فهرست مطالب

علم و مهندسی سرامیک - سال دوم شماره 3 (پاییز 1392)
  • سال دوم شماره 3 (پاییز 1392)
  • تاریخ انتشار: 1392/09/17
  • تعداد عناوین: 7
|
  • محمد شیخ شاب بافقی*، مسعود سکاکی، امیر کریم زاده بهنامی، محمد حمیدی صفحه 1
    هدف این تحقیق، بررسی امکان تولید فاز SiC از مخلوط SiO2-Mg-C در یک مایکروویو توان پائین خانگی بوده است. با بررسی نتایج حاصل مشخص شد که واکنش اولیهSiO2 و Mg واکنشی احتراقی بوده و سیلیسیوم حاصل از این واکنش با کربن موجود در سیستم سه تایی SiO2،Mg وC واکنش کرده و منجر به تولید کاربید سیلیسیوم می گردد. در ادامه این تحقیق تاثیر مقدار کربن موجود در مخلوط، زمان حرارت دهی و دمای سیستم بر روی مقدار کاربید سیلیسیوم حاصل مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان داد که مقدار کربن بر میزان کاربید حاصل تاثیر اندکی دارد، به طوری که با افزایش میزان کربن مقدار کاربید محصول اندکی بهبود می یابد. همچنین مشاهده شد که با افزایش دما (یا به عبارت دیگر حفظ حرارت تولید شده در اثر انجام واکنش در داخل مجموعه) و زمان حرارت دهی، می توان به مقدار قابل توجهی بر کاربید سیلیسیوم حاصل افزود.
    کلیدواژگان: کاربید سیلیسیوم، سنتز احتراقی، گرمایش مایکروویوی
  • اعظم موسوی*، محمد علی بهره ور، علیرضا آقایی صفحه 11
    پیزوسرامیک بدون سرب(BNKTx-BFy، (x،y))Bi0.5(Na1-xKx)0.5TiO3-yBiFeO3با مقادیر xو y به ترتیب 22/0، 20/0، 18/0x=و 07/0، 03/0y= به روش حالت جامد تهیه شد. آزمون پرتو X نشان داد که BFبه درون شبکه BNKT نفوذ کرده و محلول جامد تشکیل شده است. مرز فازی مورفوتروپیک (MPB) با همزیستی دو فاز رومبوهدرال و تتراگونال دقیقا در مقدار (03/0و20/0)قرار دارد. در این نمونه، بیشینه قطبش پس ماند(Pr)و ضریب گذردهی نسبی دی الکتریکr)ɛ(به ترتیب برابرμC/cm233 و 5435 بدست آمد. Tdدمای قطبش زدایی،Tmدمایی که بیشینه مقدار ضریب دی الکتریک m)ε(در آن دیده می شود و ضریب بار پیزوالکتریک(d33) در نمونه بهینه به ترتیب برابر oC 80، oC 275 وpC/N 120 بدست آمد.
    کلیدواژگان: پیزو سرامیک بدون سرب، تیتانات بیسموت سدیم پتاسیم، فریت بیسموت
  • الناز محقق*، علی نعمتی، بیژن افتخاری یکتا، سارا بنی جمالی صفحه 19
    هدف از این تحقیق، بررسی شیشه سازی و تبلور ترکیبات مختلف سیستم Li2O-TiO2-P2O5 به منظور استفاده از ترکیب بهینه، به عنوان الکترولیت جامد بود. سیستم 45Li2O-xTiO2-(55-x)P2O5 (x=10،15،20،25) جهت بررسی تاثیر جایگزین شدن TiO2 به جای P2O5 مورد بررسی قرار گرفت. ابتدا شیشه در دمای 1350 درجه سانتیگراد به روش ذوب و ریخته گری تهیه گردیدند و سپس با عملیات حرارتی دو ساعته در دمای پیک تبلور حاصل از آنالیز حرارتی افتراقی (DTA) به شیشه سرامیک تبدیل شدند. نتایج آنالیز فازی (XRD) و ریز ساختاری (SEM) حاکی از تبلور فاز ناسیکون، در شیشه ی حاوی 25 درصد مولی TiO2 بود. نتایج نشان دهنده آن است که تبلور سطحی مکانیزم غالب در تبلور شیشه- سرامیک های سیستم Li2O-TiO2-P2O5 می باشد و عملیات حرارتی دو مرحله ای جهت تشکیل فاز ناسیکون تاثیر داشته است.
    کلیدواژگان: شیشه سازی، کریستالیزاسیون، ناسیکون، شیشه، سرامیک Li2O، TiO2، P2O5
  • ندا غائبی پناه*، پروین علیزاده، بیژن افتخاری یکتا صفحه 29
    در این پژوهش سنتز نانوبیوالیاف شیشه ای توخالی با کمک پلیمر پلی وینیل پیرولیدون به روش الکتروریسی بررسی گردید. ابتدا سل سرامیکی در سیستم SiO2-CaO-P2O5-TiO2 تهیه و پایدار شد. پس از آن به منظور تهیه محلول پلیمری، مقادیر مختلفی از پلیمر پلی وینیل پیرولیدون در اتانول حل گردید. سپس سل مورد نظر به محلول پلیمری اضافه شد. محلول های نهایی با ویسکوزیته متفاوت در ولتاژهای 10، 15، 20 و 25 کیلوولت تحت فرایند الکتروریسی هم محور قرار گرفتند. از الیاف ریسیده شده تصاویر میکروسکوپی SEM تهیه شد. بر اساس نتایج به دست آمده، آنالیز های STA، XRD، FTIR و BET بر روی نمونه بهینه انجام گرفت و مقدار مناسب پلیمر پلی وینیل پیرولیدون و ولتاژ اعمالی جهت دستیابی به نانو الیاف شیشه ای توخالی با سطح ویژه بالا به دست آمد.
    کلیدواژگان: نانوبیوالیاف شیشه ای توخالی، نانوالیاف شیشه ای مزوپور، پارامترهای الکتروریسی، نازل هم محور، پلیمر پلی وینیل پیرولیدون، روش الکتروریسی
  • حافظ همتی، حسین سرپولکی*، منصور سلطانیه صفحه 39
    در طی دهه های اخیر،کاربردهای فتوکاتالیستی نیمه هادی ها به منظور حل مشکلات زیست محیطی، بیشتر مورد توجه قرار گرفته است. در میان این مواد مورد استفاده برای کاربرد فتوکاتالیستی، تیتانیا تقریبا تنها ماده ی مناسب به منظور استفاده در صنعت است. استفاده از کاتالیست های پودری معمول، مشکلاتی در هم زدن حین واکنش و جدایش بعد از واکنش را همراه دارند و تشکیل کاتالیست پوشش داده شده به صورت فیلم نازک این مشکلات را رفع نموده است. در این تحقیق پوشش نانو تیتانیا از طریق فرآیند سل ژل-غوطه وری برروی زیر پایه ی آلومینیمی با خلوص بالا اعمال می گردد و تخریب متیلن بلو به عنوان آلاینده ی رنگی، در حضور فیلم تیتانیایی مورد بررسی قرار گرفت و در ضخامت بهینه درصد تخریب از 22 درصد به 34 درصد میرسد. از طرفی با اعمال فرآیند آندایزینگ و تشکیل حفرات منظم و سپس اعمال پوشش برروی زیرلایه ی جدید آندایز شده دیده شد که درصد تخریب افزایش یافته است و به 38 درصد می رسد. در این تحقیق به منظور بررسی ساختار و ترکیب پوشش ها از آنالیزهای XRD، SEM و UV-VIS استفاده شد.
    کلیدواژگان: نانوتیتانیا، سل ژل، غوطه وری، آندایزینگ، متیلن بلو، فعالیت فتوکاتالیستی
  • فاطمه غفوری نجف آبادی، رسول صراف ماموری*، نسترن ریاحی نوری صفحه 49
    در این پژوهش، نانو ذرات منیزیا - سریا به روش هم رسوبی و با استفاده از مواد اولیه نیترات منیزیم و نیترات سریم به عنوان منابع تامین منیزیم و سریم و هیدروکسید آمونیوم به عنوان عامل رسوب دهنده سنتز شدند. هدف از این پژوهش، بهینه-سازی شرایط سنتز، به منظور تولید نانو ذرات با کوچکترین اندازه ذره است. برای این منظور از طراحی تاگوچی با ماتریس ترکیبیL9 و آنالیز واریانس (ANOVA) جهت تحلیل نتایج استفاده شد. دما، pH و غلظت یون های Mg2+ و Ce3+ به عنوان فاکتورهای موثر انتخاب شدند. آنالیز پراش اشعه ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدان (FESEM) به منظور تعیین فازهای تشکیل شده، مورفولوژی و اندازه ذرات انجام شد. نتایج پراش اشعه ی ایکس تشکیل منیزیا و سریا را تایید نمود. شرایط بهینه جهت سنتز نانو ذرات با کوچکترین اندازه ذره، غلظت 1/0 مولار، pH 11 و دمای 5 بدست آمد. با سنتز نانو ذرات تحت شرایط بهینه، نانو ذرات منیزیا-سریا با اندازه ی ذرات حدودnm 30 حاصل شد.
    کلیدواژگان: نانو ذرات، هم رسوبی، منیزیا، سریا، روش طراحی تاگوچی
  • محمد آشناگر*، علیرضا مشرقی، مهدی کلانتر صفحه 57
    در این پژوهش تولیدکامپوزیتAl/(Al2O3+AlxVy)به روش فعال سازی مکانیکی- حرارتی، در سیستم Al-V2O5مورد مطالعه قرار گرفت. بدین منظور مخلوط پودرهای Alو V2O5با دو نسبت وزنی مختلف (C1:Al-22.93wt%V2O5و Al-15.78wt%V2O5: C2) تحت آسیاکاری و سپس تراکم قرار گرفتند. نمونه های خام در دماهای C °650، C°800 و C°1000 حرارت داده شدند. نتایج آنالیز XRDپس از تف جوشی نمونه ها در دمای C°1000نشان داد که فازهای Al21V2، Al3Vو α-Al2O3در هردو نمونه به عنوان تقویت کننده تشکیل شده با این تفاوت که در نمونه C1، فاز Al45V7نیز وجود دارد. استحکام فشاری وکرنش هر دو نمونه کامپوزیتی نسبت به آلومینیوم خالص افزایش قابل توجهی را نشان می دهد که این افزایش را می توان ناشی از وجود ذرات تقویت کننده سرامیکی و بین فلزی Al-Vو همچنین تف جوشی نمونه های کامپوزیتی در حضور فاز مذاب آلومینیوم دانست.
    کلیدواژگان: کامپوزیت درجا، تقویت کننده، پراش پرتو ایکس، آنالیز حرارتی، آزمون فشار
|
  • Page 1
    In the present research work possibility of Silicon Carbide (SiC) synthesis in a SiO2-Mg-C system by use of a low power domestic microwave (850W) heating device has been studied. It has been concluded that Silicon (Si) is easily reduced by Mg and subsequently reacts with carbon to form SiC. According to the experimental results، it has been revealed that carbon content of the initial mixture has only a small effect on the carbide formation process. The amount of SiC in the final product increases considerably if the heat of reduction reaction of SiO2 by Mg is not allowed to escape from the system easily and remains for a period of time which is necessary for the progress of carbide formation reaction. This fact indicates while the reduction reaction is vigorous with a SHS nature، carbide formation is relatively slower and needs to proceed for a longer time at higher temperatures
    Keywords: SiC, Combustion Synthesis, Microwave heating
  • Page 11
    To develop lead free piezoelectric materials Bi0. 5 (Na1-xKx) 0. 5TiO3-yBiFeO3 (abbreviated as BNKTx-BFy، x=0. 18، 0. 20 and 0. 22، y=0. 03 and 0. 07) ceramics were prepared by solid state synthetic method. The formation of a solid solution of BNKT with BF has proven to omit the impurity of bismuth ferrite and resulted in a pure perovskite phase. The room temperature ferroelectric and piezoelectric properties of these ceramics were studied. The morphotropic phase boundary (MPB) of Bi0. 5 (Na1-xKx) 0. 5TiO3 ceramics between rhombohedral and tetragonal exactly locates at x=0. 20. Polarization versus electric field (P-E) hysteresis and relative dielectric constant ɛr studies show maximum remanent polarization Pr= 33µC/cm2and ɛr =5435، respectively. The depolarization temperature Td، the maximum temperature Tm and piezoelectric coefficient d33 were obtained at x=0. 20 and y=0. 03، 80 oC، 275 oC and 120 pC/N، respectively.
    Keywords: Lead, free piezoelectric, BNKT, BiFeO3
  • Page 19
    Crystallization behavior of different composition of the Li2O-TiO2-P2O5 glass system that is used as a solid electrolyte was investigated. The glass composition was changed according to 45Li2O-xTiO2- (55-x) P2O5 in which x could adopted 10،15،20،25، respectively. The glasses were melted at 1350 °C and then casted into preheated graphite mold. Heat treatment of glasses was done at theirs Differential Thermal Anaalysis crystallization peak temperatures. According to X-ray diffraction and microstructural analysis، nasicon was crystallized in the glass that contained 25 mole percent TiO2. Moreover، the results indicate that surface crystallization is the dominant mechanism for crystallization and a two-step heat treatment process is required for precipitation of nasicon as a sole crystalline phase.
    Keywords: Glass forming, Crystallization, Nasicon, Li2O, TiO2, P2O5 Glass Ceramic
  • Page 29
    In this study، the synthesis of hollow nano-bio-glass fibers with Polyvinylpyrrolidone polymers were developed using electrospinning. Firstly، the ceramic sol in SiO2-CaO-P2O5-TiO2 system was prepared and stabilized. Then، the resulted sol was added to the polymeric solution. The final solutions with different viscosity were sent for the coaxial electrospinning under voltages of 10، 15، 20، and 25 kV. The morphology study of the electrospun fibers using SEM showed tolerable sizes for the samples and optimum conditions such as amount of Polyvinylpyrrolidone polymer and also the applied voltage were defined to reach hollow nano-bio-glass fibers with the high surface area. Regarding the obtained results، severals analysis such as STA، XRD، FTIR، and BET were developed on the optimized samples. Finally، The surface area results demonstrated that this nano-bio-glass fibers could be a good candidate as drug delivery system.
    Keywords: Hollow Nano, bio, glass fiber, Mesoporous Nano, Electrospinning Parameter, Coaxial Electrospinning, Polyvinylpyrrolidone polymer, Electrospinning Method
  • Page 39
    Nowadays use of semiconductors in particular titania in photocatalytic activities has been a lot of interest. Among many candidates for photocatalysis، TiO2 is almost the only material suitable for industrial uses. Conventional powder catalysts suffer from disadvantages in stirring during the reaction and in separation after the reaction. Preparation of the coatings make it possible to overcome these disadvantages. In this study، nano-titania coatings was prepared by sol gel-dip coating onto the high purity aluminum surface and degradation of methylene blue as a dye pollutant، was investigated in the presence of TiO2 thin films. The anodizing process is used to create nanometer pores and increase surface roughness and for these reasons، the degradation of methylene blue increase significantly In this research، The structure and composition of the coatings were characterized by means of X-ray Diffraction (XRD)، Scanning Electron Microscopy (SEM) and UV-Visible Spectrophotometery (UV-Vis).
    Keywords: nanotitania, Sol, Gel, Dip, Coating, Anodizing, Methylene Blue, Photocatalytic Activity
  • Page 49
    In this study، CeO2-MgO nanopowder was synthesized via co-precipitation method using cerium (III) nitrate hexahydrate and magnesium nitrate hexahydrate as precursors، and aqueous ammonia solution as a precipitating agent. The Taguchi experimental design has been used to optimize the critical parameters to achieve a smaller particle size of CeO2-MgO nanopowder. The studied parameters were pH، temperature، and concentration of soluble elements. The prepared samples were characterized by X-ray Diffraction (XRD)، and Scanning electron microscopy (SEM). X-ray diffraction revealed that MgO and CeO2 phases were formed. The determined optimum operating conditions were a pH value of 11، temperature of 5 and concentration of 0. 1 M. Under these optimal conditions، average particle size of 30 nm has been obtained.
    Keywords: nanoparticle, co, precipitation, magnesia, ceria, Taguchi method
  • Page 57
    In this Reaserch fabrication of anAl/ (Al2O3+AlxVy) in-situ compositevia mechanical-thermal activations in an Al–V2O5 system has been investigated. For this PurposethemixedpowdersofAlandV2O5 with different weight ratios (C1: Al-22. 93wt%V2O5 and C2: Al-15. 78wt%V2O5) ball milled and then compressed. Rawsamplesat temperatures650 ºC، 850 ºC and1000 ºC were heated. XRDanalysisof thesamplessinteredat temperature 1000 ºC showed that thephasesAl21V2، Al3Vandα-Al2O3formedinbothsampleas thereinforcmentthe diffrence thatthesamplesC1، also there isphaseAl45V7. compressive strength and strain of both composite samples Proportion with pure aluminum show a significant increase that knew due Presence of ceramic and Al-V intermetallic reinforcment particles and also were sintering of sample in presence of molten aluminum.
    Keywords: in situ composite, reinforcment, X-ray diffraction, thermalanalysis, pressure test