فهرست مطالب

فصلنامه نانو مواد
پیاپی 12 (زمستان 1391)

  • تاریخ انتشار: 1391/12/19
  • تعداد عناوین: 8
|
  • فرزانه عزیزی*، کاوه ارزانی، مرتضی تمیزی فر، سعید باغشاهی، ارسیا خانفکر صفحات 195-201
    نانوساختارهای پروسکایتی LaNi0.6Fe0.4O3 و LaNiO3 از طریق روش سل-ژل پلیمری و با بکارگیری نیترات ها، اسید سیتریک و اتیلن گلیکول به عنوان پیش ماده بدست آمدند. تجزیه حرارتی نانوپودرهای حاصله با استفاده از آزمایشآنالیز حرارتی افتراقی و توزین حرارتی انجام گرفت. فازهای موجود در آن با کمک پراش اشعه ایکس و خواص ریزساختاری آن توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی بررسی شد. تشخیص و بررسی مورفولوژی پودر و همچنین اندازه ذرات آنها توسط میکروسکوپ الکترونی عبوری انجام گرفت. تشخیص نیمه رسانایی نوع الکترون (n) و حفره (p) نمونه ها، با استفاده از روش استاندارد چهار نقطه ای بدست آمد. نتایج بررسی پودر نشان می دهد که پیش ماده تا دمای °C 750 کاملا تجزیه شده است و ساختارهای پروسکایتی با فرمول عمومی ABO3 و اندازه ذرات نانو به طور کامل تشکیل شده است و همچنین حضور نیکل مانع رشد دانه در سیستم شده است. اندازه ذرات نیز با جایگزینی آهن افزایش یافته است. ساختار تشخیص داده شده برای LaNi0.6Fe0.4O3 رمبوهدرال و نیمه رسانایی آن نیز از نوع حفره (p) است که مشابه ساختار LaNiO3 می باشد.
    کلیدواژگان: پروسکایت، سل، ژل پلیمری، نیکل، نانوساختار
  • احسان عدیلی*، محمدرضا سهرابی، مهدی شفیعی افارانی صفحات 202-208
    نحوه شکست بتن و بررسی ایجاد و رشد ترک های آن مدت هاست که مورد توجه محققین بوده است. از طرفی اثبات شده است که با حضور درصد مناسبی از نانوسیلیس مقاومت فشاری بتن افزایش می یابد. از دیرباز محققان می دانستند که علت شکست بتن غالبا جدایی سنگدانه از ملات است و کمتر پیش می آید که شکست در اثر تخریب سنگدانه اتفاق بیافتد. بنابراین نخستین ترک ها در محل اتصال سنگدانه به ملات اتفاق می افتند و با رشد این ترک ها که یک جریان پیوسته است، ترک های بزرگتر ایجاد شده و تخریب سازه بتنی انجام می گردد. بنابراین جلوگیری از ایجاد میکروترک ها در ناحیه انتقال مرزی بین سنگدانه و ملات که به ITZ موسوم است نقش بسیار مهمی در به تعویق افتادن تخریب بتن دارد. به ناحیه ای به ضخامت 30 میکرومتر در اطراف سنگدانه ITZ می گویند. در این تحقیق اثر افزودن نانوسیلیس در ضخامت ترک های ناحیه انتقال مرزی مورد بررسی قرار گرفت و مشخص گردید که حضور درصد مناسبی از نانوسیلیس می تواند تا حد زیادی ضخامت ترک های ناحیه ITZ را کاهش دهد. برای بررسی ترک ها در این ناحیه از میکروسکوپ الکترونی روبشی استفاده شده است. در این تحقیق از پرتوهای الکترون های ثانویه برای مشاهده ناحیه ITZ بهره گرفته شده است.
    کلیدواژگان: نانوسیلیس، بتن، ITZ، میکروسکوپ الکترونی روبشی
  • ساره محمدطاهری*، مسعود علیزاده، ابراهیم قاسمی، رحیم یزدانی راد صفحات 209-218
    در روش قالب گیری تزریقی، رفتار رئولوژی ویژگی مهمی است که روی جریان یابی پایدار و پرشدن یکنواخت خمیر قالب گیری در داخل قالب اثرگذار است. به این منظور سیستم بایندری متشکل از پارافین واکس، موم و اسید استئاریک انتخاب شده و خواص جریان یابی ترکیب دوتایی متشکل از بایندر و پودر نانوکامپوزیت منیزیم-آلومینا با مقادیر مختلف نانوآلومینا، در سرعت های برشی مختلف و در دمای °C 84 بوسیله رئومتر چرخشی و سپس شرایط تزریق و بایندرزدایی خمیر بهینه مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که افزودن پودر نانوآلومینا تا 5/2 درصد وزنی منجر به بهبود خواص رئولوژی خمیر می شود. همچنین با بررسی شرایط تزریق خمیر و بایندرزدایی نمونه تزریق شده مشخص شد که دمای °C 100 و فشار 90 بار به عنوان دما و فشار تزریق بهینه و بایندرزدایی حرارتی در بستر گرافیت و اتمسفر معمولی به عنوان شرایط مناسب بایندرزدایی می باشد.
    کلیدواژگان: نانوکامپوزیت منیزیم، آلومینا، رفتار رئولوژی، قالب گیری تزریقی، بایندرزدایی
  • حسین نصرالله زاده معصومیان، محسن جهانشاهی*، صاحبعلی منافی صفحات 219-230
    در سال های اخیر، تلاش های تحقیقاتی قابل ملاحظه ای در زمینه بهبود صنایع دارویی و غذایی با استفاده از نانوذرات پروتئینی به عنوان حامل برای مولکول های مختلف، انجام شده است. بستر جذب سیالیک روش توانمند و مناسب جهت خالص سازی نانومحصولات زیستی است که طی دو دهه گذشته به طور گسترده ای به کار گرفته شده است. در کار حاضر، خصوصیات بسط بستر و رفتار هیدرودینامیکی بستر جذب سیال برای دست یافتن به مطلوب ترین شرایط بازیابی نانوذرات آلبومین تخم مرغ بر روی جاذب های تبادل آنیونی مورد مطالعه قرار گرفت. اندازه گیری توزیع زمان ماند (RTD) یک روش مرسوم جهت ارزیابی خصوصیات هیدرودینامیکی بستر جذب سیال بوده و در این پژوهش مورد استفاده قرار گرفت. با استفاده از اندازه گیری RTD، تاثیر میزان بسط بستر، قطر داخلی ستون و ارتفاع اولیه بستر بر روی خصوصیات هیدرودینامیکی بررسی شد. مشاهده شد که ضریب پراکندگی محوری با افزایش میزان بسط بستر، قطر داخلی ستون و ارتفاع اولیه بستر افزایش می یابد. علاوه بر این، ظرفیت جذب دینامیکی نانوذرات آلبومین تخم مرغ بر روی جاذب استریم لاین با لیگاند دی اتیلن آمین اتیل مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان داد که ظرفیت جذب دینامیکی با افزایش سرعت جریان کاهش می یابد. سپس نانوذرات آلبومین تخم مرغ در ستون بارگذاری شد. بازده بازیابی در شرایط بهینه 79/80% بدست آمد، که این درصد بازیابی در کروماتوگرافی تبادل آنیونی بسیار خوب تفسیر و ارزیابی می شود.
    کلیدواژگان: بسترهای جذب سیال، خصوصیات هیدرودینامیکی، ضریب پراکندگی محوری، نانوذرات آلبومین تخم مرغ
  • سید سعید میرزایی*، اسماعیل صلاحی، تورج عبادزاده صفحات 231-238
    کامپوزیت مولایت- سیلیکون کاربید با استفاده از فرآیند سینتر دو مرحله ای برای دستیابی به چگالی بالا و رشد دانه پایین تهیه شده است. بدین منظور از سیلیکون کاربید نانومتری و میکرومتری با 5 و 10 درصد وزنی جهت بررسی تاثیر درصد و اندازه دانه فاز تقویت کننده بر ریزساختار کامپوزیت مورد نظر استفاده شده است. فاز تقویت کننده با سازوکار زنر (Zener) از رشد دانه های مولایت جلوگیری می کند. با استفاده از سیلیکون کاربید نانومتری می توان به اندازه دانه پایین تری دست یافت. در عین حال افزایش چگالی قطعات به نسبت سیلیکون کاربید میکرومتری دشوارتر است. همچنین افزایش درصد سیلیکون کاربید از 5 به 10 درصد وزنی، علی رغم جلوگیری از رشد دانه، مانع رسیدن کامپوزیت به چگالی بالا می شود.
    کلیدواژگان: سینتر دومرحله ای، مولایت، سیلیکون کاربید، ریزساختار
  • سید حسین بدیعی، ساسان اطرج* صفحات 239-247
    در این تحقیق ساخت کامپوزیت مولایت-زیرکونیا با استفاده از روش سینترینگ- واکنشی و روش شکل دهی ریخته گری دوغابی مدنظر قرار گرفته و تاثیر افزودن نانوذرات اکسید کروم بر خواص این نوع کامپوزیت ها بررسی و با تاثیر میکرواکسید کروم مقایسه شده است. در این ارتباط خواصی همانند خواص فیزیکی و مکانیکی، آنالیز فازی و ریزساختار بدنه های کامپوزیتی حاوی نانو و میکروذرات اکسید کروم مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج این تحقیق نشان داد که استفاده از اکسید کروم به دلیل ایجاد فاز مذاب باعث کاهش تخلخل و در نتیجه افزایش چگالی بدنه می گردد که تاثیر نانوذرات این اکسید در این ارتباط بیشتر می باشد. همچنین افزودن مقدار 5/0 درصد وزنی این اکسید باعث افزایش استحکام خمشی این نوع بدنه ها می شود که نانوذرات اکسید کروم بر افزایش استحکام موثرتر است. مقادیر بالای این اکسید به دلیل افزایش فاز آمورف باعث کاهش استحکام می گردد و اندازه ذرات زیرکونیا نیز به دلیل حضور فاز مایع کاهش می یابد. مطابق نتایج آنالیز فازی استفاده از اکسید کروم باعث کاهش مقدار فاز تتراگونال می شود که نانوذرات اکسید کروم تاثیر بیشتری بر این کاهش دارد.
    کلیدواژگان: زیرکونیا، مولایت، کامپوزیت، نانوذرات، اکسید کروم، ریخته گری دوغابی
  • اسماعیل کوهستانیان، علی اصغر روحانی، ایمان فرح بخش* صفحات 248-258
    در این تحقیق، به بررسی نانوساختارهای هماتیت سنتز شده بوسیله فرآیند آسیاکاری گلوله ای در محیط تر پرداخته شده است. ساختار و مورفولوژی نمونه ها در طی فرآیند آسیاکاری بوسیله آنالیزهای XRD و SEM تعیین گردید. تصویر TEM از پودر سنتز شده دستیابی به ابعاد نانو را تایید می کند. اندازه دانه از روی الگوهای XRD به کمک رابطه ویلیامسون- هال تخمین زده شد. کرنش شبکه نانوساختارهای هماتیت سنتز شده بوسیله این روش با افزایش زمان آسیاکاری افزایش می یابد، در حالیکه متوسط اندازه ذرات با افزایش زمان آسیاکاری مکانیکی کاهش می یابد. با توجه به نتایج XRD اندازه دانه نانوساختار هماتیت سنتز شده به روش آسیاکاری مکانیکی در حدود nm 30 تخمین زده شد. همچنین توزیع یکنواخت و مورفولوژی کروی پودر سنتز شده به این روش، به وضوح در تصاویر SEM مشهود است. با افزایش نسبت وزنی سیال به پودر (R) اندازه نانوساختار سنتز شده به این روش کاهش می یابد. در پایان نتایج سنتز به روش آسیاکاری مکانیکی با روش سل- ژل مورد مقایسه قرار گرفته است.
    کلیدواژگان: سنتز، آسیاکاری تر، سل، ژل، هماتیت، ریزساختار
  • محمدتقی بهرامی پور*، سیدمحمود ربیعی، مجتبی جعفریان صفحات 259-267
    در این پژوهش، بررسی خواص و مورفولوژی پوشش نانولایه طلا ایجاد شده بر روی صفحات دوقطبی در پیل سوختی با استفاده از روش اسپاترینگ انجام شد. بررسی مورفولوژی و ریزساختار سطحی نمونه ها به ترتیب با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) صورت گرفت. همچنین به منظور ارزیابی میزان هدایت الکتریکی نمونه های پوشش داده شده، مقاومت الکتریکی آنها اندازه گیری شد. نتایج حاصل از میکروسکوپ الکترونی روبشی حاکی از تشکیل نانولایه طلا با موفولوژی مناسب و هموار بر روی سطح می باشد. همچنین با استناد به نتایج تست مقاومت الکتریکی، مقاومت نمونه های پوشش داده شده با لایه ای به ضخامت nm 20 از طلا در حدود نصف مقاومت نمونه بدون پوشش بوده و این مساله نشان دهنده افزایش چشمگیری در هدایت الکتریکی نمونه های پوشش داده شده می باشد.
    کلیدواژگان: نانولایه طلا، پوشش دهی، هدایت الکتریکی، اسپاترینگ، مورفولوژی
|
  • F. Azizi*, K. Arzani, M. Tamizifar, S. Baghshahi, A. Khanfekr Pages 195-201
    LaNi0.6Fe0.4O3 and LaNiO3 perovskite nano-structures successfully prepared by polymeric sol-gel method using nitrate salts as precursors. The thermal analysis of prepared nano-powders was detected by means of thermogravimetric-differential thermal analysis (DTA-TG). X-ray diffraction (XRD) technique were used to recognize the obtained products and phases after thermal treatments. Microstructure properties were characterized by scanning electron microscope (SEM). p type and ntype semi conduction of samples were recognized by using Four Point Probe standard method. Results show the decomposition of precursor to 750 °C and formation of pure perovskite structures with general formula (ABO3). Also, the existence of nickel in the structure has been inhibited the crystallites growth. Particle size was increased with substitution of iron. Detected structure for LaNi0.6Fe0.4 3 rhombohedral and its semiconduction is p-type, which is same as LaNiO3 structure.
    Keywords: Perovskite, Polymeric sol, gel, Nickel, Nanostructure
  • E. Adili*, M.R. Sohrabi, M. Shafiei Afarani Pages 202-208
    The traditional picture of the interfacial transition zone (ITZ) in concrete involves an approximately 30 μm zone around each aggregate, within which the porosity increases as the aggregate interface is approached. The ITZ microcracks in concrete will grows to visible cracks, thus they are very important to be studied. Effect of nano-SiO2 on cracks width in ITZ was studied in this research. For investigation of crack width, SE signals of SEM were used. The samples were cut from edges and middle of 5×5×5 cm cubic specimens. It was seen that nano-SiO2 could less the crack width. It is for the first time that SE use for ITZ imaging. Finally it was shown that adding nano-SiO2 could reduce the width of ITZ cracks.
    Keywords: ITZ, Crack width, Nano, SiO2, SEM observation
  • S. Mohammad Taheri*, M. Alizadeh, E. Ghasemi, R. Yazdani, Rad Pages 209-218
    In injection molding process, the feedstock rheological properties are key features which influence the steady flow and the uniform filling into the mold. For this purpose a binder system containing paraffin wax (PW), bees wax (BW), and stearic acid (SA) was selected and flow characteristics of the compound of aforementioned binder and pure Mg-Al2O3 nanocomposite powder via a rotary rheometer at the shear rate of 0.1-1000 s-1 and the temperature of 84 °C, parameters of injection molding and debinding were investigated. The results indicatedaddition of nano Al2O3 till 2.5 wt.% improves rheological behavior. Also, by studying the condition of injection molding and debinding, it reveals that the temperature of 100 °C and pressure of 90bar and a graphite bed under usual atmosphere are suitable.
    Keywords: Mg-Al2O3, Nano composite, Rheological properties, Injection molding, Debinding
  • H. Nasrollahzadeh Masoumian, M. Jahanshahi*, S.A. Manafi Pages 219-230
    In recent years, there has been a tangible research diligence in improving food and pharmaceutical industry applying protein nano-particles as carriers for various molecules. Fluidized bed adsorption is an expedient technique for purification of nano-structure bioproducts, has been broadly employed in the past two decades. In the present work, the expansion and hydrodynamic properties of a fluidized bed adsorption for attaining the optimal purification conditions of egg-albumin nano-particle using anion exchange adsorbents wereinvestigated. The residence time distribution (RTD) measurement is a conventional method frequently used to infer hydrodynamic properties in a fluidized bed adsorption. Using measurements of residence time distributions, hydrodynamic properties in the expanded beds were evaluated. The effects of the bed expansion degree, column diameter and settled bed height on the hydrodynamic properties were investigated. It wasrevealed that axial dispersion coefficient (Daxl) increased with increasing bed expansion degree, column diameter and settled bed height. Additionally, dynamic binding capacity for the egg albumin nano-particles upon streamline DEAE adsorbent was analyzed. The results showed that the dynamicbinding capacity was decreased with the increasing of flow velocity. Subsequently, egg-albumin nano-particles were exerted to the column. The yield of egg-albumin nano-particle recovery under optimal condition was 80.79%, which is a noticeable result in ion exchange chromatography.
    Keywords: Fluidized bed adsorption, Hydrodynamic properties, Egg albumin nano particles, Axial dispersion coefficient, Protein nano, particles recovery
  • S.S. Mirzaee*, E. Salahi, T. Ebadzadeh Pages 231-238
    Mullite-silicon carbide composite was fabricated via two-step sintering process to achieve high density and low grain growth. In this work, 5 and 10 wt.% nano and micro silicon carbide was used to investigate the effect of percent and grain size of reinforced phase on microstructure of desired composite. The reinforced phase suppresses the grain growth by Zener mechanism. The grain size of composite was lower by addition of nano-silicon carbide but enhancement of body density in contrast with micro silicon carbide was difficult. Notwithstanding of suppression of grain growth, it was prevented to reach high density by applying 10 wt.% silicon carbide.
    Keywords: Two-step sintering, Mullite, Silicon carbide, Microstructure
  • S.H. Badiee, S. Otroj* Pages 239-247
    In this study, mullite-zirconia composites were fabricated by reaction-sintering method. Besides, the slip casting was used for forming of these composites. Then, the effect of nano-Cr2 3 addition on the properties of these composites was investigated and the results were compared with microsized Cr2O3. Hence, the physical and mechanical properties, phase composition and the microstructure of these composites were investigated. The result showed that Cr2O3 can reduce porosity and increase density by the formation of liquid phase which, the nano-sized type has higher effect. Besides, 0.5 wt.% Cr2O3 can increase the bending strength of composite which, the nano-sized type is effective than other. The height amount of this additive can produce high content of amorphous phase and then decrease of bending strength. On the other hand, the grain size of zirconia tends to decreasing due to liquid phase formation. Corresponding to XRD results addition of Cr2O3 can reduce amount of tetragonal phase which, the nano-sized type is effective than other.
    Keywords: Zirconia, Mullite, Composite, Nano, particles, Chromium oxide, Slip casting
  • E. Koohestanian, A.A. Rouhani, I. Farahbakhsh* Pages 248-258
    In this research, the structural characteristics of hematite nano-particles synthesized by a wet ball milling have been investigated. The evolution of morphology and microstructure of the powders during milling was investigated using SEM, TEM and XRD. The crystallite size was evaluated by XRD patterns using Williamson-Hall methods. The lattice strain of hematite powder synthesized by this method increase with a increasing of milling times, while the average particle size decrease. However, XRD and TEM estimated the average particle size of the hematite nanoparticles about 30 and 12 nm, respectively. Also the uniform dispersion and spherical powder morphology, is well visible in SEM image. Finally, the synthesis results using wet ball milling and sol-gel method has been compared.
    Keywords: Synthesis, Wet ball milling, Sol-gel, Hematite, Microstructure
  • M.T. Bahramipour*, S.H. Rabiei, M. Jafarian Pages 259-267
    In this research, the properties and morphology development of gold nano-layer coat builds on fuel cell bipolar plates via Sputtering method were investigated. Morphology and surface microstructure of samples were investigated by scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy. Also in order to evaluate the electrical conductivity of the coated samples, electrical resistance were measured. Scanning electron microscopy results implies the formation of the gold nano-layer with appropriate and smooth morphology on surface. Also, according to test results of electrical resistance, resistance of samples coated with 20 nm thick layer of gold was about half the resistance of uncoated samples, And this issue represents a significant increase in the electrical conductivity of the coated samples.
    Keywords: Gold nano-layer, Coating, Electrical conductivity, Sputtering, Morphology