ورود به حساب ثبت نام جدید فراموشی کلمه عبور
برای ورود به حساب کاربری خود، نام کاربری و کلمه عبورتان را در زیر وارد کرده و روی “ ورود به حساب” کلیک کنید.





اگر فرم ثبت نام برای شما نمایش داده نمیشود، اینجا را کلیک کنید.









اگر فرم بازیابی کلمه عبور برای شما نمایش داده نمیشود، اینجا را کلیک کنید.





نمایش نتایج: از 1 به 4 از 4
  1. #1
    samane.metal
    مدیـــر بازنشسته
    تاریخ عضویت
    2013/12/03
    محل سکونت
    Tehr@n
    نوشته ها
    455
    195
    882

    Posticon (1) نانو کامپوزیت ها

    1. مقدمه


    کامپوزیت ترکیبی است که از لحاظ ماکروسکوپی از چند ماده متمایز ساخته شده باشد، به طوری که این اجزاء به آسانی از یکدیگر قابل تشخیص باشند. به طور نمونه، یکی از کامپوزیت های آشنا بتن است که از دو جزء سیمان و ماسه ساخته شده است.
    برای ایجاد تغییر و بهینه کردن خواص فیزیکی و شیمیایی مواد، آن ها را ترکیب یا کامپوزیت می کنیم. به طور مثال پلی اتیلن (PE) که در ساخت چمن های مصنوعی از آن استفاده می گردد، رنگ پذیر نیست و به همین سبب رنگ این چمن ها اغلب مات است. برای برطرف نمودن این نقص به آن وینیل استات می افزایند تا خواص پلاستیکی، نرمیت و رنگ پذیری آن اصلاح شود. در واقع، هدف از ایجاد کامپوزیت، به دست آوردن ماده ای ترکیبی با خواص مورد انتظار می باشد.
    نانوکامپوزیت نیز همان کامپوزیت است که یک یا چند جزء از آن، ابعاد کمتر از 100 نانومتر دارد. نانوکامپوزیت ها از دو فاز تشکیل شده اند. فاز اول یک ساختار بلوری است که در واقع پایه یا ماتریس نانوکامپوزیت محسوب می شود و ممکن است از جنس پلیمر، فلز و یا سرامیک باشد. فاز دوم نیز ذراتی در مقیاس نانومتر می باشند که به عنوان تقویت کننده (مواد پرکننده Filler) به منظور اهداف خاص از قبیل استحکام، مقاومت، هدایت الکتریکی، خواص مغناطیسی و ... در درون فاز اول (ماده پایه) توزیع می شوند.
    در بحث نانومواد، نانوکامپوزیت ها از جایگاه ویژه ای برخوردار هستند. حضور ذرات و الیاف در ساختار نانوکامپوزیت ها معمولاً باعث ایجاد استحکام در ماده ی پایه می شود. در واقع هنگامی که ذرات و یا الیاف درون یک ماده ی پایه توزیع شوند، نیروهای اعمال شده به کامپوزیت به طور یکنواختی به ذرات یا الیاف منتقل می شود. با توزیع مواد پرکننده درون ماده پایه خصوصیاتی نظیر استحکام، سختی، خواص تربیولوژیکی و تخلخل تغییر می کند. ماده ی پایه می تواند ذرات را به گونه ای از هم جدا نگه دارد که رشد ترک به تأخیر افتد. به علاوه اجزاء نانوکامپوزیت ها بر اثر برهمکنش سطحی بین ماده ی پایه و مواد پرکننده، از خواص بهتری برخوردار می شوند. نوع و میزان برهمکنش ها نقش مهمی در خواص مختلف نانوکامپوزیت ها همچون حلالیت، خواص نوری، خواص الکتریکی و مکانیکی آن ها دارد.
    2. طبقه بندی نانوکامپوزیت ها


    انواع نانوکامپوزیت را می توان بر اساس ماده پایه آن ها به شرح زیر طبقه بندی کرد:
    1. نانوکامپوزیت های پایه پلیمری Polymer matrix nanocomposites (PMNCs)
    2. نانوکامپوزیت های پایه سرامیکی Ceramic matrix nanocomposites (CMNCs)
    3. نانوکامپوززیت های پایه فلزی Metal matrix nanocomposites (MMNCs)
    در ادامه به بررسی خواص و کاربرد هر یک از این نانوکامپوزیت ها پرداخته می شود.
    خدایا!

    من اگر بد کنم تو را بنده ی دیگر بسیار است...

    تو اگر مدارا نکنی مرا خدای دیگر کجاست؟؟؟

    [Only Registered and Activated Users Can See Links. Click Here To Register...][Only Registered and Activated Users Can See Links. Click Here To Register...]
  2. 1
  3. #2
    samane.metal
    مدیـــر بازنشسته
    تاریخ عضویت
    2013/12/03
    محل سکونت
    Tehr@n
    نوشته ها
    455
    195
    882
    2.1. نانوکامپوزیت های پایه پلیمری در بین نانوکامپوزیت ها بیشترین توجه به نانوکامپوزیت های پایه پلیمری معطوف است. یکی از دلایل گسترش نانوکامپوزیت های پلیمری، خواص بی نظیر مکانیکی، شیمیایی و فیزیکی آن است. نانوکامپوزیت های پلیمری عموماً دارای استحکام بالا، وزن کم، پایداری حرارتی بالا، رسانایی الکتریکی بالا و مقاومت شیمیایی بالایی هستند. تقویت پلیمرها با استفاده از مواد آلی و معدنی بسیار مرسوم می باشد. بر خلاف تقویت کننده های مرسوم که در مقیاس میکرون می باشند، در نانوکامپوزیت ها تقویت کننده ها ذراتی در ابعاد نانومتر می باشند. با افزودن درصد کمی از نانوذرات به یک پلیمر خالص، استحکام کششی، استحکام تسلیم و مدول یانگ افزایش چشمگیری می یابد. به عنوان مثال، با افزودن تنها 0.04 درصد حجمی میکا (یک نوع سیلیکات) با ابعاد 50 نانومتر به اپوکسی (Epoxy)، مدول یانگ این ماده 58 درصد افزایش خواهد یافت. دلیل دوم توسعه نانوکامپوزیت های پایه پلیمری و افزایش تحقیقات در این زمینه، کشف نانولوله های کربنی در سال 1991 میلادی است. استحکام و خواص الکتریکی نانولوله های کربنی به طور قابل ملاحظه ای با نانولایه های گرافیت و دیگر مواد پرکننده تفاوت دارد. نانولوله های کربنی موجب رسانایی و استحکام فوق العاده ای در پلیمرها می شوند به طوری که کاربردهای حیرت انگیزی همچون آسانسور فضایی را برای آن می توان متصور شد. از نظر نظامی نیز فراهم کردن هدایت الکتریکی در پلیمرها فرصت های انقلابی را به وجود خواهد آورد. به عنوان مثال از پوسته های الکتریکی-مغناطیسی گرفته تا کامپوزیت های رسانای گرما و لباس های سربازان آینده! این دسته از کامپوزیت ها به دلیل خواص منحصر به فردی که دارند به طور گسترده ای در صنایع خودرو، هوا-فضا و بسته بندی مواد غذایی گسترش یافته اند. از دیگر کاربردهای نانوکامپوزیت های پلیمری پوشش های مقاوم به سایش، پوشش های مقاوم به خوردگی، پلاستیک های رسانا، حسگرها، آسترهای مقاوم در دمای بالا و غشاهای جداسازی گازها و سیالات نفتی می باشند. به عنوان مثال می توان به نوعی غشاء نانوکامپوزیتی ساخته شده از یک نوع پلیمر و نانولایه های سیلیکا اشاره کرد که توسط محققان دانشگاه کارولینای شمالی ساخته شده است. این غشاء توانایی فوق العاده ای در جداسازی مولکول های آلی از گازها دارد.
    خدایا!

    من اگر بد کنم تو را بنده ی دیگر بسیار است...

    تو اگر مدارا نکنی مرا خدای دیگر کجاست؟؟؟

    [Only Registered and Activated Users Can See Links. Click Here To Register...][Only Registered and Activated Users Can See Links. Click Here To Register...]
  4. 1
  5. #3
    samane.metal
    مدیـــر بازنشسته
    تاریخ عضویت
    2013/12/03
    محل سکونت
    Tehr@n
    نوشته ها
    455
    195
    882
    2.2. نانوکامپوزیت های پایه سرامیکی
    به مواد (معمولاً جامد) ی که بخش عمده ی تشکیل دهنده آن ها غیرفلزی و غیرآلی باشد، سرامیک گفته می شود. سرامیک ها خواص بسیار خوبی نظیر مقاومت حرارتی بالا، پایداری شیمیایی خوب و استحکام مکانیکی مناسبی دارند، اما به دلیل پیوندهای یونی و کووالانس موجود در سرامیک ها چقرمگی شکست آن ها پایین است و تغییر شکل پلاستیک این مواد محدود می باشد. به منظور رفع این مشکل با اضافه کردن و جداسازی الیاف و ذرات مناسب، می توان چقرمگی شکست را بالا برد. اگر این تقویت کننده ها ابعاد نانومتری داشته باشند بالاترین چقرمگی شکست به دست می آید.
    به طور مثال در شکل1 نانوکامپوزیت نیترید سیلیسیم حاوی نانولوله های کربنی چند دیواره، نشان داده شده است. برای ساخت این نانوکامپوزیت از پرس ایزواستاتیک گرم استفاده می شود. از خواص مکانیکی قابل توجه این نانوکامپوزیت ها می توان به استحکام خمشی و مدول الاستیک قابل توجه آن ها اشاره کرد.


    شکل1
    3.2. نانوکامپوزیت های پایه فلزی
    کامپوزیت های پایه فلزی، کم وزن و سبک بوده و به علت استحکام و سختی بالا کاربردهای وسیعی در صنایع خودرو و هوا-فضا پیدا کرده اند. اما این کاربردها به لحاظ کم بودن قابلیت کشش در این کامپوزیت ها محدود شده است. تبدیل کامپوزیت به نانوکامپوزیت سبب افزایش استحکام و رفع محدودیت های مذکور می شود.
    نانوکامپوزیت های پایه فلزی اصولاً مشابه روش های متالوژی پودر تولید می شوند. این نانوکامپوزیت ها کاربردهای متفاوتی دارند خصوصاً نانوکامپوزیت های پایه منیزیم که در سال های اخیر به دلیل چگالی کم، استحکام بالا، مقاومت به خزش بالا و پایداری حرارتی مناسب، گسترش چشمگیری داشته اند. نانوکامپوزیت های پایه منیزیم کاربردهای گسترده ای در صنایع هوایی و خودروسازی دارند.
    نانوکامپوزیت های پایه فلزی حاوی نانولوله های کربنی نیز از اهمیت ویژه ای برخوردارند. نانولوله ها می توانند سبب افزایش و یا بهبود خواصی نظیر رسانایی، استحکام، مقاومت و .. در فلزات شوند.
    3. نانوکامپوزیت و فردا


    مهمترین تأثیر نانوکامپوزیت ها در آینده از طریق کاهش وزن خواهد بود. اخیراً کامپوزیت های نانوذره سیلیکاتی به بازار خودروها وارد شده اند. در سال 2001 هم جنرال موتور و هم تویوتا شروع تولید محصول با این مواد را اعلام کردند. مزیت این مواد استحکام و کاهش وزن است که مورد آخر صرفه جویی در سوخت را نیز به همراه خواهد داشت.
    علاوه بر این نانوکامپوزیت ها به صنعت بسته بندی مواد غذایی نیز راه یافته اند تا سدی بزرگتر در برابر نفوذ گازها و کاهش فساد باشند. محققان معتقدند که افزودن دو درصد نانوذره رس به بسته بندی، 75 درصد تبادل اکسیژن و دی اکسید کربن را کاهش می دهد که این امر به افزایش طول مدت نگهداری مواد غذایی کمک می کند. در مورد ضدباکتریهایی نظیر نانوذرات نقره، این نانوذرات از رشد عوامل زنده فاسده کننده مواد غذایی مانند باکتریها و قارچ ها جلوگیری می کنند.
    خواص تعویق آتشگیری نانوکامپوزیت های حاوی نانوذرات سیلیکا، می تواند به خوبی مصارفی در سرویس خواب، پرده ها و محصولاتی از این دست پیدا کند.

    مراجع:
    1. H. Fischer,. “polymer nanocomposites fundamental research to specific applications”. Mater. Sci. Eng:C, 23 (2002) 763.
    2. E. T. Thostenson, C. Li, T. W. Chou, “nanocomposites in context”, Composite Sci. Tech. 65 (2005) 491.
    3. Bala’zsi, Z. Ko’nya, F. We’ber, L. P. Biro’ and P. Arato’, “preparation and characterization of carbon nanotube reinfarced silicon nitride composites”, Mater. Sci. Eng:C, 23 (2003) 1133.
    4. فتح الله کریم زاده، احسان قاسمعلی، سامان سالمی زاده، "نانومواد؛ خواص، تولید و کاربرد"، جهاد دانشگاهی واحد صنعتی اصفهان، 1384
    خدایا!

    من اگر بد کنم تو را بنده ی دیگر بسیار است...

    تو اگر مدارا نکنی مرا خدای دیگر کجاست؟؟؟

    [Only Registered and Activated Users Can See Links. Click Here To Register...][Only Registered and Activated Users Can See Links. Click Here To Register...]
  6. 2
  7. #4
    samane.metal
    مدیـــر بازنشسته
    تاریخ عضویت
    2013/12/03
    محل سکونت
    Tehr@n
    نوشته ها
    455
    195
    882
    روش های تولید نانوکامپوزيت هاي زمينه فلزي



    يکي از مهمترين تأثير نانوکامپوزيت هاي زمينه ي فلزي، کاهش وزن خودروها و متعاقباً کاهش مصرف سوخت خواهد بود. طبق محاسبات صورت گرفته، جهت کاهش 25 درصدي ِ مصرف سوخت، لازم است که وزن خودرو در حدود 45 درصد کاهش يابد. در اين راستا آلومينيوم و منيزيم به همراه آلياژهايشان با چگالي فوقالعاده پايين، استحکام بالا، قابليت ريختهگري، ماشين کاري و نيز در دسترس بودن فراوان در بازار جهاني، فلزات بسيار مناسبي براي اين امر ميباشند. لذا، محققان براي برطرف کردن برخي از خواص مکانيکي نامطلوب آلومينيوم و منيزم مانند: استحکام نه چندان بالا و مقاومت سايشي کم، آنها را با نانوذرات سراميکي همچون SiO2، SiC، Al2O3 و... کامپوزيت ميکنند. اين نانوکامپوزيتها کاربردهاي مختلف در صنايع حمل و نقل، هوا فضا، ورزش و الکترونيک عمدتاً به عنوان تأمين سبکي دارند.
    به طور کلي روشهاي ساخت نانوکامپوزيتهاي زمينه فلزي را ميتوان به سه دسته طبقهبندي کرد:


    1. روش مايع (ريخته گري)
    2. روش متالورژي پودر
    3. آلياژسازي مکانيکي



    1. روش ريخته گري

    در روش ريخته گري، ذرات تقويت کننده به فلز مذاب اضافه شده و به صورت مکانيکي در داخل فلز توزيع ميشوند. مهمترين معايب روش ريخته گري جدا شدن ذرات از فاز مذاب است. تر نشدن ذرات فاز دوم به وسيلهي آلومينيوم مذاب و جدا شدن فاز نانوذره، منجر به ايجاد ساختاري ناهمگن ميگردد. گاهي نيز انجام واکنش بين نانوذرات و فاز مذاب سبب افت خواص مکانيکي ميگردد. به طور مثال در توليد نانوکامپوزيت Al/SiC به روش ريختهگري، واکنش بين ذرات SiC و فاز مذاب، سبب تشکيل فصل مشترک ترد و نامطلوب Al4C3 و Si شده که منجر به خواص مکانيکي نامطلوب ميگردد.
    يانگ و همکاراناش اخيراً روش جديدي را براي ساخت نانوکامپوزيت هاي زمينه فلزي ابداع کردهاند که در آن نانوذرات به فلز مذاب افزده شده و با اعمال امواج مافوق صوت (اولتراسونيک ) به فلز مذاب، از چسبيدن ذرات به يکديگر جلوگيري ميگردد. در اين روش از طريق امواج مافوق صوت، هزاران ميکروحباب در داخل فلز مذاب تشکيل شده که با واپاشي آنها در زماني بسيار کوتاه، تجمع ذرات نانومتري از بين ميرود و امکان چسبيدن ذرات به يکديگر کاهش مييابد. لذا، ذرات داخل فلز مذاب پخش شده و توزيع يکنواختي از نانوذرات در داخل ساختار به وجود ميآيد.
    شکل 1 شماتيکي از اين روش را نشان ميدهد. اين روش کاملاً مبتني بر ريخته گري است و محققان در اين روش نانوذرات را پس از ذوب زمينه، از بالاي بوته اضافه ميکنند. نکتهي قابل توجه افزايش ويسکوزيته ي فلز مذاب با افزايش درصد حجمي نانوذرات است که براي حل اين مشکل، دماي مذاب را افزايش مي دهند.
    [Only Registered and Activated Users Can See Links. Click Here To Register...]
    2. روش متالورژي پودر
    در اين روش، پودرهاي آلياژي يا خالص فلزي با نانوذرات مخلوط ميگردند و سپس با پرس کردن ذرات پودر در داخل قالب و تف جوشي، ذرات پودري به يکديگر متصل ميشوند و با کاهش درصد حفرهها، چگالي افزايش مييابد. روش متالورژي پودر در مقايسه با روش ريختهگري داراي مزاياي زير ميباشد:
    - در حالت جامد- جامد، واکنش بين فاز دوم و زمينه به حداقل مقدار ممکن ميرسد.
    - امکان کنترل دقيق حجم فاز دوم به اين روش ممکن است.
    - امکان کنترل ضريب انبساط حرارتي و مدول کامپوزيت متناسب با کاربرد آن در اين روش وجود دارد.
    اين روش البته، معايبي هم دارد. از قبيل: احتمال تجمع ذرات فاز تقويت کننده و توزيع غيريکنواخت آنها در ساختار کامپوزيت، تفاوت اندازه ذرات فاز زمينه و تقويت کننده. اختلاف چگالي ذرات و باردار شدن آنها مهمترين دليل توزيع غيريکنواخت فاز تقويت کننده و تجمع ذرات است.
    يکي از روشهاي مبتني بر متالورژي پودر، روش پرس با سينتر همزمان است که در طي آن ميکروپودرهاي زمينه با نانوذرات تقويت کننده در محفظهاي به مدت چند ساعت و با سرعت مشخص مخلوط ميشوند تا در نهايت، تحت فشاري با هم فشرده شوند.

    3. آلياژسازي مکانيکي
    شايد بتوان گفت در حال حاضر آلياژسازي مکانيکي مهمترين روش توليد نانوکامپوزيتهاي زمينهي فلزي است. در اين روش، ذرات نانوپودري دو فاز با يکديگر آسياب ميشوند، و با تغيير شکل، جوش خوردن و شکست ذرات به صورت مکرر انتقال مواد صورت ميپذيرد. در صورتي که ذرات نانوپودر ترکيب شيميايي يکساني داشته باشند و با عمليات خردايش فقط اندازهي ذرات کاهش يابد، فرايند آسياي مکانيکي اتفاق ميافتد، ولي چنانچه آسياي مکانيکي با انجام واکنش شيميايي در حالت جامد- جامد و يا جامد- گاز همراه باشد، فرايند آسياي واکنشي ناميده ميشود.
    براي ايجاد پودرهاي کامپوزيتي ميتوان با اضافه کردن مستقيم ذرات فاز تقويت کننده به ذرات زمينه و آسياي همزمان اين ذرات، نانوپودرهاي کامپوزيتي تهيه کرد. با افزايش زمان آسياب کردن تحت انرژي زياد، ميتوان ابعاد فاز تقويت کننده و حتي اندازهي دانههاي زمينه را تا حد نانومتر کاهش داد. قابل ذکر است که آسياي همزمان، توزيع يکنواختي از ذرات نانومتري تقويت کننده در فاز زمينه را به دست ميدهد.


    گردآوري: مريم ملک دار
    تبیان
    ویرایش توسط samane.metal : 2015/01/26 در ساعت 21:50
    خدایا!

    من اگر بد کنم تو را بنده ی دیگر بسیار است...

    تو اگر مدارا نکنی مرا خدای دیگر کجاست؟؟؟

    [Only Registered and Activated Users Can See Links. Click Here To Register...][Only Registered and Activated Users Can See Links. Click Here To Register...]
  8. 3
نمایش نتایج: از 1 به 4 از 4

اطلاعات موضوع

کاربرانی که در حال مشاهده این موضوع هستند

در حال حاضر 1 کاربر در حال مشاهده این موضوع است. (0 کاربران و 1 مهمان ها)

کلمات کلیدی این موضوع

مجوز های ارسال و ویرایش

  • شما نمیتوانید موضوع جدیدی ارسال کنید
  • شما امکان ارسال پاسخ را ندارید
  • شما نمیتوانید فایل پیوست کنید.
  • شما نمیتوانید پست های خود را ویرایش کنید
  •