فهرست مطالب

فصلنامه نانو مواد
پیاپی 27 (پاییز 1395)

  • تاریخ انتشار: 1395/09/26
  • تعداد عناوین: 6
|
  • حمزه فراتی راد *، حمیدرضا بهاروندی، محمد قنادی مراغه صفحات 141-151
    کاربیدهای سه تایی نانولایه Ti3SiC2، گروهی از سرامیک های سه تایی هستند که به علت ترکیبی از ویژگی های فلزی و سرامیکی در دهه اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. در این تحقیق، کاربیدهای سه تایی نانولایه Ti3SiC2 با روش سیلیکون خورانی پیش سازه های TiC ساخته شده با روش ریخته گری ژلی سنتز شدند و اثر دما و زمان فرآیند مذاب خورانی روی تشکیل Ti3SiC2 مورد بحث قرار گرفت. تشکیل فاز و ریزساختار به وسیله XRD و SEM مجهز به آنالیز عنصری EDS مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که بهترین دما و زمان به منظور تولید مکس فاز Ti3SiC2 با خلوص بالا، به ترتیب °C 1500 و 90 دقیقه است. با افزایش دمای مذاب خورانی به بالاتر از °C 1500 مکس فاز به TiC و Si تجزیه می شود. همچنین مشخص شد که ترکیب نمونه ها به شدت به زمان مذاب خورانی وابسته است و با افزایش زمان مذاب خورانی مکس فاز به TiC تجزیه می شود. نتایج ریز سختی سنجی نشان داد که سختی نمونه ها با افزایش مقدار TiC افزایش می یابد. مقدار سختی ویکرز برای کامپوزیت Ti3SiC2–85wt.%TiC به مقدار بیشینه GPa 3/21 می رسد. چقرمگی شکست کامپوزیت Ti3SiC2-12wt.%TiC نیز برابر با MPa.m1/2 63/5 اندازه گیری شد.
    کلیدواژگان: کاربید تیتانیم، مکس فاز Ti3SiC2، ریخته گری ژلی، مذاب خورانی
  • مهدی پورسینا، صفر علی مهدیان*، محمد علی تاجیک قنبری صفحات 153-162
    روش های تولید زیستی نانوذرات به علت کاهش هزینه و زیست سازگار بودن آنها، نسبت به روش های دیگر اولویت دارند. در این پژوهش از عصاره میوه سیب به منظور سنتز نانوذرات نقره استفاده شده است و اثر کلوئید نانوذرات به وجود آمده روی کنترل قارچ های بیمارگر Fusarium brachygibbosum، Cytospora chrysosperma، Diaporthe phaseolorum بررسی شده است. به عصاره میوه سیب محلول 2 و 10 میلی مولار نیترات نقره در دمای اتاق افزوده شد و تغییر رنگ محلول از زرد کمرنگ به قهو های مایل به قرمز موید تولید نانوذرات نقره در نظر گرفته شد. تشکیل نانوذرات نقره با وجود پیک جذبی در طول موج 450 نانومتر با استفاده از دستگاه اسپکتروفوتومتری اثبات شد. توزیع اندازه نانوذرات تولید شده و میانگین اندازه آنها توسط دستگاه تفرق دینامیکی نور (DLS) اندازه گیری شد. غلظت های مختلف کلوئید نانوذرات نقره به محیط PDA افزوده شد و قارچ های مورد آزمایش روی آن مایه زنی شدند. نتیجه نشان داد که نانوذرات به دست آمده در محیط کشت PDA روی رشد ریسه قارچ های Fusarium brachygibbosum، Cytospora chrysosperma، Diaporthe phaseolorum در غلظت ppm 10 اثر بازدارندگی کامل داشتند. سنتز سبز نانوذرات نقره با روش زیستی و بدون استفاده از مواد شیمیایی مضر و اثر بازدارندگی نانوذرات نقره روی سه قارچ مهم بیماری زای گیاهی از نتایج این تحقیق بودند.
    کلیدواژگان: سنتز سبز، کنترل قارچ های بیماری زای گیاهی، نانوذرات نقره
  • صاحبعلی منافی *، مریم رضایی کلج، صدیقه جوقه دوست، ایمان فرح بخش صفحات 163-169
    منگنات لانتانیم (LaMnO3) از جمله ساختارهای پروسکایتی است که ویژگی های الکتریکی، مغناطیسی و کاتالیستی از خود نشان می دهد. در این پژوهش نانوپودر LaMnO3 به روش حالت جامد سنتز و در دماهای مختلف 700، 800 و °C 900 کلسینه شد. پودرهای حاصل با استفاده از پراش اشعه ایکس (XRD)، طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز (FTIR) و میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FE-SEM) مجهز به طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس (EDX) مشخصه یابی شدند. الگوی پراش X نشان داد که تشکیل LaMnO3 خالص نیاز به اعمال دمای بیشتر یعنی °C 900 دارد. نتایج FTIR تشکیل ساختار پروسکایتی را تایید نمود. تصاویر حاصل از FE-SEM، نشان داد که مورفولوژی ذرات با افزایش دما تغییر نموده و مقدار نانوذرات در دمای پایین بیشتر و آگلومره شدن ذرات با افزایش دمای کلسینه شدن بدلیل رشد کریستال ها زیاد می شود. همچنین، نتایج EDX حضور عناصر لانتانیم و منگنز را در پودرهای کلسینه شده در دماهای مختلف تایید می نماید.
    کلیدواژگان: نانوذرات، پروسکایت، سنتز حالت جامد، منگنات لانتانیم، کلسینه شدن
  • فرهاد جهان تیغ *، مهدی اسکندری، سید محمد باقر قریشی صفحات 171-180
    در دهه های گذشته، پلی کربنات به خاطر خواص منحصربفرد خود مثل خواص فیزیکی، اپتیکی، گرمایی، مکانیکی و بدلیل کاربردهای متعدد در فناوری مدرن مورد توجه قرار گرفته است. در این تحقیق فیلم های پلی کربنات و نانوکامپوزیت پلی کربنات- دی اکسید تیتانیم در درصدهای مختلف ساخته شدند. سپس ساختار نمونه ها توسط پراش اشعه ایکس مورد مطالعه قرار گرفت. پایداری گرمایی نمونه ها توسط آنالیز حرارت وزنی مطالعه شد. فیلم های پلی کربنات و نانوکامپوزیت پلی کربنات در اکسید تیتانیم توسط روش های مختلف از جمله میکروسکوپ الکترونی روبشی، طیف سنجی مادون قرمز، طیف سنجی ماوراء بنفش- مرئی مورد مطالعه قرار گرفت. توسط آنالیز حرارت وزنی مشاهده شد که مقاومت گرمایی نمونه های کامپوزیتی در مقابل تخریب حرارتی نسبت به پلی کربنات بیشتر شده است. از خواص مکانیکی نمونه ها توسط میکرو سختی سنجی ویکرز و تست کشش مطالعه شد. سختی نمونه ها با افزایش میزان دی اکسید تیتانیم درون کامپوزیت از 7/11 برای پلی کربنات به 6/13 برای فیلم نانوکامپوزیت 5 درصد وزنی افزایش یافت. در تست کشش با افزودن نانوذرات به پلی کربنات (2 درصد وزنی) استحکام نمونه 18 درصد بهبود یافته است.
    کلیدواژگان: نانوکامپوزیت، نانوذرات دی اکسید تیتانیم، خواص مکانیکی، خواص گرمایی
  • ساخت و بررسی پوشش نانوکامپوزیتی 4 جزئی کیتوسان- شیشه زیست فعال 45S5/هیدروکسی آپاتیت/نانوتیوب هالوساید تولید شده به روش رسوب الکتروفورتیکی بر زیرلایه تیتانیم
    آرمان مولایی* سیدعلی میرصالحی صفحات 181-189
    اولین نانوکامپوزیتی 4 جزئی با روش فرآیند رسوب الکتروفورتیکی بر زیرلایه تیتانیم (Ti) ایجاد شد. اجزای منحصربفرد شامل کیتوسان (CH)، شیشه زیست فعال 45S5، هیدروکسی آپاتیت (HA) و نانوتیوب هالوساید (HNT) در بازه محدودی از پارامترهای تاثیرگذار بر رسوب الکتروفورتیکی، در کنارهم رسوب کرده اند. نتایج حاصل از میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، طیف سنجی انرژی پرتو X (EDX)، طیف سنجی تفرق پرتو (XRD) X و طیف سنجی تبدیل فوریه (FT-IR) فرم گیری رسوب نانوکامپوزیتی یکنواخت و چسبنده محتوای 3 جزء سرامیکی پراکنده شده در قالب کیتوسانی با ضخامت تقریبا 28 میکرومتر را نشان داد. همچنین، نتایج حاصله از آزمون های پلاریزاسیون پتانسیودینامیک و امپدانس الکتروشیمیایی (EIS) در محلول شبیه سازی شده بدن (C-SBF) نشان دادند که چنین پوشش 4 جزئی سبب افزایش مقاومت به خوردگی زیرلایه شد. بطوریکه رسوب نانوکامپوزیتی تقریبا 18 برابر مقاومت به خوردگی زیرلایه تیتانیمی را افزایش داده است.
    کلیدواژگان: نانوکامپوزیتی 4 جزئی، رسوب الکتروفورتیکی، نانوتیوب هالوساید، کیتوسان
  • بهبود مقاومت به شوک حرارتی پوشش چند لایه سد حرارتی با ایجاد ساختار نانو در لایه سرامیکی فوقانی پوشش
    حمیدرضا مقدم*، علی داودی، محمود اکبری باصری صفحات 191-199
    این تحقیق جهت مقایسه رفتار شوک حرارتی دو نوع پوشش پنج لایه سد حرارتی انجام شد. زیرلایه این پوشش ها مشابه نمونه صنعتی، از جنس فولاد 17-4PH انتخاب گردید. نوع اول، یک پوشش پنج لایه معمولی با لایه زیرین CoNiCrAlY و لایه سرامیکی فوقانی YSZ است که سه لایه میانی آنها، شامل مخلوطی از پودر YSZ+CoNiCrAlY با نسبت های مشخص می باشد. در پوشش نوع دوم، لایه فوقانی YSZ به صورت نانوساختار و بقیه لایه ها کاملا مشابه نوع اول است. جهت مقایسه این پوشش ها با پوشش های متداول و کاربردی، نمونه هایی از پوشش سد حرارتی دو لایه نیز مورد آزمون قرار گرفتند. تمام این نمونه ها به روش پاشش پلاسما در اتمسفر هوا تهیه گردیدند. جهت انجام آزمون شوک حرارتی، نمونه ها در دمای °C 950 به مدت پنج دقیقه قرار گرفته و سپس در آب °C 25-20 کوئنچ شدند. این عمل تا انهدام تمام نمونه ها ادامه یافت. معیار انهدام هر نمونه، جدایش حدود 20 درصد سطح پوشش در نظر گرفته شد. جهت ارزیابی ریزساختاری نمونه ها، از SEM و FESEM استفاده گردید. در نهایت مشاهده گردید که طول عمر شوک حرارتی پوشش FG-TBC پنج لایه، تقریبا 5/1 برابر طول عمر شوک حرارتی پوشش TBC دو لایه بوده و همچنین ایجاد ساختار نانو در لایه سرامیکی فوقانی پوشش FG-TBC پنج لایه، موجب افزایش طول عمر شوک حرارتی این پوشش در حدود 14% شده است.
    کلیدواژگان: پوشش سد حرارتی (TBC)، لایه های درجه بندی شده مواد (FGM)، پاشش پلاسما، شوک حرارتی
|
  • H. Foratirad*, H.R. Baharvandi, M. Ghanadi, Maragheh Pages 141-151
    The nano-laminated ternary carbide of Ti3SiC2 is a group of ternary ceramics which has received special attention over the last decade due to their unique combination of metals and ceramic properties. In this research, Ti3SiC2 bulks have been synthesized by reactive melt infiltration of porous TiC performs fabricated by gel casting process and the effect of time and temperature of infiltration process on the formation of Ti3SiC2 was discussed. The phase formation and microstructure were investigated by XRD and SEM equipped with EDS system. The results demonstrated that the best temperature and time in order to produce Ti3SiC2 with high purity were 1500 °C and 90 min, respectively. Ti3SiC decomposed into Si and TiC in furnace atmospheres at temperatures above 1500 °C. It is found thatthe compositions of samples strongly depended on the time of infiltration and with increase the infiltration time, Ti3SiC2 decomposed to TiC compound. The microhardness results showed that the Vickers hardness value increased with increasing of TiC volume content. Vickers hardness increases to the maximum value of 21.3 GPa for Ti3SiC2-85 wt.% TiC. A composite of the Ti3SiC2-12wt.% SiC had a measured fracture toughness of 5.63 MPam1/2.
    Keywords: Titanium carbide, Ti3SiC2 MAX phase, Gel casting, Infiltration
  • M. Poorsina, S.A. Mahdian*, M.A. Tajik Ghanbari Pages 153-162
    The biological approaches to synthesis of nanoparticles are better than chemical and physical procedures because of low energy expenditure. In this study, the extract of apple fruit used for biosynthesis of silver nanoparticles and the effect of these nanoparticles on pathogenic fungi of Cytosporachrysosperma, Fusariumbrachygibbosum, and Diaporthephaseolorum. To Apple fruit juice, the solution of 2 and 10 mM silver nitrate was added at room temperature and change the color from pale yellow to reddish brown was confirmed to silver nanoparticles. The formation of silver nanoparticles was confirmed by the presence of absorption peak at 450 nm using spectrophotometer. The particle size distribution and average size was measured by dynamic light scattering (DLS). Different densities of colloidal silver nanoparticles were added in PDA growth medium and the fungi were inoculated on it. The results showed that the silver nanoparticles with 10 ppm concentration were inhibited growth of hyphae of pathogenic fungi in PDA culture medium. The results of this study are green synthesis of silver nanoparticles with biological methods and without using of harmful chemical and the inhibitory effect of silver nanoparticles on some important plant pathogenic fungi.
    Keywords: Green synthesis, Control of plant pathogenic fungi, Silver nanoparticles
  • S.A. Manafi*, M. Rezaei, S. Joughehdoust, I. Farahbakhsh Pages 163-169
    Lanthanum manganite (LaMnO3) is one of the perovskite structures that show the electrical, magnetic and catalytic properties. In this research, the LaMnO3 nanopowder is prepared by solid state method and was calcined in different temperatures at 700, 800 and 900 °C. The result powders were investigated by X-ray diffraction patterns (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), and field emission scanning electron microscope (FE-SEM) equipped with an energy dispersive X-ray spectrometer (EDX). XRD patterns showed that the producing of pure LaMnO3 needs at least 900 °C. As well, the results of FTIR approved the formation of perovskite structure. The images of FE-SEM displayed the morphology of particles changes with increasing of temperature and the amount of nanoparticles are more in lower temperature. Also, the agglomeration of the powders has been increased by rising the temperature due to crystals growth. The EDX images confirmed the presence of lantanium and manganese in all powders calcined at different temperatures.
    Keywords: Nanoparticle, Perovskite, Solid state synthesis, Lanthanum manganite, Calcination
  • F. Jahantigh*, M. Eskandari, S.M.B. Ghorashi Pages 171-180
    In the past decade, polycarbonate has attracted great interest due to their excellent properties such as, physical, chemical, optical, thermal and mechanical properties and possibility for various applications in modern technology. In this work, polycarbonate-TiO2 nanocamposite films were prepared with different percentages. The structure of samples was studied by X-ray diffractometer. Thermal stability of the nanocomposites was studied by thermo-gravimetric analysis (TGA). The polycarbonate and polycarbonate-TiO2 nanocomposite films have been studied by different characterization techniques, viz. scanning electron microscopy (SEM), FTIR spectroscopy, UV-Vis. The mechanical properties were studied by Vickers microhardness and standard tensile testing techniques. The optical band gap values were found to reduce from 4.3 eV to 3.5 eV with increase in TiO2 content of nanocomposites. TGA curves showed that nanocomposite films have higher resistance to thermal degradation compared to polycarbonate. The microhardness value increases with increasing TiO2 nanoparticles in composite. The Vikers hardness test showed that hardness of samples increased from 11.7 for poly carbonate to 13.6 for nanocomposite film with 5%wt. titanuim oxide. The strain test showed 18% improvement in stability by increasing nano titanium oxide particle to polycarbonate.
    Keywords: Nanocomposite, TiO2 nanoparticles, Mechanical properties, Thermal properties
  • Fabrication and Investigation of Four Components Nanocomposite oating of Chitosan-Bioglass 45S5/Hydroxyapatite/Halloysite Nanotube on Titanium Substrate by Electrophoretic Deposition
    A. Molaei*, S.A. Mirsalehi Pages 181-189
    The first four components nanocomposite was fabricated on titanium (Ti) substrate by electrophoretic deposition (EPD). The unique components including Chitosan (CS), Bioglass 45S5 (BG), hydroxyapatite (HA), and halloysite nanotube (HNT) were deposited in special limitation of effective parameters of EPD. The results of transmission electrom microscopy (TEM), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray (EDX), X-ray diffraction (XRD), and Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) presented formation of uniform nanocomposite deposition containing three-ceramic components dispersed in CS matrix with thickness of 28 μm. Furthermore, the results of potentio-dynamic polarization and electrochemical impedance (EIS) test depicted this four components coating increase corrosion resistance of substrate in corrected simulated body fluid (C-SBF). The nanocomposite deposition increased corrosion resistance of Ti substrate about 18 times.
    Keywords: Four components nanocomposite, Electrophoretic deposition, Halloysite anotube, Chitosan
  • Improving the Thermal Shock Resistance of Functionally Graded Thermal Barrier Coating by Creating Nanostructure in the Ceramic Top Coat
    H.R. Moghaddam*, A. Davodi, M. Akbari Baseri Pages 191-199
    This study was performed to compare the behavior of thermal shock resistance of two types of fivelayer functionally graded thermal barrier coatings. The substrate material was selected from 17 4 PH stainless steel. The first type¡ a typical five-layer coating with CoNiCrAlY layer as a bond coat and YSZ layer as a top coat and three layer between them contains a mixture of YSZઃ戊뀥 powder ratio is specified. In the second type¡ nanostructured YSZ layer as a top coat and the other layers is quite similar to the first. To compare these coatings with conventional coating¡ are examples of two-layer thermal barrier coatings were tested. Samples were prepared by plasma spraying in the natural atmosphere. Thermal shock test was carried out at a temperature of 950 °C for repeated five-minute intervals and then quenched in water with temperature about 25-20 °C and was continued to destruct all the samples. A visual spalling of 20 percent of the coat was considered as criterion for thermal shock resistance. Microstructural evaluation of samples after the thermal shock test was carried out by SEM equipped with EDS. Finally¡ it was observed that the thermal shock life-time of conventional FG-TBC was approximately 1.5 times higher than the conventional TBC. as well as the thermal shock lifetime of nanostructured FG-TBC was approximately 14% higher than the conventional FG-TBC.
    Keywords: Thermal barrier coating, Functionally graded materials, Plasma spray, Thermal shock