جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه "اکسید تیتانیوم" در نشریات گروه "مواد و متالورژی"
تکرار جستجوی کلیدواژه «اکسید تیتانیوم» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»-
فصلنامه نانو مواد، پیاپی 51 (پاییز 1401)، صص 165 -178
در این پژوهش، با استفاده از دو لایه سدکننده روی هم از جنس اکسید روی و اکسید تیتانیوم بازدهی سلول های خورشیدی حساس شده با رنگ را به میزان قابل ملاحظه ای افزایش داده شد. این لایه های سدکننده که با استفاده از روش کندوپاش بسامد رادیویی ساخته شده اند، توانسته اند بازدهی سلول های خورشیدی را از 9/4% به 1/7% افزایش دهند. این نتیجه که توسط آنالیزهای XRD، FESEM، J-V، IPCE و EIS تایید شده است، برای افزایش هر چه بیشتر کاربرد سلول های خورشیدی حساس شده با رنگ می تواند بسیار موثر باشد. همچنین نتایج EIS در حالت خاموش نشان می دهد که مقاومت انتقال بار سلول با لایه نشانی دو لایه سدکننده ZnO و TiO2 از مقدار 63 تا مقدار 90 اهم افزایش می یابد که به معنی کاهش میزان بازترکیب در سطح لایه ها است. همچنین با استفاده از روش ولتامتری چرخه ای به ساخت الکترودهای مقابل PANI، WO3 و ترکیب این دو یعنی WO3/PANI پرداختیم. این الکترودها به جای الکترود مقابل Pt که به صورت معمول در سلول های حساس شده با رنگ به وفور دیده می شود، استفاده شدند. نتایج نشان می دهند علی رغم اینکه الکترودهای WO3 و PANI خود به تنهایی عملکردی به خوبی Pt ندارند اما سلول ساخته شده از ترکیب WO3/PANI با داشتن جریان مدار بسته mA/cm2 00/18، ولتاژ مدار باز mV 685 و FF معادل 55% دارای بازده 78/6% است که نسبت به سلول ساخته شده با الکترود مقابل Pt با بازده 03/6% عملکرد بهتری دارد.
کلید واژگان: سلول های خورشیدی حساس شده با رنگ, اکسید تیتانیوم, لایه سدکننده, الکترود مقابل -
یکی از مشکلات تف جوشی مواد نانو اندازه، رشد دانه در حین این فرایند است. از آنجایی که کارایی های منحصر به فرد مواد نانو تا زمانی که در محدوده اندازه زیر 100 نانومتر باشند، وجود دارد، به منظور جلوگیری از این پدیده و کاهش سرعت رشد دانه ها راهکارهای مختلفی از جمله افزودن ذرات اکسیدی اتخاذ می شود. در این پژوهش از ذرات اکسید تیتانیوم به علت دارا بودن پایداری حرارتی مناسب به میزان ده درصد برای جلوگیری از رشد دانه های آلیاژ نانوساختار NiTi در هنگام عملیات تف جوشی استفاده شد. چگونگی تاثیر ذرات اکسید تیتانیوم توسط آزمون های پراش پرتو ایکس و گرماسنج تفاضلی روبشی مورد بررسی قرار گرفت. به این منظور دو گروه نمونه تهیه شدند، یک گروه از نمونه ها بدون حضور اکسید تیتانیوم و گروه دیگر در حضور این اکسید مورد مطالعه قرار گرفتند. نتایج بررسی سنیتیکی در شرایط هم دما و غیرهم دما بر روی هر دو گروه نمونه نشان داد، رشد دانه ها بعد از فرایند، در حضور این اکسید تا دو برابر اندازه اولیه و قبل از تف جوشی رخ داد. اما میزان رشد در عدم حضور اکسید تیتانیوم تا پنج برابر افزایش یافت. علت این مسیله، میزان انرژی فعال سازی لازم برای رشد دانه ها است. این انرژی در نمونه بدون اکسید تیتانیوم برابر 85/31 کیلوژول و در نمونه با حضور ده درصد از این اکسید برابر 96/47 کیلوژول بوده است. همچنین نتایج برای دو گروه بدون اکسید و در حضور اکسید، برای سد انرژی جوانه زنی به ترتیب برابر 93/9 و 75/7 کیلوژول و برای انرژی فعال سازی رشد دانه به ترتیب 4/13 و 4/14 کیلوژول بر اساس داده های DSC محاسبه شد.
کلید واژگان: رشد دانه, اکسید تیتانیوم, DSC, NiTiGrain growth during sintering of nanomaterial is one of the main drawback is this process. Since the nanomaterials maintain their unique performance as long as their size dos not exceed a specific size range, various strategies, including the addition of oxide particles, are adopted to prevent this phenomenon and to slow down grain growth. In this research, titanium oxide particles were used to prevent the growth of NiTi nanostructured alloy grains during sintering operations due to their suitable thermal stability with amount of 10 wt.%. The effect of titanium oxide particles was investigated by X-ray diffraction (XRD) and differential scanning calorimetry (DSC) analyses. For this purpose, two groups of samples including with and without presence of titanium oxide were prepared and studied. The results of kinetic analysis on both sample groups showed that grain growth occurred after the process, in the presence of this oxide, up to twice the initial size and before sintering. But the growth rate in the absence of titanium oxide increased up to five times. The reason for this is the amount of activation energy required for grain growth. This energy was 31.85 kJ in the sample without titanium oxide and 47.96 kJ in the sample with the presence of 10% of this oxide. Also, based on DSC data, the barrier energy were calculated as 9.93 and 7.75 kJ, and the grain growth activation energy were calculated as 13.4 and 14.4 kJ, for the samples with out and with titanium oxide respectively.
Keywords: Grain Growth, TiO2, NiTi, DSC -
در سال های اخیر، تحقیقات در مورد مواد با ثابت دی الکتریک بالا از جمله اکسید تیتانیوم به دلیل پتانسیل برای کاربردهای میکرو الکترونیک مدرن و ذخیره کردن انرژی با چگالی بالا افزایش یافته است. هدف این تحقیق بررسی اثرات اضافه کردن افزودنی پذیرنده، اکسید روی بر خواص دی الکتریک و ریزساختار سرامیک اکسید تیتانیوم است. مقادیر 5/0، 1 و 2 درصد وزنی از افزودنی به اکسید تیتانیوم اضافه و نمونه ها با روش پرس تک محور پودر و سپس تف جوشی در دمای ºC 1420 به مدت 5 ساعت تهیه شدند. خواص نمونه ها شامل چگالی، فازها، ثابت دی الکتریک، اتلاف دی الکتریک و ریز ساختار مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد اکسید روی منجر به بهبود چگالش اکسید تیتانیوم می گردد. از نتایج آزمون پراش اشعه ایکس مشخص شد هیچ گونه فاز ثانویه و ناخالصی در نمونه های حاوی افزودنی وجود ندارد که می تواند بیان گر جایگزینی افزودنی در شبکه کریستالی اکسید تیتانیوم و تشکیل محلول جامد جانشینی باشد. افزودنی اکسید روی منجر به کاهش ثابت دی الکتریک و کاهش اتلاف دی الکتریک اکسید تیتانیوم گردید. افزودنی اکسید روی باعث رشد دانه و افزایش اندازه دانه سرامیک اکسید تیتانیوم شد. ریزساختار با اندازه دانه بسیار بزرگ و امکان ایجاد جاهای خالی اکسیژن با استفاده از افزودنی اکسید روی می توانند منجر به کاهش ثابت دی الکتریک سرامیک اکسید تیتانیوم شوند.
کلید واژگان: اکسید تیتانیوم, اکسید روی, چگالی, رفتار فازی, ثابت دی الکتریک, ریزساختارIn recent years, research into materials with high dielectric constants, including doped titanium oxide, has increased because of the potential for modern microelectronics applications and high-density energy storage. The aim of this study was to investigate the effects of zinc oxide as an acceptor additive on the dielectric properties and microstructure of titanium oxide ceramics. The amount of 0.5, 1 and 2 wt% of the additive was added to the titanium oxide and the samples were prepared by powder pressing method and then sintered at 1420 ºC for 5 hours. The properties of the samples including density, phases, dielectric constant, dielectric loss and microstructure were investigated. The results showed that zinc oxide improved the density of titanium oxide. The results of X-ray diffraction test showed that there was no secondary phase and impurities in the samples containing the additive, which could indicate the replacement of the additive in the crystalline lattice of titanium oxide and the formation of a solid solution. The addition of zinc oxide resulted in the decreasing of dielectric constant and dielectric loss of titanium oxide. Zinc oxide additive caused grain growth and increase of grain size of titanium oxide ceramic. Microstructures with very large grain sizes and the possibility of creating oxygen vacancy with using zinc oxide additives can lead to the reduction in the dielectric constant of the titanium oxide ceramic.
Keywords: Titanium oxide, Zinc oxide, Density, Phase behavior, Dielectric constant, Microstructure -
اکسید روی به دلیل ویژگی های منحصر به فرد به صورت گسترده در زمینه های مختلف از قبیل دستگاه های الکترونیک، مبدل های پیزوالکتریک، وریستورها، کاتالیست ها و فوتوالکتریک استفاده می شود. در تحقیق حاضر، تاثیر افزودنی اکسید تیتانیوم (TiO2) بر خواص سرامیک اکسید روی مطالعه شد. مقادیر 5/0، 1 و 2 درصد وزنی TiO2 به اکسید روی افزوده و خواص مختلف شامل چگالی، رفتار فازی، ریزساختار و خواص دی الکتریک اکسید روی مورد بررسی قرار گرفت. نمونه ها با چگالی نسبی بالا و در حد 98 درصد چگالی تیوری با عملیات تف جوشی در دمای ºC 1250 حاصل شد. طبق نتایج حاصل از پراش اشعه ایکس (XRD)، افزودنی TiO2 منجر به ایجاد فاز ثانویه Zn2TiO4 در اکسید روی می شود و با افزایش مقدار TiO2 مقدار فاز ناخالصی افزایش و میزان جابجایی پیک ها به سمت زوایای پایین تر بیشتر می شود. نتایج بررسی ریزساختار نشان داد افزودنی TiO2 تاثیر چشمگیری بر ریزساختار اکسید روی خواهد داشت به گونه ای که با افزایش مقدار افزودنی TiO2 رشد دانه کاهش می یابد. افزودنی TiO2 باعت کاهش خواص ثابت دی الکتریک و اتلاف دی الکتریک اکسید روی به میزان قابل توجهی شد. با افزودن 2 درصد وزنی TiO2، ثابت دی الکتریک اکسید روی از مقدار 48200 به 1400 و مقدار اتلاف دی الکتریک اکسید روی از مقدار 20 به 4/5 اندازه گیری شده در فرکانس 100 کیلو هرتز کاهش یافت. کاهش در مقدار ثابت دی الکتریک اکسید روی می تواند به اندازه دانه کوچکتر، وجود فاز ناخالصی و عیب جای خالی کاتیون در حضور افزودنی TiO2 نسبت داده شود.
کلید واژگان: اکسید روی, اکسید تیتانیوم, چگالی, رفتار فازی, ثابت دی الکتریک, ریزساختارZinc oxide (ZnO) is widely used in various fields such as electronic devices, converters, varistors, catalysts, photoelectric devices, and piezoelectric application due to its unique properties. In the present study, the effect of titanium oxide (TiO2) additive on the properties of ZnO ceramic was studied. 0.5, 1 and 2 wt% of TiO2 were added to ZnO and various properties of ZnO ceramic including density, phase behavior, dielectric properties and microstructure were investigated. The obtained samples had a high relative density and about 98% of the theoretical density. The results of X-ray diffraction (XRD) showed that TiO2 additive leads to the formation of a secondary phase of Zn2TiO4 in ZnO ceramic and with increasing the amount of TiO2, the amount of impurity phase increases and the peaks move to lower angles. TiO2 additive considerably reduced the dielectric constant and the dielectric loss of ZnO ceramic. With addition of 2 wt% TiO2, the dielectric constant of ZnO was decreased from 48200 to 1400 and the dielectric loss of ZnO was decreased from 20 to 5.4, measured at 100 kHz. The results of microstructure study showed that TiO2 additive will have a significant effect on the microstructure of ZnO ceramic, so that with increasing the amount of TiO2 additive, grain growth decreases. The reduction in the constant dielectric of ZnO ceramic can be attributed to the smaller grain size, the existence of the impurity phase and the defect of the cation vacancy in the presence of TiO2 additive.
Keywords: Zinc oxide, Titanium oxide, Density, Phase behavior, Dielectric constant, Microstructure -
سرامیک های کوردیریتی از جمله سرامیک هایی هستند که از ترکیب اکسیدهای آلومینیوم، منیزیوم و سیلیسیوم به دست می آیند. باتوجه به این که سرامیک های کوردیریتی دارای ویژگی هایی نظیر ضریب انبساط حرارتی بسیار کم، ثابت دی الکتریک پایین، چگالی پایین، سختی بالا، ضریب تلفات کم، دیرگدازی و پایداری شیمیایی و مکانیکی مناسبی هستند، می توان از آن ها برای کاربرد در دماهای بالا و ساخت ابزار استفاده نمود. در این پژوهش، برای ساخت نمونه آزمایشگاهی سرامیک کوردیریتی، از روش سنتز حالت جامد پودرهای اکسیدی و رزین سیلیکونی و در ادامه، روش پرس ایزواستاتیک سرد، برای تولید محصولی با تراکم یکنواخت استفاده شد. آزمون های فازیابی پراش پرتو ایکس، تعیین چگالی، ریز سختی سنجی، استحکام خمشی و تعیین ثابت دی الکتریک روی نمونه ها انجام شد. نتایج نشان داد که فاز α-کوردیریت سنتز شده است و دارای چگالی 5/2 گرم بر سانتیمتر مکعب، سختی 6/1151 ویکرز، استحکام خمشی 6 ± 4/131 مگا پاسکال، ثابت دی الکتریک 15/3 و تانژانت اتلاف 0048/0 در محدوده بسامد 5/12-8 گیگاهرتز است.
کلید واژگان: کوردیریت, خواص مکانیکی, پرس ایزواستاتیک سرد, اکسید تیتانیومCordierite ceramics are ceramics obtained from a combination of aluminum, magnesium, and silicon oxides. Given that cordierite ceramics have properties such as very low thermal expansion coefficient, low dielectric constant, low density, high hardness, low loss ratio, refractoriness, and good chemical and mechanical stability, they can be used for high temperature applications and tool making. In this study, solid-state synthesis method using oxide powders and silicone resin, followed by cold isostatic press (CIP) method was applied to produce cordierite ceramic with uniform density. Phase detection by X-ray diffraction and determination of density, microhardness, flexural strength, and dielectric constant was performed. The results showed that the α-cordierite phase was synthesized with a density of 2.5 gr/cm-3, hardness of 1151.6 HV, flexural strength of 131.4 ± 6 MPa, dielectric constant of 3.15, andloss tangent of 0.0048 in the frequency range of 8-12.5 GHz.
Keywords: Cordierite, Mechanical properties, Cold isostatic press, TiO2 -
در این پژوهش مزوپور اکسید تیتانیوم- اکسید سیلیسیم دوپ شده با نقره (TiO2-SiO2-Ag) به روش هیدروترمال سنتز و تهیه گردید. از تیتانیوم ایزوپروپوکساید، تترا اتیل اورتوسیلیکات و نیترات نقره به عنوان پیش ماده اکسید تیتانیوم، اکسید سیلیسیم و اکسید نقره استفاده شد. ابتدا نانوکامپوزیت مزوپور TiO2-SiO2 با نسبت وزنی سیلیکا به تیتانیای 3 (SiO2:TiO2:3:1) به روش هیدروترمال در دماهای 70 و 130 درجه سانتی گراد سنتز شد، سپس به نمونه ها 5 درصد وزنی نقره اضافه شد. مشخصه یابی نمونه ها با استفاده از آنالیزXRD ،SEM ،EDS ، Map و BET انجام گرفت و به منظور بررسی و مقایسه عملکرد فوتوکاتالیستی نمونه های سنتزی تحت نور مریی و فرابنفش، از دستگاه طیف سنج UV-Vis استفاده شد. نتایج ایزوترم جذب- واجذب نیتروژن بیانگر ساختار مزوحفره برای نمونه های TiO2-SiO2 است. نتایج آنالیز XRD حضور فاز آناتاز و روتایل را در نمونه های TiO2-SiO2 و وجود فاز نقره را در کنار فاز آناتاز و روتایل در ترکیب TiO2-SiO2-Ag تایید کرد. بررسی فعالیت فوتوکاتالیستی نمونه ها در اثر تابش نور مریی فرابنفش نشان داد که بالاترین درصد تخریب آلاینده (33%) برای نمونه با نسبت سیلیکا به تیتانیای 3 و دمای هیدروترمال 70درجه سانتی گراد که حین سنتز نمونه مزوپور، نقره به آن اضافه شد (TS3A-70) مشاهده گردید.
کلید واژگان: اکسید تیتانیوم, اکسید سیلیسیم, نقره, فوتوکاتالیستیIn this project, mesoporous titanium oxide-silicon oxide doped by silver (TiO2-SiO2-Ag) was hydrothermally synthesized. Titanium isopropoxide, tetraethyl orthosilicate and silver nitrate were used as precursors for TiO2, SiO2 and Ag, respectively. Initially TiO2-SiO2 mesoporous nanocomposite was synthesized with weight ratios of silica to titania SiO2:TiO2:3:1 via hydrothermal method at 70˚C and 130˚C, then 5wt% of silver was added to each sample. The samples were characterized using XRD, SEM, EDS, Map and BET analysis and photocatalytic performance of synthetic samples under visible light and ultra-violate were investigated using UV-Vis spectroscopy The results of isotherm adsorption-desorption of nitrogen indicate the mesoporous structure of TiO2-SiO2 samples. XRD analysis confirmed the presence of anatase and rutile phases in TiO2-SiO2 samples and also the presence of silver phase along with anatase and rutile in TiO2-SiO2-Ag composition. Examination of the photocatalytic activity of the specimens by visible and ultraviolet light showed that the highest degradation percentage of pollutant (33%) under visible-light and ultra-violate was observed for the sample with silica to titania ratio of 3 via hydrothermal method at 70˚C with additions of silver during synthesis (TS3A-70).
Keywords: titanium oxide, silicon oxide, silver, photocatalytic -
پیزوسرامیک های نیوبات سدیم پتاسیم به عنوان پیزوالکتریک عاری از سرب به دلیل خواص مناسب مورد توجه هستند. در این تحقیق تاثیر دوپنت های اکسید تیتانیوم و اکسید مولیبدن بر رفتار چگالش، خواص پیزو الکتریک و دی الکتریک پیزوسرامیک نیوبات سدیم پتاسیم دوپ شده با لیتیم ((K0.5Na0.5)0.94Li0.06NbO3, KNNL) بررسی گردید. به این منظور ترکیبات (K0.5Na0.5)0.94Li0.06Nb0.99X0.01O3 (KNNL-X, X= Mo, Ti) با روش حالت جامد سنتز شد. نتایج نشان داد که استفاده از این دوپنت ها منجر به بهبود چگالش سرامیک KNNL می گردد که می تواند به دلیل افزایش سرعت نفوذ ناشی از ایجاد عیب جای خالی اکسیژن باشد. کاهش در ضریب پیزوالکتریک KNNL در حضور دوپنت ها می تواند به سخت شدن رفتار پیروسرامیک به دلیل وجود جاهای خالی اکسیژن نسبت داده شود. افزایش در ثابت دی الکتریک و کاهش در تلفات دی الکتریک نمونه های دوپ شده را می توان ناشی از افزایش چگالی و کاهش تخلخل دانست. نمونه های KNNL-Mo کمترین مقادیر ضریب پیزوالکتریک و بیشترین مقادیر ثابت دی الکتریک را نشان دادند.
کلید واژگان: نیوبات سدیم پتاسیم, اکسید تیتانیوم, اکسید مولیبدن, ضریب پیزوالکتریک, خواص دی الکتریکSodium potassium niobate piezoceramics are considered as lead-free piezoelectric due to their good properties. In this study, the effect of titanium dioxide and molybdenum oxide as dopant on the densification behavior, piezoelectric and dielectric properties of lithium doped sodium potassium niobate ((K0.5Na0.5)0.94Li0.06NbO3, KNNL) was investigated. For this purpose, (K0.5Na0.5)0.94Li0.06Nb0.99X0.01O3 (KNNL-X, X= Mo, Ti) ceramics were synthesized by solid state reaction method. The results showed that the use of these dopants improves the densification of KNNL ceramic, which could be attributed to the increased diffusion due to creating the oxygen vacancy defect. The decrease in the piezoelectric coefficient of KNNL ceramic in the presence of dopants can be attributed to the hardening behavior of the piezoceramic due to the existence of oxygen vacancies. The increase in dielectric constant and decrease in dielectric loss of doped samples can be attributed to the increase in density and decrease in porosity. KNNL-Mo samples showed the lowest piezoelectric coefficient and the highest dielectric constant values.
Keywords: Sodium potassium niobate, Titanium dioxide, Molybdenum oxide, Piezoelectric coefficient, Dielectric properties -
در این پژوهش دو عملیات پوشش دهی اکسایش الکترولیتی پلاسمایی و نیتروژن دهی گازی مورد بررسی قرار گرفته است. در مرحله اول از اکسید تیتانیوم با فرایند پوشش دهی اکسایش الکترولیتی پلاسمایی به عنوان یک پوشش میانی بر سطح تیتانیوم استفاده شد؛ در این مرحله تیتانیوم خالص تجاری با چگالی جریان mA/cm2 1000 به مدت 10 دقیقه در محلول کربناتی پوشش داده شد. در مرحله دوم، ایجاد پوشش دولایه با عملیات تکمیلی نیتروژن دهی گازی صورت پذیرفت؛ در این مرحله فلز تیتانیوم به همراه پوشش اکسید تیتانیوم درون کوره لوله ای با دمای 1000 به مدت 6 ساعت نیتروره شدند تا خواص تریبولوژیکی پوشش ها با هم مقایسه شوند. از تفرق اشعه ایکس برای فازیابی، از میکروسکوپ الکترونی روبشی برای ارزیابی ریزساختار سطحی و مقطع و از آزمون سایش پین روی دیسک برای ارزیابی مقاومت به سایش پوشش ها استفاده شد. نتایج حاصل از آزمون های به عمل آمده نشان داد که در مرحله اول فرآیند پوشش دهی، فاز روتیل تشکیل شده است. بررسی ریزساختار و بافت سطحی نشان داد که پوشش ها دارای ریزحفراتی مشهور به ساختار پنکیکی هستند؛ خروجی های آزمون سایش نشان داد که عملیات اکسایش پلاسمای الکترولیتی یک رفتار سایشی ایده آل با ضریب اصطکاک پایین در حدود 2/0 را بوجود آورده است. در مرحله دوم فرآیند پوشش دهی فازهای تشکیل شده به صورت نیتریدی و بعضا اکسید تیتانیوم نیتروره شده می باشند. ریخت سطحی پوشش اکسید تیتانیوم نیتروره شده تلفیقی از ساختار نمونه های TiO2 و TiN می باشد بطوری که در کنار حفرات موجود در ساختار نمونه TiO2، ذرات کروی شکل پدید آمده است که دلیل آن نفوذ نیتروژن در پوشش اکسید تیتانیوم است. بررسی رفتار سایشی نشان داد که مقاومت به سایش پوشش های نیتریدی افزایش قابل توجهی نسبت به پوشش اکسید تیتانیوم و نمونه بدون پوشش دارد؛ بدین معنا که ضریب اصطکاک از 65/0 برای نمونه بدون پوشش به 25/0 برای نمونه TiO2-N کاهش یافته است.
کلید واژگان: اکسایش الکترولیتی پلاسمایی, نیتروژن دهی گازی, اکسید تیتانیوم, نیترید تیتانیوم, خواص تریبولوژیکیIn this study, two processes of plasma electrolytic oxidation coating and gas nitriding have been investigated. In the first step, titanium oxide was coated by plasma electrolytic oxidation method in carbonate solution with current density of 1000 mA/cm2 for 10 min to form the first layer on the titanium substrate. In the second step, the second layer was formed by gas nitriding. Nitriding carried out in a tube furnace at 1000℃ for 6 hours on TiO2 coated titanium. The wear test, X-ray diffraction and scanning electron microscopy were performed on different coatings for determination of the properties. The results showed that, the initial coating mostly contains rutile. The morphology and the structure of the coating showed the presence of micro-cavities. Based on wear test results, the electrolytic plasma oxidation process, provides an ideal annealing condition with low friction coefficient of 0.2. For the nitrided coating, some titanium oxides converted into nitrated phases. The tribological study showed that the wear resistance of nitrided titanium oxide increased significantly compared to titanium oxide coatings and uncoated samples which is, the friction coefficient from 0.65 for the uncoated sample decreased to 0.25 for the nitrided titanium oxide sample.
Keywords: Plasma electrolytic oxidation, Gas nitriding, Titanium oxide, Titanium nitride, Tribological properties -
پوشش نانوکریستال اکسید تیتانیوم (TiO2) با فرآیند اکسیداسیون پلاسمای الکترولیتی (Plasma Electrolytic Oxidation) تحت عملیات جریان ثابت در فرکانس-های 1000 و 1500 هرتز و سیکل کاری 10 و 15 درصد طی مدت زمان 10 دقیقه بر روی سطح تیتانیوم خالص تجاری (Commercially Pure ( CP) Titanium) تشکیل شد. بررسی ساختار سطح و ترکیبات شیمیایی موجود در پوشش به وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی و پراش سنج اشعه ایکس انجام شد. همچنین رفتار خوردگی فلز پایه و پوشش ها از طریق پلاریزاسیون پتانسیودینامیکی در محلول 5/3% سدیم کلرید در دمای محیط بررسی گردید. بررسی فازی پوشش ها نشان داد که پوشش ها از فازهای اکسیدی روتیل و آناتاز تشکیل شده اند. سطح نمونه های پوشش داده شده همگی دارای ساختار متخلخل پنکیکی هستند ولی قطر حفرات ایجاد شده بر روی سطح آنها به دلیل تغییر پارامتر فرکانس و سیکل کاری متفاوت است. تصاویر میکروسکوپی در بزرگنمایی بالا اندازه بلورک های بدست آمده از پوشش ها را زیر 50 نانومتر اندازه گیری نموده است. بررسی رفتار خوردگی مشخص کرد که اعمال پوشش با فرکانس بالا، سبب افزایش مقاومت به خوردگی، کاهش دانسیته جریان خوردگی و بازدهی حفاظتی 95 درصدی نسبت به دیگر نمونه های پوشش دار و تیتانیوم بدون پوشش می شود.کلید واژگان: نانوکریستال, اکسید تیتانیوم, PEO, ساختار متخلخل, رفتار خوردگی, فرکانس بالاNano crystaline TiO2 coating was produced on commercial pure titanium surface by plasma electrolytic oxidation (PEO) process under constant current condition with 1000 and 1500 Hz frequency, 10 and 15 % duty cycle in 10 min. Surface structure and chemical composition analysis for coatings were conducted by scanning electron microscope and x-ray difracrometer. Corrosion behavior of base metal and coatings was investigated by potantiodynamic polarization in 3.5% NaCl solution. Phase analyses of coatings indicated the presence of titanium oxide in the form of anatase and rutile. Surface of all coated samples had a Pancake porous structure with different pore diameters due to the difference in applied frequencies and duty cycles. Microscopic images of coatings in large magnifications showed the existence of nano-size crystalline (less than 50nm). Investigation on corrosion behavior showed that using high frequency in this process results in increase in corrosion resistance, decrease in current density and increasing the protection efficiency up to 95%.Keywords: nanocystaline TiO2, PEO, Porous structure, Corrosion behavior, High frequency
-
اکسید تیتانیوم (TiO2) از جمله موادی است که به علت دارا بودن خواص مختلف از جمله زیست سازگاری، مقاومت اکسیداسیون قوی و خواص مکانیکی نسبتا خوب در مصارف زیستی و پزشکی کاربرد فراوان یافته است. امروزه با هدف افزایش کارایی اکسید تیتانیوم، ازآلایش این ماده با عناصری مانند نقره، روی و آهن استفاده می شود. در این پژوهش، آلایش اکسید تیتانیوم با استفاده از نقره و روی از طریق فرایند سل-ژل انجام شد و نانو ذرات ترکیبات به دست آمده، مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفتند. برای شناسایی فاز های تشکیل شده در ترکیبات Ag-TiO2 و ZnO-TiO2 در دماهای مختلف از آزمون پراش پرتوی ایکس استفاده شد. هم چنین برای مشخصه یابی نانو ذرات از طیف سنجی جذب الکترونی مرئی- فرابنفش (UV-Vis)، توزیع انرژی پرتوی ایکس (EDS)، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FE-SEM) و پتانسیل زتا استفاده شد. فعالیت آنتی باکتریال نانو ذرات نیز ارزیابی و مقایسه شد. نتایج نشان داد که نانو ذرات Ag-TiO2 و ZnO-TiO2 با ترکیب مورد انتظار به روش سل-ژل با موفقیت ساخته شدند. بررسی خواص آنتی باکتریال نشان داد که ترکیب Ag-TiO2 در غلظت های بازدارندگی پایین تر، فعالیت آنتی باکتریال بالاتری نسبت به نانو ذرات ZnO-TiO2 ارائه می دهد.کلید واژگان: اکسید تیتانیوم, نقره, روی, خاصیت آنتی باکتریالWith various features such as strong oxidation, biocompatibility and acceptable mechanical properties, titanium dioxide (TiO2) is among the materials that are frequently used in biological and medical applications. Nowadays, with the aim of increasing the efficiency of titanium dioxide and practical use of this material, doping it with elements such as silver, zinc and iron has been favored. In this study, Ag-TiO2 and ZnO-TiO2 nanoparticles were prepared by the solgel method and were evaluated and compared.In order to identify the present phases in the structure, X-ray diffraction analysis was used. Also for the characterization of the nanoparticles, Ultravioletvisible spectroscopy (UV-Vis), Energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS), Field Emission Scanning Electron Microscope (FESEM) and Zeta Potential were used. Inaddition, the antibacterial activities of nanoparticles were investigated and compared. The results showed that sol-gel method could successfully produce nanoparticles of Ag-TiO2 and ZnO-TiO2 with the expected combination. The investigation of antibacterial properties of these particles revealed that at lower inhibitory concentrations, Ag-TiO2 composition has a higher antibacterial activity than ZnO-TiO2 one.Keywords: Titanium dioxide, Silver, Zinc, Sol, Gel, Antibacterial Properties
-
در این تحقیق اثر افزایش آلایش نیتروژن در نانو لایه های TiO2 را روی خواص آبدوستی بررسی کردیم. نمونه ها به روش افشانه داغ تهیه شد. زمان باز پخت نمونه ها که نقش مهمی در ساختار نهایی نانو لایه ها دارد، 450 درجه سانتیگراد بود. مشاهده شد که خاصیت آبدوستی نمونه ها تحت نور فرابنفش، با افزایش درصد نیتروژن، افزایش می یابد. آبدوستی چهار نمونه آلاییده تهیه شده، نسبت به نمونه TiO2 خالص نیز بهتر بود. همچنین کاهش گاف انرژی که لازمه افزایش آبدوستی است و افزایش زبری و اندازه دانه در اثر افزایش نیتروژن نیز مشاهده شد.
کلید واژگان: آبدوستی, اکسید تیتانیوم, نیتروژن, اسپریHydrophilicity of nitrogen-doped TiO2 nano thin films were studied. Samples were synthesized by spray pyrolysis method. Annealing temperature، which has an important role in nano thin films structure، was 450oC. It was seen by increasing of N، hydrophilicity of the samples under UV irradiation increased. Hydrophilicity of four samples was higher than pure TiO2. Due to increasing of N band gap decreasing and increasing of roughness and grain size were observed.Keywords: Hydrophilicity, Titanium oxide, Nitrogen, spray -
پوشش های نانوفوتوکاتالیست، در معرض تابش فوتون های پرانرژی، توانایی حذف ترکیبات سمی آلی از محیط های گازی و آبی را دارا می باشند. اما این پوشش ها به دلیل سطح ویژه کم، نسبت به نانوذرات کارایی کمتری از خود نشان می دهند. برای بهبود کارایی باید ریزساختار این پوشش ها را تصحیح کرد. در این تحقیق، سنتز لایه نانوفوتوکاتالیست غیرهمگنTiO2/Al2O3 با استفاده از فرایند سل-ژل انجام شد. از قطعه های کوارتز به صورت زیرلایه استفاده شد و سپس، به روش لایه نشانی چرخشی، به ترتیب سل های Al2O3 وTiO2 بر روی زیرلایه کوارتزی نشانده شدند و به ترتیب در دمای 800 و 500 درجه سانتی گراد عملیات حرارتی شدند. تبلور فازهای گاما آلومینا و آناتاز به کمک پراش سنجی اشعه ایکس تایید شد. اندازه بلورک های لایه آناتاز به کمک میکروسکوپ الکترون- روبشی حدود 30 نانومتر به دست آمد. از آنالیز طیف سنجی جذبی UV جهت محاسبه گاف انرژی استفاده شد و با توجه به طول موج جذب، گاف اصلی محاسبه شده برای TiO2، eV81/3و برای TiO2/Al2O3، eV47/4به دست آمد. طیف های نشری به دست آمده توسط آنالیز فوتولومینسانس جهت تایید وجود تهی جای اکسیژن مورد بررسی قرار گرفت. نتیجه حاصل شده نشان داد که با افزودن Al2O3، ممکن است تهی جای اکسیژن خنثی پایدار شوند.
کلید واژگان: نانوفوتوکاتالیست ها, لایه غیرهمگن, اکسید تیتانیوم, اکسیدآلومینیوم, تهی جاهای اکسیژنNano photo-catalyst coatings، exposed to high-energy photons، have the ability to remove toxic organic compounds from gaseous and aqueous environments. But these coatings، due to lower surface area، are less efficient than nanoparticles. Microstructure of these coatings should be modified in order to improve their efficiency. In this study، nanostructured TiO2/Al2O3 heterogeneous films were synthesized by the sol-gel method. Quartz sheets were used as the substrates، and Al2O3 and TiO2 sols were، in turn، deposited on these substrates by the spin coating method، respectively. The deposited layers were sintered at 800°C and 500°C، respectively. Crystallization of gamma-alumina and anatase phases was confirmed by X-ray diffraction (XRD). The average crystallite size of the anatase films was measured to be about 30 nm by using scanning electron microscopy (SEM). UV-vis absorption spectroscopy was used to calculate the energy gap، and based on the measured absorption wavelengths; the total gaps were calculated to be 3. 81 eV and 4. 47 eV، for TiO2 and TiO2/Al2O3 layers، respectively. The emission spectra obtained by the photoluminescence analysis were used to confirm the oxygen vacancy formation. Our results showed that، by the addition of Al2O3، neutral oxygen vacancies may be thermodynamically stable stabilized in TiO2.Keywords: Nano photocatalysts, Heterogeneous film, Titanium Dioxide, Alumina, Oxygen Vacancies -
هدف از این پژوهش، افزایش مقاومت به خوردگی فولاد زنگ نزن 316 ال که به عنوان ماده کاشتنی در بدن استفاده می شود، می باشد. این کار به وسیله اعمال پوشش کامپوزیتی هیدروکسی آپاتیت و اکسید تیتانیوم همزمان با عملیات نیتروکربوره کردن الکترولیتی پلاسمایی روی سطح فولاد زنگ نزن 316 ال انجام گرفت. نمونه ها با اعمال جریان مستقیم و اختلاف پتانسیل(145 ولت) پوشش داده شدند. سطح روی نمونه ها و سطح مقطع آن ها به وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد مطالعه قرار گرفت. هم چنین، آنالیزهای پراکنش انرژی و تفرق اشعه ایکس روی نمونه ها، حضور عناصر تیتانیوم، کلسیم، فسفر، نیتروژن و کربن را نشان داد. مقاومت به خوردگی پوشش بدست آمده نیز به وسیله آزمون پلاریزاسیون تافل در محلول رینگر بررسی شد. نتایج نشان داد که پوشش کامپوزیتی باعث نجیب تر شدن پتانسیل خوردگی فولاد زنگ نزن و کاهش دانسیته جریان آن می شود که در نتیجه، نرخ خوردگی کاهش یافته و مقاومت به خوردگی آن بهبود می یابد.
کلید واژگان: نیتروکربوریزه کردن الکترولیتی پلاسمایی, هیدروکسی آپاتیت, اکسید تیتانیومTitanium dioxide and Hydroxyapatite were simultaneously added to plasma electrolyte nitrocarburizing bath of 316L stainless steel in order to improve the corrosion behavior of steel. Then the samples were placed in the electrolyte and biased with a negative voltage of 145 volt. Cross section and surface morphology were studied using a scanning electron microscope (SEM). The results of EDX and XRD analysis reveal the presence of Titanium، Calcium، Phosphorus، Nitrogen and Carbon. Corrosion behavior of the coating was investigated by tafel polarization tests in Ringer solution. The composite coating exhibits an improvement in corrosion behavior.Keywords: Plasma Electrolytic Nitrocarburizing, Hydroxyapatite, Titanium Dioxide -
مقاومت الکتریکی لایه های نازک نیمه هادی های اکسید فلزی تابعی از ترکیب گاز محیط فراگیرنده آنها است. نانولوله های اکسید تیتانیوم به گاز هیدروژن حساس هستند و در برابر این گاز، کاهش چشمگیری در مقدار مقاومت الکتریکی این نانولوله ها مشاهده می شود. در این تحقیق، نانولوله های اکسید تیتانیوم، به روش اکسیداسیون آندی در دونوع الکترولیت آبی و آلی بر روی سطح ورق تیتانیوم ایجاد شدند. نتایج بدست آمده از بررسی شناسایی گاز هیدروژن نشان داد که نانولوله های اکسید تیتانیوم با دیواره ی نازک تر و طول کوتاهتر برای شناسایی گاز هیدروژن مناسب هستند. در تحقیق حاضر از تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) و الگوهای تفرق اشعه ایکس(XRD) برای بررسی مورفولوژی سطح و ساختمان بلوری نانولوله ها استفاده شد.
کلید واژگان: نانولوله, اکسید تیتانیوم, اکسیداسیون آندی, حسگر گاز, هیدروژنThe electrical resistance of metal oxide semiconductor thin films varies with the composition of their surrounding gas. Titanium oxide nanotubes are sensitive to hydrogen gas and their electrical resistance are drastically decreased in hydrogen gas exposure. In this study, titanium oxide nanotubes were synthesized on a titanium foil by anodic oxidation method. Two types of electrolytes, containing aqueous and organic electrolytes, were used to obtain nanotube arrays with differentgeometries. The results demonstrated that the nanotube arrays with narrower wall thickness and shorter length were moresuitable choices for hydrogen gas detection and sensing by this nanoarchitecture. In this work, surface morphology was studied by field emission scanning electron microscopy (FESEM). Also, structural changes were evaluated by X-ray diffraction (XRD) analysis.Keywords: Nanotube, Titanium oxide, Anodic oxidation, Gas sensor, Hydrogen -
پودرهای قالب به گونه عمده از اکسیدهایی نظیر سیلیسیم، کلسیم، آلومینیوم، سدیم به همراه فلوئور و کربن تشکیل شده اند. فلوئور یکی از ترکیبات تشکیل دهنده پودرهای قالب می باشد که به منظور کنترل ویسکوزیته و ایجاد روانکاری مطلوب بین پوسته فولادی منجمد شده و قالب در ترکیب شیمیایی پودرهای قالب بکار می رود، اما انتشار فلوئور به دلیل ترکیباتی مانند (g)HF مشکلات سلامتی و زیست محیطی را به همراه دارد. هدف از انجام این پژوهش حذف فلوئور از ترکیب شیمیایی یک پودر روان ساز سرعت بالاست که در صنعت ریخته گری مداوم فولاد بکار می رود. هم چنین، بررسی اثر ترکیب-های جایگزین بر ویسکوزیته و تبلور نمونه ها از اهداف این پژوهش است. بدین مطالعات آزمون ویسکومتر شیاری و آنالیز تصویری جهت مقایسه ویسکوزیته پودرهای تولیدی با پودر اصلی مذاب و بررسی رفتار بلوری از مطالعات پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی و آنالیز اسپکتروسکوپی انرژی پراکنده استفاده گردید. نتایج مطالعات نشان دادند که کلینکر سیمان پرتلند جایگزینی مناسب برای ولاستونیت در ترکیب پایه پودرهای قالب می باشد. هم چنین، با استفاده از اکسید تیتانیوم و هماتیت در مقادیر حدود 3 درصد وزنی (مازاد بر هماتیت موجود در ترکیب شیمیایی کلینکر سیمان پرتلند) نمونه ای بدون فلورین تهیه گردید که دارای ویسکوزیته بسیار مشابه با پودر اصلی مذاب بود. با توجه به فازهای تشکیل شده نظیر پروسکایت (CaTiO3) و فایالیت ((Fe2SiO4 در این نمونه، می توان نتیجه گرفت که یک نمونه بدون فلورین است که به لحاظ مشابهت ویسکوزیته و تبلور آن با پودر قالب اصلی می تواند جایگزینی مناسب برای پودر قالب اصلی بکار رفته در صنعت ریخته گری مداوم فولاد باشد.
کلید واژگان: پودرقالب ریخته گری مداوم, ویسکوزیته, هماتیت, اکسید تیتانیومMold powders are mainly composed of oxides such as SiO2، CaO، Al2O3، Na2O، along with F- and carbon. One of components of mold powders is F-،which is utilized in chemical composition of mold powders for lubricating and controlling viscosity between solidified steel shell and copper mold. However، emission of F-through compositions such as HF (g) causes health and environmental problems. The purpose of this research is elimination of F- from chemical composition of a high speed lubricating powder used in continuous casting in steel industries. In addition، the effects of substitut compound upon viscosity is investigated. Groove viscometer test and image analysis were used to compare produced powders and used powder molten viscosity. X-ray diffraction، emission electronic microscope and spectroscopic analysis of scattered energy were used also for evaluation the crystalline behavior. The results of the study showed that Portland cement clinker could be an appropriate substitution for Wollastonite in the basic composition of mold powders. In addition، using TiO2 of about 3 wt% and hematite of about 3 wt% (surplus to the existing hematite in the chemical composition of Portland cement clinker)، a fluorine-free sample was prepared having viscosity near to that of the molten main powder. Considering produced phases such as Perovskite and Fayalite، it can be concluded that this is a fluorine-free sample which is believed to be an appropriate substitution for the main powder being currently used in continuous casting of steel due to its similarity in viscosity and crystallization to those of the molten main powder.Keywords: Mold Powder Continuous Casting, Viscosity, Hematite, Titanium Oxide -
فصلنامه نانو مواد، پیاپی 8 (زمستان 1390)، صص 117 -124در این مطالعه، پوشش نانوکامپوزیتی نیکل – اکسید تیتانیوم – اکسید آلومینیوم به روش رسوب دهی الکتریکی از حمام وات در غلظت های مختلف ذرات اکسید، روی زیرلایه فولاد آلیاژی ایجاد شده است. افزایش ذرات تقویت کننده روی مورفولوژی سطح تاثیر گذاشت و سبب اصلاح دانه بندی ذرات پوشش شد. توزیع ذرات در پوشش روی خواص پوشش بررسی گردید. نتایج نشان داد با افزایش مقدار ذرات تقویت کننده در پوشش، میکروسختی افزایش می یابد و در حدود 9/7 درصد وزنی به بیشترین مقدار خود یعنی 425 ویکرز می رسد.کلید واژگان: پوشش کامپوزیتی, اکسید تیتانیوم, اکسید آلومینیوم, رسوب دهی الکتریکی, میکروسختیIn the present study, Ni-TiO2-Al2O3 nanocomposite coating was electrodeposited in various concentrations of particles from Watts type bath on alloying steel. Increasing in the reinforcement affected the surface morphology and caused to grain refinement of coating. The effect of distribution of the particles on coating property investigated. According to the result, by increasing the amount of reinforcement in coating, microhardness was increased and reached to its maximum amount 425 Vickers at 7.9 wt.%.Keywords: Composite coating, Titania, Alumina, Electrodeposition, Micro-hardness
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
©2000-2025 magiran.com All Rights Reserved.