فهرست مطالب

فصلنامه نانو مواد
پیاپی 14 (تابستان 1392)

  • تاریخ انتشار: 1392/06/28
  • تعداد عناوین: 7
|
  • فاطمه سادات ترک نیک*، امیر مقصودی پور، منصور کیانپورراد، کیونگ من چویی صفحات 80-91
    به منظور مطالعه نقش فرآیند نانوساختارسازی بر کارآیی آند سرمت Ni/GDC برای پیل سوختی اکسید جامد دما پایین (LT-SOFC)، ریزساختار آند NiO/Ce0.8Gd0.2O2-δ (NiO/GDC20) بوسیله محلول کلرید پالادیم، آغشته سازی شد. تاثیر آغشته سازی Pd بر کارآیی آندی، با استفاده از آنالیز طیف بینی امپدانس الکتروشیمیایی (EIS)، به کمک پیل پایه- الکترولیتی Ni-GDC/GDC/Pt در دمای °C 600-400، مورد بررسی قرار گرفت. ارتقاء ریزساختاری طی فرآیند آغشته سازی نیز به کمک تکنیک های AFM، SEM، TEM و XPS بررسی شد. نتایج حاکی از تاثیر بخشی شاخص نانوذرات پالادیم آغشته سازی شده بر کاهش مقاومت پلاریزاسیون آندی داشت. در این تحقیق نشان داده می شود که فرآیند اصلاح نانوساختاری، با احداث نانوشبکه ای از پالادیم روی ریزساختار آند سرمت Ni/GDC، کارآیی آند LT-SOFC را بطور قابل ملاحظه ای بهبود می بخشد.
    کلیدواژگان: پیل سوختی اکسید جامد دما پایین، Ni، GDC، آغشته سازی، نانوذرات پالادیم، کارآیی آند
  • فاطمه محمدی، ساسان اطرج*، محمدرضا نیلفروشان صفحات 92-99
    در این مقاله تاثیر افزودن کلرید منیزیم بر تشکیل نانوذرات اسپینل آلومینات منیزیم در دمای پایین مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور، کربنات منیزیم و آلومینای کلسینه شده با نسبت استوکیومتری به عنوان مواد اولیه برای سنتز اسپینل استفاده شد. پس از کلسیناسیون ترکیب در دمای °C 1100 و انجام آسیاب مقدار 6 درصد وزنی کلرید منیزیم اضافه شد و به صورت قرص توسط پرس شکل داده شد. سپس ترکیبات بدون افزودنی و حاوی افزودنی در دمای °C 400 به مدت 3 ساعت سینتر شدند. رفتار حرارتی ترکیبات بدون افزودنی و حاوی افزودنی توسط آنالیز حرارتی همزمان مورد ارزیابی قرار گرفت. همچنین ترکیب فازی و ریزساختار نمونه های پخت شده نیز مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که افزودن کلرید منیزیم می تواند باعث تشکیل اسپینل در دمای °C 400 شود. بررسی های ریزساختاری نیز تشکیل نانوذرات اسپینل را تایید کرد.
    کلیدواژگان: اسپینل، آلومینات منیزیم، کلرید منیزیم، سینترینگ، نانوذرات
  • سید ابراهیم قاسمی*، علی اکبر رنجبر، عباس رامیار صفحات 100-107
    در این مقاله تاثیر نانوسیال آلومینیوم- آب به عنوان سیال عامل بر روی راندمان کلکتور خورشیدی سهموی به صورت عددی بررسی شده است. میدان دما، راندمان حرارتی و دمای متوسط خروجی ارزیابی شده و برای کلکتورهای سهموی معمولی و کلکتور همراه با نانوسیال مقایسه شده اند. بعلاوه، اثر پارامترهای مختلف از قبیل نسبت تمرکز، کسر حجمی نانوذرات، طول جاذب و سرعت سیال بررسی شدند. نتایج نشان می دهد نانوسیال به عنوان سیال عامل نسبت به آب راندمان کلکتور را افزایش می دهد.
    کلیدواژگان: نانوسیال آلومینیوم، آب، کلکتور خورشیدی سهموی، راندمان حرارتی، بررسی عددی
  • حمیدرضا رحیمی پور، اکرم حسینیان* صفحات 108-114
    کبالت اکسید و نیکل اکسید در ابعاد نانو به روش سل- ژل با استفاده از دی کربوکسیلیک اسید آلی (سوکسینیک اسید و گلوتاریک اسید) با موفقیت سنتز شدند. در این مقاله تاثیر این دو اسید آلی به عنوان عوامل کمپلکس دهنده فاصله انداز بر روی شکل و اندازه نانوذرات سنتز شده بررسی شد. نانوذرات سنتز شده توسط میکروسکوپ های الکترونی عبوری (TEM)، روبشی (SEM) و اشعه ایکس (XRD) شناسایی شدند. نتایج آنالیز میکروسکوپ عبوری نشان می دهد که ذرات سنتز شده به صورت یکنواخت ایجاد شده اند و همچنین نوع عامل فاصله انداز تاثیر قابل توجهی در میزان کلوخه شدن و توزیع پذیری ذرات دارد. با استفاده از آنالیز طیف های فروسرخ (IR) نحوه تشکیل پیوندها نیز تعیین شد. مکانیسم حاکم بر فرآیند با توجه به داده های تجربی، پیش بینی شده است که طبق آن دمای بهینه جهت سنتز اکسید نیکل خالص نیز ارائه شده است.
    کلیدواژگان: سل، ژل، اکسید کبالت، اکسید نیکل، نانوذرات
  • صاحبعلی منافی*، مجتبی جعفریان، شهرزاد شریعتی صفحات 115-122
    در این پژوهش سنتز نانوساختارهای دی اکسید تیتانیوم به روش هیدورترمال انجام شد. همچنین تاثیر پارامترهای مختلف این روش در چگونگی سنتز این ترکیب مورد بررسی قرار گرفت. بررسی فازی و مورفولوژی پودر به ترتیب بوسیله آنالیز پراش پرتو ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مورد ارزیابی قرار گرفت. طبق نتایج سنتز نانوساختارهای دی اکسید تیتانیوم در فاز آناتاز در دماهای پایین تر از °C 200 صورت گرفت. افزایش دما منجر به افزایش درجه بلورینگی پودر شده ولی تاثیر چندانی بر متوسط اندازه دانه نداشت. همچنین طبق بررسی های انجام شده مهمترین پارامتر در انجام استحاله های فازی در دماهای پایین، میزان pH محلول اولیه می باشد که کاهش آن منجر به افزایش روند انجام استحاله آناتاز به روتایل خواهد شد.
    کلیدواژگان: دی اکسید تیتانیوم، نانوساختار، هیدروترمال، آناتاز، روتایل
  • محمد فرویزی*، تورج عبادزاده، محمدرضا واعظی، عبدالرضا سیم چی صفحات 123-130
    کامپوزیت های زمینه NiTi تقویت شده با نانوذرات Al2O3 با انجام آلیاژسازی مکانیکی بر روی عناصر Ni و Ti در مجاورت نانوذرات Al2O3 و استفاده از روش پرس گرم ایزواستاتیک تهیه گردید. بررسی های ریزساختاری نشان دهنده تشکیل ساختار فازی پیچیده شامل فازهای آستنیتی (B2 NiTi) و مارتنزیتی (B19′ NiTi) همراه با فازهای غنی از نیکل (Ni3Ti) و غنی از تیتانیم (NiTi2) می باشد. نتایج آزمون فرورونده نانو نشان داد که خواص مکانیکی شامل سختی و مدول الاستیک در نمونه کامپوزیتی بطور چشمگیری بیشتر از نمونه NiTi تهیه شده از پودر اتمیزه است. در عین حال میزان خاصیت شبه الاستیسیته در مورد نمونه کامپوزیتی بطور جزئی کاهش یافته است. نتایج آزمون سایش نیز نشانگر بهبود قابل توجه مقاومت به سایش در مورد نمونه کامپوزیتی در بارهای کم و زیاد است که علت آن افزایش خواص مکانیکی همراه با مقدار قابل قبول خاصیت شبه الاستیسیته است.
    کلیدواژگان: نانوکامپوزیت، NiTi، نانوذراتAl2O3، پرس گرم ایزواستاتیک، سایش
  • افسانه ادیب فر، علی اصغر بهنام قادر* صفحات 131-141
    هدف اصلی این تحقیق، بررسی حضور منیزیم در مقادیر گوناگون بر مشخصات ترکیب و ساختار شیمیایی، شبکه کریستالی و زیست سازگاری کلسیم فسفات ها بود. بدین منظور، با توجه به اهداف تحقیق، روش سل- ژل برای سنتز مورد استفاده قرار گرفت. نمونه کنترل ترکیب هیدروکسی آپاتیت انتخاب شد و نسبت Ca+Mg)/P) برابر 67/1 و مقدار منیزیم در محدوده صفر تا 3% مولی در نظر گرفته شد. تمام نمونه ها در دمای °C 600 عملیات حرارتی شدند. ترکیب فازی و ساختار شیمیایی، شکل و اندازه ذرات با انجام آزمایش های XRD، FTIR، SEM و TEM بررسی گردید. تمام نمونه ها دارای دو فاز اصلی Mg-HA و –TCMPβ بودند. با این حال، در مقادیر منیزیم اندک، فاز MgHPO4.3H2O و در مقادیر زیاد آن فاز MgO نیز تشکیل شد. با افزایش مقدار منیزیم مقدار نسبی TCMPβ افزایش و پیک های اختصاصی XRD به سوی زوایای بیشتر میل نمود. علاوه بر این مقدار فاز آپاتیت و نیز درجه بلوری و ابعاد شبکه آن نیز کاهش یافت. بررسی های میکروسکوپ الکترونی عبوری، حضور ذراتی با اندازه nm 180-40 بصورت منفرد و گروهی را روشن ساخت. آزمایش های زیست سازگاری نشان داد که نمونه های تهیه شده با مقدار منیزیم کمتر از 5/2% مولی، از رشد مناسب سلول های فیبروبلاست برخوردار بودند.
    کلیدواژگان: هیدروکسی آپاتیت دارای منیزیم، تری کلسیم فسفات دارای منیزیم، زیست سازگاری، نانوذرات
|
  • F.S. Torknik*, A. Maghsoudipour, M. Keyanpour, Rad, G.M. Choi Pages 80-91
    To clarify the role of nanostructuring process on performance of Ni/GDC cermet anode for low temperature solid oxide fuel cell (LT-SOFC), the anode microstructure of NiO/Ce0.8Gd0. O2-δ (NiO/GDC20) was modified by infiltration of palladium chloride solution. By employing electrochemical Impedance spectroscopy analysis, the effect of Pd-infiltrating on the anodic performance was examined using a symmetric Ni–GDC20/GDC20/Pt electrolyte-supported cell at 400-600 °C. Microstructural development during the infiltrating was investigated by AFM, SEM, TEM, and XPS techniques. The results showed effectiveness of Pd-infiltrated nano particles on the decrease of anodic polarization resistance. It is found that the nanostructural development of Ni/GDC anode via nano-network formation significantly improves the anodic performance.
    Keywords: LT-SOFC, Ni, GDC, Wet infiltration, Palladium nanoparticle, Anode performance
  • F. Mohammadi, S. Otroj*, M.R. Nilforushan Pages 92-99
    In this paper, the effect of MgCl2 addition on the formation of MA spinel nanoparticles at 400 °C was investigated. For this reason, the stoichiometric mixture of MgCO3 and calcined aluminum was calcined at 1100 °C for 1 h. Then, the calcined composition was wet-milled and after addition of 6% MgCl2 the compositions were pressed and fired at 400 °C. The thermal behavior of compositions was evaluated by STA. Besides, the phase composition and microstructure of sintered samples were studied by XRD and FE-SEM, respectively. The results showed that MgCl2 addition leads to formation of spinel at 400 °C. The microstructural evaluations confirmed the formation of spinel nanoparticles with addition of MgCl2.
    Keywords: Spinel, Magnesium aluminate, Magnesium chloride, Sintering, Nanoparticles
  • S.E. Ghasemi*, A.A. Ranjbar, A. Ramiar Pages 100-107
    In this paper the effect of Al-water nanofluid, as working fluid, on the efficiency of a parabolic solar collector was investigated numerically. The temperature field, thermal efficiency, mean-outlet temperatures have been evaluated and compared for the conventional parabolic collectors and nanofluid based collectors. Further, the effect of various parameters such as concentration ratio, volume fraction of nanoparticles, receiver length and fluid velocity has been studied. The results show that, in comparison with water as absorption medium using the nanofluids as working fluid increase the efficiency.
    Keywords: Al-water nanofluid, Solar parabolic collector, Thermal efficiency, Numerical investigation
  • H.R. Rahimipour, A. Hosseinian* Pages 108-114
    Co3O4 and NiO nanoparticles with the particle size of 17-20 nm were successfully synthesized through a simple sol-gel method by using aliphatic dicarboxylic acids as precursors. The effect of organic acids (succinic and glutaric acids) as a chelating agent on morphology of nanoparticles was investigated. Nanoparticles were characterized by transmission electron microscopy (TEM), scanning electron microscope (SEM), X-ray diffraction (XRD) analysis. The examination of (TEM) also showed that the nanocrystallites were closely bonded and homogeneously distributed at the nanometric scale. It was indicated that the kind of acid played an important part in overcoming the agglomerations and the prepared nanocrystallites have better morphology and uniform granularity. The chemical structure information of the products was studied by Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy. A possible mechanism was showed which proposed an optimum temperature to remove nickel impurity from composite in calcinations of nickel salt.
    Keywords: Nanocrystalline materials, Co3O4, Succinic acid, Glutaric acid, Sol, gel preparation
  • S.A. Manafi*, M. Jafarian, S. Shariati Pages 115-122
    In this study, titanium dioxide nanostructures have been synthesized via hydrothermal method. Also the influence of various parameters on how to approach the synthesis of this compound was studied. Phase development and morphology of powder was investigated by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM), respectively. According to the results, synthesized of nanostructures titanium dioxide in anatase phase at temperatures below 200 °C were performed. Increase in temperature leaded to increase in the degree of crystallinity of the powder, however had not much impact on the average of grain size. According to the studied the most important parameter in the carried out the phase transformation in the low temperature, is the initial pH of the solution, reduce of that will be increase the anatase to rutile transformation process.
    Keywords: Titanium dioxide, Nanostructure, Hydrothermal, Anatase, Rutile
  • M. Farvizi*, T. Ebadzadeh, M.R. Vaezi, A.R. Simchie Pages 123-130
    NiTi matrix composites reinforced with Al2O3 nanoparticles have been synthesized by mechanical alloying of Ni and Ti in the presence of Al2O3 nanoparticles and consolidated by hot isostatic pressing (HIP). Microstructural studies revealed that the sintered composites have a complex phase structure including B2 and B19’ NiTi and Ni-rich (Ni3Ti) and Ti-rich (NiTi2) phases. Nanoindentation test results demonstrated that both hardness and elastic modulus were considerably increased in the composite samples in comparison with pure NiTi, while the pseudoelasticity was not significantly reduced. The wear test results confirmed the improved wear performance of NiTi matrix after the addition of nanoparticles under both low and high loads can be mainly attributed to superior mechanical properties combined with pseudoelasticity effect of the composite samples.
    Keywords: Nanocomposite, NiTi, Nano, Al2O3, Hot isostatic pressing, Wear
  • A. Adibfar, A. Behnamghader* Pages 131-141
    Effect of magnesium on phases and chemical structures, unit cell parameters and biocompatibilityof sol-gel derived calcium phosphates has been studied in this research. The ratio of (Ca)/P was kept constant at 1.67 and the Mg content ranged between 0 and 3% mol. The phase composition, chemical structure and morphological analyses were performed using X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) and Transmission electron microscopy (TEM). According to the XRD results, the presence of Mg led to the formation of Mg-doped tricalcium phosphate (β -TCMP) and Mg-doped hydroxyapatite (Mg-HA). However, a small amount of MgHPO4.3H2O and MgO were formed at low and high magnesium content samples, respectively. The measured lattice parameters of apatite phase decreased in both a and c-axis with respect to the pure HA phase. Also the specific peaks of β-TCP phase shifted significantly to higher 2 theta in the Mg-doped sample. TEM experiments revealed distinct nanoparticles and aggregates composed of nanoparticles with a size ranging from 80-140 nm.
    Keywords: Mg, doped hydroxyapatite (Mg, HA), Mg, doped tricalcium phosphate (β, TCMP), Lattice parameters, Nanoparticles