چکیده : در این پژوهش تولید پودر کاربید سیلیسیم نانوبلورین از مخلوط پودری سیلیس و گرافیت در آسیای سیاره ای پرانرژی به کمک فعال سازی مکانیکی و سپس عملیات حرارتی در دماهای مختلف انجام شد.تاثیر زمان آسیاکاری، دمای عملیات حرارتی بر تغییرات فازی، مورفولوژی و متوسط اندازه کریستالیت ها در محصول مورد مطالعه قرار گرفت. بررسی الگوهای پراش اشعه x نشان داد که در نمونه آسیاکاری شده از100 ساعت سنتز کاربید سیلیسیم شروع و در 300 ساعت تقریبا به طور کامل انجام گردید. نتایج عملیات حرارتی بر مخلوط پودری نشان دهنده تشکیل کاربید سیلیسیم در دمای cْ1400پس از 50 ساعت آسیا کاری بود. با افزایش زمان آسیا کاری به 300 ساعت دمای تشکیل کامل کاربید سیلیسیم به cْ 1250 کاهش یافت. نتایج بررسی میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان دهنده ریزشدن ذرات سیلیس با افزایش زمان آسیا کاری بود . و هم زمان با ریز شدن ذرات سیلیس( از ابعاد mm 5 به nm 18، ذرات سیلیس توسط گرافیت پوشش داده می شد به طوری که پس از گذشت زمان 300 ساعت آسیا کاری این پوشش تقریباً کامل شده که این امر تاثیر به سزایی در کاهش دمای تشکیل کاربید سیلیسیم داشت. نتایج بررسی میکروسکوپ الکترونی عبوری حاکی از تشکیل نانو کریستالیت های کاربید سیلیسیم با اندازه متوسط nm 17 در نمونه 300 ساعت آسیاکاری بود.

در پژوهش حاضر، امکان کاهش غلظت یون نیترات در محلول های آبی با استفاده از جاذب گل قرمز (طی فرآیند جذب سطحی) با الگوی مطالعاتی-تجربی مورد بررسی قرار گرفت. جاذب مورد استفاده، پسماند صنعتی تولید آلومینا از سنگ معدن بوکسیت در فرآیند بایر است. سالانه حدود 120 میلیون تن پسماند گل قرمز در سراسر جهان تولید و در محیط زیست انباشته می شود؛ که می تواند اثرات سوء زیست محیطی را در پی داشته باشد. آزمایش های جذب سطحی نیترات با استفاده از جاذب خام و فعال سازی شده (به روش مکانیکی-شیمیایی) به صورت ناپیوسته و در مقیاس آزمایشگاهی و به طور جداگانه برای نمونه آب مصنوعی و نمونه آب زیرزمینی واقعی انجام شد. نتایج آزمایش های روند بهینه یابی گام به گام نشان داد که گل قرمز خام قابلیت کاهش غلظت یون نیترات را از نمونه های مصنوعی تا میزان 41/22 درصد (1/202 میلی مول بر گرم) دارا می باشد. شرایط بهینه جذب عبارت بود از: 5/6=ph، زمان تماس 60 دقیقه، غلظت اولیه 150 میلی گرم بر لیتر، دوز جاذب 1 گرم بر لیتر و دمای 25 درجه سلسیوس. مطالعات سینتیکی و ترمودینامیکی نشان داد که فرآیند جذب، از ایزوترم فروندلیش و مدل سینتیک درجه دوم پیروی کرده و گرماده می باشد. در شرایط بهینه به دست آمده، جذب سطحی نیترات از نمونه آب واقعی به میزان 66/37 درصد (0/483 میلی مول بر گرم) در زمان تماس تعادلی 60 دقیقه به دست آمد. فعال سازی مکانیکی و فعال سازی شیمیایی جاذب به ترتیب با آسیاکاری پرانرژی و اسیدکاری (اسید کلریدریک) بر پایه بیشینه کردن بازده حذف نیترات از نمونه های مصنوعی انجام شد. بهینه ترین حالت فعال سازی در زمان آسیاکاری 8 ساعت، غلظت اسید 17/5 درصد وزنی و زمان اسیدکاری 17 دقیقه حاصل شد. فعال سازی مکانیکی-شیمیایی، اثرات مطلوبی بر مشخصه های گل قرمز خام داشت، به گونه ای که با انجام آزمون های xrf، xrd، ft-ir، dls، bet و sem، بهبود ساختار شیمیایی (شامل افزایش درصد حضور عناصر موثر، کاهش تعداد فازهای معدنی و بهبود پیوندهای شیمیایی موجود در ماده)، یکنواختی در دانه بندی، کاهش اندازه ذرات (از 983/6 به 196/7 نانومتر)، افزایش سطح ویژه ماده جاذب (از 18/11 به 95/268 مترمربع بر گرم)، یکنواختی توزیع حفرات، کاهش میانگین قطر حفرات (از 22/25 به 7/95 نانومتر)، اصلاح شکل و ساختار هندسی و کاهش انباشتگی ذرات جاذب مشاهده شد. همچنین نتایج طراحی آزمایش ها (به روش سطح پاسخ) نشان داد که گل قرمز فعال سازی شده مکانیکی-شیمیایی توانایی کاهش غلظت یون نیترات را از نمونه های مصنوعی تا میزان 77/84 درصد (6/323میلی مول بر گرم) دارا می باشد. شرایط بهینه جذب عبارت بود از: 6/2=ph ، زمان تماس 5/26 دقیقه، غلظت اولیه 5/95 میلی گرم بر لیتر، دوز جاذب 76/0 گرم بر لیتر و دمای 25 درجه سلسیوس. موثرترین پارامترها در بیشینه شدن تابع پاسخ، ph و زمان تعیین شدند. مطالعات سینتیکی و ترمودینامیکی نشان داد که فرآیند جذب، از ایزوترم لانگمویر و مدل سینتیک درجه دوم پیروی کرده و گرماده می باشد. در شرایط بهینه به دست آمده، جذب نیترات از نمونه آب واقعی 09/56 درصد (1/001 میلی مول بر گرم) در زمان تماس تعادلی 30 دقیقه به دست آمد. با توجه به این نتایج، غلظت نیترات در نمونه آب واقعی پس از استفاده از گل قرمز خام و فعال سازی شده مکانیکی-شیمیایی در فرآیند جذب سطحی، به ترتیب به پایین تر از حد مجاز (50 میلی گرم بر لیتر) و پایین تر از حد مطلوب (45 میلی گرم بر لیتر) در آیین نامه کیفیت آب ایران (استاندارد 1053) رسید.

متالورژی پودر به طور گسترده ای در تولید آلیاژ حافظه دار پایه مس استفاده می شود زیرا محصولات تولیدی با این روش نزدیک به شکل نهایی بوده و همچنین امکان کنترل بهتر در ترکیب و اندازه دانه، نسبت به فرآیند ریخته گری وجود دارد. در این پروژه سنتز آلیاژ حافظه دار با ترکیب -12%wtal-2%wtni-2%wtmn توسط آلیاژ سازی مکانیکی انجام شده و اثر اضافه کردن میش متال بر این آلیاژ مورد مطالعه قرار گرفته است. در این تحقیق اثر زمان آسیاکاری بر تغییر فاز، اندازه کریستالیت و میکرو کرنش بررسی شده است. نتایج الگوی پراش اشعه ایکس نشان می دهد در 40 ساعت آسیاکاری با سرعت 250 دور بر دقیقه تنها محلول جامد ? ظاهر می شود. از طرفی افزایش زمان آسیاکاری منجر به کاهش اندازه کریستالیت و افزایش پارامتر شبکه عنصر مس می شود. پودرهای آسیاکاری شده تحت نیروی mpa 500 به صورت مکعب مستطیل (6×12×32 میلی متر) مورد پرس سرد واقع شدند. فرآیند تف جوشی تحت اتمسفر گاز آرگون در ?c 600 به مدت 1 ساعت و ?c 1000 به مدت 2 ساعت در کوره تیوبی صورت گرفت. پس از آن، بر روی نمونه های تف جوشی شده نورد گرم در دمای ?c 950 انجام شد. نمونه های نورد گرم شده جهت همگن سازی به مدت 6 ساعت در دمای ?c 1000 تحت اتمسفر آرگون قرار گرفتند و پس از همگن سازی و رسیدن به یک ترکیب شیمیایی یکنواخت در ?c 1000 به مدت 1 ساعت عملیات حرارتی شدند و بلافاصله در بستر آب سرد شدند. اثر زمان آسیاکاری، پرس سرد، نورد گرم، عملیات حرارتی و اضافه کردن میش متال توسط آنالیز xrd، میکروسکپ نوری، sem، eds مورد بررسی قرار گرفت. دمای تبدیل نمونه های عملیات حرارتی شده نیز توسط dsc اندازه گیری شد. نتایج نشان می دهد با افزایش زمان آسیاکاری اندازه ذرات کاهش می یابد. از طرفی اضافه کردن میش متال نیز منجر به کاهش اندازه ذرات می شود درحالی که افزایش زمان آسیاکاری چگالی و سختی نمونه ها را افزایش می دهد. اضافه کردن میش متال منجر به تعویق افتادن دمای تبدیل می شود.

سینترکردن هماتیت آزمایشگاهی باعث نزدیک شدن ساختار آن به ساختار مواد معدنی و ایجاد تخلخل در آن می شود . در نتیجه دمای احیای آن با گرافیت پیش از آسیا کردن مخلوط پودری به شدت کاهش می یابد . آسیا کردن پر انرژی هماتیت سینتر شده همراه با گرافیت در محیط آرگون موجب کاهش بیشتر دمای احیا می شود . تاثیر آسیا کردن در اتمسفر آرگون روی دمای احیای مخلوط پودری بیش از آسیا کردن در هوا است .