فصلنامه سرامیک ایران
سال هشتم شماره 3 (پیاپی 31، پاییز 1391)

میکروکانتیلورهای پیزو الکتریک چند لایه در واقع تیرهای یک سر گیردار با ابعاد میکرومتری هستند که امروزه به طور وسیعی در صنایع هوا-فضا، نظامی و خودروسازی به عنوان محرک و حسگر در سازه های هوشمند به کار می روند. پارامترهایی نظیر ضخامت زیر لایه، ضخامت پوشش، جنس و ابعاد مواد به کار رفته در ساختمان یک میکروکانتیلور بازده دستگاه را تعیین می کند. بنابراین درک رفتار استاتیکی و دینامیکی میکروکانتیلور به طراحان امکان بهینه سازی ابزارهای فوق را می دهد. میکروکانتیلور مورد مطالعه در این تحقیق از یک زیر پایه سیلیکونی ساخته شده است که با لایه ای از جنس ZnO (به عنوان ماده پیزوالکتریک) پوشش داده شده است. ضخامت زیر لایه و پوشش ZnO و نسبت این دو ضخامت به عنوان پارامتر مورد مطاله انتخاب گردید و فاکتور K2 (ضریب کوپلینگ الکترومکانیکی) به عنوان تابع هدف که بهینه سازی باید روی آن انجام گیرد در نظر گرفته شد. از نرم افزار تجاری انسیس برای شبیه سازی رفتار استاتیکی و دینامیکی بهره برده شد. مراحل اجرای این تحقیق نشان می دهد شبیه سازی کامپیوتری ساختار دو لایه میکرو کانتیلور پیزو الکتریک می تواند به طراحی ابزارهایی با کاربرد مورد نظر کمک نماید که به این ترتیب می توان تعداد آزمایشات تجربی و هزینه ها را کاهش داد.

این نوشتار حاصل برداشت نگارنده است از مطالعه بخش چینی دانشنامه جهان اسلام(1) و بخش تاریخچه کتاب تکنولوژی سرامیکهای ظریف(2) و مکالماتی که با مهندس مهران متین انجام شده و به شکل حاضر به رشته تحریر در آمده اند. در این نوشتار سعی شده تا با معرفی بدنه های جسمی، سیر تحول این بدنه ها از بدنه هایی متخلخل تا رسیدن به تکامل خود به شکل بدنه هایی نیمه متراکم تا متراکم شرح داده شده و دلایل اوج گیری و افول این بدنه-ها در طی قرون یازدهم تا نوزدهم میلادی به اختصار اشاره شود. باشد تا طرح این موضوع توجه جامعه علمی سرامیک کشور را به این قسمت از تاریخ کشور جلب کرده تا روزی بتوانیم ما نیز سهم اندکی از صدها کار تحقیقی که امروزه در دنیا بر روی میراث گرانبهای سرامیک ایران انجام می شود ایفا کنیم

این پژوهش با هدف ساخت بدنه های نیترید سیلیسیمی(Si3N4) به روش ریخته گری ژلی و بررسی عوامل موثر بر فرآیند انجام شد. دراین تحقیق دوغاب هایی با 70 درصد بار جامد از پودر نیترید سیلیسیم با دانه بندی کمتر از 3/0 میکرون و سیستم مونومری AM-MBAM با مقادیر مختلف تهیه شدند. در ادامه این دوغاب ها با افزودن کاتالیزور و آغازگر تحت عملیات ریخته گری در قالب پلیمری قرار گرفتند. قطعات پس از خروج از قالب خشک و سپس شرایط بهینه خروج مواد آلی بررسی گردید. نتایج حاصل نشان دادند که افزایش درصد مونومر باعث کاهش زمان انتظار برای ژل شدن، زمان ژل شدن و افزایش استحکام بدنه های خام می شود. نتایج آنالیزDTA/TG نشان داد که مواد مونومری در محدوده ی دمایی ̊C600-350 از قطعه خارج می شوند.

: در این مقاله خواص مکانیکی و ریزساختاری یک نوع پوشش سپر حرارتی چهار لایه کامپوزیتی آلومینا/زیرکونیا YSZ%50/ Al2O3%50 با تغییر تدریجی ترکیب شیمیایی (FG)و یک نمونه پوشش سپر حرارتی دو لایه (D) بررسی و با هم مقایسه شده است. پوشش دهی توسط فرایند پاشش پلاسما در اتمسفر هوا انجام گرفت. برای هر دو نمونه پوششی، ضخامت نهایی و ضخامت لایه اتصال مشابه و بترتیب μm 450 و μm150 در نظر گرفته شد. برای نمونه FG، ضخامت لایه های آلومینا و لایه کامپوزیتی آلومینا/زیرکونیا به میزان یکسان μm 50 در نظر گرفته شد. بر روی این دو نمونه آزمایشهای استحکام چسبندگی، زبری سنجی، XRD و SEM انجام پذیرفت. پس از انجام آزمایش چسبندگی، مشخص گردید که نمونه چهار لایه FG (MPa 51/43) استحکام چسبندگی بیشتری را نسبت به نمونه ی D (MPa31/18) نشان می دهد. در تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مشاهده شد که در هر دو نمونه،لایه ها بخوبی بر روی هم با زبری معینی قرار گرفته اند و حد فاصلی بین لایه های مختلف دیده نمی شود. پوشش ها ساختار لایه ای دارند و هر لایه شامل میکروترکها و حفرات می شود که به رنگ سیاه دیده می شوند.

کاربید بور (B4C) به دلیل خواصی مانند سختی بالا، مدول یانگ بالا و وزن مخصوص پائین بسیار مورد توجه است، با این حال کاربرد آن به علت مشکل در سینتر پذیری و چقرمگی شکست پائین نسبتا محدود شده است. به دست آوردن کاربید بور با دانسیته بالا به وسیله روش های سینتر رایج بسیار مشکل و پر هزینه است. استفاده از افزودنی هایی که منجر به تولید فاز مایع در سیستم می شوند، سینتر پذیری و تراکم کاربید بور را افزایش خواهد داد. رفتار تراکم و رشد دانه در طول سینتر فاز مایع از طریق پارامترهای ساخت قابل کنترل است. در این مقاله اثر افزودنی های مختلف که منجر به سینتر فاز مایع در سیستم کاربید بور می شوند، بررسی شده است. افزودن برخی از این مواد علاوه بر افزایش خواص مکانیکی محصول نهایی منجر به افزایش دانسیته کاربید بور تا 98 درصد شده است.

کاربید و نیتریدتیتانیوم خواص فوق‮العاده‮ به عنوان سرامیک دما بالا به علت نقطه ذوب بالا، مقاومت به سایش و خوردگی عالی دارند. کامپوزیت آنها با اسپینل MgAl2O4 خواص خوب به عنوان دیرگداز در صنعت فولاد دارد. به منظور تهیه نانوکریستال‮های Ti(C،N) در زمینه MgAl2O4 مخلوط استوکیومتری پودرهای MgO،Al، TiO2 و دوده‮کربن در دماهای °C1600-1200 تحت عملیات حرارتی قرار گرفتند. به منظور بررسی فازی از آنالیز پراش اشعه ایکس استفاده شد. نتایج آنالیز XRD نشان داد که کامپوزیت MgAl2O4-Ti(C،N) در دمای °C1600 تشکیل می‮شود. فاز Ti(C،N) با سایز متوسط کریستالیت nm45 تشکیل می‮گردد. تصاویر SEM نشان می‮دهد فاز Ti(C،N) در زمینه اسپینل تشکیل شده است.‬‬‬‬‬‬‬

کاربرد تیالیت علیرغم مقاومت عالی در برابر شوک حرارتی و مقاومت شیمیایی خوب در برابر فلزات غیر آهنی به دلیل عدم پایداری حرارتی آن در زیر ̊C1280محدود می باشد. در این تحقیق تاثیر افزودنی منیزیا (MgO) بر پایداری حرارتی تیالیت مورد بررسی قرار گرفته است. نمونه ها با مخلوط کردن آلومینا و تیتانیا با نسبت استوکیومتری 1:1 و میزان افزودنی 5-0 درصد وزنی منیزیا آماده شد و سپس در دمای ̊C1400 به مدت 4 ساعت پخت گردید ومیزان تیالیت تشکیل شده و ریزساختار نمونه ها مورد بررسی قرار گرفت که نتایج حاکی از تاثیر مطلوب منیزیا تا 3 درصد وزنی بر روی تشکیل تیالیت بود. سپس عملیات آنیل به منظور بررسی پایداری حرارتی در دمای ̊C 1100 و در زمان های مختلف بر روی نمونه ها انجام گرفت و نمونه ها با آنالیز XRD و SEMمورد بررسی قرار گرفتند. پس از آنیل تیالیت باقی مانده در نمونه های حاوی MgO در مقایسه با نمونه های بدون افزودنی افزایش چشمگیری داشت به طوری که در 24 ساعت آنیل در نمونه بدون افزودنی تقریبا تیالیتی مشاهده نشد اما در نمونه حاوی سه درصد منیزیا، 30 درصد وزنی تیالیت باقیمانده بود

کانون هماهنگی دانش و صنعت لعاب، کاشی و سرامیک با حضور برخی مدیران صنعتی، استادان دانشگاه و مدیران دولتی برای ایجادارتباط موثرتر و نزدیک تر صنعت و بخش پژوهش تشکیل شده است. کانون به منظور دستیابی به برنامه ای منسجم برای توسعه این صنعت اقدام به تهیه نقشه راه صنعت لعاب، کاشی و سرامیک کشور نموده است که این مقاله نتایج اصلی آن را معرفی می کند. نقشه راه صنعت برای زمان ده سال با چشم اندازصادرات سالانه 400 میلیون مترمربع کاشی در سال 1401 و دستیابی به جایگاه دوم جهانی در صادرات کاشی تهیهشده است. به منظور برنامه ریزی در راستای چشم انداز صنعت تعداد نه کارگروه تخصصی «طرح، رنگ و لعاب»، «منابع انسانی»، «بازار»، «توسعه زیرساخت آزمایشگاهی»، «بهینه سازی فرآیند تولید»، «استاندارد»، «محیط زیست و انرژی»، «قطعه سازی و بومی سازی تجهیزات» و «تامین و فرآوری مواد اولیه» پیش بینی شده است که وظایف آنها مطالعه وضعیت صنعت، تعیین راهبردها، برنامه ریزی عملیاتی پنج ساله و پیش بینی بودجه مورد نیاز برای دستیابی به چشم انداز است. چهار نوع فعالیت شامل حمایت، هماهنگی، اطلاع رسانی و نظارت توسط دبیرخانه کانون و اجرای بقیه برنامه ها از طریق برون سپاری به انجمن ها یا نهادهای دیگر انجام خواهد گرفت. همچنین تعداد چهار مرکز یا شرکت به عنوان بازوهای اجرایی کانون پیش بینی شده اند که عبارتند از: «شرکت تخصصی بازرگانی»با وظیفه صادرات محصولات و واردات مواد اولیه،«شرکت تامین و تولید قطعات و تجهیزات» با وظیفه طراحی، تولید و تامین قطعات یدکی و تجهیزات از منابع داخلی یا خارجی،«مرکز فناوری سرامیک» با وظیفه ایجاد آزمایشگاه مرجع، مرکز تخصصی طرح و رنگ و انجام پژوهش های کاربردی و «مجتمع آموزشی کاشی و سرامیک»با وظیفه آموزش افراد شاغل در صنعت در سطح کاردانی و کارشناسی.تاسیس شرکت های پیش بینی شده در این راستا به وسیله همکاری و سرمایه گذاری تولیدکنندگان کاشی و سرامیک صورت می گیرد.

در این پژوهش، از دو روش سل-ژل پچینی و سیتراتی برای سنتز نانو پودرهای اکسید نیمه رسانای ارتوفریت لانتانیم جایگزین شده با فلز واسطه ی کبالت به میزان 2/0 مول استفاده شد. اساس این دو روش بر مبنای استفاده از اسید سیتریک به عنوان عامل کلیت ساز استوار است. در روش پچینی از اتیلن گلیکل که یک الکل دو اتمی با پایین ترین نقطه ی جوش است در کنار اسید سیتریک جهت ایجاد واکنش استری شدن استفاده شده است. شناسایی فاز، مورفولوژی، ریز ساختار و رفتار حرارتی پودرهای به دست آمده به ترتیب با کمک پراش اشعه ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و آنالیز حرارتی (DTA-TG) بررسی شد. نتایج نشان داد جایگزینی کبالت در سیستم از رشد بلورک ها جلوگیری کرده و منجر به کاهش میانگین اندازه بلورک در هر دو روش سیتراتی و پچینی شده است. نمونه های سنتز شده به روش پچینی میانگین اندازه بلورک و آگلومراسیون کمتری را نسبت به نمونه های سیتراتی نشان دادند. آنالیز حرارتی پیش ماده ی پچینی، تجزیه ی پیش ماده در شش مرحله و کاهش وزنی معادل %4/75 را نشان داد.