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[  نانوفناوري يا بکارگيري فناوري در مقياس ميلياردم متر عبارتست از خلق مواد، قطعات و سيستمهاي کارا باکنترل اندازه اجزاء ريز سازنده در حد نانومتر و در نتيجه بهره برداري از خصوصيات و پديده‌‌هاي جديد بوجود آمده در آن مقياس. تکنولوژي نانو بعنوان يک روش نو براي سنتز مواد و ساختار‌‌هاي مفيد داراي حداقل يک بعد در حد نانومتر، هم اکنون مورد توجه بسياري از محققين و مراکز تحقيقاتي و صنعتي در جهان امروز واقع شده است.   نانو فناوري يک رشته جديد نيست، بلکه رويکردي جديد در تمام رشته‌‌هاست که در جهت بررسي اصول و قوانين حاکم بين مولکولها و ساختارهاي با ابعاد بين 1 تا 100 نانومتر گام بر می‌دارد. نانو تکنولوژي يک علم چند رشته اي است و براي درک مفاهيم و اصول بنيادين و قوانين حاکم در دنياي نانو تقريبا به تمام علوم نياز است. نانو مواد (موادي که حداقل در يک بعد داراي اندازه اي در حد نانومتر هستند) از نظر عمومی‌به دو دسته تقسيم بندي می‌گردند ;مواد نانوساختار و نانوذرات‌. نانوذره به ذره اي گفته می‌شود که ابعادي بين 1 تا 100 نانومتر داشته باشد که پرکابردترين آنها نانوذرات سراميکي هستند.   ترکيب ساینده پايه سريم براي سایش کردن با بازدهي بالا و سريع روي سطح شيشه‌‌هاي معدني،لنزهاي اپتیکی پلاستیکی وصفحات پلاستیکی سازگاری خوبی دارد. پولیش شیشه‌‌های آلی کاملا حساس و متفاوت است. توجه روي اين حقيقت است که آنها نرم و شکننده، و در برابر خراش خيلي حساس اند.صيقل دادن نا کافي منجر به خراشهاي ريز و صيقل بسيار ساينده 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 ريز نانو سيليس و کاربيد سيلسيم را در کنار CeO2  و پيوند دهنده‌‌هاي مناسب( که از بافت سيمان‌‌هاي سراميکي باشند) قرار داد و يک صيقل دهنده ظريفي ساخت که بتواند شيشه‌‌ها را صيقل کند آنگاه يکي از کاربردهاي نانو تکنولوژي در صنعت سراميک مورد بررسي قرارگرفته است.اگر چه ترکیباتی قبلا برای صیقل کاری شیشه ساخته شده است اما استفاده از نانو ذرات سيليس و ذرات کاربيد سيلسيم در صيقل دهنده‌‌هاي شيشه بر پايه اکسيد سريم کاملا جديد است. مطالعه پيوند   دهنده‌‌هاي مناسب که بتوانند  SiO2 و SiC  و CeO2 را در کنار يکديگر نگه دارد و عمل صيقل کاري را پيش برد‌، از جنبه‌‌هاي نو آوري نيز برخوردار مي‌باشد.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.

) مثال‌‌هايي از مواد مرکب

) مثال‌‌هايي 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

    ميليون‌‌ها سال است که در طبيعت ساختارهاي بسيار پيچيده با ظرافت نانومتري ساخته می‌شوند. علم بشري اينک در آستانه چنگ اندازي به اين عرصه است، تا ساختارهايي بي نظير بسازد که در طبيعت نيز گزارش نشده است. فناوري نانو کاربردهايي را به عرصه ظهور می‌رساند که بشر از انجام آن به کلي عاجز بوده است و پيامدهايي را در جامعه بر جا می‌گذارد که بشر تصور آنها را هم نکرده است[1].   فناوري نانو واژه اي است کلي که به تمام فناوري‌‌هاي پيشرفته در عرصه کار با مقياس نانو اطلاق می‌شود[2]. نانو فناوري، ساخت مواد، قطعات و سامانه‌‌هاي مفيد در مقياس طولي نانومتر و بهره برداري از خصوصيات و پديده‌‌هاي جديد حاصل از آن مقياس است. به عبارت ديگر نانوفناوري يک فناوري نوظهور شامل کليه فعاليت‌‌ها با توانايي کنترل درتک اتم‌‌ها و مولکولها براي ساخت مواد و وسايل جديد با خواص مطلوب است[3]. معمولاً منظور از مقياس نانو ابعادي در حدود يک تا 100 نانومتر می‌باشد[1]. نانومتر واحد طولي برابر يک ميلياردم متر است. اين اندازه تقريباً چهار برابر قطر يک اتم منفرد است. يک مکعب با طول وجه 5/2 نانومتردرحدود 1000 اتم را در خود جاي می‌دهد[3]. مفهوم فناوري نانو به دارنده جايزه نوبل،ريچارد فينمن نسبت داده شده است، در يک سخنراني که وي در سال 1959 ارائه نمود[4]. در اين رپچارد فينمن طي يک سخنراني با عنوان (فضاي زيادي در سطوح پائين وجود دارد) ايده فناوري نانو را مطرح ساخت[2]. ودر سال 1960 منتشر شد[4]. او اينطور بيان نمود که : (( اصول فيزيک،تا آنجايي که من می‌توانم ببينم، امکان جابجايي ماهرانه اتم به اتم اشياء را فراهم می‌سازد و من آن را رد نمی‌کنم.)).واژه فناوري نانو اولين بار توسط نوريوتاينگوچي استاد دانشگاه علوم توکيو در سال 1974 بر زبانها جاري شد. او اين واژه را براي توصيف ساخت مواد (وسايل) دقيقي که تلورانس ابعادي آنها در حد نانومتر می‌باشد، بکار برد[2و5]. بينيگ و رهرر نظريات درکسلر را به طريقه عملي توسعه دادند. در سال 1981 آنها اولين افرادي بودند که توانستند اتمها را ببينند و از اينجا بود که نانوتکنولوژي ممکن شد. دانشمندان خيلي زود توانستند اتمها را به طور منظم بر روي يکديگر سوار کنند تا ساختارهاي در مقياس نانو را بسازند[6]. در سال 1986 واژه فناوري نانو توسط کي اريک دکسلر، در کتابي تحت عنوان (موتور آفرينش آغاز دوران فناوري نانو) باز آفريني و تعريف مجدد شد.وي اين واژه را به شکل عميق تري در رساله دکتراي خود مورد بررسي قرارداده و بعدها آنرا در کتابي تحت عنوان (نانوسيستم‌‌ها، ماشين‌‌هاي مولکولي، چگونگي ساخت و محاسبات آنها) توسعه داد[2].   کليه مواد رايج همچون فلزات، نيمه‌‌هادي‌‌هاي، شيشه، سراميک، پليمرها توانايي تبديل به ابعاد نانو را دارا می‌باشند. طيف نانو مواد می‌تواند شامل آلي و معدني، ذرات کريستالي يا آمورف، پودر يا ذرات ديسپرس شده در يک ماتريس، به صورت ذرات منفرد و جدا از هم يا به صورت آگريگيت، کلوئيدي، سوسپانسيون و محلولهاي امولسيوني و‌… باشد. به طور کلي روش‌‌هاي مختلفي جهت طبقه بندي نانو مواد استفاده می‌شود تفاوت اصلي فناوري نانو با فناوري‌‌هاي ديگر در مقياس مواد و ساختارهايي است که در اين فناوري مورد استفاده قرار می‌گيرند. البته تنها کوچک بودن اندازه مد نظر نيست بلکه زماني که اندازه مواد در اين مقياس قرار می‌گيرد، خصوصيات ذاتي آنها از جمله رنگ، استحکام، مقاومت خوردگي و… تغيير می‌يابد. درحقيقت اگر بخواهيم تفاوت اين فناوري را با فناوري‌‌هاي ديگر به صورت قابل ارزيابي بيان نماييم، می‌توانيم وجود عناصر پايه را به عنوان يک معيار ذکر کنيم. عناصر پايه در حقيقت همان عناصر نانو مقياسي هستند که خواص آنها در حالت نانو مقياس با خواص شان در مقياس بزرگ تر فرق می‌کند [2].مفاهيم جديد نانو فناوري چنان وسيع هستند که احتمالاً علم و فناوري را با روشهايي غير قابل پيش بيني تغيير می‌دهند. اکنون تنها شمايي مبهم از فرصت‌‌ها و منافعي که نانوساختار سازي براي بشر فراهم کرده است مشاهده می‌شود. محصولات فناوري نانو موجود عبارتند از :

تاير‌‌هاي با پوشش مقاوم توليد شده از ذرات در مقياس نانومتر خاک رس معدني با پليمرها، داروهاي نانو ذره با ويژگيهاي رهايش بسيار کنترل شده، چاپ با کيفيت بسيار عالي با استفاده از ذرات در مقياس نانومتر با بهترين خصوصيات رنگ‌‌ها و رنگدانه‌‌ها و توليد ليزر و هدهاي ديسک مغناطيسي بسيار پيشرفته با کنترل دقيق ضخامت   لايه‌‌ها.

   بسياري از کاربرد‌‌هاي ديگر که هم اکنون در حال توسعه اند و يا توانمندي بسيار بالايي براي پيشرفت در آينده نزديک دارند عبارتند از:

   صنايع هوا نوردي و اتوماسيون: مواد تقويت شده با نانو ذره‌‌ها براي بدنه‌‌هاي سبک تر، تاير‌‌هاي تقويت شده با نانو ذره‌‌ها که فرسايش کمتري دارند و قابل بازيافت هستند، رنگ خارجي بدون نياز به شستشو، پلاستيک‌‌هاي غيرقابل اشتعال و ارزان، سامانه‌‌هاي الترونيک براي کنترل و پوشش خود تعمير.

   الکترونيک و ارتباطات: سامانه ضبط چند رسانه اي با استفاده از نانولايه‌‌ها، صفحات نمايش مسطح، فناوري سامانه‌‌هاي بي سيم، قطعات و فرآيندهاي جديد در فناوري‌‌هاي اطلاعات و ارتباطات، هزاران برابر افزايش در ظرفيت و سرعت پردازش داده‌‌ها با قيمت پايين تر و بازده بيشتر در مقايسه با مدارات الکترونيکي کنوني.

   مواد: کاتاليزورهاي افزايش دهنده بازده انرژي واکنش‌‌هاي شيميايي و بازده عمل احتراق (و بنابراين آلودگي کمتر) در وسايل نقليه موتوري، دريل‌‌ها و ابزارهاي برش بسيار سخت و غيره شکننده، سيال‌‌هاي مغناطيسي هوشمند براي آب بندي و روان کننده‌‌ها.

   درمان، بهداشت و علوم زيستي: داروهاي نانوساختاري جديد، سامانه‌‌هاي ژنتيکي و داروسازي به زمان تعيين شده در بدن (رهايش کنترل شده)، ايجاد سازگاري بين اعضاي مصنوعي و اعضاي مصنوعي و اعضاء و مايعات بدن، خود تشخيصي براي استفاده در خانه و مادي براي بازسازي بافت‌‌ها و استخوان‌‌هاي بدن.

   ساخت و توليد: مهندسي ابزار سازي مبتني بر نسل‌‌هاي جديدي از ميکروسکوپ‌‌ها و روش‌‌هاي اندازه گيري و فرآيندها و ابزار جديد براي کنترل مواد در اندازه‌‌هاي اتمي.

   فناوري مرتبط با انرژي: انواع جديدي از باتري‌‌ها، فتوسنتز مصنوعي براي توليد انرژي پاک، سلول خورشيدي، ذخيره ايمن هيدروژن به عنوان سوخت پاکيزه و صرفه جويي در انرژي با استفاده از مواد سبک و مدارات کوچکتر.   کاوش در فضا: وسايل فضايي کم وزن، توليد و مديريت اقتصادي تر انرژي و سامانه‌‌هاي روباتيک توانا و بسيار ريز.   محيط زيست: غشاي جدا کننده براي فيلتر کردن آلودگي‌‌ها و يا حتي نمک از آب، جدا کننده‌‌هاي نانوساختاري براي خارج کردن آلودگي‌‌ها از پساب‌‌هاي صنعتي، مشخص کردن اثرات نانوساختارها در محيط زيست و تعديل آسيب‌‌هاي صنعتي به محيط زيست با کاهش زياد مصرف انرژي و مواد، کاهش منابع آلودگي و فرصت‌‌هاي بيشتر براي بازيافت.   امنيت ملي: آشکار سازها، سم زداهاي عوامل زيستي و شيميايي، مدارات الکترونيکي بسيار کارآمد، پوشش‌‌ها و مواد نانوساختاري سخت، پارچه‌‌هاي سبک خود تعمير، مواد جايگزين خون و سامانه‌‌هاي امنيتي ظريف[3].

  2-2- کامپوزيت‌ها

   مواد کامپوزيتي بر طبق سازمان بين المللي استاندارد سازي به جامد‌‌هايي با فازهاي چندگانه گفته می‌شود، که از ترکيب دو يا چند ماده با خواص فيزيکي و شيميايي متفاوت می‌باشد. در مواد کامپوزيتي معمولاً يک فاز پيوسته هست که ماتريکس يا زمينه ناميده می‌شود و فاز ديگر مواد تقويت کننده ناميده می‌شود که فاز ناپيوسته هست. در سيستم فاز پراکنده با ساختار منظم ريخته شده در حاليکه پوسته می‌تواند فاز پيوسته باشد[9].   کلمه کامپوزيت می‌تواند در چند جاي مختلف به کار برده شود و تعريف آن می‌تواند در محدوده اي از يک حالت عمومی‌تا حالتي خيلي خاص بکار رود. ترکيب چند عکس به داخل يک تصوير بعنوان يک عکس کامپوزيتي شناخته می‌شود که ترکيبي از اجزاء مختلف است. مواد کامپوزيتي هم، ترکيبي از اجزاء مختلف هستند.   تعريف جامع يک کامپوزيت عبارت است از: دو ماده غير يکسان که در صورت ترکيب، ماده حاصله از تک تک مواد قوي تر می‌شود. کامپوزيت‌‌ها می‌توانند هم بصورت طبيعي و هم به صورت مصنوعي (ساخت بشر) باشند[10].   کامپوزيت‌‌ها به دو دسته مجزا طبقه بندي شده اند دسته نخست طبقه بندي نسبت به ماتريکس (جزء اصلي ) ساخته شده می‌باشد.

) ساختارهاي مختلف نانو کامپوزيت‌‌ها: الف) ساختار لايه اي متناوب‌. ب) ساختار بينابين. ج) ساختار پراکنشي لايه اي

) ساختارهاي مختلف نانو کامپوزيت‌‌ها:
الف) ساختار لايه اي متناوب‌. ب) ساختار بينابين. ج) ساختار پراکنشي لايه اي

        2-1- مقدمه     ……………………………………………………………………………………………  4

        2-2- کامپوزيت ها……………………………………………………………………………………………. 7

              2-2-1- مزاياي استفاده از مواد کامپوزيت ……………………………………………………………..  9

              2-2-2- تاريخچه صنعت کامپوزيتها ………………………………………………………………………  9

        2-3- نانو کامپوزيت ها ……………………………………………………………………………………….  10

              2-3-1- طبقه بندي نانو کامپوزيت ها ………………………………………………………………….  11

              2-3-2- سيليکات هاي لايه اي ………………………………………………………………………..  12

              2-3-3- ساختار نانو کامپوزيت …………………………………………………………………………..  15

              2-3-4- خواص مکانيکي ………………………………………………………………………………….  17

              2-3-5- نانو کامپوزيت هاي پليمري ……………………………………………………………………  18

        2-4-تعريف و طبقه بندي کاربيدها …………………………………………………………………………….  19

        2-5-کاربيد سيليسيم …………………………………………………………………………………………  20

              2-5-1-مقدمه …………………………………………………………………………………………….  20

              2-5-2-مشخصات عمومي کاربيد سيليسيم ………………………………………………………….  21

              2-5-3-ساختار و ترکيب کاربيد سيليسيم ……………………………………………………………  21

              2-5-4-انواع کاربيد سيليسيم …………………………………………………………………………  22

                      2-5-4-1-کاربيد سيليسيم نوع بتا () ………………………………………………………….  22

                      2-5-4-2-کاربيد سيليسيم نوع آلفا () ………………………………………………………..  22

              2-5-5- پايداري انواع مختلف SiC بلوري ……………………………………………………………..  23

              2-5-6- وضعيت گذشته و فعلي کاربيد سيليسيم ………………………………………………….. 24

              2-5-7- خلاصه اي از خواص SiC  ……ا……………………………………………………………..  24

              2-5-8- برخي کاربرد هاي SiC …………..ا……………………………………………………………  26

                      2-5-8-1- کاربرد به عنوان ساینده ……………………………………………………………  26

                      2-5-8-2- دير گدازها و المنت هاي کوره ……………………………………………………  26

                      2-5-8- 3- کاربردهاي الکتروني و نوري……………………………………………………… 27

                           2-5-8-3-1- نيمه هادي کاربيد سيليسيم …………………………………………….  28

  2-5-8-3-2- کاربرد در صنعت IC ………….ا……………………………………………………………….  28

        2-6- شيشه      ………………………………………………………………………………………..  28

              2-6-1-تاريخچه شيشه ……………………………………………………………………………  28

              2-6-2-تعريف شيشه …………………………………………………………………………….  29

        2-7- اکسيد سريم ……………………………………………………………………………………..  30

              2-7-1- کاربردهاي اکسيد سريم ………………………………………………………………..  31

        2-8- اکسيد سيليسيم …………………………………………………………………………………  32

        2-9- ابزارهاي برشي و سايند ها …………………………………………………………………….  33

              2-9-1- ابزارهاي برشي ………………………………………………………………………….  33

              2-9-2- ساينده‌ها ………………………………………………………………………………….  35

        2-10-ترکيب پوليش پايه سريم و فرآيند آماده سازي آن …………………………………………….  38

        2-11- مشخصات اکسيد سريک ……………………………………………………………………….  39

        2-12- فرايند آماده سازي ترکيب ……………………………………………………………………….  40

        2-13- ابزارهاي ساينده سراميکي پيوند داده شده …………………………………………………  42

              2-13-1- مقدمه ……………………………………………………………………………………  42

              2-13-2- فرايند توليد ………………………………………………………………………………..  42

              2-13-3- هدف از توليد ساينده هاي سراميکي ………………………………………………….  43

              2-13-4- روش ساخت ترکيبات ……………………………………………………………………..  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