در این پروژه برای اولین بار نانوذرات منو اکسید نیکل به صورت پودر نانوساختار با استفاده از روش الکترواکسیداسیون حاصل و جنبه های نظری فرایند سنتز نیز درک شدند. آنالیز های صورت گرفته برروی نمونه های حاصله از فرآیند سنتز شامل جذب اتمی، مادون قرمز تبدیل فوریه یافته، تفرق اشعه ایکس و میکروسکوپ الکترونی عبوری بودند و نشان دادند که محصول نهایی پروژه، نانوذرات منواکسید نیکل با خلوص بسیار بالا با اندازه ذره بین 5 تا 25 نانومترکه به طور موضعی و تقریباً پیوسته به یکدیگر متصلند، می باشد. عملیات سنتز شامل الکترولیز نیکل در محلول آبی ستیل تری متیل آمونیوم برماید توسط دستگاه jps-302d و تبدیل ماده حاصله فرآیند به نانوذرات اکسید نیکل بوسیله کلسیناسیون بود. یکسری پدیده های الکتروشیمیایی بسیار مهم در حین فرآیند های سنتز مشاهده گردیدند. جنبه های نظری فرایند سنتز شامل نیروی محرکه فرایند و تشکیل نانوذرات در این پروژه مورد بحث قرار گرفتند. نیروی محرکه فرایند به بازسازی و تخریب لایه ترا نسپسیو اکسیدی نیکل تحت شرایط آندی نسبت داده شد و برای اولین بار اهمیت روش الکترواکسیداسیون در سنتز نانوذرات معلوم گردیده و مشخص شد که سرعت رشد نانوذرات در این روش نسبت به روش همرسوبی بسیار کمتر می باشد. در این پروژه علاوه بر نانو ذرات اکسید نیکل، نانوذرات اکسی هیدروکسی نیکل و یک یون کمپلکس آبی نیکل با ظرفیت بالاتر ار 2 نیز سنتز شدند.

شیشه سرامیک محصولاتی هستند که ابتدا به صورت قطعات شیشه ای شکل داده شده و سپس با عملیات حرارتی مناسب که معمولا در دو مرحله جوانه زنی و رشد انجام می شود به قطعاتی کم و بیش بلورین معمولا بین 50 تا 100 درصد بلورین تبدیل می شوند. عاملی که باعث شده است این گروه از شیشه سرامیکها (شیشه سرامیک های حساس به نور) از سایر گروها متمایز شوند قابلیت رسوب دهی فاز بلوری در مناطق مورد نظر و از پیش تعیین شده می باشد با انجام عملیات پرتوافکنی وعملیات حرارتی بعدی و حکاکی شیمیایی قادر به شکل دهی شیشه سرامیکی حساس به نور به صورت دو بعدی و حکاکی شیمیایی قادر به شکل دهی شیشه سرامیکهای حساس به نور به صورت دو بعدی و سه بعدی خواهیم بود این تکنیک شکل دهی ما را قادر می سازد تا اشکال بسیار ریز و پیچیده را از جنس شیشه سرامیک تهیه کنیم کاربردهای انی شیشه سرامیک در تهیه قطعات بسار کوچک با استفاده از نکنیک شکل دهی ماشینکاری شیمیایی عبارتند از ساخت نوک میکروسوپ afm موتور میکرونی هدهای پرینتر جوهر افشان و غیر در این تحقیق بر خلاف روشهای مرسوم به جای پرتوهای فرابنفش از پرتوهای پر انرژی ایکس جهت ایجاد سولاریزیشن در شیشه های حساس به نور مذکور استفاده شده همچنی تلاش شده است که نقش عوامل حساس به نور از قبیل سریم آنتیموان و قلع بر قابلیت سولاریزیشن شیشه های مورد نظر تاثیر عوامل مذکور بر احیا نقره و سپس جوانه زنی شیشه مورد بررسی قرار گرید نتایج حاصله نشان داد که پرتوهای ایکس توانایی الکترون در شیشه های لیتیم –آلومینیو سیلیکانی را جهت احیای نقره دارا می باشند. عناصر سریم، قلع و آ نتیموان در کاهش انرژی اکتواسیون تبلور فاز متا سلیکات لیتیم ( از 166 به 144kj/mol ) از طریق بهبود قابلیت تبلور لرکهای نقره در طی تابش پرتوهای ایکس موثرند به نظر می رسد ایکس در کاهش سد انرژی اکتیواسیون برای جواه زنی فاز نقره فلزی کمک شایانی می کند. در واقع الکترونهای ایجاد شده در مرحله پرتوتابی که در حفرات الکترونی محبوس شده اند در حین عملیات حرارتی نصیب نقره های یونی شده و جوانه های فلزی جدیدی ایجاد می گردد. در این حالی است که در غیاب پرتوهای ایکس هیچگونه گریتالزاسیون حجمی صورت نمی گیرد. همچنین توان مورد استفاده در پرتوهای ایکس نقش عمده ای در مقدار احیا شده توسط پرتوهای ایکس را دارا می باشد. در این تحقیق اختلاف دمای تبلور ترکیب ga ترکیب حاوی نقره سریم آنتومیوان و قلع ) که مورد تابش پرتوهای ایکس با توا 150 و 24000 وات قرار گرفته بوده 114c بود از (704 تا c 590 ) همین اختلاف در مودر ترکیب gb(ترکیب تنها حاوی نقره) c 52 بود زمان اعمال تابش پرتو ایکس در این پژوهش 10 دقیقه بود و آزمایش نشانداد که انتخاب زمان طولانی تر تابش 20 دقیقه تاثیر بر شدت تبلور فاز متاسیلیکات نخواهد داشت. در نهایت تلاش شده که با استفاده از ترکیب بهینه و شرایط عملیات حرارتی بهینه عملیات ماشینکاری شیمیایی بر روی شیشه سرامیک تهیه شده صورت می گیرد. نتایج حاصل از این تجربه بیانگر آن است که تکنولوژی ماشینکاری شیمیایی علاوه بر نیاز به ترکیب و شرایط عملیات حرارتی مناسب به برخورداری از امکانات پیشرفته ساخت ماسک واعمال پرتو نیز جهت عملیات ماشینکاری بالا نیز خواهد داشت.

شیشه سرامیک های محصولاتی هستند که ابتدا به صورت قطعات شیشه ای شکل داده شده و سپس با عملیات حرارتی مناسب که معمولا در دو مرحله جوانه زنی و رشد انجام می شود به قطعاتی کم و بیش بلورین (معمولا بین 50 تا 100 درصد بلورین) تبدیل می شوند. عاملی که باعث شده است این گروه از شیشه سرامیک ها (شیشه سرامیک های حساس به نور) از سایر گروها متمایز شوند قابلیت رسوب دهی فاز بلوری در مناطق مورد نظر و از پیش تعیین شده می باشد. با انجام عملیات پرتوافکنی و عملیات حرارتی بعدی و حکاکی شیمیایی قادر به شکل دهی شیشه سرامیک های حساس به نور به صورت دو بعدی خواهیم بود. این تکنیک شکل دهی ما را قادر می سازد تا اشکال بسیار ریز و پیچیده را از جنس شیشه سرامیک تهیه کنیم. کاربردهای این شیشه سرامیک در تهیه قطعات بسیار کوچک با استفاده از تکنیک شکل دهی ماشینکاری شیمیایی عبارتند از ساخت نوک میکروسکوپ afm، موتور میکرونی، هدهای پرینتر جوهر افشان و غیره . در این تحقیق بر خلاف روش های مرسوم به جای پرتوهای فرابنفش از پرتوهای بر انرژی ایکس جهت ایجاد سولاریزیشن در شیشه های حساتس به نور مذکور استفاده شد. همچنین تلاش شده است که نقش عوامل حساس به نور، از قبیل سریم، آنتیموان و قلع بر قابلیت سولاریزیشن شیشه های مورد نظر، تاثیر عوامل مذکور بر احیا نقره و سپس جوانه زنی شیشه مورد بررسی قرار گیرد. نتایج حاصله نشان داد که پرتوهای ایکس توانایی تولید الکترون در شیشه های لیتیم-آلومینو سیلیکاتی را جهت احیای نقره دار می باشند. عناصر سریم، قلع و آنتیموان در کاهش انرژی اکتیواسیون تبلور فاز متا سیلیکات لیتیم (از 166 به 144 kj/mol) از طریق بهبود قابلیت تبلور بلورک های نقره در طی تابش پرتوهای ایکس موثرند. به نظر می رسد اشعه ایکس در کاهش سد انرژی اکتیواسیون برای جوانه زنی فاز نقره فلزی کمک شایانی می کند. در واقع الکترون های ایجاد شده در مرحله پرتوتابی که در حفرات الکترونی محبوس شده اند در حین عملیات حرارتی نصیب نفره های یونی شده و جوانه های فلزی جدیدی ایجاد می گردد. این در حالی است که در غیاب پرتوهای ایکس هیچگونه کریستالیزاسیون حجمی صورت نمی گیرد. همچنین توان مورد استفاده پرتوهای ایکس نقش عمده ای در مقدار نقره احیا شده توسط پرتوهای ایکس را دارا می باشد. در این تحقیق اختلاف دمای تبلور ترکیب ga(ترکیب حاوی نقره، سریم، آنتیموان و قلع) که مورد تابش پرتوهای ایکس با توان 150 و 2400 وات قرار گرفته بود 140c بود (از 704 تا 590c) همین اختلاف در مورد ترکیب gb(ترکیب تنها حاوی نقره)، 25c بود. زمان اعمال تابش پرتو ایکس در این پژوهش 10 دقیقه بود و آزمایش نشان داد که انتخاب زمان طولانی بر تابش (20 دقیقه) تاثیری بر شدت تبلور فاز متاسیلیکات تخواهد داشت. در نهایت تلاش شده که با استفاده از ترکیب بهینه و شرایط عملیات حرارتی بهینه، عملیات ماشینکاری شیمیایی بر روی شیشه سرامیک تهیه شده صورت گیرد. نتایج حاصل از این تجربه بیانگر آنست که تکنولوژی ماشینکاری شیمیایی علاوه بر نیاز به ترکیب و شرایط عملیات حرارتی منسب، به برخورداری از امکانات پیشرفته ساخت ماسک و اعمال پرتو نیز جهت عملیات ماشینکاری با کیفیت بالا نیاز خواهد داشت.

در این تحقیق آینه¬های گرمایی بر پایه¬ی چند لایه های wo_3/ag/wo_3/glass به روش پرتو الکترونی ساخته شد. ضخامت لایه¬های اکسید تنگستن در 40 نانومتر ثابت نگه داشته شده و ضخامت لایه¬ی میانی نقره 10،12 و 14 نانومتر انتخاب شد. اثرات بهینه سازی اولین لایه¬ی اکسید تنگستن برای رسیدن به ضخامت موثر و کم کردن نفوذ لایه¬ها در یکدیگر بررسی شد. برای سیستمی که اولین لایه¬ی اکسید تنگستن آن (با ضخامت 40 نانومتر) در دمای ?100 لایه نشانی و در ?300 پخت شد و از لایه¬ی میانی نقره¬ی 14 نانومتری بهره گرفته شد بیشینه¬ی عبور 9/96% در طول موج 490 نانومتر و عبور حدود 27% در ناحیه فروسرخ (طول موج 1100 نانومتر) بدست آمد. این مقادیر نشان می¬دهد که اکسید تنگستن یک دی¬الکتریک خوب برای پوشش¬های ضد بازتاب است و همچنین مشخصه-یابی لایه¬ها و کنترل نفوذ لایه¬ها در یکدیگر نقش بسزایی در کارایی آینه¬های گرمایی دارد.

vمواد ترموالکتریک به طور گسترده¬ای مورد بررسی قرارگرفته و در انواع سیستم¬هایی مانند سرد کننده¬ها بر پایه مواد حالت جامد، نشانگرهای مادون قرمز و مولدهای برق استفاده شده است. امروزه حسگرهای دمایی مختلفی در دسترس است که قادرند دما را از راه دور (نه به صورت لمسی) و با هزینه سیستمی بسیار اندک بسنجند. هدف این پایان نامه بررسی تکنولوژی و ساخت حسگر دمایی بر پایه-ی لایه نازک ماده¬ی ترموالکتریک با تعداد سلول¬ها (متشکل ازجفت المان نوع n وp ) و ضخامت لایه¬ی ترموالکتریک است. در گستره¬ی باریک¬ دمایی، به عنوان مثال برای اختلاف دمایی بدن انسان سالم و ناسالم به دقت 0.1 k گزارش شده است. مواد ترموالکتریک و مواد نیمرسانا با گاف انرژی باریک، این قابلیت را دارند که با لایه نشانی بر روی یک زیرلایه، تحرک پذیری و چگالی حامل بار مناسبی را برای حسگرها داشته باشند. در سامانه¬ی حسگر ترموالکتریک با اعمال گرادیان دمایی، در دو طرف آن شاهد پیدایش زوج الکترون-حفره درون ماده¬ی ترموالکتریک که عامل جاری شدن جریان از قسمت گرم به قسمت سرد است خواهیم بود؛ با این شرح، گرادیان دمایی در دو طرف حسگرِ ترموالکتریک باعث ایجاد جریان الکتریکی در مدار بسته شده و با ثبت مقادیر این جریان¬ها به ازای هر اختلاف دمایی، عمل حس دما انجام می¬شود. این سامانه¬ی ترموالکتریک از دو نیمرسانای نوع n وp ، به ترتیب از آلیاژهای و تشکیل شده است. قابل ذکر است که، عددشایستگی ترموالکتریک مواد با استفاده از لایه¬نازک آنها افزایش می¬یابد. همچنین تحقیقات در زمینه قطعات ترموالکتریک و کاربرد آنها نشان داده که آلیاژهای نوع p: و نوع n: ماده¬های نیمرسانای مناسبی با ضریب بهره¬ی (عدد شایستگی) ترموالکتریکی بالا برای قطعات ترموالکتریکی می¬باشند. نشستِ ماده¬ی ترموالکتریک با روش تبخیر حرارتی (باریکه¬ی الکترونی) صورت گرفت و ضمن سنجش اختلاف دمای حس شده توسط حسگرها با استفاده از آمپلی¬فایر با محدوده¬ی دینامیکی وسیع(با دقت 0.1 na)، آنالیز¬های afm، xrd و four point probe، نیز بر روی این لایه¬ی نانوساختار انجام شد. همانطور که اشاره شد، ساخت حسگر ترموالکتریک و عملکرد آن، از دو جنبه¬یِ اثر تعداد سلول و ضخامت بصورت جداگانه مورد بررسی قرار گرفت، که توانایی حس اختلاف دما در حدود 0.014 k برای حسگر 25 سلولی(بصورت المان¬های 6×4 ترموالکتریکی) حاصل شد، همچنین مشخص گردید که با کاهش ضخامت لایه¬ی ترموالکتریک از 450 به 50 نانومتر (که 50 نانومتر بهینه بنظر رسید) قابلیت حسگر برای ضخامت¬های کمتر، افزایش می¬یابد.