فهرست مطالب

چکیده                   ……………………………………………………………………………………  1

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.اگر چه ترکیباتی قبلا برای صیقل کاری شیشه ساخته شده است اما استفاده از نانو ذرات سیلیس و ذرات کاربید سیلسیم در صیقل دهنده‌‌های شیشه بر پایه اکسید سریم کاملا جدید است. مطالعه پیوند   دهنده‌‌های مناسب که بتوانند  SiO2 و SiC  و CeO2 را در کنار یکدیگر نگه دارد و عمل صیقل کاری را پیش برد‌، از جنبه‌‌های نو آوری نیز برخوردار می‌باشد.در فصل دوم مروری بر مطالعات انجام شده در مورد علم نانو، کامپوزیت‌ها و همچنین مطالعاتی که تا کنون بر روی خواص SiC، SiO2، CeO2 و صیقل‌کاری شیشه صورت گرفته است، ذکر شده است.در فصل سوم ابتدا با مشخصات مواد اولیه و تجهیزات مورد استفاده در این تحقیق آشنا شده و سپس روش تحقیقی که شامل آماده‌سازی مواد اولیه، بررسی و آنالیز نمونه‌های تهیه شده و بررسی خواص مکانیکی نمونه‌ها می‌باشد، ذکر می‌گردد.در فصل چهارم نتایج مربوط به پخت نمونه‌ها، نوع فازها و ریزساختار نمونه‌ها و دمای نهایی فرآیند و همچنین نتایج مربوط به آنالیز فازی و ریزساختاری نمونه‌های آزمایش شده و خواص مکانیکی آنها ارائه شده و مورد بحث و بررسی قرار می‌گیرد.

) مثال‌‌هایی از مواد مرکب

) مثال‌‌هایی از مواد مرکب

برای دانلود رایگان قسمت های بیشتراز فایل به انتهای مطلب مراجعه کنید

فصل دوم: مروری بر تئوری ها و تحقیقات انجام شده

    میلیون‌‌ها سال است که در طبیعت ساختارهای بسیار پیچیده با ظرافت نانومتری ساخته می‌شوند. علم بشری اینک در آستانه چنگ اندازی به این عرصه است، تا ساختارهایی بی نظیر بسازد که در طبیعت نیز گزارش نشده است. فناوری نانو کاربردهایی را به عرصه ظهور می‌رساند که بشر از انجام آن به کلی عاجز بوده است و پیامدهایی را در جامعه بر جا می‌گذارد که بشر تصور آنها را هم نکرده است[1].   فناوری نانو واژه ای است کلی که به تمام فناوری‌‌های پیشرفته در عرصه کار با مقیاس نانو اطلاق می‌شود[2]. نانو فناوری، ساخت مواد، قطعات و سامانه‌‌های مفید در مقیاس طولی نانومتر و بهره برداری از خصوصیات و پدیده‌‌های جدید حاصل از آن مقیاس است. به عبارت دیگر نانوفناوری یک فناوری نوظهور شامل کلیه فعالیت‌‌ها با توانایی کنترل درتک اتم‌‌ها و مولکولها برای ساخت مواد و وسایل جدید با خواص مطلوب است[3]. معمولاً منظور از مقیاس نانو ابعادی در حدود یک تا 100 نانومتر می‌باشد[1]. نانومتر واحد طولی برابر یک میلیاردم متر است. این اندازه تقریباً چهار برابر قطر یک اتم منفرد است. یک مکعب با طول وجه 5/2 نانومتردرحدود 1000 اتم را در خود جای می‌دهد[3]. مفهوم فناوری نانو به دارنده جایزه نوبل،ریچارد فینمن نسبت داده شده است، در یک سخنرانی که وی در سال 1959 ارائه نمود[4]. در این رپچارد فینمن طی یک سخنرانی با عنوان (فضای زیادی در سطوح پائین وجود دارد) ایده فناوری نانو را مطرح ساخت[2]. ودر سال 1960 منتشر شد[4]. او اینطور بیان نمود که : (( اصول فیزیک،تا آنجایی که من می‌توانم ببینم، امکان جابجایی ماهرانه اتم به اتم اشیاء را فراهم می‌سازد و من آن را رد نمی‌کنم.)).واژه فناوری نانو اولین بار توسط نوریوتاینگوچی استاد دانشگاه علوم توکیو در سال 1974 بر زبانها جاری شد. او این واژه را برای توصیف ساخت مواد (وسایل) دقیقی که تلورانس ابعادی آنها در حد نانومتر می‌باشد، بکار برد[2و5]. بینیگ و رهرر نظریات درکسلر را به طریقه عملی توسعه دادند. در سال 1981 آنها اولین افرادی بودند که توانستند اتمها را ببینند و از اینجا بود که نانوتکنولوژی ممکن شد. دانشمندان خیلی زود توانستند اتمها را به طور منظم بر روی یکدیگر سوار کنند تا ساختارهای در مقیاس نانو را بسازند[6]. در سال 1986 واژه فناوری نانو توسط کی اریک دکسلر، در کتابی تحت عنوان (موتور آفرینش آغاز دوران فناوری نانو) باز آفرینی و تعریف مجدد شد.وی این واژه را به شکل عمیق تری در رساله دکترای خود مورد بررسی قرارداده و بعدها آنرا در کتابی تحت عنوان (نانوسیستم‌‌ها، ماشین‌‌های مولکولی، چگونگی ساخت و محاسبات آنها) توسعه داد[2].   کلیه مواد رایج همچون فلزات، نیمه‌‌هادی‌‌های، شیشه، سرامیک، پلیمرها توانایی تبدیل به ابعاد نانو را دارا می‌باشند. طیف نانو مواد می‌تواند شامل آلی و معدنی، ذرات کریستالی یا آمورف، پودر یا ذرات دیسپرس شده در یک ماتریس، به صورت ذرات منفرد و جدا از هم یا به صورت آگریگیت، کلوئیدی، سوسپانسیون و محلولهای امولسیونی و‌… باشد. به طور کلی روش‌‌های مختلفی جهت طبقه بندی نانو مواد استفاده می‌شود تفاوت اصلی فناوری نانو با فناوری‌‌های دیگر در مقیاس مواد و ساختارهایی است که در این فناوری مورد استفاده قرار می‌گیرند. البته تنها کوچک بودن اندازه مد نظر نیست بلکه زمانی که اندازه مواد در این مقیاس قرار می‌گیرد، خصوصیات ذاتی آنها از جمله رنگ، استحکام، مقاومت خوردگی و… تغییر می‌یابد. درحقیقت اگر بخواهیم تفاوت این فناوری را با فناوری‌‌های دیگر به صورت قابل ارزیابی بیان نماییم، می‌توانیم وجود عناصر پایه را به عنوان یک معیار ذکر کنیم. عناصر پایه در حقیقت همان عناصر نانو مقیاسی هستند که خواص آنها در حالت نانو مقیاس با خواص شان در مقیاس بزرگ تر فرق می‌کند [2].مفاهیم جدید نانو فناوری چنان وسیع هستند که احتمالاً علم و فناوری را با روشهایی غیر قابل پیش بینی تغییر می‌دهند. اکنون تنها شمایی مبهم از فرصت‌‌ها و منافعی که نانوساختار سازی برای بشر فراهم کرده است مشاهده می‌شود. محصولات فناوری نانو موجود عبارتند از :

تایر‌‌های با پوشش مقاوم تولید شده از ذرات در مقیاس نانومتر خاک رس معدنی با پلیمرها، داروهای نانو ذره با ویژگیهای رهایش بسیار کنترل شده، چاپ با کیفیت بسیار عالی با استفاده از ذرات در مقیاس نانومتر با بهترین خصوصیات رنگ‌‌ها و رنگدانه‌‌ها و تولید لیزر و هدهای دیسک مغناطیسی بسیار پیشرفته با کنترل دقیق ضخامت   لایه‌‌ها.

   بسیاری از کاربرد‌‌های دیگر که هم اکنون در حال توسعه اند و یا توانمندی بسیار بالایی برای پیشرفت در آینده نزدیک دارند عبارتند از:

   صنایع هوا نوردی و اتوماسیون: مواد تقویت شده با نانو ذره‌‌ها برای بدنه‌‌های سبک تر، تایر‌‌های تقویت شده با نانو ذره‌‌ها که فرسایش کمتری دارند و قابل بازیافت هستند، رنگ خارجی بدون نیاز به شستشو، پلاستیک‌‌های غیرقابل اشتعال و ارزان، سامانه‌‌های الترونیک برای کنترل و پوشش خود تعمیر.

   الکترونیک و ارتباطات: سامانه ضبط چند رسانه ای با استفاده از نانولایه‌‌ها، صفحات نمایش مسطح، فناوری سامانه‌‌های بی سیم، قطعات و فرآیندهای جدید در فناوری‌‌های اطلاعات و ارتباطات، هزاران برابر افزایش در ظرفیت و سرعت پردازش داده‌‌ها با قیمت پایین تر و بازده بیشتر در مقایسه با مدارات الکترونیکی کنونی.

   مواد: کاتالیزورهای افزایش دهنده بازده انرژی واکنش‌‌های شیمیایی و بازده عمل احتراق (و بنابراین آلودگی کمتر) در وسایل نقلیه موتوری، دریل‌‌ها و ابزارهای برش بسیار سخت و غیره شکننده، سیال‌‌های مغناطیسی هوشمند برای آب بندی و روان کننده‌‌ها.

   درمان، بهداشت و علوم زیستی: داروهای نانوساختاری جدید، سامانه‌‌های ژنتیکی و داروسازی به زمان تعیین شده در بدن (رهایش کنترل شده)، ایجاد سازگاری بین اعضای مصنوعی و اعضای مصنوعی و اعضاء و مایعات بدن، خود تشخیصی برای استفاده در خانه و مادی برای بازسازی بافت‌‌ها و استخوان‌‌های بدن.

   ساخت و تولید: مهندسی ابزار سازی مبتنی بر نسل‌‌های جدیدی از میکروسکوپ‌‌ها و روش‌‌های اندازه گیری و فرآیندها و ابزار جدید برای کنترل مواد در اندازه‌‌های اتمی.

   فناوری مرتبط با انرژی: انواع جدیدی از باتری‌‌ها، فتوسنتز مصنوعی برای تولید انرژی پاک، سلول خورشیدی، ذخیره ایمن هیدروژن به عنوان سوخت پاکیزه و صرفه جویی در انرژی با استفاده از مواد سبک و مدارات کوچکتر.   کاوش در فضا: وسایل فضایی کم وزن، تولید و مدیریت اقتصادی تر انرژی و سامانه‌‌های روباتیک توانا و بسیار ریز.   محیط زیست: غشای جدا کننده برای فیلتر کردن آلودگی‌‌ها و یا حتی نمک از آب، جدا کننده‌‌های نانوساختاری برای خارج کردن آلودگی‌‌ها از پساب‌‌های صنعتی، مشخص کردن اثرات نانوساختارها در محیط زیست و تعدیل آسیب‌‌های صنعتی به محیط زیست با کاهش زیاد مصرف انرژی و مواد، کاهش منابع آلودگی و فرصت‌‌های بیشتر برای بازیافت.   امنیت ملی: آشکار سازها، سم زداهای عوامل زیستی و شیمیایی، مدارات الکترونیکی بسیار کارآمد، پوشش‌‌ها و مواد نانوساختاری سخت، پارچه‌‌های سبک خود تعمیر، مواد جایگزین خون و سامانه‌‌های امنیتی ظریف[3].

  2-2- کامپوزیت‌ها

   مواد کامپوزیتی بر طبق سازمان بین المللی استاندارد سازی به جامد‌‌هایی با فازهای چندگانه گفته می‌شود، که از ترکیب دو یا چند ماده با خواص فیزیکی و شیمیایی متفاوت می‌باشد. در مواد کامپوزیتی معمولاً یک فاز پیوسته هست که ماتریکس یا زمینه نامیده می‌شود و فاز دیگر مواد تقویت کننده نامیده می‌شود که فاز ناپیوسته هست. در سیستم فاز پراکنده با ساختار منظم ریخته شده در حالیکه پوسته می‌تواند فاز پیوسته باشد[9].   کلمه کامپوزیت می‌تواند در چند جای مختلف به کار برده شود و تعریف آن می‌تواند در محدوده ای از یک حالت عمومی‌تا حالتی خیلی خاص بکار رود. ترکیب چند عکس به داخل یک تصویر بعنوان یک عکس کامپوزیتی شناخته می‌شود که ترکیبی از اجزاء مختلف است. مواد کامپوزیتی هم، ترکیبی از اجزاء مختلف هستند.   تعریف جامع یک کامپوزیت عبارت است از: دو ماده غیر یکسان که در صورت ترکیب، ماده حاصله از تک تک مواد قوی تر می‌شود. کامپوزیت‌‌ها می‌توانند هم بصورت طبیعی و هم به صورت مصنوعی (ساخت بشر) باشند[10].   کامپوزیت‌‌ها به دو دسته مجزا طبقه بندی شده اند دسته نخست طبقه بندی نسبت به ماتریکس (جزء اصلی ) ساخته شده می‌باشد.

) ساختارهای مختلف نانو کامپوزیت‌‌ها: الف) ساختار لایه ای متناوب‌. ب) ساختار بینابین. ج) ساختار پراکنشی لایه ای

) ساختارهای مختلف نانو کامپوزیت‌‌ها:
الف) ساختار لایه ای متناوب‌. ب) ساختار بینابین. ج) ساختار پراکنشی لایه ای

        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  ……ا……………………………………………………………..  24

              2-5-8- برخی کاربرد های SiC …………..ا……………………………………………………………  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 ………….ا……………………………………………………………….  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

نمونه‌‌های آماده شده در سری اول شامل ترکیب برن می باشند که از بوراکس و اسید بوریک تشکیل شده است. با توجه به نوع و مقدار دیگر افزودنی‌‌ها و هم چنین چگونگی پخت و خشک کردن نمونه‌‌ها‌،نمونه سازی در سه مجموعه A‌،B و C انجام گرفته است.

3-4-1-1- نمونه‌سازی مجموعه A

در این مجموعه علاوه بر ترکیب برن از آلومینوسیلیکات به عنوان افزودنی و سدیم متاسیلیکات به عنوان پیوند دهنده استفاده شده است. نحوه تهیه به این صورت است که 9گرم اکسید سریم در داخل یک ظرف پلاستیکی با ترکیب برن در مقدارهای مختلف مخلوط شد که در جدول 3-2 نشان داده شده است. عمل مخلوط شدن پودرها 5 دقیقه به طول انجامید. سپس پودر بدست آمده با آبی که به وسیله‌ی ماکروفر تا دمای 50 درجه سا نتی گرادگرم شده بود برای واکنش‌دهی سریعتر مخلوط شد. نمونه‌های بدست آمده به مدت 2 ساعت در خشک‌کن در دمای ºc200 قرار گرفت. سپس این نمونه‌ها به مدت 2 ساعت در کوره در دمای ºc450‌،3 ساعت در دمای ºc650‌، 4 ساعت در دمای ºc800 و همچنین 2 ساعت در دمای ºc950 و در نهایت در دمای ºc1150 پخت داده شد. عامل ساینده در ترکیب اکسید سریک می باشد به صورتی که ترکیب شامل %90 اکسید سریک است.

) تصویر دستگاه Universal Testing Machine

) تصویر دستگاه Universal Testing Machine

        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 ………….ا…………………………………………………………………………….  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 …………..ا…………………………………………….  48

                      3-4-1-2- نمونه‌سازی مجموعه B ………ا………………………………………………..  49

                      3-4-1-3- نمونه‌سازی مجموعه C ………….ا……………………………………………..  51

              3-4-2- تهیه نمونه های سری دوم …………………………………………………………………  51

                      3-4-2-1- نمونه‌ D ……………ا……………………………………………………………….  52

                      3-4-2-2- نمونه‌ E ………….ا……………………………………………………………….  53

                      3-4-2-3- نمونه‌ F ………..ا………………………………………………………………..  53

                      3-4-2-4- نمونه‌ G ……….ا………………………………………………………………….  54

                      3-4-2-5- نمونه‌ H ………..ا……………………………………………………………….  54

              3-4-3-تهیه نمونه‌ های سری سوم ………………………………………………………………  55

                      3-4-3-1- نمونه سازی مجموعه I ………ا………………………………………………..  55

                      3-4-3-2- نمونه سازی مجموعه J ……..ا………………………………………………..  57

                      3-4-3-3- نمونه سازی سریK ……….ا…………………………………………………..  58

                      3-4-3-4- نمونه سازی سریL ………………ا…………………………………………..  59

                      3-4-3-5- نمونه سازی سری M ………..ا………………………………………………  60

                      3-4-3-6- نمونه سازی سری N ………..ا………………………………………………  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 …ا…………………………………………….  64

فصل چهارم: روش تحقیق

در تحقیقات و مطالعات علمی مهم ترین قسمت، نتایج به دست آمده از کارهای عملی، آزمایشگاهی و تجربی می باشد. بنابراین بایستی علاوه بر داشتن زمینه‌‌های تئوریک قوی، نیاز به استفاده از تکنیک‌‌های عملی با کمک وسایل مختلف جهت روشن شدن موضوع مدنظر باشد. در این فصل با توجه به کارهای قبلی افراد مختلف برای ساخت صیقل دهنده مناسب و هم چنین استانداردهای پیشنهاد شده، ساخت صیقل دهندهای با ترکیبات جدید مدنظر بوده است. اطلاعات به دست آمده به عنوان تازه ترین کارهای آزمایشگاهی انجام شده بر ای ساخت صیقل دهنده پایه سریم می باشد. اطلاعات تصویری و منحنی‌‌ها گواهی بر این مدعا است.

4-2- بررسی شکل ظاهری نمونه‌‌ها از نظر دمای پخت

   دمای پخت نمونه‌ها طبق مطالعات انجام گرفته بین 450 تا1150 درجه سانتی گراد گزارش شده است‌، با توجه به اینکه مواد اولیه در این تحقیق از منابع متنوعی انتخاب شده، لازم است این دما مجدداً کنترل گردد.

4-2-1- نتایج نمونه‌‌های سری اول

   دمای پخت 450 تا 800 درجه سانتی گراد برای پخت نمونه‌‌های پودری پایین بود و پس از بررسی نمونه‌‌ها نتیجه چنین حاصل شد که با توجه به پایین بودن بودن دمای پخت، زینترینگ حاصل نشد و نمونه‌‌ها از استحکام کافی برخوردار نبودند‌. لذا تمام نمونه‌‌های ساخته شده در مرحله اول به دلیل عدم پخت کافی نا مرغوب شناخته شدند. شکل 4-1 تصاویر نمونه‌‌های ساخته شده در مرحله اول را نشان می دهد.

 4-2-2- نتایج نمونه‌‌های سری دوم

   همانگونه که در فصل سوم توضیح داده شد نمونه‌‌های ساخته شده در این مرحله بر پایه ترکیب چند محلول استوار بودند. این نمونه‌‌ها پس از طی مراحل انحلالی درون بوته‌‌های چینی قرار داده شد و در دمای پخت 1050 تا 1150 قرار گرفتند. تمام ترکیبات به بدنه بوته چینی چسبیده و فاز شیشه ای زیادی را تشکیل داده اند که امکان جدا کردن آنها از بدنه و بررسی آن وجود نداشت. لذا با توجه به شکل ظاهری نمونه‌‌های به دست آمده‌،نتیجه چنین حاصل شد که در این   نمونه‌‌ها با توجه به ترکیب شیمیایی و دمای پخت مد نظر نتیجه قابل قبولی به دست نیامد و نمونه‌‌های سری دوم نیز نا مرغوب تشخیص داده شدند. شکل 4-2 تصویری یکی از این نمونه‌‌ها را نشان می دهد.

4-2-3- نتایج نمونه‌‌های سری سوم

   پس از بررسی‌‌های اولیه نمونه‌‌های به دست آمده از نمونه سازی سری سوم‌،بعضی از این نمونه‌‌ها از نظر شکل ظاهری قابل قبول بودند. به همین دلیل به بررسی بیشتر آنها پرداخته شد. لازم به ذکر است نمونه‌‌هایی که در این قسمت به آنها اشاره چندانی نشده است‌،نمونه‌‌هایی بوده اند که در همان مرحله اول کاملا شکل خود را از دست داده اند و نا مطلوب شناخته شده اند که تعدادی از آنها در شکل 4-3 نشان داده شده است.

4-2-3-1- نمونه‌‌های پخته شده در دمای ºc750 و ºc1000

   درنمونه‌‌های I2 و  K10اکسید روی و تری پلی فسفات سدیم وارد واکنش شده و پیوند لازم را ایجاد کرده‌اند که ذرات اکسید سریم را در میان گرفته‌اند. به نظر می‌رسد این پیوند دهنده برای اکسید سریم جهت صیقل دادن شیشه مناسب باشد. اما این نمونه‌‌ها به درجه حرارت خیلی حساس است به طوری که برای نمونه I2، دمای 1000 درجه سانتی گراد آن را وارد مراحل زینترینگ و شیشه‌ای شدن می کند و دمای 750 درجه سانتی گراد استحکام کافی به نمونه K10 نداده است(. بنا براین می توان دمای 850 درجه سانتی گرادرا برای آن مناسب دانست.درشکل 4-4 تصویری از نمونه زینتر شده نشان داده شده است.

) توزیع اندازه دانه در نمونه

) توزیع اندازه دانه در نمونه

        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 …..ا…………………..  67

                      4-2-3-2- نمونه های پخته شده در دمای ºc850 …….ا………………………………  73

                      4-2-3-3- نمونه های پخته شده در دمای ºc1050 ….ا………………………………..  77

                      4-2-3-4- نمونه های پخته شده در دمای ºc950 ….ا…………………………………  79

        4-3- بررسی نتایج آنالیز XRD …….ا………………………………………………………………..  82

              4-3-1- بررسی نتایج آنالیز XRD نمونه I15 ………….ا…………………………………………..  82

              4-3-2- بررسی نتایج آنالیز XRD نمونه I5 …….ا………………………………………………….  82

              4-3-3- بررسی نتایج آنالیز XRD نمونه I2 ………..ا………………………………………………  83

              4-3-4- بررسی نتایج آنالیز XRD نمونه I19 ………ا………………………………………………  84

              4-3-5- بررسی نتایج آنالیز XRD نمونه N1 ……..ا……………………………………………….  84

              4-3-6- بررسی نتایج آنالیز XRD نمونه N4 …………..ا………………………………………….  85

              4-3-7- بررسی نتایج آنالیز XRD نمونه N17……….ا……………………………………………. 86

              4-3-8- بررسی نتایج آنالیز XRD نمونه N11 ………ا…………………………………………….  86

              4-3-9- بررسی و مقایسه نتایج آنالیز XRD نمونه N14 و I9 ………..ا………………………  87

              4-3-10- بررسی و مقایسه نتایج آنالیز XRD نمونه N16 و I17 ……ا……………………….  89

        4-4- بررسی نتایج میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEMImage Analyzer..ا…………….. 91

              4-4-1- بررسی نتایج SEMو Image Analyzer نمونهN1 …….ا…………………………….  91

              4-4-2- بررسی نتایج SEMو Image Analyzer نمونهN4 ……ا……………………………..  92

              4-4-3- بررسی نتایج SEM نمونه7N ………ا…………………………………………………  93

              4-4-4- بررسی نتایج SEMو Image Analyzer نمونه N11…….ا……………………………. 94

              4-4-5- بررسی نتایج SEMو Image Analyzer نمونه N14……..ا…………………………. 95

              4-4-6- بررسی نتایج SEMو Image Analyzer نمونه N16……ا………………………….. 96

              4-4-7- بررسی نتایج  SEM نمونه I2……..ا……………………………………………….. 97

              4-4-8- بررسی نتایج SEMو Image Analyzer نمونه I9 …….ا…………………………  98

              4-4-9- بررسی نتایج SEMو Image Analyzer نمونه I9 ……ا………………………….  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

برای دانلود رایگان قسمت های بیشتراز فایل به انتهای مطلب مراجعه کنید

فصل پنجم: نتیجه‌گیری

منابع و مراجع          ……………………………………………………………………………………..  104

Abstract

 Cerium based abrasives  were studied for polishing glass surface. Row materials used were Cerium oxide, Lanthanum oxide, Microsilica, Nanosilica , Boric acid, Silicon carbide, Calcium fluoride , Sodium Hexametaphosphate , sodium tripolyphosphate ,Zinc oxide, sodium meta silicate , Ammonia, hydrogen per oxide,….Two procedure of solution based and powder processing were employed. Fining temperature from 450 ºc to 1150 ºc were applied. The exact cooking temperature was critical, so that    ±50 ºc could develop over fining or not sintering. About 150 samples were prepared and cooking temperature , hardness, and strength  Were compound. Microscopy investigation revealed microstructure . some times with plenty of glassy phase and deflection and cracking . XRD studies showed phases such as Ce2Si2O7 , Ce7O12SiO2 CeP5O14, SiC,CeP2From some reaction of CeO2 and SiO2 or ZnO and phosohates. Finally the best composition was selected as sodium tripolyphosphate, Zinc oxide, Nanosilica, Silicon carbide and Cerium oxide And fining temperature of 950  ºc , so that a suitable polishes for glass could be clitained.



بلافاصله بعد از پرداخت به ایمیلی که در مرحله بعد وارد میکنید ارسال میشود.


فایل pdf غیر قابل ویرایش

قیمت25000تومان

خرید فایل word

قیمت35000تومان