Index
Telegram RSS ارسال به دوستان نسخه چاپی ذخیره خروجی XML خروجی متنی خروجی PDF
کد خبر : 174970
تاریخ انتشار : 22 شهریور 1393 0:0
تعداد بازدید : 96

به همت محققان ایرانی

نانوپودرهای سرامیکی پایدار مورد نیاز صنایع هوافضا تولید شد

محققان دانشگاه صنعتی اصفهان موفق به ارائه روشی جدید برای تولید نانوپودرهای سرامیکی پایدار شدند که در صنایع مختلف از جمله صنایع هوافضا، تولید سرامیک ها و پیل های سوختی کاربرد دارد.... علمي و فناوري - علم و فناوري جهان: محققان دانشگاه صنعتی اصفهان موفق به ارائه روشی جدید برای تولید نانوپودرهای سرامیکی پایدار شدند که در صنایع مختلف از جمله صنایع هوافضا، تولید سرامیک ها و پیل های سوختی کاربرد دارد. به گزارش سرویس فناوری ایسنا، زیرکونیا سه ساختار متفاوت مونوکلینیک، چهار وجهی(تتراگونال) و مکعبی(کوبیک) دارد. در دمای محیط ساختار مونوکلینیک و در دماهای بالا ساختارهای چهار وجهی و مکعبی پایدارند. زیرکونیای پایدار شده در صنایع مختلف از جمله تولید حسگرهای اکسیژنی و غشاهای سلول سوختی استفاده می شوند. علت استفاده از آن در این کاربردها، عبور آسان یون های اکسیژن از میان ساختار آن ها در دمای بالا است. این امر باعث می شود تا از این ماده به عنوان یک الکتروسرامیک مهم یاد شود. ویژگی اصلی نتایج این کار، ایجاد ساختارهایی از زیرکونیاست که در شرایط عادی، تنها در دماهای بالاتر از 1200 درجه سانتی گراد پایدار هستند. محدوده ی اندازه ذرات تولید شده حدود 50 نانومتر است. با کاربرد این روش تولید در هزینه های تولید تجهیزاتی همچون حسگرها و پیل های سوختی، صرفه جویی خواهد شد. کاهش هزینه ها و آلودگی های ناشی از فرایندهای تولید زیرکونیم از دیگر فواید روش پیشنهادی است. محسن گلزارشهری، دانشجوی دکتری نانومواد دانشگاه صنعتی اصفهان گفت: «در این تحقیق ابتدا سعی شد با استفاده از آسیاکاری ساختارهای چهار وجهی و مکعبی را در دمای محیط ایجاد کرده و سپس این ساختارها را پایدار نماییم. نکته ی قابل توجه در این فرایند، تولید نانو ذرات زیرکونیای چهار وجهی و مکعبی از پودر مونوکلینیک اولیه است.» اندازه ذرات نانومتری پودر نهایی، کاربردهای بدیعی برای این پودر پدیدار کرده است. رادارگریزی پودر در صورت اختلاط اندازه ذرات متفاوت برای کاربردهای هوافضا، تولید فلز زیرکونیوم در دمای پایین و نهایتاّ ساخت حسگرهای اکسیژنی و پیل سوختی با راندمان بالا از جمله کاربردهای این نانوذرات به شمار می رود. در این پژوهش ابتدا با استفاده از آسیاب گلوله یی سیاره یی، پودر زیرکونیا آسیاکاری و در مراحل مختلف فرایند، پارامترهای موثر بر آن بهینه شد. با استفاده از پارامترهای بهینه و انجام فرایند در زمان های مختلف (از دو تا 150 ساعت) ساختارهای مختلف زیرکونیا به صورت پایدار و نیمه پایدار تولید شد. در نهایت نیز ساختارهای حاصله با استفاده از اکسیدهای مختلف و طی فرایند آسیاکاری مشابه پایدار شد. گلزار شهری در ادامه به فواید استفاده از ساختارهای زیرکونیا اشاره کرد و افزود: «فاز چهاروجهی می تواند فازی نیمه پایدار باشد. چنانچه میزان کافی از فاز چهاروجهی نیمه پایدار در بدنه یک قطعه (مثلاً بدنه ی موشک) وجود داشته باشد و تنشی برآن اعمال شود، با افزایش میزان تنش در نوک ترک، تبدیل فازی چهاروجهی به مونوکلینیک رخ داده و افزایش حجم اتفاق می افتد. این افزایش حجم موجب می شود ترک تحت فشار قرار گرفته شود و از رشد آن جلوگیری شود. فاز مکعبی زیرکونیا نیز دارای رسانایی گرمایی بسیار پایینی است. این مساله منجر می شود تا از این ماده به عنوان پوششی در برابر حرارت (TBC) در جت و موتورهای دیزلی استفاه شود.» نتایج این تحقیقات در مجله ی Ceramics International (جلد 40، شماره 8، سال 2014، صفحات 13217 تا 13221) به چاپ رسیده است. این مطالعات حاصل همکاری دکتر علی سعیدی، دکتر علی شفیعی- اعضای هیأت علمی دانشگاه صنعتی اصفهان و محسن گلزار شهری بوده است.