پایان نامه کارشناسی

سرامیک های متخلخل و متخلخل نانوساختار

سرامیک های متخلخل به دلیل برخی خواص فوق العاده ای که از خود نشان می دهند،  نظیر پایداری و استحکام در دمای بالا، فعالیت کاتالیتیکی، مقاومت به سایش و مقاومت به خوردگی در شرایط کاربردی سخت تری نسبت به فلزات، شیشه ها و پلیمرهای متخلخل بسیار مورد توجه هستند. البته می دانیم که هنوز توانایی های بالقوه سرامیک های متخلخل به دلیل برخی مشکلات، کاملا مورد بهره برداری قرار نگرفته است.

تولید سرامیک های متخلخل دو بعدی لانه زنبوری، توسط اکستروژن کردن خمیر سرامیکی صورت می گیرد. اما سرامیک های متخلخل سه بعدی به طور کلی به دو دسته سرامیکهای فومی و غیرفومی تقسیم بندی می شوند که هر کدام از این محصولات، روش تولید  مخصوص خودش را می طلبد.

هدف ما در این محصول آشنا شدن با روش های تولید سرامیک های متخلخل و مواد نانومتخلخل و همچنین مشخصه یابی و کاربرد آن هاست.

اگر به دنبال تحقیق و پژوهشی جامع در باره سرامیک های متخلخل و مواد نانوتخلخل هستید، پژوهش پیش رو می تواند گزینه ی مناسبی برای شما باشد.لازم به ذکر است که شما در وهله اول بایستی با مفهوم تخلخل و نانوتخلخل روش های اندازه گیری تخلخل آشنا شوید. این روش ها شامل موارد زیر است و به تفصیل، در این پژوهش به آن پرداخته شده است:

• میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)
• میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)
• روش های اندازه گیری مبتنی بر پراش
• روش های مبتنی بر جذب
• روش BET

• در فصول بعدی لازم است که اطلاعاتی در باره روش  تولید سرامیک های متخلخل به دست آورید. در این پژوهش به ۱۰ روش تولید این محصولات پرداخته شده که این روش ها در دو دسته کلی روش های تهیه سرامیک های متخلخل غیرفومی و روش های تهیه سرامیک های متخلخل جای می گیرند. شکل زیر یک فوم آلومینایی را نشان می دهد که به روش ریخته گری ژلی تولید شده است.

در ادامه به طور مختصر به خواص و کاربرد این محصولات اشاره شده است. از جمله کاربردهای این محصولات میتوان به فیلتر مذاب، کاتالیست و پایه کاتالیست، سنسور، بیواکتور و ده ها کاربرد دیگر اشاره نمود.

• در این تحقیق پس از آشنایی کلی و جامع با سرامیک های متخلخل و ساختار و کاربرد آن ها در باره مواد متخلخل نانوساختار خواهیم آموخت. در ابتدا لازم است یک دسته بندی از  مواد نانو متخلخل ارائه داده و در ادامه به طور مختصر با روش های سنتز عمومی این مواد آشنا شویم. سپس اطلاعات گسترده ای در باره مشخصه یابی و اندازه گیری تخلخل دریافت خواهیم کرد.

اتحادیه ی جهانی شیمی محض و کاربردی مواد متخلخل را به صورت زیر نام گذاری کرده است:

1. میکرومتخلخل : دارای حفره هایی با قطر کم تر از ۲ نانومتر.
2. مزومتخلخل : دارای حفره هایی با قطر ۲ تا ۵۰ نانومتر.
3. ماکرومتخلخل : دارای حفره هایی با قطر بیش تر از ۵۰ نانومتر.

انواع سیلیکا بر اساس اندازه ی حفره: الف: ماکرومتخلخل، ب: مزومتخلخل، ج: میکرومتخلخل

• از ویژگی های پژوهش پیش رو، استفاده از تصاویر مختلف و مرتبط با هر مبحث برای آشنا شدن بیشتر با فرایندها و محصولات مختلف است. به طور مثال شکل زیر، یکی از روش های ساخت مواد نانو متخلخل را نشان می دهد.

فصل پایانی این پژوهش در باب روش های ایجاد تخلخل در شیشه سرامیک ها است و برای آشنایی بهتر با این روش ها تحقیقی در باره نحوه ایجاد تخلخل در شیشه سرامیک های فسفاتی و بررسی اثر زیرکونیا بر توزیع اندازه تخلخل آورده شده است.

اسیدشویی، اختلاط پودر شیشه با مواد آلی، روش اسفنج پلیمری، روش فومینگ و خشک کردن انجمادی از جمله روش هایی هستند که در این بخش با آن آشنا خواهید شد. در پایان جمع بندی و مقایسه ای از تمامی مطالب عنوان شده در این پژوهش صورت گرفته است.

در قسمت پیوست محصول فهرست جزئیات مطالب ارائه شده در این پروژه ذکر شده است که پیش از تهیه محصول می توانید آن را دریافت و مشاهده نمایید.