جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « ceramic » در نشریات گروه « مواد و متالورژی »
تکرار جستجوی کلیدواژه « ceramic » در نشریات گروه « فنی و مهندسی »-
مطالعه و ساخت قطعات غیریکپارچه با جنس های مختلف و یا ساخت قطعات کامپوزیتی از طریق روش هایی مانند اتصال و ساخت افزایشی، به صورت گسترده در حال بررسی می باشد. در بسیاری از تحقیقات، پیوند سرامیک های اکسیدی مانند اکسیدآلومینیوم به خود و همچنین سرامیک های کاربیدی مانند کاربیدسیلیسم به خود بررسی شده است. در این تحقیق، مکانیسم های اتصال دو نوع سرامیک از جنس کاربیدسیلیسیم و اکسیدآلومینیوم با استفاده از یک لایه فلزی از جنس مس و همچنین ایجاد لایه های میانی بین لایه فلز و سرامیک از جنس مواد اولیه موجود در فاز سرامیکی بررسی شده است. ساختار اسپینل برای فصل مشترک مس و اکسیدآلومینیوم و کامپوزیت Cu-SiC، تولید شده با روش آلیاژسازی مکانیکی، برای فصل مشترک مس و کاربیدسیلیسیم، مورد بررسی قرار گرفته است که ضخامت هر دو لایه کمتر از 1 میکرومتر می باشد. روش مورد استفاده جهت اتصال قطعات در این تحقیق، فرآیند نفوذ حالت جامد می باشد. ساختار، ریزساختار و خواص مکانیکی نمونه های ساخته شده، با استفاده از روش های آنالیز پراش اشعه ایکس (XRD) ، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، طیف سنجی تفکیک انرژی پرتو ایکس (EDS) و آزمون خمش بررسی شده است. بر اساس نتایج بدست آمده، استحکام خمشی در فصل مشترک برابر با 190 نیوتن بر میلی متر مربع است که در مقایسه با تحقیقات قبلی، به مقدار قابل توجهی افزایش یافته است. در نهایت می توان نتیجه گرفت که با اعمال لایه میانی مناسب، اتصال به خوبی انجام می شود.
کلید واژگان: سرامیک های اکسیدی, اتصال سرامیک, فلز, نفوذ حالت جامد, کاربید سیلیسیم, اکسید آلومینیوم}Nowadays, the fabrication of integrated parts from different materials or composite parts using joining or additive manufacturing techniques is widely investigated. Many studies have focused on bonding oxide ceramics like aluminum oxide to itself and carbide ceramics like silicon carbide to itself. This research examines the bonding mechanisms of two types of ceramics, silicon carbide, and aluminum oxide, using a copper metal layer and the creation of intermediate layers between the metal and ceramic layers composed of raw materials in the ceramic phase. The spinel structure for the interface of copper and aluminum oxide and the Cu-SiC mechanical alloy composite for the interphase of copper and silicon carbide have been investigated, with both layer thicknesses being less than 1 micrometer. The solid-state diffusion process is used to connect the parts in this research. The structure, microstructure, and mechanical properties of the manufactured samples have been investigated using X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), X-ray energy dispersive spectroscopy (EDS), and bending tests. According to the results, the flexural strength in the interphase is 190 N/mm², which has significantly increased compared to previous research. Finally, it can be concluded that applying the appropriate intermediate layers results in a well-established connection.
Keywords: Oxide Ceramics, Ceramic, Metal Bonding, Solid-State Diffusion, Silicon Carbide, Aluminum Oxide} -
در این پژوهش، ویژگی های محافظ پرتوهای یونیزان (گاما و نوترون) الیاف سرامیکی Nextel-312، 440-Nextel، 550-Nextel، 720-Nextel را با استفاده از ابزار شبیه سازی مونت کارلویی Geant4 بررسی کردیم. در این بررسی، کمیت هایهای مربوط به تضعیف فوتون مانند: ضریب تضعیف جرمی (μm)، لایه نیم مقدار (HVL) و مسیر آزاد میانگین (MFP) در محدوده 015/0 تا 15 مگا الکترون ولت و سطح مقطع جذب نوترون های سریع برای سطوح مختلف انرژی محاسبه کردیم. برای اعتبارسنجی نتایج شبیه سازی، آن ها را با نتایج مستخرج از پایگاه داده XMuDatمقایسه کردیم که نشان می دهد توافق خوبی با یکدیگر دارند. توافق بین داده های مستخرج از پایگاه XMuDat و نتایج حاصل از شبیه سازی های این مطالعه نشان می دهد که مدل سازی مونت کارلویی یک روش خوب جهت بررسی ویژگی های حفاظ پرتوی گاما می باشد. همچنین، نتایج به دست آمده الیاف سرامیک ها در مقایسه با مواد حفاظ مرسوم مانند بتن، کمیت هایهای تضعیف موثرتری را علاوه بر خواص فیزیکی نشان می دهد. سرامیک Nextel-720 به دلیل چگالی بالاتر، مطلوب ترین حالت را در مقایسه با دیگر سرامیک های بررسی شده دارد.
کلید واژگان: پرتو گاما و نوترون, حفاظ, سرامیک, شبیه سازی مونت کارلو}In this research, we investigated the protective characteristics of ionizing rays (gamma and neutron) of Nextel-312, Nextel-440, Nextel-550, Nextel-720 ceramic fibers using Geant4 Monte Carlo simulation tool. In this study, parameters related to photon attenuation such as: mass attenuation coefficient (𝜇m), half-value layer (HVL) and mean free path (MFP) in the range of 0.015 to 15 MeV and the absorption cross section of fast neutrons for different energy levels were calculated. To validate the simulation results, we compared them with the results extracted from the XMuDat database, which shows that they are in good agreement with each other. The agreement between the data extracted from the XMuDat database and the results of the simulations of this study shows that Monte Carlo modeling is a good method to investigate the properties of gamma ray shielding. Also, the obtained results of ceramic fibers show more effective attenuation parameters in addition to physical properties compared to conventional protective materials such as concrete. Due to its higher density, Nextel-720 ceramic has the most favorable condition compared to other investigated ceramics.
Keywords: gamma-ray, neutron, shielding, ceramic, Monte Carlo simulation} -
One of the main challenges in advanced industries in the field of future technologies is the existence of materials that can maintain their integrity at temperatures above 2000 degrees Celsius. Ultra-high temperature ceramics (UHTCs) are among the attractive options for meeting this industrial need. Resistance to oxidation and linear and mass erosion is one of the most important and influential properties of these high-temperature ceramics. Hf and Zr diborides are the most important materials among high-temperature ceramics for these components, showing the best resistance to oxidation up to a temperature of 1500 degrees Celsius. Especially ZrB2 has received more attention due to its low density and low cost. However, two important factors hinder its application: firstly, it contains a high amount of boron. Boron oxides quickly vaporize at temperatures above 1200 degrees Celsius, resulting in severe material loss due to hot gases. Secondly, due to its brittleness and low thermal shock resistance, it is prone to sudden fracture. In order to reduce the evaporation of boron oxides and improve the erosion resistance of ZrB2, significant attention has been given to adding silicides (such as SiC, MoSi2, etc.) and carbides (such as ZrC) to ZrB2 to form multiphase ceramics. On the other hand, relatively little attention has been paid to the development of single-phase ceramics with multiple elements. Although ZrC is less prone to evaporation at high temperatures due to the absence of boron, it has lower oxidation resistance compared to diborides (such as ZrB2) and is weaker. This makes it less suitable for anti-erosion applications. The mentioned factors indicate that high-temperature ceramics are limited in their application in environments with very high temperatures, and new single-phase ceramic materials with lower evaporation rates and better oxidation resistance need to be developed. This research focuses on recent studies on increasing the oxidation resistance of ZrB2 composites in detail.
Keywords: Oxidation, Ceramic, Composite, Erosion, Zr, B2} -
جهت رفع مشکلات ناشی از استفاده از حلال های شیمیایی نظیر محلول های آمینی و محلول کاستیک، از یک برج جذب تک حبابی برای بررسی تاثیر نانوسیالات پایه آبی با نانوذرات اکسیدنیکل بر فرآیند جذب گاز دی اکسید کربن استفاده شد. برای انجام این کار، دی اکسید کربن، به صورت تک حباب هایی از انتهای یک ستون شامل نانوسیال آب/اکسید نیکل پرشده، وارد شده و ضرایب انتقال جرم و میزان جذب مورد بررسی قرار گرفته شد. برای بررسی اثر کسروزنی نانو ذرات بر فرآیند انتقال جرم در برج تک حبابی سطوح مختلف مورد بررسی قرار گرفته شد. نتایج نشان داد که نانوذرات اکسید نیکل آبگریز بوده و افزودن ماده فعال سطحی به نانوسیال موجب بالا رفتن بار الکتریکی سطحی نانوذرات اکسید نیکل شده و قطبیت سطح را برای جذب گاز بالا می برند. به این ترتیب گاز دی اکسید کربن به دلیل ماهیت بسیار قطبی بر سطح نانوذرات جذب شده واین پدیده موجب افزایش تا 270 درصدی میزان جذب گاز مذکور در نانوسیال نسبت به سیال پایه شد. بیشینه مقدار شار انتقال جرم برای جذب دی اکسید کربن با نانوسیال حاوی نانوذرات اکسیدنیکل در کسر وزنی نانوذرات 1/0 درصد مشاهده شد. در انتها نیز یک رابطه تجربی برای تخمین ضریب انتقال جرم گاز دی اکسید کربن ارایه گردید که این رابطه تابعی از رژیم جریان و نوع نانوسیال می باشد. نتایج نشان داد که مقدار خطای محاسبات برای مدل ارایه شده، کمتر از 20% است و این مدل می توند با تقریب مناسبی نتایج آزمایشگاهی را تخمین بزند.کلید واژگان: نانوسیال, نانوذرات نیکل, سرامیک, جذب گاز, رابطه تجربی}To solve the problems caused by the use of chemical solvents such as amine solutions and caustic solution, a single bubble adsorption tower was used to investigate the effect of water-based nanofluids with nickel oxide nanoparticles on the CO2 adsorption process. CO2 was introduced as single bubbles from the end of a column, and the mass transfer coefficients and adsorption rates were investigated. The results showed that nickel oxide nanoparticles are hydrophobic and the addition of surfactant to nanofluid increases the surface electric charge of nickel oxide nanoparticles and increases the surface polarity for gas absorption. In this way, carbon dioxide gas is absorbed on the surface of nanoparticles due to its very polar nature, and this phenomenon increased the amount of gas absorption in the nanofluid by 270% compared to the base fluid.The maximum mass transfer flux for adsorption of CO2 with nanofluids containing nickle oxide nanoparticles was observed in the weight fraction of nanoparticles of 0.1%. To investigate the effect of important parameters on the mass transfer process in a single bubble tower, the parameters of nanoparticle weight fraction, gas injection nozzle diameter, with different levels were investigated. Finally, an experimental relationship was presented to estimate the mass transfer coefficient of CO2 gas, which is a function of the flow regime and microscopic structure of nanoparticles. The results showed that the amount of computational error for the proposed model is less than 20% and this model can estimate the laboratory results with a suitable approximation.Keywords: Nanofluid, Nickel oxide nanoparticles, Ceramic, gas absorption, corrolation}
-
ساخت یک آب شیرن کن خورشیدی و پژوهش آزمایشگاهی بر روی آن، جا یابی شده در شهر اهوازFabrication of Solar Desalination System and Experimental Investigation of its Performance of it, Located in Ahvaz CityWith the increasing population and heightening quality levels of life in the world, the use of freshwater resources has increased to such an extent that their shortage is considered a serious crisis. Today, manufacturing and untiring solar stills, which produce freshwater without polluting the environment, besides, at a low cost, have been considered a suitable solution to eliminate the shortage of fresh water. In recent years, water desalination has been at the center of interest more than ever in Iran because of the drought and water shortage crisis. For this reason, the design and manufacture of distilled solar still suitable for the geographical conditions of Ahvaz were accomplished. And a device with two inclined planes was selected after studying different types of distilled solar stills. In the first step, a thermal model of different heat transfer phenomena including radiation, conductivity, evaporation, and condensation was employed so that it was utilized to predict the performance of the device in various conditions and the heat analysis of the system. The governing equations in MATLAB software were then implemented and solved. According to the results of the software, which estimates the amount of the produced water using meteorological data consisting of radiation intensity and ambient air temperature, as well as the material features of different parts of the device, the dimensions of the device were designed and the device was manufactured. This device was tested on one of the winter days in January and the production amount of freshwater, as well as temperatures of glass coatings, water, and absorbent surface, were recorded. The production amount of freshwater on the 4th of January in a practical test was 0.98 L/m2.Keywords: Desalination, Distilled solar, Solar Radiation, Heat transfer, Ceramic}
-
نانوذره سرامیکی سیلیسیم کاربید (SiC) در روغن پایه به منظور بررسی خواص اصطکاک و سایش در مبحث تریبولوژیکی مورد بررسی قرار گرفت. نانو ذرات در درصدهای وزنی 0.25، 0.5، 1 و 5 به روغن پایه اضافه شد. جهت افزایش پایداری نانوذره SiC در روغن پایه از اولییک اسید جهت اصلاح سطح استفاده شد و برای مشخصه یابی از دستگاه های میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM)، پراش پرتوایکس (XRD) و طیف سنج مادون قرمز با تبدیل فوریه (FTIR) استفاده شد. این بررسی برای روغن پایه SN500HVI از شرکت نفت سپاهان ایران انجام شد. آزمون های سایش و اصطکاک روی مخلوط نانوذره و روغن SN500HVI صورت پذیرفت. اثرات تریبولوژیکی روغن پایه/ نانوذره با استفاده از آزمون آزمایشگاهی پین روی دیسک مطابق با روش استاندارد آزمون ASTM G99 بررسی شد. بر اساس نتایج به دست آمده از XRD میانگین اندازه نانو ذرات اصلاح سطح شده کمتر از 30 نانومتر به دست آمد. مخلوط روغن پایه/ نانوذره با غلظت های 25/0، 5/0 و 1 درصد وزنی به ترتیب موجب کاهش 26%، 15% و 4% در ضریب اصطکاک شد. این رفتار تریبولوژیکی ناشی از نشستن و چسبیدن نانو ذرات روی سطوح درگیر سایش می باشد. همچنین توپوگرافی سطوح فرسایش یافته با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (FESEM) آنالیز شد. نتایج نشان دادند که نانوذره SiC با توجه به مناسب بودن خواص فیزیکی همچون سختی مناسب، شکل کروی و سطح ویژه بالا می تواند افزودنی موثری جهت بالا بردن کیفیت روغن روانکار در بحث کاهش اصطکاک و سایش به شمار آید.کلید واژگان: نانوذره, سرامیک, سیلیسیم کاربید, تریبولوژی, روغن روانکار}The effect of silicon carbide (SiC) nanoparticles on the tribological properties of the base oil was investigated by friction and wear tests. SiC nanoparticles were synthesized by sol-gel method and added to the base oil at various weight percentages of (0.25, 0.5, 1 and 5). To increase the stability of SiC nanoparticles in the base oil, the surface was modified using oleic acid. To characterize the morphology of SiC nanoparticles, the FT-IR, FESEM and XRD techniques were applied. This investigation was carried out in the base oil SN500HVI from Sepahan Oil Company, Iran. The friction and wear tests were performed on the mixture of SN500HVI/nanoparticles. The tribological properties of nanoparticles in base oil were investigated using pin on disc test according to ASTM G99 test method. Based on the results obtained by XRD, the average size of SiC was known to be less than 30 nm. The mixture of nanoparticles in base oil with concentrations of 0.25, 0.5 and 1 wt.% led to reduction of friction coefficient by 26%, 15%, and 4%, in comparison to pure base oil, respectively. This tribological behavior was due to adhesiveness of nanoparticles on involving surfaces. Furthermore, the topography of worn surfaces was analyzed using FESEM. The results illustrated that the nanoparticles can be an effective additives to improve the quality of lubricants in terms of reducing the friction and wear due to their proper physical properties such as suitable hardness, spherical shape and high specific surface area.Keywords: Nanoparticle, Ceramic, Silicon Carbide, Tribology, Lubricant oil}
-
در این پژوهش رنگدانه های سبز کروم اکسید - سیلیکا و کروم اکسید - تیتانیوم دی اکسید به ترتیب با مخلوط کردن پودر مواد کروم اکسید و سیلیکا و نیز کروم اکسید و تیتانیوم دی اکسید به روش سرامیکی ساخته شده اند. نمونه های ساخته شده با استفاده از آسیاب سیاره ای درون حلال با نسبت جرمی 1 به 4 به مدت 5 ساعت پخش و همگن گردیده سپس به روش چاپ تخت بر روی سرامیک چاپ و در شرایط صنعتی کارخانه پخت گردید. ساختار بلوری نمونه ها با استفاده از آنالیز پراش پرتوی X، شکل و اندازه ذرات ساخته شده بوسیله ی میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و خواص نوری آنها با آزمون های رنگ سنجی و طیف بازتاب ارزیابی شدند. نتایج حاصل از الگوی پراش پرتوی X، نشان می دهد در هر دو نمونه ساختار دو فازی به صورت مجزا ایجاد شده است. متوسط اندازه بلورک های نمونه های کروم اکسید - سیلیکا و کروم اکسید - تیتانیوم دی اکسید به ترتیب 40 و 34 نانومتر اندازه گیری شده است. تصاویر SEM نشان می دهد میانگین اندازه رنگدانه های سبز کروم اکسید - سیلیکا و کروم اکسید - تیتانیوم دی اکسید به ترتیب 290 و 143 نانومتر است. خواص فیزیکی سرامیک های چاپ شده بوسیله ی SEM و آزمون رنگ سنجی مورد بررسی قرارگرفت. میانگین اندازه رنگدانه های سبز کروم اکسید - سیلیکا و کروم اکسید - تیتانیوم دی اکسید بر روی سرامیک چاپ شده به ترتیب 131 و 106 نانومتر است.
کلید واژگان: رنگدانه, کروم اکسید, سیلیکا, تیتانیوم دی اکسید, سرامیک, چاپ}In this research Cr2O3-SiO2 and Cr2O3-TiO2 green pigments have been fabricated using a mixture of Cr2O3-SiO2 and Cr2O3-TiO2 powder by ceramic method. The samples have been homogenized using planetary mill in a solvent with a ratio of 1:4 for 5 h and then printed on the ceramic using screen printing method and heated in the industrial condition. The crystal structure of samples, the shape and the size of the particles and their optical properties have been characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and UV-Vis spectroscopy and CIE L*a*b* colorimetric methods. The XRD results show two-phase structure has been created in both samples. The average of crystallite size for Cr2O3-SiO2 and Cr2O3-TiO2 were measured 40 and 34 nanometers, respectively. The SEM images show that the average size of Cr2O3-SiO2 and Cr2O3-TiO2 are 290 and 143 nanometers, respectively. The physical properties of printed ceramic were investigated by SEM and colorimetric methods. The average particle size for printed samples, Cr2O3-SiO2 and Cr2O3-TiO2, on the ceramic were measured 131 and 106 nm respectively.
Keywords: Pigment, Cr2O3, SiO2, TiO2, Ceramic, Print} -
نانو رنگدانه های CoAl2O4 با استفاده از کلرید کبالت و اکسید آلومینیوم به عنوان رنگدانه سرامیکی آبی به روش همرسوبی ساخته شد. محصول به دست آمده در دمای 1200 درجه سانتی گراد کلسینه شد. سه نمونه تحت شرایط متفاوت ساخته شد و با استفاده از آسیاب سیاره ای درون حلال پخش و همگن گردید. سپس به روش سیلک اسکرین بر روی سرامیک چاپ زده شد. پودر به دست آمده برای شناسایی فازی، رنگ سنجی و ریز ساختار تحت آزمون های XRD، SEM و رنگ سنجی قرار گرفت. نتایج حاصل از آزمایش XRD نشان می دهد که نانو ذرات CoAl2O4 در هر سه نمونه مورد مطالعه تشکیل شده اند. نتایج توزیع اندازه ذرات و تصاویر SEM از پودر های ساخته شده نشان می دهد با افزایش زمان آسیاب میانگین اندازه ذرات از 413 نانومتر به 181 نانومتر کاهش می یابد. همچنین سرامیک چاپ شده تحت آزمون های SEM و رنگ سنجی قرار گرفت.
کلید واژگان: نانورنگدانه, آلومینات کبالت, آبی, سرامیک, چاپ}CoAl2O4 nano pigments were fabricated using cobalt chloride and aluminum oxide as a ceramic blue pigment by co-precipitation . The product was calcinated at 1200°C. Three samples were made under different conditions and homogenized in a solvent using a milling system to prepare an ink. It has been printed on a ceramic by silk screen method. The powder was characterized by XRD, SEM and colorimetric tests to identify the structure, color parameters and microstructure. The results of XRD experiments show that CoAl2O4 nanoparticles were formed in all three samples. The results of the particle size distribution and SEM images of the manufactured powders show that with increasing milling time, the average particle size will decrease from 413 nm to 181 nm. Also, the printed ceramics were characterized by SEM and colorimetric tests.
Keywords: Nano-pigment, Cobalt Aluminate, Blue, Ceramic, Print} -
در این پژوهش تولید پوشش نانوساختار Cr2O3-20YSZ-10SiC از طریق آسیاکاری جداگانه پودرهای اولیه اکسیدکروم، YSZ و کاربیدسیلیسیوم به مدت پنج ساعت در آسیاب با انرژی بالا، مخلوط پودرهای آسیاشده به ترتیب به نسبت های 70، 20 و 10 در صد حجمی و در ادامه پاشش پودرهای آگلومره بر سطح زیرلایه فولادی ضدزنگ 304L انجام گرفت. پس از آن خواص مکانیکی پوشش های تولیدی شامل سختی، استحکام چسبندگی و چقرمگی در مقایسه با پوشش نانوساختار اکسیدکروم خالص ارزیابی گردید. بر اساس آنالیزهای اشعه ایکس از پودرهای آسیاشده و پوشش ها، هیچ فاز جدیدی در حین آسیاکاری پودرها و پاشش پلاسمایی ایجاد نگردید. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی از ریزساختار پوشش ها نشان دادند که پوشش های تولیدی دارای ساختار نانو هستند. بر اساس آنالیز تصویری عکس های میکروسوپ نوری از سطح مقطع پوشش ها، با ایجاد کامپوزیت درصد تخلخل ها در پوشش تولیدی از 7/8 به 8/12 افزایش یافت. ارزیابی خواص مکانیکی پوشش ها نشان داد که پوشش های تولیدی دارای استحکام چسبندگی بالایی در محدود 40-49 مگاپاسکال بودند. هم چنین با افزودن ذرات YSZ و SiC تا مقادیر به ترتیب 20 و 10 درصد حجمی به پوشش نانوساختار اکسیدکروم و ایجاد کامپوزیت، مقادیر میانگین سختی پوشش از 823 به 910 ویکرز و چقرمگی آن از MPam1/2 9/7 به MPam1/2 1/8 افزایش یافتند.کلید واژگان: فسفات, کم سیمان, آلومینا- منیزیا, جرم دیرگداز}Cr2O3, YSZ and SiC nano-powders were prepared by ball milling and subsequently mixed and agglomerated to reach the proper composition and size for spraying. Morphological investigations and particle size analysis showed that powder particles after 5h of milling time reached to an ultrafine/nano size. The powder mixtures were then deposited onto 304L steel substrates using Atmospheric Plasma Spray (APS) to deposit Cr2O3-20vol%YSZ-10vol%SiC composite coating. Microstructure and morphology of the elemental/milled powders and plasma sprayed coatings were characterized using Field Emission scanning electron microscopy (FESEM) equipped by EDS. X-ray diffraction (XRD) patterns of powder particles and coatings included only the elemental peaks without any traces of impurities and new appearance peaks. Using image analysis method, the coatings porosity content increased from 8.7 to 12.8 through formation of composite coating. Also mechanical properties of the coatings including bonding strength, micro hardness and fracture toughness were evaluated. The results showed that coatings have high bonding strength of 40-49 MPa. Regarding hardness and toughness results, adding reinforcements to Cr2O3 coating increased hardness and toughness to 910 HV and 8.1 MPam1/2, respectively.Keywords: Nanocomposite, Cr2O3-YSZ-SiC, Ceramic, Ball Milling, Plasma Spray, Mechanical Properties}
-
Commercial dental lithium disilicate based glass-ceramics containing various amounts of P2O5 were synthesized. Regarding the crystallization behavior and physico-chemical properties of the glasses, the optimum percent of P2O5 was determined.as 8 %wt.
Crystallization behavior of the glasses was investigated by X-ray diffraction (XRD) and differential thermal analysis (DTA). The micro-hardness and chemical resistance of both glass and glass-ceramic searies were also determined.
According to our results, lithium phosphate was precipitated prior to crystallization of the main phases, i.e lithium meta silicate and lithium disilicate. This early precipitation led to evacuation of residual glass phase from lithium ions, which caused increasing the viscosity of glass and so shifting of crystallization to higher temperatures.
In addition, increasing in P2O5 amounts and consequently increasing in Li3PO4, led to significant decrease in the crystallite size and aspect ratio of crystals.
Furthermore, while the chemical resistance of the glasses was decreased with P2O5, it was increased with P2O5 after heat treatment process.
The chemical solubility of these three glass-ceramics was between 2080~1188 μg/cm2.Keywords: Glass, ceramic, Lithium, disilicate, Nucleacen agent, P2O5, morphology, Chemical solubility} -
ذخایر خاک صنعتی فراوانی در استان اصفهان شناسایی شده و مورد بهره برداری قرار گرفته است که متاسفانه بعلت وجود ناخالصی هایی از جمله سیلیس و اکسیدهای آهن، با قیمت بسیار ارزان فروخته می شوند. هدف از انجام این پژوهش، حذف ناخالصی های مذکور و افزایش ارزش افزوده آنها جهت ارایه به کارخانجات کاشی و سرامیک می باشد. بدین منظور، سه نمونه فلدسپات از معادن واقع در ورزنه، نایین و کاشان تهیه و پس از خردایش و تعیین دانه بندی، تحت آنالیز شیمیایی و کانی شناسی قرار گرفت. سپس، نمونه زیر 250 میکرون به منظور کاهش سیلیس وارد هیدروسیکلون شد که در سرریز سیکلون، به طور متوسط، میزان سیلیس %4 کاهش و مقدار آلومینا، %2/1 افزایش یافت. لیکن، مقدار اکسید آهن حدود %2 بیشتر شد. سرریز سیکلون، جهت کاهش آهن، تحت جدایش مغناطیسی شدت بالا قرار گرفت و در نهایت میزان اکسید آهن موجود، به طور متوسط %1 کاهش یافت. برای حذف بیشتر آهن، کنسانتره جدایش مغناطیسی، با استفاده از سدیم دیتیونایت لیچ شد که به دلیل حذف سیلیس همراه با آهن، کاهش آهن قابل ملاحظه ای مشاهده نشد. در نهایت، خوراک اولیه، با بهره گیری از اگزالیک اسید تحت لیچینگ قرار گرفت که میزان اکسید آهن برای نمونه کاشان، به زیر %1 رسید. همچنین، بررسی های اولیه، نشان داد که ایجاد کارخانه ای با ظرفیت 150 هزار تن در سال، با توجه به قیمت تمام شده و فروش 30 و 80 هزار ریال بر تن و دوره بازگشت سرمایه چهار سال، اقتصادی می باشد.کلید واژگان: فلدسپات, آهن, سرامیک, هیدروسیکلون, جدایش مغناطیسی, لیچینگ}Isfahan province has a significant number of individual industrial soil deposits where some of them are utilized, but the silica and iron oxide impurities have deteriorate the run of mine quality and reduced the final product value extensively. The goal of this research was to eliminate the mentioned impurities to adopt the product quality with the tile and ceramic industry specifications, and for an additional added-value. Three feldspar samples were collected from Varzaneh, Naein, and Kashan regions, and chemical and mineralogical characterizations were conducted on the head samples after proper comminution and sieving analysis. The -250 µm head samples were treated by a 3 cm hydrocyclone to physically reduce the silica content, which, for all three samples and in the average, resulted in 4% silica reduction in the overflow product while alumina and unexpectedly iron oxide increased by 1.2 and 2%, respectively. Further reductions of iron oxide, 1% in average, were obtained once the overflow products were introduced to a high gradient magnetic separator. The dissolution of the amorphous silica along with iron oxides had made the magnetic products leaching, with sodium dithionite, practically ineffective. It is found that using oxalic acid as the leaching agent for the fresh run of mine feed would present the best results, as reduction of iron oxide below 1% was obtained for Kashan feldspar. Preliminary cost and benefit evaluations for a 150 t/y processing plant, determined a 50k Rl.s benefit per ton of processed product with almost 4 years of overall cost return period.Keywords: Feldspar, Ceramic, Hydrocyclone, Magnetic separator, Leaching}
-
In this paper synthesis and characterization of a bioactive calcium phosphate glass-ceramic is presented, synthesized using a facile method. The glass-ceramic samples are synthesized with heat treating the parent glass at appropriate temperatures, where different calcium phosphate crystalline phases are grown in the parent glass samples during the heat treatment. The amounts of elements and oxides in the parent glass are determined by X-ray fluorescence analysis. Using differential scanning calorimetry method glass transition temperature of the parent glass, and the temperature range for heat treatments are determined. Several calcium phosphate crystalline phases are identified in the glass-ceramic samples. With the increase of heat treatment temperature from 540 ℃ to 560 ℃, β-Ca3(PO4)2 and β-Ca2P2O7 crystalline phases become the dominant crystalline phases among the other crystalline phases in the glass-ceramic samples. Bioactivity of the glass-ceramic samples are investigated by immersing the samples in Ringer's solution for 7, 21 and 28 days. By analyzing X-ray diffraction patterns, Fourier transform infrared spectra, and scanning electron microscopy images of the samples immersed in Ringer's solution, the formation of hydroxyapatite on the samples confirmed. The results show that the samples with β-Ca3(PO4)2 and β-Ca2P2O7 crystalline phases are more bioactive than the others.Keywords: Glass, ceramic, Calcium phosphate, Heat treatment, Bioactive}
-
هدف از انجام این پژوهش، بررسی تاثیر ذرات تقویت کننده ی سه جزئی Al2O3-TiB2/Fe بر خواص مکانیکی کامپوزیت های زمینه آلومینیم می باشد. در این راستا ذرات تقویت کننده ی مورد بررسی با انجام واکنش های مربوطه طی فرایند آسیا ب کاری و عملیات حرارتی تهیه شد. در ادامه درصدهای مختلف ذرات (1.25، 2.5 و 5 درصد حجمی) به همراه پودر آلومینیم خالص به مدت زمان 10 ساعت آسیاب کاری گردید و سپس اکستروژن گرم شد. بررسی های ساختاری، فازی و مکانیکی نمونه های حاصل توسط پراش سنج پرتوایکس، میکروسکپ الکترونی روبشی و آزمون کشش انجام شد. نتایج حاصل نشان داد که رسوبات غنی از آهن در ذرات تقویت کننده ی کامپوزیتی بخش سرامیکی ذرات را به زمینه فلزی متصل نموده و نقش موثری در بهبود انعطاف پذیری آن ها دارد. بهینه درصد ذرات تقویت کننده ی مورد بحث برای استحکام بخشی آلومینیم 5/2 درصد حجمی تشخیص داده شد. استحکام و درصد ازدیاد طول حاصل از این نمونه ی کامپوزیتی به ترتیب 500 مگاپاسکال و 6 درصد تعیین شد.کلید واژگان: تقویت کننده فلزی, سرامیکی, آسیاکاری, پرس گرم, کامپوزیت}Investigating the effect of Al 2 O 3 -TiB 2 /Fe complex reinforcement (CCMR) on the mechanical properties of aluminum composites was the goal of this study. For this purpose¡ the Al 2 O 3 -TiB 2 /Fe reinforcement powders were synthesized during milling and subsequent annealing. Different volume percentages of the produced reinforcement powders (1.25¡ 2.5 and 5 vol.%) were added to aluminum matrix¡ milled for 10 h and then hot extruded. The structural phasic and mechanical investigations of the specimens were carried out using X-ray diffraction¡ scanning electron microscopy and tensile test. The results showed that the metallic component (Fe rich phase) in this new type of reinforcement stuck the ceramic parts (Al2O3TiB2) to aluminium matrix¡ and has an importance role in the flexibility of the product. The best volume percentage of CCMR in aluminium matrix was about 2.5%. This nanocomposite had a combination of strength and ductility of about 500 MPa and 6%¡ respectively.Keywords: Ceramic, Metal Reinforcements, Milling, Hot extrusion, Composite}
-
در این تحقیق غشای شیشه-سرامیک جدید با ساختار نوع NASICON و فرمول کلی (Li1+x+yAlxCryGe2-x-y(PO4)3، x+y=0/5) با روش سرد سازی سریع شیشه مذاب و تبدیل به شیشه-سرامیک از طریق عملیات حرارتی، سنتز شده است و اثر اضافه نمودن غلظت های متفاوتی از عناصر آلومینیوم و کروم به ساختار LiGe2(PO4)3 جهت بهبود هدایت یونی مورد بررسی قرار گرفت. جایگزینی جزیی یون های Ge4+ موجود در ساختار NASICON با یون های Al3+ و Cr3+ منجر به القای مقادیر بیشتری از یون های Li+ در سایت های خالی A2 جهت موازنه بار و همچنین تغییر در پارامترهای شبکه کریستال می شود. این دو عامل باعث افزایش هدایت یونی شیشه-سرامیک سنتز شده، گردید. مشخصه یابی و بررسی ساختارهای آمورف و کریستاله در این تحقیق باروش های پراش اشعه ایکس (XRD)، تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM)، طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس (EDX)، گرماسنجی پویشی تفاضلی (DSC) و طیف سنجی امپدانس مختلط (CIS) انجام گرفت. بیشترین هدایت یونی برابر با 8/82Í10-3 S/cm برای نمونه با x=0/4 و y=0/1، (Li1/5Al0/4Cr0/1Ge1/5(PO4)3) که در دمای oC 850 برای مدت 8 ساعت کریستاله گردید، حاصل شد. این نمونه همچنین کمترین انرژی اکتیواسیون معادل با eV 267/0 را از خود نشان داد.کلید واژگان: الکترولیت جامد, شیشه - سرامیک نوع ناسیکون, غشای هادی یون لیتیوم, باتری لیتیوم - اکسیژن, باتری یون - لیتیوم تمام جامد}In this research¡ new lithium ion conductor glass-ceramics with NASICON-type structure (Li1쟬肗Ⴋ졧x-y (PO4)3¡ x=0.5) were synthesized using melt-quenching method and converted to glass-ceramics through heat treatment. Influence of addition of different concentrations of aluminum and chromium in LiGe2(PO4)3 glass-ceramic was investigated for ionic conduction improvement. Substitution of Ge4 ions in NASICON structure by Al3 and Cr3 ions induced more Li ions in A2 vacant sites to obtain charge balance and also changed the unit cell parameters. These two factors led to ionic conductivity improvement of synthesized glass-ceramics. The glass-ceramics were characterized and the amorth structures were investigated by X-ray Diffraction (XRD)¡ Field Emission Scanning Electron Microscopy (FESEM)¡ Energy-Dispersive X-ray spectroscopy (EDX)¡ Differential Scanning Calorimetry (DSC) and Complex Impedance Spectroscopy (CIS). The highest lithium ion conductivity of 8.82×10-3 S/cm was obtained for x=0.4 and y=0.1 (Li1.5Al0.4Cr0.1Ge1.5(PO4)3) crystallized at 850 oC for 8 h with minimum activation energy of 0.267 eV.Keywords: Solid electrolyte, NASICON, type glass, ceramic, Lithium ion conductor, Lithium, air battery, All, solid, state battery}
-
Zirconium and its alloys have many applications in orthopedic medicine and compared to stainless steel, titanium and other metals used in the manufacture of implants has higher strength and corrosion resistance. Research shows that the method of preparation and surface modification before coating process has a significant impact on improving the metal implants among which include the sandblasting operation. In this glass ceramic is coated on zirconium by sol-gel method and the impact of surface modification procedure on the grip is assessed. First the chemical composition was determined by the quantometric test and then the surface roughness and morphology was analyzed before and after the coating in two sandblasted and non- sandblasted modes was studied by AFM. Coating morphology and structure and creating a structure without separation at the interface was investigated by Scanning Electron Microscope (SEM). Fuzzy analysis was conducted on the samples prepared before and after immersion in SBF solution by X-ray diffraction (XRD) and infrared spectroscopy (FTIR) techniques. The results showed better coating of the surface after the sandblasting and biocompatibility of the coating after placement in the SBF solution.Keywords: Calcium phosphate glass, ceramic, Zirconium, Sol, gel, Bioactive, Coating}
-
In the following research, Lead magnesium niobate relaxor ferroelectric (PMN-PZT) ceramic powders were synthesized using the combustion method grand urea as the fuel for the first time. The starting materials used were lead nitrate, magnesium acetate, niobium oxide, zirconium nitrate, titanium oxide.
The raw materials were first mixed using the general formula of (1-x)Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-xPb(Zr0.52Ti0.48)O3, with x=0.3. The synthesized powders were characterized using XRD, SEM and FTIR spectroscopy techniques. The X-ray diffraction patterns revealed that the structure of the prepared samples were tetragonal at 500,600,700 and 800 oC. However, the monoclinic phase was detected in the samples calcined at 800 oC and the amount of pyrocholore phase also drastically decreased at this temperature. The band gap widths of the samples were measured via UV spectroscopy in the wave number range of 400-4000cm-1. The results show that by increasing the calcination temperature, the band gap width of the prepared samples decreases. SEM micrographs verify that by rising the calcination temperature, the structure of the prepared samples becomes more homogenous.Keywords: PMN, PZT, combustion method, urea, electro, ceramic, band gap width} -
زیرکونیوم وآلیاژهای آن کاربرد فراوانی در پزشکی ارتوپدی داشته و در مقایسه با فولاد زنگ نزن ،تیتانیوم و سایر فلزات مورد استفاده در ساخت ایمپلنت ها، از استحکام و مقاومت به خوردگی بیشتری برخوردار است. در این تحقیق شیشه سرامیک SiO2-P2O5-CaO-ZrO2 باروش سل ژل برروی فلز زیرکونیوم پوشش داده شد. زیست فعالی پوشش های ایجاد شده با غوطه وری در محلول SBF مورد بررسی قرار گرفتند. نمونه های آماده شده قبل و بعد از غوطه وری در محلول SBF به کمک تکنیک پراش پرتو ایکس (XRD) و طیف سنجی مادون قرمز (FTIR) مورد آنالیز فازی قرار گرفتند. کیفیت ومورفولوژی پوشش توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی SEM بررسی شد. نتایج نشان می دهد که با جایگزینی کلسیم توسط زیرکونیم، ساختار آپاتیتی به دست آمده را می توان به صورت Ca10-xZrx(PO4)6(OH)2 در نظر گرفت. همچنین پوشش شامل ذرات بسیار ریز بوده و با افزایش مقدار زیرکونیا پوششی همگن و یکنواخت با تخلخل های کمتری حاصل می شود.کلید واژگان: شیشه سرامیک کلسیم فسفاتی, زیرکونیا, سل, ژل, زیست فعالی, پوشش دهی}Zirconium and its alloys are frequently used in orthopedic medicine and in comparison with stainless steel, titanium and other metals used in the manufacture of implants; the strength and corrosion resistance is more. In this research, ceramic glass SiO2- P2O5-CaO-ZrO2 was coated by sol gel method on zirconium. Bioactivity of the coatings was evaluated by immersion in SBF solution. The prepared samples before and after immersion in SBF solution was analyzed using X-ray diffraction techniques (XRD) and infra-red spectroscopy (FTIR). Morphology and quality of coatings were examined by scanning electron microscopy (SEM). The results show that by replacing calcium with zirconium the obtained apatite structure can be considered in the form of Ca10-xZrx(PO4)6(OH)2. Also, the coating consist of very fine particles and by increasing of zirconia content a uniform coating with lower porosity is obtained.Keywords: Calcium phosphate glass, ceramic, Zirconia, Sol, gel, Bioactive, Coating}
-
Oxyfluoride glass- ceramics containing CaF2 nano- crystals doped with Y3+ ions were prepared by onestep crystallization of SiO2- Al2O3- CaO- CaF2 glasses at different temperatures. X-ray diffraction (XRD) results have revealed that CaF2 was the only precipitated crystalline phase in glass- ceramic samples. According to the XRD results, a glass- ceramic was selected as the best sample in order to compare its optical properties with basic glass. Photoluminescence (PL) and UV-Vis spectra are utilized to check optical properties of glass and glass- ceramic samples. A broad emission band in the visible region was determined, which was stronger in the glassy sample. Scanning electron microscopy (SEM) observation and EDX (Energy-dispersive X-ray spectroscopy) results establish the doorway of Y3+ ions into just some of the crystals embedded in the glassy matrix, that was the rational reason of photoluminescence intensity decrease in glass-ceramic.Keywords: oxyfluoride glass, ceramic, CaF2 nanocrystals, yttrium emission, luminescence}
-
در این پژوهش رفتار غیربلورینه شدن ترکیب و تاثیر عملیات حرارتی بر ریزساختار و خواص مغناطیسی شیشه سرامیک سیستم Na2O-Fe2O3-CoO-B2O3-SiO2 برای دست یابی به فریت کبالت از روش شیشه-سرامیک مورد بررسی قرار گرفت. شیشه اولیه توسط عبور مذاب از غلطک های فولادی در حال چرخش با سرعت 240 دور بر دقیقه،به دست آمد. نتایج XRD شیشه حاصله دست یابی به یک ماده غیربلورینه را تایید کرد. در ادامه، تحلیل گرمایی در اتمسفر نیتروژن تا حداکثر دمای 1200 درجه سانتی گراد روی پولک های شیشه ای با دو دانه بندی ریز (کوچکتر از μm53) و درشت (mm6/0-5/0) و با سرعت گرمادهی 10 درجه بر دقیقه انجام شد و براساس نتایج به دست آمده، عملیات حرارتی پولک های شیشه ای در بستری از گرافیت و در دماهای 521، 570 و 670 درجه سانتی گراد به مدت یک و دو ساعت صورت گرفت. هم چنین رفتار تبلور فریت کبالت از شیشه با افزودن 1% مولی ZrO2 به عنوان جوانه زا بررسی شد. نتایج XRD نمونه های عملیات حرارتی شده نشان داد که بخشی از فازهای تبلور یافته فریت کبالت است. با توجه به بررسی خواص مغناطیسی توسط مغناطومتر نمونه مرتعش (VSM) بهترین دما و زمان عملیات-حرارتی برای رسیدن به بالاترین حد اشباع مغناطیسی دمای 670 درجه سانتی گراد و زمان دو ساعت انتخاب شد که میزان آهنربایش آن emu/g 8/11 به دست آمد. مطالعات ریزساختاری این نمونه با میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) انجام شد. با توجه به نتایج، میانگین اندازه ای حدود 200 نانومتر برای ذرات فریت کبالت ساخته شده تخمین زده شد.
کلید واژگان: فریت کبالت, شیشه, سرامیک, تبلور از فاز شیشه, عملیات حرارتی, نانو ساختار}In this investigation، the effect of heat treatment on magnetic properties of glass and nano-structured cobalt-ferrite glass-ceramic was studied. The glass was synthesized in the system of Na2O-Fe2O3-CoO-B2O3-SiO2. Based on DTA results، heat treatment was done at different times and temperatures. X-ray diffraction pattern of glass-ceramic showed the crystallization of CoFe2O4 and some nonmagnetic phases. The highest magnetization of 11. 8 emu/g was obtained for the sample heat-treated for 2 hr at 670C in graphite bed. Average crystallite size of CoFe2O4 in this sample was 50 nm. Scanning Electron Microscopy (SEM) confirmed the formation of cobalt ferrite nanoparticles in the glass matrix.
Keywords: Heat treatment, Cobalt, Ferrite, Glass, Ceramic, Nano, structured} -
هدف از این پژوهش، بررسی رفتار زینتر پذیری، خواص مکانیکی و ریزساختارسیستم هایشیشه سرامیک CaO-P2O5-Na2O-TiO2(CPNT)وCaO-P2O5-MgO-SiO2-F(CPMSF)و همچنین کامپوزیت تلفیق شده از دو سیستم مذکورمی باشد. در این راستا، کامپوزیتCPMSF:CPNT با نسبت وزنی 60:40 به روش زینتر مخلوط پودر شیشه سیستم های پایه تهیه شد. رفتارزینترپذیری و تبلور سیستم های پایه و کامپوزیت با استفاده از آزمون پراش پرتو ایکس((XRD و آنالیز حرارتی افتراقی(DTA) بررسی شد. ارزیابی خواص مکانیکی نمونه های کاملازینترشده، حاکی از افزایش مقادیر استحکام خمشی و میکروسختی نمونه های کامپوزیت در مقایسه با شیشه های پایه بود.مقادیر استحکام خمشی و میکروسختی کامپوزیت مذکور به ترتیب MPa1/154 و VHN683 به دست آمد.همچنین، کامپوزیت های ذکر شده دارای قابلیت ماشینکاری شوندگی متوسط بدون وقوع شکست بوده که این خود حاکی از آن میباشد که کامپوزیت مذکور،توانایی لازم جهت کاربرد به عنوان کاشتنی دربدن را دارا میباشند. جهت بررسی ریزساختار از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) استفاده شد.
کلید واژگان: شیشه سرامیک, زینترپذیری, تبلور, خواص مکانیکی}In this research، sinterability، mechanical properties and microstructure of two different glass- ceramics belonging to CPNT (CaO-P2O5-Na2O-TiO2) and CPMSF (CaO-P2O5-MgO-SiO2-F) as well as their composite were monitored. To this purpose، CPNT: CPMSF composite with 40:60 weight ratio obtained by sintering the mixture of glass powders of base systems. Sinterability and crystallization behavior of the initial system glasses and composite were analyzed by means of differential thermal analysis (DTA) and X-ray diffraction (XRD). Evaluating the mechanical properties of dense and sintered specimens revealed that the Vickers Microhardness and Bending Strength of the composite specimen has been improved relative to the primary glass-ceramics. Furthermore، the composite specimen showed moderate machinability behavior without any fracture. Microstructure of specimens were analyzed by Scanning Electron Microscopy (SEM).Keywords: glass, ceramic, sinterability, crystallization, mechanical properties}
- 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.
©2000-2024 magiran.com All Rights Reserved.