بخشی از پاورپوینت
--- پاورپوینت شامل تصاویر میباشد ----
اسلاید 1 :
نانو پودر
نانوپودر چيست؟
پودرها ذرات ريزي هستند كه از خُرد کردن قطعات جامد و بزرگ، يا ته‌نشين شدن ذرات جامدِ معلق در محلول‌ها به دست مي‌آيند. بنابراين، نانوپودرها را می‌توان مجموعه‌ي از ذرات دانست که اندازه‌ي آنها کمتر از 100 نانومتر است. (اگر يك متر را يك ميليارد قسمت كنيم، به يک نانومتر می‌رسيم. طبق تعريف، ساختار نانومتري ساختاري است که اندازه‌ي آن کمتر از 100 نانومتر باشد.)
اسلاید 2 :
چه پودري را می‌توان نانوپودر به شمار آورد؟
- پودرها در سه حالت نانوپودر به شمار می‌آيند:
- حالت اول: ساختار ذرات تشكيل‌دهنده‌ي پودر، در حد نانومتر باشد.
يعني اگر ساختار ذرات تشكيل‌دهنده‌ي يک پودر را به صورت يکي از اشكال منظم هندسي در نظر بگيريم، ميانگين اندازه‌ي اضلاع آن بين 1 تا 100 نانومتر باشد. مهمترين اشكال هندسي، كُره و مكعب‌اند. اگر ساختار ذرات تشكيل‌دهنده‌ي پودر را كُره فرض كنيم، بايد قطر كُره کمتر از 100 نانومتر باشد و چنانچه ساختار آنها مكعب فرض شود، ميانگين اضلاع مكعب بايد در محدوده‌ي 1 تا 100 نانومتر قرار گيرد. براي مثال، بلورهاي نمك طعام ساختاري مكعب‌شکل دارند. (شکل شماره‌ي 1)
يادآوري: اگر بيشترِ ذرات تشکيل‌دهندة پودر، ابعادي ميان 1 تا 100 نانومتر داشته باشند، آن پودر، نانوپودر محسوب می‌شود.
اسلاید 3 :
حالت دوم: دانه‌هاي تشکيل‌دهندة پودر، ابعاد نانومتري داشته باشند.
در حالتي که اندازه‌ي ذرات تشكيل‌دهنده‌ي پودر از صد نانومتر بيشتر باشد، کافي است دانه‌هاي آن ابعاد نانومتري داشته باشند تا نانوپودر به شمار آيند. يک مثال براي فهم اين موضوع، اتم‌هايي هستند که به صورت منظم و درون سلول‌هايي که آنها را "دانه" می‌ناميم، کنار هم قرار گرفته‌اند. مواد بلوري جامد نيز از سلول‌هاي ريزي تشكيل شده‌اند كه به آنها دانه مي‌گويند. درون هر دانه، اتم‌ها در يك جهت خاص و رديف‌هاي موازي چيده شده‌اند و تفاوت دو دانة مجاورِ هم، تفاوت در همين جهت‌گيري اتم‌هاست.
شكل 2: اين ذره، حاوي سه دانه است.
اسلاید 4 :
- در دانه‌ي 1 (شکل 3)، اتم‌ها در رديف‌هاي موازي و با زاويه‌ي 45 درجه نسبت به افق چيده شده‌اند. در دانه‌ي 2 (شکل 4) اتم‌ها با زاويه‌ي 90 درجه و در دانه‌ي 3 (شکل 5) اتم‌ها با زاويه‌ي 120 درجه نسبت به افق چيده شده‌اند. وقتي اين سه دانه در كنار يكديگر قرار بگيرند، يك ذره تشكيل مي‌شود. (شکل 6) به فضاي خالي بين دانه‌ها «مرز دانه» مي‌گويند. مرز دانه محلي است كه جهت چيده شدن اتم‌ها عوض مي‌شود.
همچنين دانه‌ها را می‌توان مانند آجرهاي يك ديوار فرض كرد. در اين صورت، مرز بين دانه‌ها ملات بين آجرهاست. اگر قطر اين دانه‌ها بين 1 تا 100 نانومتر باشد، ذرات حاصل تشكيل نانوپودر مي‌دهند.
هر چه قطر دانه‌هاي يك ذره كمتر باشد (البته با حجم ثابت)، تعداد دانه‌هاي تشكيل‌دهنده‌ي آن بيشتر خواهد بود (واضح است كه هر چه آجرهاي تشكيل‌دهنده‌ي يك ديوار 1 متر در 1 متر كوچكتر باشند، تعداد آجرها بيشتر خواهد بود) و هر چه تعداد دانه‌ها بيشتر شود، مانند گره‌هاي يک فرش، تار و پود آن محكمتر و درهم‌تنيده‌تر است و بنابرين استحكام محصول بيشتر خواهد بود.
اسلاید 5 :
يادآوري: اگر درصد قابل توجهي از دانه‌هاي تشكيل‌دهنده‌ي ذرات، نانومتري باشند، پودر، نانوپودر محسوب می‌شود.
اسلاید 6 :
- حالت سوم: ذرات نانوپودر و ذرات پودر معمولي ترکيب شوند.
در اين حالت، پودر را «نانوپودر کامپوزيتي» می‌نامند. کامپوزيت که از کلمه‌ي انگليسي composition گرفته شده، به معني ترکيب دو يا چند چيز است. ملموس‌ترين مثال براي كامپوزيت، كاه‌گل است. در كاه‌گل رشته‌هاي كاه در زمينه‌ي گِل پراكنده شده‌اند. در نانوپودرهاي كامپوزيتي نيز ذرات نانومتري در زمينه‌ي ذرات بزرگتر (غير نانومتري) پراكنده شده‌اند (شکل 7).
شکل 7: ذرات با قطر نانومتري در زمينه پراکنده شده‌اند.
اسلاید 7 :
- علت ترکيب شدن آنها اختلاف خواص اين دو ماده است. در کامپوزيت معمولاً زمينه از يک ماده‌ي نرم و افزودني از ماده‌ي سخت انتخاب مي‌شود. در اين صورت، هنگامي که به ماده نيرو وارد مي‌شود، زمينه نيرو را به رشته يا پودر اضافه‌شده منتقل مي‌كند تا بتواند در برابر نيروي واردشده مقاومت بيشتري داشته باشد. (شکل شماره‌ي 8)
شكل 8 : در يک نانوکامپوزيت، ذرات نانويي در زمينه‌اي غيرنانويي پراكنده شده‌اند .
اسلاید 8 :
پاشش حرارتی
- پاشش حرارتی HVOF
فرآیند HVOFیکی از پیشرفته ترین سیستم های پاششی است که با استفاده ازموج انفجار در محفظه احتراق داخلی خود قادر است ذرات مواد کاربیدی را با سرعت حدود 1200 تا 1500 متر بر ثانیه بر روی سطوح قطعات مورد نظر اعمال و سطحی کاملاً صاف و مقاوم را ایجاد کند. این فرآیند تنها روش مقاوم سازی بعضی قطعات استراتژیک در صنایع هوافضا، نفت و گاز، نیروگاهی و ... می باشد. در این روش به دلیل سرعت زیاد ذرات، پوشش با صافی سطح بسیار بالا تولید شده و همچنین امکان استفاده از نانو پودرها و ایجاد پوشش های نانوساختارکه خواص قابل توجهی را ایجاد می نمایند وجود دارد. فرايند HVOF يکی از پيشرفته ترين سيستمهای پاششی است که در حال حاضر در کشور در مقياس خدمات صنعتی منحصر به فرد می باشد
اسلاید 9 :
- پاشش حرارتی پلاسمایی APS
- در این روش انواع مختلف پودر مواد پیشرفته (سرامیکی، سرمتی، بین فلزی و ...) در درجه حرارت بین 10 تا 20 هزار درجه سانتیگراد ذوب و توسط گاز حامل به طور یکنواخت بر سطح قطعه پاشیده می-شوند، با این حال سطح قطعه چندان گرم و دچار تنشهای گرمایی نمی شود. به این ترتیب سطحی با پوشش یکنواخت و دارای چسبندگی و کیفیت بسیار عالی ایجاد خواهد شد و مقاومت قطعه را در برابر عوامل فرسودگی محیطی چندین برابر افزایش خواهد داد. از مزایای این روش محدوده وسیع پوشش-های قابل اعمال و همچنین کیفیت بسیارخوب این پوششها پس از پاشش می باشد.
اسلاید 10 :
- پاشش حرارتی و نشت جت بخار
- در حين اين عمل ذرات حرارت ديده كمي ذوب مي شوند و سپس روي سطح نشست داده خواهند شد. پس از آن تغيير شكل داده و منجمد مي شوند و يك پوشش نانو متري روي سطح ايجاد مي كنند.
- از اين روش در توليد صنعتي نانو پودرها استفاده مي شود، نمونه اي از اين مواد عبارتند از: كربن بلاك، فوم سيليكا و اكسيد تيتانيوم.
- از معايب اين روش مي توان به موارد زير اشاره نمود:
- توليد اكسيد ها: در اين روش به علت وجود اكسيد كننده ها توليد اكسيد ها در محدوده واكنش اجتناب ناپذير است كه اين خود يك محدوديت است.
- فشار بالاي گاز: در اين روش به علت بالا بودن فشار گاز، پودر هاي توليدي داراي تجمع بالايي مي باشند كه اين امر در مراحل بعدي اثر نا مطلوبي دارد.
- براي حل مشكل دوم مي توان از احتزاق با فشار كم استفاده نمود كه در آن فشار تا حد فشار در روش CVD كاهش يافته كه در نتيجه از تجمع ذرات كاسته مي گردد.
- يك راه رسيدن به ذرات نانومتري با اندازه هاي كوچكتر و يكنواخت تر، كنترل شعله براي رسيدن به شعله، پيشاني تخت مي باشد كه در طي آن زمان و دما براي هر ذره برابر خواهد بود.
