در این پایان نامه سنتز نانوذرات آلومینیوم به روش کندوسوز با پالس لیزر در محیط مایع مورد مطالعه قرار گرفت. به منظور بررسی اثر متغیرهای تأثیرگذار، طول موج لیزر، انرژی هر پالس لیزر، نوع مایع، و مدت زمان کندوسوز بر خواص نانوذرات حاصل مطالعه گردید. سپس پایداری محلول های کلوئیدی حاصل پس از گذشت زمان های طولانی مورد بحث و بررسی قرار گرفت. در پایان نیز سطح محل کندوسوز شده مطالعه شد. مشاهده شد که با افزایش طول موج لیزر، مقدار ماده کندوسوز شده و راندمان فرآیند افزایش یافته و نانوذرات ریزتر (با اندازه در حدود nm 50-40) به دست می آید. با افزایش انرژی لیزر، راندمان و نرخ کندوسوز آلومینیوم در هر دو محیط اتانول و استون افزایش می یابد. میانگین اندازه نانوذرات حاصل با افزایش انرژی در محیط اتانول اندکی افزایش یافته و به حدود 50nm می رسد، درحالی که در محیط استون کاهش شدید میانگین اندازه ذرات تا 30nm مشاهده شد. بررسی اثر نوع مایع نشان داد که محیط اتیلن گلیکول راندمان کندوسوز بسیار پایینی دارد و سنتز نانوذرات در آن تقریباً ناممکن است. کندوسوز در استون منجر به ایجاد نانوذرات ریزتر با میانگین اندازه ذرات 30nm، با توزیع اندازه باریک تر و راندمان تولید بالاتر نسبت به محیط اتانول می شود. نانوذرات سنتز شده در استون بعد از گذشت حدود 3-4 ساعت رسوب می کند، درحالی که مدت زمان رسوب کردن در محیط اتانول 3-4 روز پس از سنتز می باشد. مشاهده شد که با افزایش زمان کندوسوز، مقدار نانوذرات سنتز شده افزایش یافته و از سوی دیگر نرخ تولید با کاهش همراه است. همچنین در زمان های سنتز طولانی تر می توان نانوذرات آلومینیوم ریزتر و با اندازه حدود 30nm به دست آورد. بعد از گذشت 3 ماه از سنتز نمونه ها مشاهده شد که نانوذرات سنتز شده در اتانول اندکی اکسید شده اند، در حالی که در مورد سنتز در استون ظاهراً چنین تغییری رخ نداده است. در پایان نیز بررسی سطح هدف کندوسوز شده نشان داد که محل کندوسوز شده ساختاری شدیداً متخلخل دارد.

در این تحقیق غشا نانو متخلخل zno/sio2 به روش شیمیایی سل-ژل (sol-gel) تهیه گردید. در فرایند تهیه این غشا ابتدا پایه یا نگهدارنده با تخلخل میکرونی و به شکل قرص با قطر 2 سانتیمتر و ضخامت 3 میلیمتر از جنس آلومینا با روش پرس/ سینتر تهیه شد و سپس این قرص ها توسط سل sio2 تهیه شده به وسیله آبکافت و چگالش teos همراه آب بازی (ph=10.5) لایه نشانی شد. این لایه میانی با اندازه تخلخل متوسط، نقش ارتباط دهنده میان این لایه نهایی با تخلخل نانو و پایه نگهدارنده با تخلخل میکرونی را دارد. بعد از لایه نشانی سل، لایه تشکیل شده سینتر و آماده برای لایه نشانی نهایی گردید. سپس سل zno از آبکافت و چگالش نیترات هیدراته روی (zn(no3)2.6h2o) و اتانول و هم چنین سل sio2 از آبکافت و چگالش teos و آب اسیدی با (ph=1.7) و اتانول به دست آمد. در نهایت سل ترکیبی zno/sio2 با مخلوط کردن دو سل zno و sio2 بدست آمد و لایه نشانی آن بر روی قرص ها انجام شد. برای مقایسه تأثیر پارامترهای دمای تشکیل سل، میزان teos، میزان نیترات روی، زمان هم زدن برای تشکیل سل و دمای سینتر کردن بر خواص غشا سنتز شده، طراحی آزمایش به روش تاگوچی l16 انجام گرفت. به وسیله این آزمایش برای هر کدام از این پارامترها 4 سطح در نظر گرفته شد و اثر آن ها بر روی خواص غشا نهایی یعنی اندازه حفره و ضخامت آن به ترتیب با استفاده از تخلخل سنجی جیوه و میکروسکوپ الکترونی sem بررسی شد. هم چنین زمان ژلاسیون سل های تهیه شده نیز مورد بررسی قرار گرفت و اثر پارامترهای بیان شده بر روی آن و مقایسه یافته ها با نتایج تخلخل سنجی انجام گرفت. در نهایت دو نمونه در شرایط بهینه ساخته شد و نتایج خواص آن با مقادیر پیش بینی شده مقایسه شد. هم چنین برای بررسی فازهای تشکیل شده در ژل و غشا تشکیل شده در حین سینتر کردن، بررسی های xrd و dta انجام گرفت.

زئولیت ها گروه مهمی از نانو ساختارهای 3 بُعدی بلورین با تخلخل در ابعاد نانو متری هستند؛ از اینرو به آنها مواد نانو متخلخل نیز گفته می شود. گروهی از زئولیت ها که گاهی با نام شبه زئولیت نیز شناخته می شوند سیلیکوآلومینوفسفات ها هستندکه حاصل جانشینی اتم های سیلیکون در ساختار آلومینوفسفاات ها است. sapo-34 یکی از سیلیکوآلومینوفسفات های مهم است که با حفره هایی با اندازه تقریبی nm1 و ورودی های nm 38/0 به عنوان یک غربال مولکولی پر کاربرد به عنوان غشا در جداسازی گاز مطرح است. با این حال sapo-34 به دلیل سایت های اسیدی برونشتد با قدرت متوسط، انتخاب پذیری بسیار بالایی در فرایند تبدیل متانول به اولفین های سبک دارد؛ با این وجود sapo-34 از مشکل بزرگ طول عمر کوتاه در این فرایند رنج می برد. در شرایط فعلی sapo-34 به دلیل انتخاب پذیری بسیار بالای اولفین های سبک، نوید بخش ترین کاتالیست برای فرایند تبدیل متانول به اولفین های سبک است. این نانو ساختار به روش هیدروترمال یا گرمابی سنتز می شود؛ مشکل اصلی فرایند سنتز sapo-34 زمان طولانی آن است. روش های شیمی صوتی روش های جدیدی هستند که از تابش امواج فراصوت به محیط های محلول برای تسهیل واکنش های شیمیایی و سریع آنها استفاده می کنند. استفاده از فناوری فراصوت در زمینه سنتز زئولیت ها و خصوصاً sapo-34 یکی از زمینه های نوید بخش برای دست یابی به محصولات بهتر و ارزان تر است. از اینرو زئولیت نانو ساختار sapo-34 با بهره گرفتن از تابش امواج فراصوت و فراوری ژل پیش ماده ها سنتز گردید. برای کاهش حجم آزمایش ها و صرفه جویی در وقت و هزینه، از طراحی آزماش تاگوچی برای هدفمند کردن آزمایش ها استفاده گردید و در نهایت بر اساس خواص بلوری محصولات (آنالیز xrd) و توزیع اندازه ذرات (آنالیز fesem) شرایط بهینه سنتز تعیین گردید. نمونه بهینه دارای بلورینگی متوسط، اندازه ذرات در حد nm 400، سطح ویژه m2/g 484، سایت های اسیدی با قدرت تعدیل شده و ... بود. در ادامه نمونه بهینه در فرایند تبدیل متانول به اولفین های سبک استفاده شده و با تبدیل کامل متانول به محصولات، دارای انتخاب پذیری بیش از 90% برای اولفین های سبک بود. این کاتالیست با پایداری بسیار مناسب در فرایند، توانست به مدت 44 ساعت با انتخاب پذیری بیش از 40% به طور کامل متانول را تبدیل کند.

در این تحقیق، نانو پودر کامپوزیتی کاربید تنگستن سمانته با افزودنی کاربید وانادیوم به روش هیدروژل تهیه شد. از مزایای این روش سادگی فرآیند، قیمت ارزان و نیز همگنی شیمیایی محصولات تولیدی میباشد. مواد اولیهی مورد استفاده شامل متاتنگستات آمونیوم ، نیترات کبالت، متاوانادات آمونیوم و همچنین آکریل آمید و n’-n متیلن بیس آکریلامید به عنوان تکپار است. همچنین برای شروع واکنش بسپارش از آغازگر پرسولفات آمونیوم استفاده شد. در ابتدا مواد مذکور را در آب مقطر حل میکنیم، با افزایش دما و افزودن آغازگر واکنش بسپارش انجام میشود. پودر نهایی از طریق آسیای ژل پلیمری خشک شده و احیاء آن در محیط هیدروژن تشکیل شد. در ادامه برای مشخص شدن تأثیر عوامل مختلف از طراحی آزمایشها به روش تاگوچی استفاده شد. عوامل مورد بررسی برای بدست آوردن شرایط بهینهی تشکیل پودر با استفاده از روش هیدوژل عبارتند از: دمای کلسیناسیون، درصد وزنی کاربید وانادیوم و نسبت تکپار به نمک. نتایج حاصل از آنالیز فازی ذرات تشکیل شده از طیف پراش پرتو ایکس (xrd) نشان داد که با کاهش دمای کلسیناسیون، افزایش نسبت تکپار به نمک و همینطور با افزایش درصد وزنی کاربید وانادیوم تا 1% اندازه بلورچه کاهش مییابد. با افزایش مقدار کاربید وانادیوم و کاهش نسبت مونومر به نمک فازهای میانی بیشتری دیده می- شوند و تشکیل فاز مطلوب wc مشکلتر میشود. از تصاویر بدست آمده از میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (fe-sem) مشاهده شد که تحت شرایط بالا و با کاهش اندازه بلورچه، اندازه ذرات تهیه شده نیز ریزتر میشوند. جهت اطمینان از تشکیل پیوند v-c و w-c در محصول نهایی طیفسنجی رامان بکار گرفته شد. نتایج حاصل از تحلیل تاگوچی نشان داد که شرایط بهینه برای سنتز پودر کاربید تنگستن سمانته در روش هیدروژل، دمای کلسیناسیون c 1 میباشد و / 355 ، یک درصد وزنی کاربید وانادیوم و با نسبت مونومر به نمک 9 در این شرایط اندازه بلورچه nm 7 خواهد بود.

در این پژوهش، پارامترهای مؤثر بر سنتز نانو ذرات مس به روش شیمیایی بهینه سازی شد و با استفاده از نانو ذرات سنتز شده، یک الگوی رسانای الکتریکی انعطاف پذیر ساخته شد. مواد اولیه مورداستفاده شامل سولفات مس پنج آبه (cuso4.5h2o) به عنوان منبع یون مس، پلی وینیل پیرولیدون به عنوان عامل پایدار کننده سطحی و اسکوربیک اسید (c6h8o6) به عنوان عامل کاهنده بود. چهار پارامتر تأثیرگذار در واکنش کاهش(احیا) به صورت مقدار ph واکنش، دما، نسبت وزنی ماده پایدارکننده به نمک مس و نسبت مولی ماده کاهنده به نمک مس توسط آزمایش های آماری تاگوچی، به منظور بررسی اثر متغیرهای سنتز بر شرایط بهینه و تحقق بخشیدن به کوچک ترین متوسط اندازه ذره مورد بررسی قرار گرفت و هرکدام در سه سطح در نظر گرفته شد. از آنالیز واریانس نیز برای دست یابی به کمترین متوسط اندازه ذرات استفاده شد. همچنین مطالعات ساختاری، ریخت شناسی، ابعادی و پراکندگی ابعادی نانو ذرات سنتز شده به ترتیب از طریق آنالیز پراش اشعه ایکس (xrd)، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدان (fe-sem) و آنالیز پراکندگی دینامیکی نور (dls) مورد بررسی قرار گرفت. شرایط بهینه برای واکنش کاهش به صورت مقدار ph واکنش برابر 7، دمای واکنش℃80، نسبت وزنی پلی وینیل پیرولیدون به سولفات مس برابر 4 و نسبت مولی اسکوربیک اسید به سولفات مس برابر 11 تعیین شد. در شرایط یاد شده نتیجه مورد انتظار 68/25 نانومتر به دست آمد و نتایج fe-sem حاصل از آزمایش در شرایط بهینه نیز نانو ذراتی با اندازه 31 نانومتر را نشان داد. همچنین مقدار phواکنش با درصد مشارکت 43/84% به عنوان مؤثرترین پارامتر انتخاب شد. در بخش دوم پژوهش با استفاده از نانو ذرات مس، اپوکسی و اتانول خمیر مس ساخته و روی زیرلایه انعطاف پذیر از جنس pet اعمال شد. مشخص شد مقاومت الگوی انعطاف پذیر فقط حدود 12 برابر بزرگ تر از مقاومت مس در حالت بالک است که نتیجه بسیار رضایت بخشی در زمینه چاپ تجهیزات الکترونیکی انعطاف پذیر می باشد. همچنین لایه چاپ شده بدون استفاده از فعال سازی سطح پلیمر با استفاده از پلاسما، نور فرابنفش و غیره، اتصال قابل قبولی به بستر pet داشت.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

آلومینا علی رغم داشتن خواص مطلوبی همچون مدول الاستیسیته بالا، مقاومت به سایش قابل توجه، مقاومت به خوردگی مطلوب در محیط های شیمیائی و حفظ استحکام در دماهای بالا، به دلیل خواص مکانیکی پائین باعث گردیده است تا به ساخت نانوکامپوزیت های zta مبادرت شود. در این کامپوزیت ها توزیع ذرات نانوئی زیرکنیا در بین ذرات آلومینا باید به گونه ای باشد که ساختاری با کمترین اندازه دانه و بهترین خواص مکانیکی حاصل گردد. در این راستا استفاده از فرایند مخلوط کردن مناسب و اتخاذ شرایط سینترینگ بهینه جهت ایجاد نتیجه مطلوب امری ضروری است. به همین منظور در این پروژه با بررسی روش های مختلف مخلوط کردن همچون استفاده از آسیاب ماهواره ای، حمام اولتراسونیک و همچنین با استفاده از مواد پراکن مختلفی همچون اوره، اتانول آمین، آنتراکینون، گلوکز، اسید اولئیک و اسید استئاریک سعی گردید تا ضمن حذف آگلومره های موجود در بین ذرات پودر، ترکیب یکنواختی از پودر های اولیه حاصل گردد. همچنین در ادامه با مقایسه نتایج حاصل از دو روش سینترینگ ( سینتر بدون فشار و سینترفورج )، شرایط بهینه از لحاظ استحکام و چقرمگی بدست آمد. این بررسی ها نشان می دهد که استفاده از آسیاب ماهواره ای در حالت خشک و نیز استفاده از پراکن اوره در مرحله مخلوط کردن به روش تر باعث ایجاد کمترین آگلومره در پودر کامپوزیتی می گردد. استفاده از روش سینتر بدون فشار باعث شد نمونه های با استحکام خمشی mpa 730 و چقرمگی mpa?m 1/7 در دمای c° 1500 و بالاترین دانسیته gr/cm3 07/4 در دمای c° 1650 بدست آمد. همچنین برای نمونه های تهیه شده به روش سینتر فورج بالاترین دانسیته gr/cm3 15/4 و سختی hv 2065 در دمای c° 1450 حاصل گردید.