کامپوزیتهای نانوذره چندفازی الکتروفورز
کامپوزیتهای نانوذره چندفازی الکتروفورز – ایران ترجمه – Irantarjomeh
مقالات ترجمه شده آماده گروه فنی مهندسی – بین رشته ای
مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی
مقالات
قیمت
قیمت این مقاله: 25000 تومان (ایران ترجمه - irantarjomeh)
توضیح
بخش زیادی از این مقاله بصورت رایگان ذیلا قابل مطالعه می باشد.
شماره | ۳۳ |
کد مقاله | TEC33 |
مترجم | گروه مترجمین ایران ترجمه – irantarjomeh |
نام فارسی | کامپوزیتهای نانو ذر ه چند فازی جدید توسعه یافته با استفاده از الکتروفورز و مهاجرت الکتریکی |
نام انگلیسی | INNOVATIVE MULTIPHASE NANOPARTICLE COMPOSITES DEVELOPED USING ELECTROPHORESIS AND ELECTROMIGRATION |
تعداد صفحه به فارسی | ۱۵ |
تعداد صفحه به انگلیسی | ۴ |
کلمات کلیدی به فارسی | کامپوزیتهای نانو ذر ه |
کلمات کلیدی به انگلیسی | NANOPARTICLE COMPOSITES |
مرجع به فارسی | مرکز تحقیقات و توسعه مهندسی |
مرجع به انگلیسی | Construction Engineering Research Laboratory |
کشور | ایالات متحده |
کامپوزیتهای نانو ذره چند فازی جدید توسعه یافته با استفاده از الکتروفورز و مهاجرت الکتریکی
خلاصه
تکنیکهای ساخت مواد الکتروسنیتیکی نظیر الکتروفورز، اسمزالکتریکی یا انتقال یون، در ساخت چند سازهای یا کامپوزیت لایه لایه بر روی واکنشگرهای دارای رسانایی الکتریکی مفید بودهاند. این تکنیکها در تولید، سخت کردن و سیمان کاری فازهای نانو ذره بصورت لایههای یکنواخت به گستردگی مورد استفاده قرار گرفتهاند. تحقیقاتی در خصوص استفاده از این تکنیکهای رسوب الکتریکی برای ایجاد تغییرات با مقیاس ریز در عرض سطح انجام شده است. هدف این تحقیق، توسعه راههایی برای ایجاد سطح چند سازه یا کامپوزیت جدیدی است که میتواند خواص شیمیایی و فیزیکی منحصر بفردی داشته باشد، این خواص را نمیتوان با استفاده از تکنیکهای متداول ساخت لایه حاصل نمود.
کامپوزیتهای نانوذره چندفازی الکتروفورز
۱- مقدمه
کامپوزیتها یا چند سازهها با افزودن یک ماده تقویت کننده (نوعا یک رشته (لیف) یا یک جزء دارای ورقههای نازک نظیر پارچه) به یک ماده زمینه و پیوند این دو ماده با هم ساخته میشوند. تکنیکهای ساخت چند سازه های کلاسیکی شامل اختلاط یک جزء تقویت کننده جامد با یک زمینه سیال و فرآوری زمینه پیرامون تقویت کننده (شبیه روشی که فایبر گلاس ساخته میشود) میباشد. اخیرا تکنیکهای جدیدی توسعه یافتهاند که از یک روش الکتروسنیتیکی برای وارد کردن انواع مواد نانو ذرهای به داخل واکنشگرهای متخلخل استفاده میکنند. سلولهای الکتروفورز برای ساخت سرامیکهای اصلاح شده ویژه ابداع شدهاند (بوکاکینی و همکاران ۲۰۰۶). شکل ۱ شماتیکی از یک سیستم رسوبگذاری الکترو فوریتی برای استفاده در نفوذ مواد متخلخل نظیر سرامیکها را نشان میدهد که توزیعهای فضایی مخصوصی از ریز ساختارها یا ترکیبات را ایجاد میکنند.
تکنیکهای الکتروفورز وابسته به یک میدان پتانسیل برای حرکت دادن ذرات بارداری میباشند که در یک فاز سیال معلق شدهاند. در اغلب موارد، ضخامت لایه ذره تابعی از هدایت ماده نفوذ یافته است زیرا انباشتگی ذرات در فضاهای متخلخل، حرکت الکترونها را کاهش میدهند. این ساخت عموما شامل یک مرحله ثانویه است که ذرات نفوذ یافته را با هم تثبیت میکند و آنها را به سطوح پیرامون پیوند میدهد. در مورد سرامیکهای نفوذ یافته یا الیاف فلزی، کیک رسوب کرده دارای ذرات ریز را میتوان حرارت داد تا ماده انتقال یافته بصورت الکتروفورتیکی به داخل ساختار جوش متصل شود.
توسعه چند سازههای پوشش و شکست، خواص سطحی غیر متداولی (نظیر هدایت الکتریکی یا گرمایی) را نیز ایجاد میکند. شکستگیهای اصلاح نشده، سوراخهای بسیار باریکی را نشان میدهند که فضای مناسبی برای جایگزینی لایههای فلزی با اندازه نانو یا ذرات نانوی آلی یا معدنی به روش رسوبگذاری الکتریکی را فراهم میکند. شستشوی شیمیایی (حک کاری با اسید) میتواند برای عریض کردن شکستگیها بکار برده شود و فضاهای پهنتری از مواد پر کننده را ایجاد نماید.
کامپوزیتهای نانوذره چندفازی الکتروفورز
۲- مثالی از محصول چند سازه عرضی
نمونههایی از ورقه فولادی نرم با پوشش لعاب پرکلین (پرسلین) (لعاب چینی) بصورت نوارهایی بریده شدهاند تا توانایی رسوبگذاری فلز از طریق سوراخها در سطح پوشش را بررسی کنند. ورقه فولاد با ضخامت mm 7/0 لایهای از پرکلین با ضخامت mm 15/0 را داشته است. نوارهای مورد آزمایش با استفاده از تیغ سنگ سمباده به صورت قطعاتی با پهنای mm 5/7 و طول تقریبا mm 60 بریده شدند. یک پوشش پلیمری در طرف دیگر فلز بکار برده شد تا یک عایق الکتریکی را فراهم نماید.
هر نوار مورد آزمایش بر روی یک قالب خم شد تا یکسری شکستگیهای ریز با فواصل نزدیک بهم در سطح لعاب ایجاد شود (شکل ۲).
فلز مس با استفاده از یک حمام آبکاری با پایه سولفات مس اسیدی که بصورت مکانیکی تحریک میشد، بر روی فولاد مجاور، رسوب داده شد (سیندر ۲۰۰۸).
مورفولوژی (ریخت شناسی) سطحی نمونههای مورد آزمایش با استفاده از میکروسکوپ نوری تعیین شد. تصویربرداری نوری با استفاده از یک میکروسکوپ دو چشمی Nikon SMU-Z که به سیستم تهیه تصویر دیجیتال CoolSNAPpro (Media Cybernetics) مجهز بود و یک میکروسکوپ فضایی Zeiss Discovery V20 که از نرمافزار آنالیز و پردازش Image-Pro Plus استفاده میکرد، انجام شد.
کامپوزیتهای نانوذره چندفازی الکتروفورز
۳- کاربردهای بالقوه آینده برای سطوح چند سازه متغیر عرضی
۱-۳٫ شکل دهی متداول سطوح فلزی
تلاشهای اولیه نشان میدهد که شکل متداول یک چند سازه با بکار بردن یک لعاب شیشهای بر روی فولاد نرم و احتراق (سوزاندن) لعاب شیشهای برای تشکیل یک لعاب محکم پیوند یافته، امکانپذیر است. سپس نوار فلزی پوشش داده شده به شکل جدید خمیده میشود. این شکل میتواند با مس آبکاری یا فلز دیگری بر روی فلز مجاور در انتهای شکست تثبیت شود. با تشکیل تیغههای فلزی آبکاری شده، شکستگیها باز میشود. احتراق لعاب، فلز را به لعاب جوش میدهد تا یک چند سازه سه تایی یکنواخت از شیشه و فلز آبکاری شده روی فولاد تشکیل شود. شکل دهی مشابهی با استفاده از الکتروفورز برای حرکت دادن خمیر شیشهای به داخل شکستها و جوش خوردن شیشه به داخل لعاب شیشهای موجود امکانپذیر است. نانو ذرات پلیمر آلی نیز میتوانند بصورت الکترو فوریتی به داخل سوراخهای پوشش شیشهای وارد شوند تا لایه کشسانتری را فراهم نمایند.
۲-۳٫ تغییر خصوصیات الکتریکی سطح
توانایی افزودن آرایهای از هادیهای الکتریکی به یک سطح عایق، امکان تولید چند سازهای که میتواند در بارهای سطحی پراکنده مورد استفاده قرار گیرد، را عرضه میدارد. بعنوان یک جایگزین، عناصر رسانای غیر فلزی نظیر گرانیت میتوانند با استفاده از الکتروفورز به داخل شکافها مهاجرت کنند تا یک رسانای فاقد خوردگی ایجاد شود.
۳-۳٫ ایجاد محافظت در برابر خوردگی
فلزات قربانی میتوانند به یک سطح لعابی اضافه شوند تا فلزات واکنشپذیرتر را در یک حالت فاقد خوردگی نگهداری نمایند. بعنوان مثال، مجموعهای از شکست ثانویه که شامل روی میباشد، میتواند مس مجاور را از اکسید شدن حفظ نماید. فلز قربانی بعنوان روکش فلزی ناپیوسته عمل میکند.
۴-۳٫ تغییر شیمی سطح
ترکیبات واکنشپذیر وارد شده به سطح چند سازه میتوانند مقادیر کمی از فلزات یا ترکیبات خاص را به پوشش اضافه کنند. بعنوان مثال، یک سطح میکروبکش را میتوان بوسیله آبکاری مناطق نقره به داخل سطح شیشهای ناپیوسته ایجاد نمود.
۵-۳٫ تغییر پاسخ طیفی سطح
سطوح چند سازهها میتوانند بطور بالقوه پاسخهای طیفی منحصر بفردی را فراهم نمایند که بصورت مشخص یا فریبنده خواهند بود. سطوحی که بصورت پلیمر، فلز، غیر فلز (گرافیت)، پلیمر و شیشهبر روی یک ورقه یا لایه بسیار ریز هستند، خواص انعکاسی منحصر بفردی دارند که ممکن است طبقهبندی آنها با استفاده از توانایی حس از راه دور معمولی دشوار باشد.
۵-۳٫ تغییر نرمی سطح
سطوح فلزی دارای لعاب شیشهای نوعا زبری سطح بسیار پایینی دارند. نرم کنندههایی نظیر گرافیت نانو ذرهای یا سولفید فلزی نانو ذرهای که به داخل سطح وارد میشوند، یکنواختی بیشتری به سطح میدهد و اصطکاک را کاهش میدهند.
کامپوزیتهای نانوذره چندفازی الکتروفورز