دانشگاه آزاد اسلامی

واحد نجف آباد

دانشکده مواد

 

پایان­نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد«M.Sc.»

گرایش سرامیک

 

عنوان:

بررسی ساخت نانو کامپوزیت سیلیس و کاربید سیلیسیم و اکسید سریم با پیوند دهنده مناسب برای صیقل کاری شیشه ها

 

 

استاد راهنما:

دکتر احمد منشی

استاد مشاور:

دکتر امیر عباس نوربخش

زمستان 90

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

 

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 مختلفSiCبلوری ……………………………………………………….. 23

2-5-6- وضعیت گذشته و فعلی کاربید سیلیسیم ………………………………………………… 24

2-5-7- خلاصه ای از خواصSiC ……………………………………………………………….. 24

2-5-8- برخی کاربرد هایSiC……………………………………………………………………… 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

فهرست مطالب

عنوان صفحه

 

2-5-8-3-2- کاربرد در صنعتIC…………………………………………………. 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

فهرست مطالب

عنوان صفحه

 

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 مجموعهA…………………………………………………………. 48

3-4-1-2- نمونه‌سازی مجموعهB…………………………………………………………. 49

3-4-1-3- نمونه‌سازی مجموعهC…………………………………………………………. 51

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

3-4-2-1- نمونه‌D………………………………………………………………………………. 52

3-4-2-2- نمونه‌E………………………………………………………………………………. 53

3-4-2-3- نمونه‌F………………………………………………………………………………. 53

3-4-2-4- نمونه‌G………………………………………………………………………………. 54

3-4-2-5- نمونه‌H………………………………………………………………………………. 54

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

3-4-3-1- نمونه سازی مجموعهI………………………………………………………….. 55

3-4-3-2- نمونه سازی مجموعهJ…………………………………………………………. 57

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

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

3-4-3-5- نمونه سازی سریM……………………………………………………………. 60

3-4-3-6- نمونه سازی سریN…………………………………………………………….. 61

3-4-4- تعیین درصد وزنی جذب آب …………………………………………………………….. 62

3-4-5- انجام آزمایش سایش ………………………………………………………………………….. 63

3-4-6- استفاده از نرم افزارImage Analyzer…………………………………………….. 64

فهرست مطالب

عنوان صفحه

 

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 دمایºc750 وºc1000 ………………….. 67

4-2-3-2- نمونه های پخته شده در دمایºc850 ……………………………………. 73

4-2-3-3- نمونه های پخته شده در دمایºc1050 …………………………………. 77

4-2-3-4- نمونه های پخته شده در دمایºc950 ……………………………………. 79

4-3- بررسی نتایج آنالیزXRD………………………………………………………………………………. 82

4-3-1- بررسی نتایج آنالیزXRDنمونهI₁₅……………………………………………………. 82

4-3-2- بررسی نتایج آنالیزXRDنمونهI₅……………………………………………………… 82

4-3-3- بررسی نتایج آنالیزXRDنمونهI₂……………………………………………………… 83

4-3-4- بررسی نتایج آنالیزXRDنمونهI₁₉……………………………………………………. 84

4-3-5- بررسی نتایج آنالیزXRDنمونهN₁……………………………………………………. 84

4-3-6- بررسی نتایج آنالیزXRDنمونهN₄……………………………………………………. 85

4-3-7- بررسی نتایج آنالیزXRDنمونهN₁₇……………………………………………………. 86

4-3-8- بررسی نتایج آنالیزXRDنمونهN₁₁………………………………………………….. 86

4-3-9- بررسی و مقایسه نتایج آنالیزXRDنمونهN₁₄وI₉……………………………… 87

4-3-10- بررسی و مقایسه نتایج آنالیزXRDنمونهN₁₆وI₁₇………………………….. 89

4-4- بررسی نتایج میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)وImage Analyzer……… 91

4-4-1- بررسی نتایجSEMوImage AnalyzerنمونهN1……………………………. 91

4-4-2- بررسی نتایجSEMوImage AnalyzerنمونهN4……………………………. 92

4-4-3- بررسی نتایجSEMنمونه7N…………………………………………………………….. 93

4-4-4- بررسی نتایجSEMوImage AnalyzerنمونهN11………………………….. 94

4-4-5- بررسی نتایجSEMوImage AnalyzerنمونهN14………………………….. 95

4-4-6- بررسی نتایجSEMوImage AnalyzerنمونهN16………………………….. 96

4-4-7- بررسی نتایج SEMنمونهI2……………………………………………………………… 97

فهرست مطالب

عنوان صفحه

 

4-4-8- بررسی نتایجSEMوImage AnalyzerنمونهI9…………………………….. 98

4-4-9- بررسی نتایجSEMوImage AnalyzerنمونهI9…………………………….. 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): ساختارSiC………………………………………………………………………………………………….. 21

(شکل2-8): مکان اتمهای سیلسیم و کربن درSiC……………………………………………………………… 23

(شکل2-9): صفحه[1120]در انواع2H-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 درSiO2………………………………………………………………….. 33

(شکل2-12): مثالهایی از ابزارهای برشی برای ماشین کاری فولاد و چدن : قطعات سرامیکی

با عملکرد بالایSPK، سرمتها وو 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 Blueبرای کاربردهای ساینده ……….. 38

(شکل 3-1): الگوی پراش پرتوXپودر اکسید سریم ………………………………………………………….. 44

(شکل 3-2): الگوی پراش پرتوXپودر کاربید سیلیسیم ……………………………………………………… 45

(شکل 3-3): الگوی پراش پرتوXپودر نانوسیلیس ……………………………………………………………… 45

(شکل 3-4): تصویر دستگاهUniversal Testing Machine………………………………………….. 48

(شکل 3-5): تصویر نمونه آماده شده برای آزمایش سایش …………………………………………………… 63

(شکل 3-6): تصویر پنجره نرم افزارImage Analyzerمورد 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 نمونهI2دردو بزرگنمایی متفاوت ………………………… 68

(شکل4-5): تصویرمیکروسکوپ نوری ازسطح نمونهI5در بزرگنمایی های متفاوت ………………. 68

فهرست اشکال

عنوان صفحه

 

(شکل4-6) :شکل ظاهری نمونهI8……………………………………………………………………………………. 69

(شکل 4-7): تصویر میکروسکوپ نوری از نمونهI9در دو بزرکنمایی متفاوت ………………………. 70

(شکل 4-8): تصویر میکروسکوپ نوری از نمونهI10در دو بزرکنمایی متفاوت …………………… 70

(شکل 4-9): تصویر میکروسکوپ نوری از نمونه15Iدر دو بزرکنمایی متفاوت …………………… 71

(شکل 4-10): تصویرظاهری از نمونهK5 ………………………………………………………………………… 71

(شکل 4-11): تصویر میکروسکوپ نوری از نمونه17Iدر دو بزرکنمایی متفاوت …………………. 72

(شکل 4-12) تصویر میکروسکوپ نوری از نمونهI19در دو بزرکنمایی متفاوت ………………… 72

(شکل 4-13): شکل ظاهری نمونهM2: سمت راست زیر نمونه و سمت چپ سطح نمونه …… 73

(شکل 4-14): شکل ظاهری نمونهM4 : سمت راست زیر نمونه و سمت چپ سطح نمونه ….. 74

(شکل 4-15): شکل ظاهری نمونهM8……………………………………………………………………………… 74

(شکل 4-16): شکل ظاهری نمونهM11…………………………………………………………………………… 75

(شکل 4-17): شکل ظاهری نمونهM15…………………………………………………………………………… 76

(شکل 4-18): شکل ظاهری نمونهM18…………………………………………………………………………….. 76

(شکل 4-19): شکل ظاهریدو نمونه به هم چسبیده نمونهJ3وJ5……………………………………… 77

(شکل 4-20): شکل ظاهری نمونهJ6……………………………………………………………………………….. 78

(شکل 4-21): شکل ظاهری نمونهJ8……………………………………………………………………………….. 78

(شکل 4-22): شکل ظاهری نمونهJ13…………………………………………………………………………….. 79

(شکل 4-23): شکل ظاهری نمونهJ17…………………………………………………………………………….. 79

(شکل 4-24): شکل ظاهری نمونهN3 ………………………………………………………………………………. 80

(شکل 4-25): شکل ظاهری نمونهN5 …………………………………………………………………………….. 80

(شکل 4-26): شکل ظاهری نمونهN15…………………………………………………………………………….. 81

(شکل 4-27): شکل ظاهری نمونهN17 ……………………………………………………………………………. 81

(شکل4-28): تصویر پراش پرتوXنمونهI15……………………………………………………………………. 82

(شکل4-29): تصویر پراش پرتوXنمونهI5………………………………………………………………………. 83

(شکل4-30): تصویر پراش پرتوXنمونهI2……………………………………………………………………….. 83

(شکل4-31): تصویر پراش پرتوXنمونهI19…………………………………………………………………….. 84

(شکل4-32): تصویر پراش پرتوXنمونهN1…………………………………………………………………….. 85

(شکل4-33): تصویر پراش پرتوXنمونهN4…………………………………………………………………….. 85

(شکل4-34): تصویر پراش پرتوXنمونهN7…………………………………………………………………….. 86

فهرست اشکال

عنوان صفحه

 

(شکل4-35): تصویر پراش پرتوXنمونهN11………………………………………………………………….. 87

(شکل4-36): تصویر پراش پرتوXنمونهI9……………………………………………………………………….. 87

(شکل4-37): تصویر پراش پرتوXنمونهN14…………………………………………………………………… 88

(شکل4-38): مقایسه تصویر پراش پرتوXنمونهN14وI9………………………………………………… 89

(شکل4-39): تصویر پراش پرتوXنمونهI17…………………………………………………………………….. 89

(شکل4-40): تصویر پراش پرتوXنمونهN16………………………………………………………………….. 90

(شکل4-41): مقایسه تصویر پراش پرتوXنمونهN16وI17………………………………………………. 91

(شکل4-42): تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نمونهN1 در بزرگنمایی 500 و 2000 برابر .. 92

(شکل4-43): توزیع اندازه دانه در نمونهN1 ……………………………………………………………………. 92

(شکل4-44): تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نمونهN4در بزرگنمایی 500 و 2000 برابر … 93

(شکل4-45): توزیع اندازه دانه در نمونهN4………………………………………………………………………. 93

(شکل4-46): تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نمونه7Nدر بزرگنمایی 500 و 2000 برابر….. 94

(شکل4-47): تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نمونهN11در بزرگنمایی 500 و 2000 برابر.. 94

(شکل4-48): توزیع اندازه دانه در نمونهN11…………………………………………………………………… 95

(شکل4-49): تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نمونهN14در بزرگنمایی 500 و 2000 برابر… 95

(شکل4-50): توزیع اندازه دانه در نمونهN14……………………………………………………………………. 96

(شکل4-51): تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نمونهN16دربزرگنمایی 500 و 2000 برابر… 96

(شکل4-52): توزیع اندازه دانه در نمونهN16…………………………………………………………………… 97

(شکل4-53): تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نمونهI2دربزرگنمایی 500 و 2000 برابر…….. 97

(شکل4-54): تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نمونهI2دربزرگنمایی 500 و 2000برابر…….. 98

(شکل4-55): توزیع اندازه دانه در نمونهI2………………………………………………………………………… 98

(شکل4-56): تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نمونهI9دربزرگنمایی 500 و 2000 برابر…….. 99

(شکل4-57): توزیع اندازه دانه در نمونهI9……………………………………………………………………….. 99

(شکل4-58): نمودار ستونی نتایج استحکام نمونه ها ………………………………………………………… 100

(شکل4-59): نمودار رسم شده توسط دستگاهCCS……………………………………………………….. 101

(شکل4-60): نمودار ستونی نتایج آزمایش سایش …………………………………………………………….. 102

فهرست جداول

عنوان صفحه

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید

 

 

لینک بالا اشتباه است

برای دانلود متن کامل اینجا کلیک کنید

       

:: بازدید از این مطلب : 614

|

امتیاز مطلب : 0

|

تعداد امتیازدهندگان : 0

|

مجموع امتیاز : 0