در این پژوهش شیشه آب بند پیل سوختی اکسید جامد، متعلق به سیستم 2sio-3o2al-3o2b-cao-bao تهیه شد و با 10، 15 و 20 درصد حجمی نانو ذرات زیرکنیا پایدار شده با ایتریا، به صورت کاملا همگن مخلوط شد و کامپوزیت شیشه آب بند حاصل شد. در ابتدا خواص حرارتی ترکیبات شیشه پایه و کامپوزیت ها، مانند ضریب انبساط حرارتی و دمای انتقال به شیشه مورد بررسی قرار گرفت. ضریب انبساط حرارتی شیشه پایه، k-1 6-10×38/10 و دمای انتقال به شیشه آن c? 626 بدست آمد. مشاهده شد که با افزایش درصد حجمی نانو ذرات زیرکنیا، ضریب انبساط حرارتی کامپوزیت ها به صورت جزئی کاهش و دمای انتقال به شیشه آن ها افزایش یافته است. ولی در هر حال این دو ویژگی برای تمام ترکیبات در محدوده مطلوب برای کاربرد های آب بندی قرار گرفت. تغییرات ضریب انبساط حرارتی شیشه پایه، با افزایش زمان عملیات حرارتی در دمای کاری پیل سوختی مورد بررسی قرار گرفت و مشاهده شد که افزایش زمان عملیات حرارتی منجر به افزایش ضریب انبساط حرارتی به صورت جزئی شده است. در ادامه ترکیبات حاصل در محدوده دمایی c?870- c?680، با سرعت گرمایش min/c?10 به مدت 1 ساعت عملیات حرارتی شدند و قابلیت سینترپذیری آن ها از طریق اندازه گیری درصد انقباض خطی، چگالی توده ای و چگالی نسبی بررسی شد. مشاهده شد که با افزایش درصد نانو ذرات زیرکنیا، انقباض نمونه ها کاهش و دمای بهینه سینتر آن ها افزایش می یابد، به طوریکه دمای بهینه سینتر برای شیشه پایه، c?720 و برای کامپوزیت حاوی 20% نانو ذرات زیرکنیا c?850 بدست آمد. خواص مکانیکی (مانند سختی، استحکام شکست و چقرمگی شکست) نمونه های شیشه و کامپوزیت عملیات حرارتی شده در دمای کاری پیل سوختی در مدت زمان های مختلف 50،30،10،1 ساعت ارزیابی گردید. مشاهده شد که نمونه کامپوزیت با 10 درصد حجمی نانو ذرات زیرکنیا، خواص مکانیکی مطلوبی دارد و افزایش زمان عملیات حرارتی در این نمونه منجر به بهبود خواص مکانیکی شده است. فازهای موجود در نمونه های مختلف از طریق پراش اشعه ایکس (xrd) شناسایی شدند و ساختار آن ها با میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) مشاهده شد. نتایج آنالیز (xrd) نشان داد که فازهای باریم سیلیکات، باریم کلسیم سیلیکات و هگزاسلسیان فازهای بلوری عمده در ترکیب شیشه عملیات حرارتی شده است و درکامپوزیت ها علاوه بر این سه فاز، فاز بلوری زیرکنیای تتراگونال و به طور جزئی، زیرکن نیز مشاهده شد. تصاویر (sem) نشان داد که مورفولوژی فازهای بلوری رشد کرده در شیشه و کامپوزیت ها سوزنی شکل است. مقاومت الکتریکی شیشه و کامپوزیت ها در دماهای مختلف بین c? 800- c? 600 اندازه گیری شد. عدد مقاومت نمونه شیشه در دمای c?600، mc.? 106×31/2 بدست آمد. مشاهده شد که با افزایش نانو ذرات زیرکنیا و دما، هدایت الکتریکی ترکیبات افزایش یافت به طوریکه مقاومت نمونه های حاوی 15 و 20 درصد نانو ذرات زیرکنیا برای کاربرد های آب بندی مناسب نیست. برای بررسی چسبندگی و برهم کنش شیمیایی شیشه و کامپوزیت با الکترولیت (زیرکنیا)، ( سطح مشترک زیرکنیا/شیشه/زیرکنیا و زیرکنیا/کامپوزیت/زیرکنیا) از میکروسکوپ الکترونی روبشی استفاده شد. تصاویر نشان داد که در سطح مشترک ترکیبات مختلف و زیرکنیا، ترک و تخلخل وجود ندارد. کلمات کلیدی: آب بند، پیل سوختی اکسید جامد، شیشه، کامپوزیت، نانو ذرات زیرکنیا، خواص مکانیکی

شیشه بیواکتیو 45s5 ماده ای با پایه شیشه سیلیکاتی می باشد که در ترمیم آسیب های ایجاد شده در بافت سخت از جمله استخوان ها به کار می رود. تاکنون روش های مختلفی برای ایجاد تخلخل های درشت در این نوع شیشه به کار گرفته شده است، چرا که وجود این تخلخل ها برای حضور سلول های استخوانی، عروق، بیگانه خواران و سایر عواملی که در فرآیند بهبود دخیل هستند مناسب بوده و ضمن افزایش سرعت بازسازی بافت، سرعت تخریب ماده را نیز افزایش می دهند. در این تحقیق طی یک روش ساده و موثر، تخلخل های درشت در ساختار شیشه از طریق ایجاد گاز در ترکیب شیشه در دمای بالا به دست آمد. پس از تهیه شیشه با استفاده از روش ذوب، ماده حاصل به صورت پودر آسیاب شده، با مقادیر مختلف کربنات کلسیم و دوده مخلوط و به صورت قرص در فشار کم پرس گردید. نمونه ها در دمای 1150 تا 1200درجه سانتیگراد قرار داده شدند که در آن دما در اثر تجزیه کربنات کلسیم و دوده، گاز co2 تولید و به دلیل نرم بودن شیشه، ساختار متخلخل ایجاد می گردد. مورفولوژی تخلخل ها کروی شکل بوده و مقدار و سایز آنها بستگی به مقدار حباب زای مورد استفاده دارد. در این روش با استفاده از 8/1 درصد وزنی کربنات کلسیم و 5/0 درصد وزنی دوده حدود 60 درصد تخلخل در شیشه ایجاد شد که تخلخل هایی با ابعاد حدود 60 میکرومتر نیز در آنها وجود داشت. عملیات حرارتی برای ایجاد تخلخل باعث تبلور شیشه گردید ولی در زیست فعالی آن تاثیری نداشت.

در این تحقیق، شیشه هایی بر اساس فرمول کلی 30cao–5mo–70sio2 (m=ca, sr, zn, mg) به روش سل-ژل تهیه شده و تشکیل لایه کلسیم فسفات بر روی سطح آن ها، که ضریب زیست فعالی را به وجود می آورد، توسط انجام آزمونin-vitro (غوطه ور سازی آن ها درون محلول sbf برای مدت زمان های متفاوت) مورد بررسی قرار گرفت. تشکیل لایه کلسیم فسفات بر روی سطح شیشه ها و تفاوت های ساختاری بین لایه تشکیل شده بر روی شیشه های مختلف، توسط تکنیک هایی چون xrd، ftir، sem و eds مورد بررسی قرار گرفت. همچنین غلظت یون های کلسیم، سیلیسیم و یونm به کار رفته در ساختار شیشه که در محلول sbf آزاد شده بودند، توسط آزمون icp مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به آن چه در فصل دوم ذکر شد، با قرار گرفتن شیشه ها در تماس با محلول sbf، در ابتدا یک لایه غنی از sio2 بر روی سطح آن ها تشکیل شد. نتایج نشان دادند تشکیل لایه کلسیم فسفاتی بر روی سطح شیشه ها، قویاً به ترکیب شیمیایی آن ها وابسته است. در مجموع نتایج نشان دادند تشکیل لایه آپاتیت کربناتی بر روی سطح شیشه، با جایگزین کردن 5% مولی mgo به جای cao، با تأخیر اتفاق می افتد. در حالی که با جایگزین کردن همین مقدار zno ، تشکیل این لایه متوقف شده و با جایگزین نمودن sro ، تشکیل این لایه سریع می شود.

سرامیک li2tio3 به عنوان زایشگر تریتیوم در راکتور گداخت مورد استفاده می باشد. در پژوهش حاضر سنتز پودر li2tio3 به روش های حالت جامد و نیز هیدروترمال گزارش شده است. نتایج نشان داد به کمک روش هیدروترمال می توان انواع مختلف ترکیب های لیتیوم تیتانیومی نانو ساختار را با ساختارهای کریستالی مختلف سنتز نمود. به روش هیدروترمال توانستیم ساختارهای کریستالی ترکیبات دما بالا تیتانات لیتیوم را در دماهای پایین تر از c°400 به صورت پایدار سنتز نماییم. نتایج نشان داد با عملیات حرارتی نانو ذرات سنتز شده در دمای c°700 می توان به li2tio3 با ساختار کریستالی تک فاز منوکلینیک و با خلوص بالا دست یافت. تصاویر میکروسکوپ temو آنالیز xrd به خوبی نشان داد ترکیبات سنتز شده حتی پس از عملیات حرارتی دارای اندازه دانه کوچک تر از 100 نانومتر می باشند. از دو روش جداگانه تحلیلی و روش منحنی های مرجع زینتر رفتار زینتر سرامیکli2tio3 با استفادهاز داده های دیلاتومتری مورد مطالعه قرار گرفت.انهمچنین برای این مراحل سازوکارهایی پیشنهاد شد. سازوکار زینتر برای li2tio3 مورد مطالعه نفوذ حجمی از مرز دانه های و سطح دانه هامی باشد. سازوکار احتمالی زینتر مرحله میانی پودر li2tio3،نفوذ حجمی تنها می باشد. در روش منحنی های مرجع فرآیند چگالش به صورت دو مرحله مجزا در نظر گرفته شد و منحنی های msc به طور جداگانه ترسیم شدند. در ادامه به روش های مشابه رفتار زینتر سرامیکli2tio3نانو، مورد مطالعه قرار گرفت.انرژی های فعال سازیزینتر li2tio3 نانو، به روش تحلیلی در مرحله اولیه kj/mol 229q= تعیین گردید. سازوکار غالب زینتر برای li2tio3 نانو مورد مطالعه نفوذ سطحی می باشد. نتایج نشان داد کاهش اندازه دانه سرامیکli2tio3 به زیر 100 نانومتر تأثیر قابل توجهی در دمای استحاله فازی از منوکلینیک به کوبیک این سرامیک دارد، به طوری که دمای استحاله تا حدود c°900 کاهش می یابد.