فهرست مطالب

مواد پیشرفته و پوشش های نوین - پیاپی 8 (بهار 1393)

فصلنامه مواد پیشرفته و پوشش های نوین
پیاپی 8 (بهار 1393)

  • تاریخ انتشار: 1394/02/20
  • تعداد عناوین: 7
|
  • محسن صارمی، مریم حاتمی قلعه جوق*، رضا نادری محمودی صفحه 509
    سنتز الکتروشیمیایی پلی پیرول بر آلیاژ منیزیم AZ31 در محلول حاوی سدیم سالیسیلات و پیرول با استفاده از روش ولتامتری سیکلی انجام شد. تاثیر پارامترهای مختلف پوشش دهی همچون محدوده پتانسیل، غلظت پیرول و تعداد سیکل ها بر کیفیت و عملکرد حفاظتی پوشش های پلی پیرولی در محلول 5 /3% سدیم کلرید با استفاده از آزمون های پلاریزاسیون تافل و طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی مورد بررسی قرار گرفت. در حضور پوشش پلی پیرول سنتز شده در شرایط بهینه، مقاومت انتقال بار و شدت جریان خوردگی منیزیم به میزان قابل توجهی به ترتیب افزایش و کاهش یافت. همچنین پتانسیل خوردگی منیزیم نیز به سمت پتانسیل های نجیب تر سوق یافت. تصاویر میکروسکوپی الکترونی روبشی از آلیاژ منیزیم AZ31 پوشیده با پلی پیرول سنتز شده در شرایط بهینه یک مورفولوژی گل گلمی از دانه های پلی پیرول با قطر ذرات بین 30 تا 50 نانومتر نشان می دهد.
    کلیدواژگان: پلی پیرول، آلیاژ منیزیم AZ31، ولتامتری سیکلی، الکتروپلیمریزاسیون، مقاومت در برابر خوردگی
  • فرزانه طباطبایی، علی اصغر صباغ الوانی*، حسن سامعی، شیما موسی خانی، رضا سلیمی، مژده طاهریان، سجاد کیانی صفحه 520
    در پژوهش حاضر، نانوکریستال های LaF3 به روش هم رسوبی در حضور عامل کی لیت کننده اتیلن دی آمین تترااستیک اسید (EDTA) با کنترل اندازه ذرات تهیه شدند. جهت بررسی خواص این نانوذرات از آزمون هایی نظیر پراش اشعه ایکس (XRD) و طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز (FTIR) استفاده گردید. نتایج حاصل از این آزمون ها تشکیل نانوکریستال های هگزاگونال پوشیده شده با افزودنی آلی EDTA را تایید کرد. همچنین، تصاویر حاصل از آزمون میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) نشان داد که ذرات کروی در حضور EDTA، ریزساختار یکنواخت تری همراه با مرزهای بین دانه ای محسوس تر دارند. قطر متوسط ذرات توسط آزمون تفرق دینامیکی نور (DLS) برای نمونه ها در غیاب و حضور EDTA به ترتیب 106 و 1/ 66 نانومتر گزارش شد. در انتها، طیف سنجی نورتابی تبدیل به بالا (UCL) برای نانوکریستال هایLa0.85Yb0.12Er0.03F3 تحت تهییج در nm 980، گسیل نارنجی درخشانی را ناشی از انتقالات مجزای 2H11/2→4I15/2، 4S3/2→4I15/2 و 4F9/2→4I15/2 در 520، 538 و nm658 نشان داد. از این رو، فسفرهای LaF3:Yb،Er به دلیل داشتن خواص نورتابی درخشان، می توانند به عنوان گزینه مناسبی جهت استفاده در شناساگرهای پزشکی مطرح شوند.
    کلیدواژگان: نورتابی تبدیل به بالا، هم رسوبی، نانوکریستال، عامل کی لیت کننده، فتوفیزیک
  • سید آرش حدادی، محمد مهدویان احدی*، فرهنگ عباسی صفحه 527
    در این مطالعه به بررسی خواص و پایداری حرارتی رزین های فنولیک نوع رزول پرداخته شده است. رزین های گرماسخت فنولیک تا دمای 250 درجه سانتی گراد خواص فیزیکی و مکانیکی مطلوبی را دارا می باشند، برای استفاده از این رزین ها در کاربرد های دما بالا، اصلاح پایداری حرارتی رزین از اهمیت زیادی برخوردار می باشد. بدین منظور اثر پرکننده نانو سیلیس (SiO2) به عنوان پرکننده در رزین رزول مورد بررسی قرار گرفت. در مطالعه خواص حرارتی از آزمون های گرما وزن سنجی (TGA) جهت بررسی میزان زغال گذاری رزین و آزمون گرما سنجی تفاضلی پویشی (DSC) جهت مطالعه رفتار پخت رزین و تاثیر نانو سیلیس بر گرمای واکنش پخت استفاده شده است. نتایج حاکی از آن است که در حضور نانو سیلیس میزان زغال گذاری رزین و گرمای واکنش پخت افزایش یافته است. برای بررسی تغییر شدت باندهای جذبی در حضور نانو سیلیس از آزمون طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR) استفاده شد. نتایج این آزمون حاکی از آن است که با افزایش دما از 200 به 800 درجه سانتی گراد ساختمان رزین تخریب و ترکیبات فرار موجود در ساختمان رزین نظیر متان، کربن منوکسید، کربن دی اکسید و آب از ساختار رزین خارج می شوند و با کربونیزاسیون، رزین به کربن آمورف تبدیل می شود. در نهایت برای بررسی ریزساختارهای شکل گرفته در رزین اصلاح شده و نحوه ی توزیع ذرات سیلیس در آن از آزمون میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) استفاده گردید، نتایج حاکی از آن بود که ذرات سیلیس به صورت کامل و یکنواخت در درون رزین توزیع پیدا کرده اند.
    کلیدواژگان: رزین فنولیک، رزول، نانو سیلیس، پایداری حرارتی
  • ایرج کاظمی نژاد*، مینو سراج، غلامرضا نبیونی صفحه 536
    در این تحقیق، نانوذرات دی اکسید تیتانیوم خالص و آلاییده شده به کبالت با درصدهای مولی 6، 12، 18 و 24 به روش سل -ژل تولید شده و اثر آلایش کبالت بر روی خواص مغناطیسی آن ها مورد بحث و بررسی قرار گرفت. بررسی های پراش پرتو ایکس نشان داد افزایش درصد کبالت منجر به تشکیل فاز جدید CoTiO3 می شود و افزایش میزان کبالت تعداد و شدت قله های پراش CoTiO3 را افزایش می دهد. مشاهدات حاصل از میکروسکوپ الکترونی روبشی بیانگر این واقعیت است که ذرات نسبت به حالت خالص به هم چسبیده تر و اندازه ذرات با افزایش درصد آلایش کبالت افزایش می یابد. نتایج حاصل از مغناطوسنجی نمونه ارتعاشی (VSM) نیز مبین وجود خاصیت پارامغناطیس در نمونه های نانوذرات آلاییده شده با کبالت می باشد. محاسبات نشان می دهد پذیرفتاری مغناطیسی، با افزایش میزان کبالت از 5-10× 7516/ 0 تا 5-10×847/ 2 افزایش می یابد.
    کلیدواژگان: نانو ذره، سل، ژل، دی اکسید تیتانیوم، نیم رسانای مغناطیسی رقیق شده، پارامغناطیس
  • سمانه جعفری فرد، سعید باستانی*، آتشه سلیمانی گرگانی، مرتضی گنجایی ساری صفحه 542
    در این مقاله گروه های هیدروکسیل انتهایی یک پلیمر پرشاخه برپایه ی پلی استر آمید (H1500)، با استفاده از یک اسید چرب اشباع جایگزین شد. جایگزینی گروه ها با دو درصد مختلف انجام شد و ساختار شیمیایی هر دو نوع پلیمر پرشاخه ی اصلاح شده با استفاده از آزمون های شناسایی FTIR، HNMR مورد بررسی قرار گرفت. نتایج GPC درصد اصلاح بالاتری را در پلیمرهایی با وزن مولکولی پایین تر نشان می دهد. همچنین روند تغییرات ویژگی های گرمایی پلیمر اصلاح شده با استفاده از آزمون DSC مورد بررسی قرار گرفت. برای بررسی اثر اصلاح سطحی بر برهم کنش های این پلیمر با محیط اطراف، تاثیر پلیمر پرشاخه ی اصلاح شده و اصلاح نشده بر ویسکوزیته ی الیگومر اپوکسی دی آکریلات بررسی شد. نتایج این آزمون نشان داد جایگزینی گروه های هیدروکسیل با زنجیره های اسید چرب، موجب تضعیف پیوندهای هیدروژنی بین مولکولی در آمیزه ی آن ها با اپوکسی دی آکریلات و کاهش ویسکوزیته خواهد شد.
    کلیدواژگان: پلیمر پرشاخه، گروه عاملی سطحی، اسید چرب، عامل هیدروکسیلی، دمای گذار شیشه ای
  • مریم عطایی فرد*، محمدرضا صائب صفحه 553
    عامل ایجاد تصویر در چاپگر های لیزرجت، که به روش الکتروفوتوگرافی عمل می کند، تونر نام دارد. روش های متعددی برای تولید تونر به کار گرفته شده است و یکی از جدیدترین آنها، روش تجمع امولسیونی است. یکی از اهداف اصلی در تولید تونر، پایش و تنظیم شکل و توزیع اندازه ذرات است. هدف از این تحقیق بررسی تاثیر تغییر عوامل سرعت اختلاط، زمان اختلاط و نرخ حرارت دهی بر شکل، اندازه و همچنین توزیع اندازه ذرات تونر تولید شده به روش تجمع امولسیونی است. کیفیت تونر تولید شده با کمک تعیین اندازه ذرات و رنگ سنجی سنجیده می شود. بهینه سازی فرایند به کمک روش طراحی آزمایش سطح پاسخ و انجام 15 آزمایش مختلف با تغیر شرایط تولید صورت گرفته و روند تغییرات اندازه ذرات و رنگ تونر تولید شده به منظور درک مناسب فرایند تولید سنجیده می شود. مهمترین خروجی کاربردی از این تحقیق کاهش اندازه ذرات با افزایش سرعت اختلاط بوده است.
    کلیدواژگان: تونر، الکتروفتوگرافی، تجمع امولسیونی، روش سطح پاسخ، بهینه سازی
  • سعید صالح اردستانی، رسول اژئیان، محمد توکلی*، موسی نخعی بدرآبادی صفحه 561
    کشف رسانایی و نیمرسانایی در مواد آلی خصوصا پلیمرها، کاربردهای گسترده ای از جمله در حوزه فوتوولتائیک برای آنها به همراه داشته است. در این تحقیق سلول های خورشیدی ناهمگون پلیمری بر پایه لایه فعال بخشنده- پذیرنده P3HT:PCBM مورد بررسی قرار گرفته اند. دیده می شود که با انجام عملیات حرارتی در دمای حدود oC 120 بر روی لایه فعال در سلول هایی با ساختار ITO/PEDOT:PSS(50nm)/P3HT:PCBM(200nm)/LiF(1.2nm)/Al(100nm)، برای زمان های 15، 30، و 45 دقیقه، مقاومت سری سلول کاهش و چگالی جریان مدار کوتاه از 78/ 3 به mA/cm2 12/01 و به دنبال آن بازدهی تبدیل توان سلول به طور پیوسته و قابل توجه از 09/ 1% به 5/5% افزایش می یابند. علت افزایش عمکرد تحت عملیات حرارتی، به افزایش جذب اپتیکی و رشد بلورهای نانوساختار در لایه فعال نسبت داده می شود که کاهش مقاومت سری سلول و افزایش چگالی جریان را نتیجه می دهد. همچنین نقش میان لایه کاتد LiF در افزایش جمع آوری الکترونها مورد بررسی قرار میگیرد.
    کلیدواژگان: سلول خورشیدی پلیمری، لایه فعال، P3HT:PCBM، عملیات حرارتی، بازدهی
|
  • Mohsen Saremi, Maryam Hatami Ghalejoogh*, Reza Naderi Page 509
    Polypyrrole (PPy) was electrochemically synthesized on AZ31 Mg alloy in a solution containing sodium salicylate and pyrrole using cyclic voltammetry. Through taking advantage of electrochemical impedance spectroscopy and potentiodynamic polarization measurements, the effect of some electropolymerization parameters like potential, monomer concentration and number of cycles on the quality and protective performance of the PPy coating applied on the Mg alloy was studied. In the presence of the PPy coating synthesized in the optimal conditions, the charge transfer resistance and corrosion current density encountered a significant increase and drop, respectively. Furthermore, corrosion potential shifted toward more noble values. Scanning electron microscopy (SEM) studies revealed a cauliflower morphology for the PPy film synthesized on the Mg alloy. The grain size ranged from 30 to 50 nm.
    Keywords: polypyrrole, AZ31 Mg alloy, cyclic voltammetry, electropolymerization, corrosion resistance
  • F. Tabatabaee, A.A. Sabbagh Alvani *, H. Sameie, S. Moosakhani, R. Salimi, M. Taherian, S. Kiani Page 520
    In this research, uniform LaF3 nanoparticles have been successfully synthesized via co-precipitation route in which ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) was used as an effective size-controlled chelating agent. The appropriate analyses were carried out to characterize final nano-crystallites such as X-ray diffraction (XRD) and Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR). The results revealed that the nanoparticles were well-crystallized with hexagonal structure and were coated with an organic additive. From the scanning electron microscopy (SEM) micrographs, the spherical particles in the presence of EDTA were more uniform with higher detectable boundary phase. The dynamic light scattering (DLS) results showed that the mean diameter for samples with and without EDTA is 66.1 and 106 nm, respectively. Furthermore, from up-conversion luminescence (UCL) spectrum under excitation at 980 nm, the La0.85Yb0.12Er0.03F3 nanoparticles exhibit the bright orange emission photo-physically originated from separate transitions: 2H11/2→4I15/2, 4S3/2→4I15/2 and 4F9/2→4I15/2 at 520, 538 and 658 nm, respectively. Consequently, as prepared LaF3:Yb,Er with relatively bright up-conversion luminescence can be a promising candidate for use as bio-labels.
    Keywords: Up, Conversion Luminescence, Co, Precipitation, Nanocrystals, Chelating Agent, Photo, Physics
  • Seyyed Arash Haddadi, Mohammad Mahdavian*, Farhang Abbasi Page 527
    In this paper the thermal stability and properties of resole type phenolic resin is investigated. Thermoset phenolic resins have good physical and mechanical properties up to 250 ˚C temperature; however, for high temperature applications modification of thermal stability of resin is very important. Nano silica (SiO2) effect as a filler on thermal stability of the resin is investigated. Thermal properties was studied by means of thermo gravimetric analysis (TGA) to evaluate char yield and differential scanning calorimetric (DSC) to evaluate the resin curing behavior and SiO2 effects on curing reaction heat. Results showed increase of char yield and curing reaction heat in the presence of SiO2. Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) was used to investigate the variation of absorption bands in the presence of SiO2. The results indicated that with an increase of temperature from 200 ˚C to 800 ˚C resin structure was decomposed and volatile compounds including CH4, CO, CO2 and H2O were released out and the resin was carbonized and converted into amorphous carbon. Finally, the microstructure evolution of modified resin and distribution of nano silica in resin matrix were investigated using scanning electron microscopy (SEM). Results showed that silica particles are completely and uniformly distributed in the resin.
    Keywords: Phenolic resin, Resole, Nano silica, Thermal stability
  • M.Seraj, G. Nabiyouni*, I. Kazeminezhad Page 536
    In this work, undoped and cobalt doped titanium dioxide nanoparticles in different molar ratio of 6, 12, 18 and 24, was prepared through the sol-gel method. We investigated the effect of cobalt doping on the magnetic properties of our samples.X-Ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) results showed that the increase of cobalt doping produce a CoTiO3 phase and the particle sizes increase.Vibrating sample magnetometer (VSM) showed that cobalt doped TiO2 nanoparticles behaved paramagnetically and their magnetic susceptibilities enhanced of 0.7516×10-5 to 2.847×10-5 by increasing the doping level.
    Keywords: Nanoparticle, Sol, gel, Titanium dioxide, Diluted magnetic semiconductors, Paramagnetic
  • Samaneh Jafarifard, Saeed Bastani *, Atasheh Soleimani Gorgani, Morteza Ganjaee Sari Page 542
    In this study, hyperbtanched polyester amid (H1500) with hydroxyl surface functional groups was end-capped with a saturated fatty acid. The molecular structure of the modified hyperbranched polymer was characterized with HNMR and FTIR spectroscopies and GPC analysis. Decrease of peak intensity of –OH groups in FTIR spectra proved substitution of these functional groups with saturation fatty acids. HNMR spectra also demonstrate substitution of hydroxyl groups with fatty acid chains. GPC results show the higher percent of modification in hyperbranched polymers with lower molecular weight. Thermal properties of modified hyperbranched polymer were investigated by DSC analysis. For characterized of surface modification effect on the interaction of these polymers, the effect of modified and unmodified hyperbranched polymer on the viscosity of epoxy diacrylate oligomer were investigated. The results show that the replacement of OH groups with fatty acid chains can decrease the strength of hydrogen bonding and cause lower viscosity
    Keywords: Hyperbranched Polymer, Surface functional group, Fatty Acid, Hydroxyl Function, Glass Transition Temperature
  • Maryam Ataeefard*, Mohammad Reza Saeb Page 553
    Toner acts as the image producer in digital electrophotographic printing methods. There are several ways for the fabrication of toners that one new method among them is the emulsion aggregation technique. The control and tuning of toner shape, its size, and size distribution is a key in producing toner. The aim of this work is to study the effect of processing variables including mixing speed, mixing time, and heating rate on the shape, size, and particle size distribution of toners synthesize by emulsion aggregation method. The quality of resulting toner is evaluated based on its size and colorimetric study. Optimization of process employing Response Surface Methodology by designing and performing 15 experiments was carried out varying processing variables and the trends in the size and color of produced toner was detected to give a deep understanding of production process. The main practical aspect of this research was attributed to reduction in the size of toner particles over increasing mixing intensity.
    Keywords: Toner, electrophotography, emulsion aggregation, response surface method, optimization
  • M. Tavakkoli, R. Ajeian, S. Saleh Ardestani, M. Nakhaee Badrabadi Page 561
    Discovery of conducting and semiconducting property of organic materials (especially in polymers), has created several applications for them like photovoltaic devices. In this study, bulk heterojunction polymer solar cells based on donor-acceptor P3HT:PCBM active layer have been investigated. It was seen that through the heat treatment at 1200 C in time duration of 0-45 min on the active layer of the cells with structure of ITO/PEDOT:PSS/P3HT:PCBM/LiF/Al, series resistance reduces and current density and power conversion efficiency significantly and continuously increase from 3.78 to 12.01 mA/cm2, and from 1.09% to 5.5% respectively. The reason for the progress in the performance of the cells with the mentioned structure under the heat treatment for 0-45 min is attributed to the increase in the size of nanostructure crystals in the active layer, resulting in decrease in series resistance and increase in current density. Role of LiF buffer layer in electron collection was also investigated.
    Keywords: Polymer solar cell, active layer, P3HT:PCBM, heat treatment, power conversion efficiency