هندبوک در رابطه با کامپوزیت ها ، شکل دهی ، آلیاژسازی مکانیکی ، ریخته گری ، جوشکاری
این بسته شامل کتاب های زیر است:
10Rules for Cost Effective Casting Design--1
Engineering Damage Mechanics_ Ductile, Creep, Fatigue and Brittle Failures--2
3--(Lifetime Estimation of Welded Joints (Springer
Mechanical Alloying_ Fundamentals and Applications--4
Practical Guide to High Performance Engineering Plastics--5
Steel Forming and Heat Treating Handbook--6
فرمت:word(قابل ویرایش)
تعداد صفحات:63
چکیده
کامپوزیت ها [۱]
بسیاری از فن آوریهای نوین به موادی نیاز دارند که ترکیب غیر معمولی از خواص را با آلیاژهای فلزی ، سرامیکی و پلیمرهای معمولی حاصل نمی آید بدست می دهد . به عنوان نمونه مواد مورد نیاز درسفینه های فضائی ، زیر دریائی ها و کاربردهای حمل و نقل از این قبیل است که باید در عین چگالی کم ، استحکام سفتی و مقاومت به سایش و ضربه نیز وجود داشته باشد .از اینرو نیاز به مواد
جدیدی به نام کامپوزیت میباشد. کامپوزیت عبارت است از هر ماده چند فازی که سهم برای بدست آوردن مواد با استحکام و به ویژه استحکام به وزن بالا، می توان رشته هایی با مدول کشسانی و استحکام بالا را در یک زمینه فلزی یا پلیمری قرار داد. در کامپوزیت ها که مواد مرکب هم نامیده می شوند، دو یا چند ماده در مقیاس ماکروسکوپی با هم ترکیب شده و خواص مورد نظر را ایجاد می کنند. اگر چه می توان با ترکیب کردن بعضی مواد در مقیاس میکروسکوپی هم به خواص مورد نظر دست یافت، که به بحث آلیاژها مربوط می گردد.درواقعکامپوزیتها موادی چند جزئی هستند که خواص آنها در مجموع از هرکدام از اجزاء بهتراست.ضمن آنکه اجزای مختلف، کارایی یکدیگر را بهبود میبخشند. کاپوزینت یک ماده چند فازی است که بصورت مصنوعی ساخته می شود فازها باید از لحاظ شیمیائی متفاوت باشد و با فصل مشترکهایی مچزا شوند. مطابق این تعریف ، اغلب آلیاژهای فلزی و بسیاری از سرامیکها کامپوزیت نیستند زیرا فارهای چند گانه آنها درنتیجه یک پدیده طبیعی تشکیل شده است .بسیاری از کامپوزیت هاتنها از دو فاز تشکیل شده اند:
فاز زمینه که پیوسته است وفاز دیگر که غالبا فاز پراکنده است تقویت کننده گفته میشود . خواص کامپوزیت به خواص فازهای تشکیل دهنده آن ، مقادیر آنها و هندسه فاز پراکنده شده وا بسته است . منظور از هندسه فاز پراکنده شده ، شکل و اندازه ذرات ، نحوه توزیع و جهت آنهاست .
کامپوزیت ها از سه قسمت اصلی تشکیل شده اند: ۱)الیاف یا تارها. ۲)پرکننده یا ماتریس. ۳)چسب. معمولاً ماتریس دارای سختی و استحکام کمتری نسبت به ا لیاف می باشند، ولی اختلاط الیاف و ماتریس باعث تشکیل محصولی می شود که دانسیته کمی داشته ودر عین حال از استحکام فشاری و کششی بالایی برخوردار می باشد. مانند مواد اپوکسی مثل نارمکو((Narmco2387 که دارای دانسیته / lb044/0، استحکام فشاری / lb23000 و استحکام کششی / lb4200 است.
۱-۱-۱-رشته ها:
هر چه قطررشته کوچکتر باشد ، رشته مستحکم تر ازماده زمینه خواهد بود.موادی که بعنوان رشته های تقویت کننده بکارمیرود استحکام کششی بالایی دارند.براساس قطر و مشخصه رشته ها به ۳ دسته تقسیم می شوند:ویسکرها،رشته ها وسیم ها.ویسکرها تک بلورهای بسیارنازکی هستند که نسبت طول به قطرآنهافوق العاده زیاداست.آنها مستحکم ترین موادی هستندکه شناخته شده اند. مواد ویسکری شامل گرافیت ، کاربید سیلیسیم، نیترید سیلیسیم و اکسید آلومینیم است.
دانلود پاورپوینت لاستیک، پلاستیک ، کامپوزیت 15 اسلاید
فرمت فایل : WORD (قابل ویرایش)
تعداد صفحات:80
فهرست مطالب:
عنوان صفحه
فهرست جداول ...........................................................................................................................................................................خ
فهرست شکل-ها...........................................................................................................................................................................د
فهرست علائم اختصاری...............................................................................................................................................................ر
چکیده فارسی..............................................................................................................................................................................ژ
چکیده انگلیسی....................................................................................................................................................................................................س
فصل اول: (مروری بر مقالات و منابع)
1-1- مقدمه 2
1-2- اصول و مبانی صوت ...... 3
1-2-1- ماهیت صوت 3
1-2-2- کمیت¬های صوتی 3
1-2-3- ساختمان گوش انسان 5
1-2-3-1-1-1- محدوده شنوایی 5
1-1-1- انواع صوت 5
1-2-4- سرچشمه¬های صوتی 6
1-2-5- تأثیر شرایط محیطی بر صوت 6
1-3- جذب صوت 7
1-3-1- اتلاف انرژی صوت 7
1-3-2- ضریب جذب صوت 7
1-3-2-1- عوامل مؤثر در ضریب جذب ماده 8
1-3-2-2- روش¬های اندازه¬گیری ضریب جذب صوت 8
1-3-2-2-1-1- روش لوله امپدانس 8
1-3-2-2-2- روش میدان پرانعکاس 12
1-3-2-2-3- روش حالت پایا 12
1-4- انواع مکانیزم جذب صوت 12
1-5- انواع جذب کننده¬های صوتی 13
1-5-1- جذب کننده¬های پوسته¬ای 13
1-5-2- جذب کننده¬های حفره¬ای 13
1-5-3- جذب کننده¬های روزنه¬دار 14
1-5-4- جذب کننده¬های رزونانسی و انواع آن 14
1-5-4-1- جاذب¬های هلمهولتز عادی 14
1-5-4-2- جاذب¬های ریز سوراخ 15
1-5-4-3- بلوک بنایی 15
1-5-5- جذب کننده¬های الیافی یا متخلخل و انواع آن 16
1-5-5-1- پشم معدنی 16
1-5-5-2- فوم 17
1-5-5-3- پلاستر آکوستیکی 17
1-5-5-4- کاستون 18
1-5-5-5- آیروژل 18
1-5-5-6- کامپوزیت¬ها 18
1-5-5-6-1- مشخصات کامپوزیت¬ها 19
1-5-5-6-2- طبقه¬بندی کامپوزیت¬ها 20
1-5-5-6-2-1- کامپوزیت¬های ذره¬ای 20
1-5-5-6-2-2- کامپوزیت¬های لیفی 22
1-6- تاریخچه¬ی جاذب صوتها 22
1-7- آشنایی با فناوری نانو 24
1-7-1- نانو ذرات 26
1-7-2- نانوکامپوزیت¬ها 26
1-7-2-1- پلی¬استر 27
1-7-2-2- پلی¬اتیلن کلرینه شده 28
1-7-2-2-1- واکنش¬های مختلف تبدیل شدن پلی¬اتیلن به CPE 29
1-7-2-3- نانوکلی 29
1-8- عمل پلاسما 30
1-8-1- شیمی پلاسما 31
1-8-1-1- اجزای اصلی 31
1-8-1-2- برخورد اجزاء پلاسما 33
1-8-1-3- برخورد پلاسما و سطح 34
1-8-1-4- واکنش¬های اتم، مولکول و سطح 34
1-8-1-4-1- جذب 35
1-8-1-4-2- پراکنش 35
1-8-2- انواع پلاسما 36
1-8-2-1- پلاسمای گرم 36
1-8-2-2- پلاسمای سرد ................ 36
1-9- هدف از پروژه 39
فصل دوم: (تجربیات)
2-1- مقدمه 41
2-2- مواد و تجهیزات 41
2-2-1- مواد اولیه 41
2-2-2- تجهیزات مورد نیاز 41
2-3- روش کار 42
2-3-1- آماده¬سازی الیاف پلی¬استر 42
2-3-2- تهیه نانوکامپوزیت پلی¬اتیلن کلرینه/پلی¬استر عمل شده با پلاسما/نانو کلی 43
2-4- آنالیزهای انجام شده 44
2-4-1- اندازه¬گیری جذب صوت به روش لوله امپدانس 44
2-5- بررسی گونه شناسی 45
2-5-1- آنالیز میکروسکوپی الکترونی پویشی ((SEM 45
فصل سوم: (نتایج و بحث)
3-1- مقدمه ........... 47
3-2- بررسی اثر پلاسما بر روی الیاف پلی¬استر .... 47
3-2-1- تصاویر SEM الیاف پلی¬استر عمل شده با پلاسما تحت فشارها و زمان¬های مختلف 48
3-3- بررسی رفتار جذب صوت نانو کامپوزیت 49
3-3-1- بررسی اثر تغییر پارامترهای پلاسما روی الیاف پلی¬استر، بر ضریب جذب صوت نانوکامپوزیت پلی¬اتیلن کلرینه شده/پلی¬استر عمل شده با پلاسما/نانوکلی 49
3-3-2- بررسی اثر تغییر درصد الیاف پلی¬استر عمل شده با پلاسما بر ضریب جذب صوت نانوکامپوزیت پلی¬اتیلن کلرینه
شده/پلی¬استر عمل شده با پلاسما/نانوکلی ........................................................................................................................................54
3-3-3- بررسی اثر تغییر ضخامت بر ضریب جذب صوت نانوکامپوزیت پلی¬اتیلن کلرینه/ پلی¬استر عمل شده با پلاسما/ نانوکلی .......................................................................................................................................................................................................56
3-4- گونه شناسی سطح نانوکامپوزیت پلی¬اتیلن کلرینه شده/ پلی¬استر عمل شده با پلاسما/ نانوکلی 57
3-4-1- تصویر SEM نانوکامپوزیت پلی¬اتیلن کلرینه شده/ پلی¬استر عمل شده با پلاسما/ نانوکلی 57
3-5- نتیجه گیری نهایی 58
3-6-پیشنهادات .................. 59
مراجع......................................................................................................................................................................................................................60
فهرست جداول
عنوان صفحه
جدول (1-1) سرعت صدا در مواد مختلف ......................................................................................................................................................4
جدول (1-2) مشخصه¬های انرژی برای چند اتم و مولکول .......................................................................................................................32
جدول (2-1) ویژگی¬های پلی¬اتیلن کلرینه شده ...........................................................................................................................................41
جدول (2-2) ویژگی¬های نانوکلی.....................................................................................................................................................................41
جدول (2-3) شرایط عمل پلاسما بر روی الیاف پلی-استر...........................................................................................................................42
جدول (2-4) شرایط تولید نانوکامپوزیت¬ها¬ی پلی¬اتیلن کلرینه/ پلی¬استر عمل شده با پلاسما/ نانوکلی...........................................43
فهرست شکل ها
عنوان صفحه
شکل (1-1) برخورد یک پرتو صدا با سطح ماده ...........................................................................................................................................6
شکل (1-2) نمونه¬ای از جاذب هلمهولتز .......................................................................................................................................................15
شکل (1-3) نمونه¬ای از جاذب ریز¬سوراخ .....................................................................................................................................................15
شکل (1-4) نمونه¬ای از بلوک شیاردار بنایی..................................................................................................................................................16
شکل (1-5) نمونه¬ای از پشم معدنی................................................................................................................................................................17
شکل (1-6) نمونه¬ای از آیروژل.........................................................................................................................................................................18
شکل (1-7) واکنش کلریناسیون پلی-اتیلن.....................................................................................................................................................28
شکل (1-8) دانسیته¬ها و دماها یا انرژی¬هایی برای انواع اجزای اصلی در یک پلاسمای معمولی تحت فشار کم .........................32
شکل (2-1) دستگاه اندازه¬گیری صوت لوله امپدانس .................................................................................................................................45
شکل (3-1) تصاویر SEM الیاف پلی¬استر: a) الیاف پلی¬استر بون عمل پلاسما، b) فشارmbar15/0، زمان min1، c) فشارmbar15/0، زمان min5/2 d) فشارmbar15/0، زمان min5، e) فشارmbar25/0، زمان min1، f) فشارmbar25/0، زمان min5/2،g ) فشارmbar25/0، زمان min5، h) فشارmbar35/0، زمان min1، i) فشارmbar35/0، زمان min 5/2 j) فشارmbar35/0،min 5..............................................................................................................................................................................48
شکل (3-2) منحنی ضریب جذب صوت پلی¬اتیلن کلرینه شده................................................................................................................50
شکل (3-3) منحنی ضریب جذب نمونه¬های حاوی %10 الیاف پلی¬استر(a): حاوی%0 نانوکلی (b): حاوی %5/0نانوکلی و (c): حاوی %1 نانوکلی.................................................................................................................................................................................................51
شکل (3-4) منحنی ضریب جذب نمونه¬های حاوی %20 الیاف پلی¬استر(a): حاوی%5/0 نانوکلی (b): حاوی %1نانوکلی و (c): حاوی %0 نانوکلی.................................................................................................................................................................................................52
شکل (3-5) منحنی ضریب جذب نمونه¬های حاوی %30 الیاف پلی¬استر(a): حاوی %1نانوکلی (b)حاوی %0 نانوکلی (c): حاوی نانوکلی:%5/0..........................................................................................................................................................................................................52
شکل (3-6) منحنی ضریب جذب نمونه¬های حاوی %40 الیاف پلی¬استر(a): حاوی0% نانوکلی (b): حاوی %5/0نانوکلی و (c): حاوی 1% نانوکلی.................................................................................................................................................................................................53
شکل (3-7) منحنی ضریب جذب نمونه¬های حاوی %50 الیاف پلی¬استر(a): حاوی%5/0 نانوکلی (b): حاوی %1 نانوکلی و (c): حاوی %0نانوکلی...................................................................................................................................................................................................53
شکل (3-8) منحنی ضریب جذب نمونه¬های حاوی %60 الیاف پلی¬استر(a): حاوی%1نانوکلی (b): حاوی %0نانوکلی و (c): حاوی %5/0نانوکلی...............................................................................................................................................................................................54
شکل (3-9) منحنی مقایسه ضریب جذب صوت نمونه¬های(a): حاوی%0 الیاف پلی¬استر (b): حاوی %10 الیاف پلی¬استر (c): حاوی %20 الیاف پلی¬استر (d): حاوی %30 الیاف پلی¬استر (e) حاوی %40 الیاف پلی¬استر (f): حاوی %50 الیاف پلی¬استر (g): حاوی %60 الیاف پلی-استر.................................................................................................................................................................................55
شکل (3-10) منحنی مقایسه ضخامت الیاف پلی¬استر(a): mm2 (b): mm 3 (c): mm4............................................................57
شکل (3-11) تصویر SEM نانوکامپوزیت پلی¬اتیلن کلرینه شده/ پلی¬استر عمل شده با پلاسما/ نانوکلی......................................57
علائم اختصاری
پلی ¬اتیلن کلرینه شده CPE
پلی اتیلن ترفتالات PET
پلی وینیل الکل PVA
پلی آکریلونیتریل PAN
اسید کلریک HCL
اشعه فرابنفش UV
میکروسکوپ الکترونی پویشی SEM
هرتز (واحد فرکانس) Hz
نانومتر (واحد اندازه گیری ذرات وطول موج جذبی) nm
متر بر ثانیه m⁄(s )
طول موج λ
پاسکال (واحد فشار) Pa
وات (واحد توان) W
ولت (واحد ولتاژ) V آمپر (واحد جریان) A
وات بر متر مربع (واحد شدت) W⁄m^2
درجه¬ی سانتی¬گراد (واحد دما) ℃
سانتی¬متر (واحد ضخامت) cm
دسی تکس (واحد ظرافت الیاف) dtex
درصد وزنی %Wt
میلی متر(واحد طول) mm
میکرو متر (واحد اندازه ذرات) μm
گرم g
دقیقه min
گرم بر سی سی (واحد دانسیته) g⁄cc
میلی بار(واحد فشار) mbar
میلی متر جیوه(واحد فشار) mmHg
فشار صوتی ورودی P_i
فشار صوتی بازتابی P_r
سرعت صوت در لوله c
ضریب جذب α
امپدانس آکوستیکی Z_A
ضریب بازتاب R
فاز ∆
سرعت مؤثر ذرات ورودی v_i
سرعت مؤثر ذرات بازتابی v_i
چکیده
سر و صدا، به عنوان صدای ناخواسته تعریف شده است که یکی از مهمترین عوامل زیان آور محیط زیست است. تلاش¬های زیادی برای به کارگیری روش¬های مؤثر کاهش آلودگی صوتی، صورت گرفته است. استفاده از مواد جاذب صوت به عنوان یکی از مؤثرترین راهها برای کنترل صدای ناشی از بازتابش سطوح می¬باشد. الیاف یکی از مناسبترین مواد برای کاربرد در جاذب-های صدا می¬باشد. در این تحقیق، نانوکامپوزیت¬های جاذب صوت پلی¬اتیلن کلرینه شده (CPE)/ الیاف پلی¬استر عمل شده با پلاسما/ نانوکلی، به عنوان جاذب صوت در نسبت¬های مختلف، تهیه شد. برای این منظور ابتدا الیاف پلی¬استر به وسیله عملیات پلاسما با تأثیر پارامترهای مختلف عملیات، زمان عملیات و فشار پلاسما آماده شد. سپس نانوکامپوزیت پلی¬اتیلن کلرینه شده/پلی¬استر عمل شده با پلاسما/نانوکلی با نسبت¬های مختلف پلی¬استر عمل شده با پلاسما (10،20،30،40،50،60) و درصدهای مختلف نانوکلی(0،5/0،1) به روش ساده مخلوط کن داخلی و پرس پخت تهیه و مورد ارزیابی قرار گرفتند. ساختار نانوکامپوزیت و الیاف پلی¬استر عمل شده با پلاسما با استفاده از میکروسکوپ الکترونی پویشی (SEM) مورد بررسی قرار گرفت. ویژگی جذب صوت نانوکامپوزیت در یک لوله امپدانس تست شد. اثر ظرفیت الیاف، ضخامت نانوکامپوزیت روی ویژگی¬های جذب صوت بررسی شد. نتایج نشان داد که خصوصیات صوتی مواد متخلخل به اختلاط با پلی¬استر عمل شده با پلاسما بستگی دارد. جذب صوت مواد با افزایش مقدار پلی¬استر عمل شده با پلاسما/ نانوکلی به مقدار قابل توجهی افزایش یافت. علاوه بر¬این، ویژگی¬های آکوستیک نانوکامپوزیت با ظرفیت %60 پلی¬استر عمل شده با پلاسما/نانوکلی در محدوده فرکانس بالا Hz3500 یک اوج ضریب جذب صوت 89/0را نشان داد.
کلمات کلیدی: پلی¬اتیلن کلرینه شده، پلی¬استر، پلاسما، نانوکلی، جذب صوت
فرمت فایل : WORD (قابل ویرایش)
تعداد صفحات:131
پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد«M.Sc.»
گرایش سرامیک
فهرست مطالب:
عنوان صفحه
چکیده 1
فصل اول: مقدمه 2
فصل دوم: مروری بر تئوری ها و تحقیقات انجام شده 4
2-1- مقدمه 4
2-2- کامپوزیت ها 7
2-2-1- مزایای استفاده از مواد کامپوزیت 9
2-2-2- تاریخچه صنعت کامپوزیتها 9
2-3- نانو کامپوزیت ها 10
2-3-1- طبقه بندی نانو کامپوزیت ها 11
2-3-2- سیلیکات های لایه ای 12
2-3-3- ساختار نانو کامپوزیت 15
2-3-4- خواص مکانیکی 17
2-3-5- نانو کامپوزیت های پلیمری 18
2-4-تعریف و طبقه بندی کاربیدها 19
2-5-کاربید سیلیسیم 20
2-5-1-مقدمه 20
2-5-2-مشخصات عمومی کاربید سیلیسیم 21
2-5-3-ساختار و ترکیب کاربید سیلیسیم 21
2-5-4-انواع کاربید سیلیسیم 22
2-5-4-1-کاربید سیلیسیم نوع بتا ( ) 22
2-5-4-2-کاربید سیلیسیم نوع آلفا ( ) 22
2-5-5- پایداری انواع مختلف SiC بلوری 23
2-5-6- وضعیت گذشته و فعلی کاربید سیلیسیم 24
2-5-7- خلاصه ای از خواص SiC 24
2-5-8- برخی کاربرد های SiC 26
2-5-8-1- کاربرد به عنوان ساینده 26
2-5-8-2- دیر گدازها و المنت های کوره 26
2-5-8- 3- کاربردهای الکترونی و نوری 27
2-5-8-3-1- نیمه هادی کاربید سیلیسیم 28
2-5-8-3-2- کاربرد در صنعت IC 28
2-6- شیشه 28
2-6-1-تاریخچه شیشه 28
2-6-2-تعریف شیشه 29
2-7- اکسید سریم 30
2-7-1- کاربردهای اکسید سریم 31
2-8- اکسید سیلیسیم 32
2-9- ابزارهای برشی و سایند ها 33
2-9-1- ابزارهای برشی 33
2-9-2- سایندهها 35
2-10-ترکیب پولیش پایه سریم و فرآیند آماده سازی آن 38
2-11- مشخصات اکسید سریک 39
2-12- فرایند آماده سازی ترکیب 40
2-13- ابزارهای ساینده سرامیکی پیوند داده شده 42
2-13-1- مقدمه 42
2-13-2- فرایند تولید 42
2-13-3- هدف از تولید ساینده های سرامیکی 43
2-13-4- روش ساخت ترکیبات 43
فصل سوم: روش تحقیق 44
3-1- مواد اولیه 44
3-1-1- اکسیدسریم 44
3-1-2- کاربیدسیلسیم 45
3-1-3- نانوسیلیس 45
3-1-4- افزودنی ها 46
3-2- تجهیزات آزمایشگاهی 46
3-2-1- هیتر 46
3-2-2- کوره 46
3-2-3- مگنت 46
3-2-4- ترازو 46
3-2-5- خشک کن 46
3-2-6- CCS 46
3-3- ابزار آزمایش و آنالیز نمونهها 47
3-3-1- دستگاه پراش پرتو ایکس (XRD) 47
3-3-2- میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) 47
3-3-3- آزمایش اندازهگیری استحکام 47
3-4- روش انجام آزمایش 48
3-4-1- تهیه نمونههای سری اول 48
3-4-1-1- نمونهسازی مجموعه A 48
3-4-1-2- نمونهسازی مجموعه B 49
3-4-1-3- نمونهسازی مجموعه C 51
3-4-2- تهیه نمونه های سری دوم 51
3-4-2-1- نمونه D 52
3-4-2-2- نمونه E 53
3-4-2-3- نمونه F 53
3-4-2-4- نمونه G 54
3-4-2-5- نمونه H 54
3-4-3-تهیه نمونه های سری سوم 55
3-4-3-1- نمونه سازی مجموعه I 55
3-4-3-2- نمونه سازی مجموعه J 57
3-4-3-3- نمونه سازی سریK 58
3-4-3-4- نمونه سازی سریL 59
3-4-3-5- نمونه سازی سری M 60
3-4-3-6- نمونه سازی سری N 61
3-4-4- تعیین درصد وزنی جذب آب 62
3-4-5- انجام آزمایش سایش 63
3-4-6- استفاده از نرم افزار Image Analyzer 64
فصل چهارم: روش تحقیق 65
4-1- مقدمه 65
4-2- بررسی شکل ظاهری نمونه ها از نظر دمای پخت 65
4-2-1- نتایج نمونه های سری اول 65
4-2-2- نتایج نمونه های سری دوم 66
4-2-3- نتایج نمونه های سری سوم 67
4-2-3-1- نمونه های پخته شده در دمای ºc750 و ºc1000 67
4-2-3-2- نمونه های پخته شده در دمای ºc850 73
4-2-3-3- نمونه های پخته شده در دمای ºc1050 77
4-2-3-4- نمونه های پخته شده در دمای ºc950 79
4-3- بررسی نتایج آنالیز XRD 82
4-3-1- بررسی نتایج آنالیز XRD نمونه I15 82
4-3-2- بررسی نتایج آنالیز XRD نمونه I5 82
4-3-3- بررسی نتایج آنالیز XRD نمونه I2 83
4-3-4- بررسی نتایج آنالیز XRD نمونه I19 84
4-3-5- بررسی نتایج آنالیز XRD نمونه N1 84
4-3-6- بررسی نتایج آنالیز XRD نمونه N4 85
4-3-7- بررسی نتایج آنالیز XRD نمونه N17 86
4-3-8- بررسی نتایج آنالیز XRD نمونه N11 86
4-3-9- بررسی و مقایسه نتایج آنالیز XRD نمونه N14 و I9 87
4-3-10- بررسی و مقایسه نتایج آنالیز XRD نمونه N16 و I17 89
4-4- بررسی نتایج میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM )و Image Analyzer 91
4-4-1- بررسی نتایج SEMو Image Analyzer نمونهN1 91
4-4-2- بررسی نتایج SEMو Image Analyzer نمونهN4 92
4-4-3- بررسی نتایج SEM نمونه7N 93
4-4-4- بررسی نتایج SEMو Image Analyzer نمونه N11 94
4-4-5- بررسی نتایج SEMو Image Analyzer نمونه N14 95
4-4-6- بررسی نتایج SEMو Image Analyzer نمونه N16 96
4-4-7- بررسی نتایج SEM نمونه I2 97
4-4-8- بررسی نتایج SEMو Image Analyzer نمونه I9 98
4-4-9- بررسی نتایج SEMو Image Analyzer نمونه I9 99
4-5- نتایج آزمایش استحکام 100
4-6- نتایج آزمایش سایش 101
4-7- تعیین وزن مخصوص ،درصد حجمی و درصد وزنی جذب آب 102
فصل پنجم: نتیجهگیری 103
منابع و مراجع 104
فهرست اشکال
عنوان صفحه
(شکل2 -1): مثال هایی از مواد مرکب 8
(شکل 2-2): طراحی از فرآیند میان افزایی 13
(شکل2-3): تصویر میکروسکوپ الکترونی نمونه رس خالص در بزرگنمایی 10000 14
(شکل2-4): ساختار مونت موری لونیت 15
(شکل 2-5): نفوذ پلیمر در فواصل بین لایه ای 16
(شکل 2-6): ساختارهای مختلف نانو کامپوزیت ها: الف) ساختار لایه ای متناوب . ب) ساختار
بینابین. ج) ساختار پراکنشی لایه ای[25]. 17
(شکل2-7): ساختار SiC 21
(شکل2-8): مکان اتمهای سیلسیم و کربن در SiC 23
(شکل2-9): صفحه[1120] در انواع 2H-SiC ، 6H-SiC ،3C-SiC ،.4H-SiC 24
(شکل 2-10): نحوه قرار گرفتن اتمها در ساختار اکسید سریم 31
(شکل2-11): نحوه قرار گرفتن اتمها در SiO2 33
(شکل2-12): مثالهایی از ابزارهای برشی برای ماشین کاری فولاد و چدن : قطعات سرامیکی
با عملکرد بالای SPK، سرمتها و و سیستم های ابزاری معمول برای
تراشکاری،فرزکاری،و سوراخکاری 34
(شکل 2-13): مثالهایی از ابزارهای سنگ زنی و با شکلها و
اندازه های متفاوت 37
(شکل 2-14): ریز ساختار دانه های سرامیکSapphire Blue برای کاربردهای ساینده 38
(شکل 3-1): الگوی پراش پرتو X پودر اکسید سریم 44
(شکل 3-2): الگوی پراش پرتو X پودر کاربید سیلیسیم 45
(شکل 3-3): الگوی پراش پرتو X پودر نانوسیلیس 45
(شکل 3-4): تصویر دستگاه Universal Testing Machine 48
(شکل 3-5): تصویر نمونه آماده شده برای آزمایش سایش 63
(شکل 3-6): تصویر پنجره نرم افزار Image Analyzer مورد استفاده جهت آنالیز تصاویر 64
(شکل 4-1): تصویر نمونه ساخته شده در مرحله اول 66
(شکل 4-2): تصویر نمونه ساخته شده در مرحله دوم 66
(شکل 4-3): تصویر چند نمونه نامطلوب 67
(شکل4-4): تصویر میکروسکوپ نوری از نمونه I2دردو بزرگنمایی متفاوت 68
(شکل4-5): تصویرمیکروسکوپ نوری ازسطح نمونه I5در بزرگنمایی های متفاوت 68
(شکل4-6) :شکل ظاهری نمونه I8 69
(شکل 4-7): تصویر میکروسکوپ نوری از نمونه I9در دو بزرکنمایی متفاوت 70
(شکل 4-8): تصویر میکروسکوپ نوری از نمونه I10 در دو بزرکنمایی متفاوت 70
(شکل 4-9): تصویر میکروسکوپ نوری از نمونه15I در دو بزرکنمایی متفاوت 71
(شکل 4-10): تصویرظاهری از نمونه K5 71
(شکل 4-11): تصویر میکروسکوپ نوری از نمونه17I در دو بزرکنمایی متفاوت 72
(شکل 4-12) تصویر میکروسکوپ نوری از نمونه I19 در دو بزرکنمایی متفاوت 72
(شکل 4-13): شکل ظاهری نمونه M2 : سمت راست زیر نمونه و سمت چپ سطح نمونه 73
(شکل 4-14): شکل ظاهری نمونه M4 : سمت راست زیر نمونه و سمت چپ سطح نمونه 74
(شکل 4-15): شکل ظاهری نمونه M8 74
(شکل 4-16): شکل ظاهری نمونه M11 75
(شکل 4-17): شکل ظاهری نمونه M15 76
(شکل 4-18): شکل ظاهری نمونهM18 76
(شکل 4-19): شکل ظاهریدو نمونه به هم چسبیده نمونه J3 و J5 77
(شکل 4-20): شکل ظاهری نمونه J6 78
(شکل 4-21): شکل ظاهری نمونه J8 78
(شکل 4-22): شکل ظاهری نمونه J13 79
(شکل 4-23): شکل ظاهری نمونه J17 79
(شکل 4-24): شکل ظاهری نمونهN3 80
(شکل 4-25): شکل ظاهری نمونه N5 80
(شکل 4-26): شکل ظاهری نمونهN15 81
(شکل 4-27): شکل ظاهری نمونهN17 81
(شکل4-28): تصویر پراش پرتو X نمونه I15 82
(شکل4-29): تصویر پراش پرتو X نمونه I5 83
(شکل4-30): تصویر پراش پرتو X نمونه I2 83
(شکل4-31): تصویر پراش پرتو X نمونه I19 84
(شکل4-32): تصویر پراش پرتو X نمونه N1 85
(شکل4-33): تصویر پراش پرتو X نمونه N4 85
(شکل4-34): تصویر پراش پرتو X نمونه N7 86
(شکل4-35): تصویر پراش پرتو X نمونه N11 87
(شکل4-36): تصویر پراش پرتو X نمونه I9 87
(شکل4-37): تصویر پراش پرتو X نمونه N14 88
(شکل4-38): مقایسه تصویر پراش پرتو X نمونه N14و I9 89
(شکل4-39): تصویر پراش پرتو X نمونه I17 89
(شکل4-40): تصویر پراش پرتو X نمونه N16 90
(شکل4-41): مقایسه تصویر پراش پرتو X نمونه N16 و I17 91
(شکل4-42): تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نمونه N1 در بزرگنمایی 500 و 2000 برابر 92
(شکل4-43): توزیع اندازه دانه در نمونه N1 92
(شکل4-44): تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نمونه N4 در بزرگنمایی 500 و 2000 برابر 93
(شکل4-45): توزیع اندازه دانه در نمونه N4 93
(شکل4-46): تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نمونه7N در بزرگنمایی 500 و 2000 برابر 94
(شکل4-47): تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نمونه N11 در بزرگنمایی 500 و 2000 برابر 94
(شکل4-48): توزیع اندازه دانه در نمونه N11 95
(شکل4-49): تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نمونه N14در بزرگنمایی 500 و 2000 برابر 95
(شکل4-50): توزیع اندازه دانه در نمونه N14 96
(شکل4-51): تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نمونه N16 دربزرگنمایی 500 و 2000 برابر 96
(شکل4-52): توزیع اندازه دانه در نمونه N16 97
(شکل4-53): تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نمونه I2 دربزرگنمایی 500 و 2000 برابر 97
(شکل4-54): تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نمونه I2 دربزرگنمایی 500 و 2000 برابر 98
(شکل4-55): توزیع اندازه دانه در نمونه I2 98
(شکل4-56): تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نمونه I9 دربزرگنمایی 500 و 2000 برابر 99
(شکل4-57): توزیع اندازه دانه در نمونه I9 99
(شکل4-58): نمودار ستونی نتایج استحکام نمونه ها 100
(شکل4-59): نمودار رسم شده توسط دستگاه CCS 101
(شکل4-60): نمودار ستونی نتایج آزمایش سایش 102
فهرست جداول
عنوان صفحه
(جدول 1-2): طبقه بندی نانو مواد، بر اساس پارامترهای مختلف 5
(جدول 2-2): ترکیبات معمول 22
(جدول 2-3): خلاصه ای از ویژگی ها و خواص کاربید سیلیسیم (توجه : زمانی که ساختار ذکر
نشده، مقادیر گزارش شده مربوط به است . زمانی که د ما ذکر نشده است ،
دمای آزمایش است ). 25
(جدول 2-4): خواص فیزیکی اکسید سریم 31
(جدول 2-5): خواص فیزیکی SiO2 32
(جدول 2-6): کاربرد های ویژه ابزارهای برشی سرامیکی 35
(جدول 2-7): فرآیندهای ماشینکاری ساینده 38
(جدول 3-1): ترکیب شیمیایی اکسید سریم مورد استفاده در تحقیق 44
(جدول3-2): ترکیب شیمیایی نمونه های مجموعه A 49
(جدول 3-3): ترکیب شیمیایی نمونه های پایه Cerox S 50
(جدول 3-4): ترکیب شیمیایی نمونه های پایه Cerox GG 50
(جدول 3-5): ترکیب شیمیایی نمونه های مجموعه C 51
(جدول 3-6): ترکیب شیمیایی محلولهای مورد استفاده در ترکیب پولیش نمونه 1D 52
(جدول 3-7): ترکیب شیمیایی محلولهای مورد استفاده در ترکیب پولیش نمونه 2D 52
(جدول 3-8): ترکیب شیمیایی محلولهای مورد استفاده در ترکیب پولیش نمونه 3D 52
(جدول 3-9): ترکیب شیمیایی محلولهای مورد استفاده در ترکیب پولیش نمونه E 53
(جدول 3-10): ترکیب شیمیایی محلولهای مورد استفاده در ترکیب پولیش سریF 53
(جدول 3-11): ترکیب شیمیایی محلولهای مورد استفاده در ترکیب پولیش نمونهG 54
(جدول 3-12): ترکیب شیمیایی محلولهای مورد استفاده در ترکیب پولیش نمونه1H 55
(جدول 3-13): ترکیب شیمیایی محلولهای مورد استفاده در ترکیب پولیش نمونهH2 55
(جدول 3-14): ترکیب شیمیایی مواد مورد استفاده در ترکیب پولیش مجموعهI
(بدون کاربید سیلیسیم) 56
(جدول 3-15): ترکیب شیمیایی مواد مورد استفاده در ترکیب پولیش مجموعهI
(همراه با کاربید سیلیسیم) 56
(جدول 3-16): ترکیب شیمیایی مواد مورد استفاده در ترکیب پولیش مجموعه J 57
(جدول 3-17): ترکیب شیمیایی مواد مورد استفاده در ترکیب پولیش سری K
( با کاربید سیلیسیم) 58
(جدول 3-18): ترکیب شیمیایی مواد مورد استفاده در ترکیب پولیش سری Kبر حسب گرم
( بدون کاربید سیلیسیم) 59
(جدول 3-19): ترکیب شیمیایی مواد مورد استفاده در ترکیب پولیش سری L 60
(جدول 3-20): ترکیب شیمیایی مواد مورد استفاده در ترکیب پولیش سریM 61
(جدول 3-21): ترکیب شیمیایی مواد مورد استفاده در ترکیب پولیش سریN 62
(جدول4-1): نتایج حاصل از آزمون تعیین استحکام 100
(جدول4-2): نتایج به دست آمده از آزمایش سایش 101
(جدول4-3): مقادیر وزن مخصوص، درصد وزنی و حجمی جذب آب 102
چکیده
در این پروژه ساینده پایه سریم برای صیقل کاری روی سطح شیشههای معدنی مورد توجه قرار گرفت. از مواد اولیه اکسید سریم، اکسید لانتانیم، میکروسیلیس، اسید بوریک، کاربیدسیلسیم، فسفات، فلوراید کلسیم، هگزا متافسفات سدیم، تری پلی فسفات سدیم، اکسید روی، سدیم متاسیلیکات استفاده گردید و با دو روش عمومی یکی استفاده از محلول و دیگری بصورت پودر خشک مورد استفاده قرار گرفتند. دمای پخت در شرایط مختلف از 450 تا 1150 درجه سانتی گراد در نظر گرفته شد و شرایط بحرانی برای پخت مشاهده شد که گاهی50± درجه سانتی گراد باعث عدم پخت یا بیش از حد شیشهای شدن میگردید. در حدود 150 نمونه مختلف ساخته شد و شرایط پخت و سختی و استحکام آنها مورد مقایسه قرار گرفت. بررسیهای میکروسکوپی نشانگر ساختارهای متفاوت بود که در برخی موارد، وجود بیش از حد فاز شیشهای موجب ترک برداشتن و یا اعوجاج نمونهها گردیده بود. آنالیز XRD فازهایی نظیر Ce2Si2O7 , Ce7O12SiO2 CeP5O14, SiC,CeP2 را نشان داد که در اثر واکنش اکسید سریم با سیلیس یا واکنش منابع فسفاتی و اکسید روی و نظایر آن ایجاد شده بود در نهایت ترکیب تری پلی فسفات سدیم، نانو سیلیس، اکسید روی،اکسید سریم و کاربید سیلیسیم در دمای پخت 950 درجه سانتی گراد انتخاب گردید که سایندهای با خواص موردنظر در آن ایجاد شده بود.
کلمات کلیدی: ساینده شیشه، اکسید سریم، نانو سیلیس، کاربید سیلیسیم
فصل اول
مقدمه
ساخت کامپوزیتها سالهاست که مورد توجه قرار گرفته است و برای بهبود خواصی نظیر تنش برشی، استحکام، میزان کرنش تا شکست، نوع شکست و چقرمگی بکار میروند. ساخت کامپوزیتهای سرامیکی گوناگون جهت بهبود خواص، اهمیت ویژهای دارد. بسته به کاربرد کامپوزیت، انتخاب ساختار سرامیکی و فاز جانبی مناسب آن اهمیت فراوانی یافته است. در دهه اخیر کامپوزیتهای اکسیدی – غیراکسیدی توجه بسیاری از محققین را به خود جلب کرده است، اما برای انتخاب یک سرامیک اکسیدی مناسب بعنوان فاز اصلی باید به خواصی نظیر نسوزندگی و ضریب انبساط حرارتی توجه کرد. ]1[
نانوفناوری یا بکارگیری فناوری در مقیاس میلیاردم متر عبارتست از خلق مواد، قطعات و سیستمهای کارا باکنترل اندازه اجزاء ریز سازنده در حد نانومتر و در نتیجه بهره برداری از خصوصیات و پدیدههای جدید بوجود آمده در آن مقیاس. تکنولوژی نانو بعنوان یک روش نو برای سنتز مواد و ساختارهای مفید دارای حداقل یک بعد در حد نانومتر، هم اکنون مورد توجه بسیاری از محققین و مراکز تحقیقاتی و صنعتی در جهان امروز واقع شده است.
نانو فناوری یک رشته جدید نیست، بلکه رویکردی جدید در تمام رشتههاست که در جهت بررسی اصول و قوانین حاکم بین مولکولها و ساختارهای با ابعاد بین 1 تا 100 نانومتر گام بر میدارد. نانو تکنولوژی یک علم چند رشته ای است و برای درک مفاهیم و اصول بنیادین و قوانین حاکم در دنیای نانو تقریبا به تمام علوم نیاز است. نانو مواد (موادی که حداقل در یک بعد دارای اندازه ای در حد نانومتر هستند) از نظر عمومیبه دو دسته تقسیم بندی میگردند ;مواد نانوساختار و نانوذرات. نانوذره به ذره ای گفته میشود که ابعادی بین 1 تا 100 نانومتر داشته باشد که پرکابردترین آنها نانوذرات سرامیکی هستند.
ترکیب ساینده پایه سریم برای سایش کردن با بازدهی بالا و سریع روی سطح شیشههای معدنی،لنزهای اپتیکی پلاستیکی وصفحات پلاستیکی سازگاری خوبی دارد. پولیش شیشههای آلی کاملا حساس و متفاوت است. توجه روی این حقیقت است که آنها نرم و شکننده، و در برابر خراش خیلی حساس اند.صیقل دادن نا کافی منجر به خراشهای ریز و صیقل بسیار ساینده موجب خراش درشت و کدر شدن شیشه می شود. در این تحقیق هدف ساخت یک صیقل دهندهی مناسب جهت پولیش کردن شیشه میباشد. اگر بتوان ذرات ریز نانو سیلیس و کاربید سیلسیم را در کنار CeO2 و پیوند دهندههای مناسب( که از بافت سیمانهای سرامیکی باشند) قرار داد و یک صیقل دهنده ظریفی ساخت که بتواند شیشهها را صیقل کند آنگاه یکی از کاربردهای نانو تکنولوژی در صنعت سرامیک مورد بررسی قرارگرفته است.