reasons. Increase in titania content from 0% to 7% caused the density to change from 2. 355 to 2. 393 g/cm2. The same phenomenon was detected for linear shrinkage which changed from 7. 82 to 8. 79%. No water absorption was seen after the appropriate test.
    Keywords: silica porcelain insulators, titania, electrical strength, density, linear shrinkage, mullite