سیستم مس- تنگستن با توجه به عدم انحلال دوجانبه ای که دارد دارای استحکام و رسانایی زیادی می باشد که باعث شده کاربردهای فراوانی در صنایع الکتریکی و جوشکاری داشته باشد. در فرآیند آلیاژسازی مکانیکی می توان به ساختاری نانوکریستالی دست یافت؛ از این رو امکان پراکنده شدن یکنواخت ذرات تنگستن و نیز انحلال تنگستن در مس وجود دارد. در این تحقیق ابتدا مخلوط پودرهای خالص مس و تنگستن در سه ترکیب cu-1,3,6wt%w در یک آسیاب گلوله سیاره ای و در زمان های 4، 12، 48 و 96 ساعت آسیا شد و سپس مخلوط پودرهای آسیا شده تحت پرس سرد قرار گرفته و در سه دمای مختلف در یک کوره عملیات حرارتی تحت اتمسفر آرگون، تف جوشی شد. محصول نهایی به کمک تجهیزات پراش پرتو ایکس(xrd) ، میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی(sem) مورد بررسی قرار گرفت. به منظور اندازه گیری میزان سختی نمونه های آسیا و تف جوشی شده از آزمون ریزسختی سنجی ویکرز استفاده گردید. پارامتر شبکه نیز به روش تابع برون یاب و اندازه متوسط کریستال و کرنش داخلی با معادله ویلیامسون- هال محاسبه شد. نتایج نشان داد؛ پارامتر شبکه نسبت به زمان آسیاکاری افزایش می یابد در حالی که ساختار کریستالی با افزایش زمان آسیاکاری ، ریزتر شده، در حد نانومتری ایجاد میشود. نتایج حاصل از بررسی تصاویر sem نیز نشان داد که اندازه ذرات پودر در ابتدای آسیاکاری تا مقدار معینی افزایش و پس از آن، با ادامه آسیا کاری اندازه متوسط آنها کاهش می یابد. همچنین مشاهده شد که سختی نمونه ها با افزایش زمان آسیاکاری تا 48 ساعت افزایش یافته و پس از آن دچار افت می شود. علاوه بر این نتایج نشان داد که روش سختی سنجی ویکرز قادر به سنجش دقیق ریزسختی برخی از نمونه ها نمیباشد. بررسی ریزساختار نمونه ها قبل و بعد از تف جوشی نیز نشان داد که تبلور مجدد تنها با اعمال تف جوشی در دماهای بالا امکان پذیر می باشد.

امروزه نانوساختار تیتانات باریم-استرانسیم به دلیل خواص فروالکتریک و ثابت دی الکتریک بالا مورد توجه بسیاری از محققان قرار گرفته است. هدف از این پژوهش، سنتز نانو پودر های دی الکتریک تیتانات باریم استرانسیم به روش سل- ژل می باشد. بدین منظور دو ترکیب مختلف ba0.7sr0.3tio3 وba0.5sr0.5tio3 از تیتانات باریم استرانسیم با استفاده از مواد اولیه، استات باریم، استات استرانسیم، ایزوپروپوکسید تیتانیم، استیل استون به عنوان پایدار کننده و اسید استیک و اتانول به عنوان حلال تهیه شده و متعاقباً برای تشکیل فاز پرووسکایت، در دماهای 650، 750 و 850 درجه سانتی گراد عملیات حرارتی شدند. نهایتاً نمونه های سنتز شده به وسیله آنالیز پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی، آنالیزهای حرارتی و طیف مادون قرمز مورد ارزیابی قرار گرفتند. هم چنین خواص دی الکتریک پودرها با استفاده از دستگاه lcr در دما و فرکانس مختلف مورد آزمایش قرار گرفت. نتایج حاصله حاکی از کاهش اندازه ذرات تا 18 نانومتر در نمونه با نسبت استوکیومتری 5/0x= ( ( ba0.5sr0.5tio3می باشد. همچنین آزمایشات خواص دی الکتریک نشان دادند که با افزایش مقدار استرانسیم (5/0 مول) در ترکیب، اندازه دانه ها کاهش یافته و به دنبال آن افزایش ثابت د ی الکتریک به 6000 و کاهش دمای کوری به 75 درجه سانتی گراد را به همراه دارد.

در سال های اخیر خواص ساختاری و دی الکتریک مواد فروالکتریک و ترکیبات وابسته به آن ها با فرمول شیمیایی abo3 به صورت گسترده مورد توجه بسیاری از محققان قرار گرفته است. هدف از این پژوهش، سنتز تیتانات باریم- استرانسیم همراه با افزودنی بیسموت با استفاده از روش سل- ژل و بررسی تأثیر افزودن بیسموت بر ساختار و خواص دی الکتریکی ترکیب مورد نظر جهت دست یابی به خواص کاربردی تر می باشد. ساختار و خواص این ماده خصوصاً دمای کوری به شدت به عواملی نظیر ترکیب شیمیایی و مواد افزودنی وابسته است و با تغییر این پارامترها می توان به خواص دلخواه رسید. بدین منظور، سل پایدار تیتانات باریم- استرانسیم با نسبت های مولی بهینه تهیه و درصدهای متفاوت از بیسموت در آن به روش سل- ژل دوپت شد. محصول نهایی جهت تشکیل فاز پرووسکایت در دماهای 650، 750 و 850 درجه سانتی گراد عملیات حرارتی شد و نهایتاً خواص ساختاری و دی الکتریک آن به وسیله دستگاه های xrd، sem، tg-dta، ftir و lrc مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج بیانگر این است که با ورود مقادیر مختلف عنصر بیسموت به ترکیب، کاهش اندازه دانه تا 29 نانومتر در 5 درصد اتمی ماده دوپت رخ داده است. همچنین آزمایشات خواص دی الکتریک نشان دادند که با افزایش دما و فرکانس، ثابت دی الکتریک و اتلاف الکتریکی هر دو کاهش یافتند. بر این اساس درصد بهینه ماده دوپت با توجه به شرایط کاری نمونه قابل تعیین می باشد. علاوه بر آن با افزایش ماده دوپت، دمای کوری از 100 درجه سانتی گراد برای تیتانات باریم استرانسیم به 65 درجه سانتی گراد برای تیتانات باریم استرانسیم با 4 درصد بیسموت تغییر کرده است که افزایش ثابت دی الکتریک در حوالی دمای اتاق را نتیجه می دهد.

لایه های نانوساختار سیلیکات بیسموت به روش سل- ژل تهیه و تأثیر افزودن ماده استرانسیم بر ساختار، مورفولوژی و خواص الکتریکی آنها بررسی شد. ابتدا سل های مختلف با نسبت های مشخص از مواد اولیه تهیه شد. سل های تهیه شده روی زیرلایه شیشه ای لایه نشانی شد. نمونه های تولید شده خشک و به منظور دستیابی به ساختار کریستالی کلسینه شد. نتایج الگوی xrd نشانگر تشکیل تک فاز bi4si3o12 از نمونه های آنیل شده در °c 700 می باشد. مطالعات مورفولوژی به وسیله sem و afm نیز تشکیل پوششی صاف، یکنواخت و همگن را نشان می دهد. این نتایج بیانگر کاهش اندازه ذرات با افزودن ماده استرانسیم به لایه نانوساختار سیلیکات بیسموت می باشد. با توجه به خواص الکتریکی، با افزودن ماده استرانسیم، ثابت دی الکتریک و اتلاف دی الکتریک ابتدا کاهش و سپس افزایش می یابد. همچنین با افزایش فرکانس مقادیر ثابت و اتلاف دی الکتریک کاهش می یابد.