فرآوری پیشرفته سرامیک فرآوری پیشرفته سرامیک
| تاریخ ارسال: 1403/1/7 |
فرآوری پیشرفته سرامیک
موضوع: سرامیک
مولفان: محمد ان. رحمان
مترجمان: حسین سرپولکی، سهیل مهدوی، آرش یزدانی
تعداد صفحات: ۶۰۵ صفحه
فهرست:
۱- کلیات
واکنش‌های فاز گازی(رسوب شیمیایی از فاز بخار، اکسیداسیون مستقیم فلز، اتصال واکنشی: نیترید سیلیسیم، اکسیدها، کاربید سیلیسیم) – روش‌هایی بر پایه پیش‌ماده مایع (فرآوری سل – ژل، پیرولیز پلیمرها: کاربید سیلیسیم، نیترید سیلیسیم، نیترید بور و کاربید بور) – تولید از پودرها (ریختهگری مذاب) - پخت پودرهای متراکم شده
- نگرشی اجمالی به ساخت سرامیک‌های پلی کریستال از پودر
- سنتز پودر و تعیین خصوصیات پودر – متراکم کردن پودر – فرآیند زینتر – ریز ساختار سرامیکها
- مطالعه موردی در فرآوری: ساخت TiO۲ از پودرها
۲- سنتز پودرها
- ویژگی های مطلوب پودر به وسیله روش‌های شیمیایی
- آماده سازی پودر توسط روش‌های مکانیکی
خردایش (آسیاب غلتکی پرفشار، آسیاب هوای فشرده، آسیاب گلوله‌ای، سنتز مکانو شیمیایی)
- سنتز پودر به وسیله روش های شیمیایی
واکنش‌های حالت جامد (تجزیه، واکنش شیمیایی بین جامدات، احیاء) – محلول‌های مایع (رسوب از محلول: اصول، جوانه‌زنی، رشد ذرات توسط رسوب از محلول، توزیع کنترل‌شده اندازه ذرات، رشد دانه توسط اگریگیت شدن، رشد ذره توسط کامل شدن (رسش) استوالد، روش کار رسوب از محلول، آبکافت یا هیدرولیز محلول‌های آلکوکسیدهای فلزی، آبکافت یا هیدرولیز محلول‌های حاوی نمک فلزات، رسوب اکسیدهای پیچیده، رسوب تحت شرایط هیدروترمال، ذرات پوشش داده شده با ذرات پوششی، تولید صنعتی پودرها توسط رسوب از محلول) - تبخیر مایع (خشک کردن افشان‌های، پیرولیز افشان‌های، خشک کردن افشان‌های دوغاب‌ها، خشک کردن انجمادی) – روش‌های بر پایه ژل ( فرآوری سل – ژل، روش پچینی، روش ژل سیترات، فرآیند گلایسین نیترات) – واکنش مایع غیر آبی
واکنش گاز جامد، واکنش بین یک مایع و یک گاز، واکنش بین گازها
۳- تعیین مشخصات پودر
انواع ذرات (ذرات اولیه، آگلومره‌ها، ذرات، گرانول، فلاک یا خوشه‌ها، کلوییدها، اگریگیت‌ها یا انبوهه) – اندازه و توزیع اندازه ذره ( تعریف اندازه ذره، میانگین اندازه ذره، نمایش اطلاعات اندازه ذرات) – شکل ذره – اندازه‌گیری اندازه ذره و توزیع اندازه (میکروسکوپی، غربال، ته‌نشینی یا رسوب، روش‌های ناحیه احساس (دریافت) الکتریکی(شمارنده کولتر)، پخش نور، پهن شدن پیک اشعه x – مساحت سطح – تخلخل ذرات ( جذب سطحی گاز، تخلخل سنجی جیوه‌ای، چگالی سنجی(پیکنومتری)
طیف نمایی اتمی نوری: جذب اتمی و نشر اتمی – طیف نمایی فلورسانس اشعه x
- ساختار بلوری و ترکیب فازی
ساختار سطح – شیمی سطح (طیف نمایی الکترون اوژه(AES)، طیف نمایی فوتو الکترون اشعه(XPS)، طیف سنجی جرم یونی ثانویه(SIMS)
۴- علم فرآوری کلوییدی
نیروهای واندروالس بین اتمها و مولکول‌ها – نیروهای واندروالس بین بدنه‌های ماکروسکوپیک – تعیین ثابت هاماکر – اثر مداخله محیط
گسترش بارها بر روی ذرات اکسیدی در آب ( جانشینی ایزو مورفی، جذب سطحی یون‌ها از محلول) – منشا تشکیل لایه مضاعف الکتریکی – لایه مضاعف ایزوله شده – بار سطحی – نیروی دافعه بین دو لایه مضاعف – پایداری دوغاب‌های تثبیت شده به صورت الکترواستاتیکی – سینتیک فلوکوله شدن – پدیده‌های الکتروسینتیک ( تکنیک میکروالکتروفورتیک، مفهوم پتانسیل زتا)
جذب پلیمرها از محلول - منبع پیدایش پایداری استریک - تاثیر کیفیت حلال و دما – پایداری دوغاب‌های پایدار شده به روش استریک – پایداری با بسپارها در محلول آزاد
تجزیه پلی‌الکترولیتها در محلول- جذب پلی‌الکترولیتها از محلول - پایداری دوغاب‌های پایدار شده به روش الکترواستاتیک
- ساختار کلوییدهای متراکم شده
خواص رئولوژیکی – عوامل موثر در رئولوژی دوغاب‌های کلوییدی( تاثیر نیروهای درون ذرهای: سیستمهای کره سخت، سیستمهای کره نرم، سیستمهای فلوکوله، تاثیر برهم‌کنشهای درونی ذرات بر گرانوری- تاثیر ویژگیهای ذرات)
۵- فرآوری سل – ژل
ژل‌های ذرهای – ژل‌های بسپاری (پلیمری)
- فرآوری سل – ژل سیلیکاتهای آبدار
تاثیر PH (بسپارش در PH محدوده ۲ تا ۷، بسپارش بالاتر از PH۷، بسپارش زیر PH ۷)
آماده‌سازی آلکوکسیدهای فلزی ( واکنش‌های بین فلزات و الکلها، واکنش‌های حاوی کلریدهای فلزی، روش‌های متفرقه) – خواص اصلی (خواص فیزیکی، خواص شیمیایی)
- فرآوری سل – ژل آلکوکسیدهای سیلیسیوم
پیش ماده‌ها – آبکافت و تراکم (شرایط کاتالیز اسیدی، شرایط کاتالیز شده قلیایی) – رشد بسپار (مدل‌های رشد بسپار : مدل‌های رشد کلاسیک، مدل‌های رشد سینتیکی، تکامل ساختاری سیلیکات‌ها سل – ژل، اندازه‌گیری‌های رئولوژیکی – ژل شدن – کهنگی ژلها – خشک کردن ژلها (خشک کردن متداول: مراحل خشک کردن، نیروی محرکه انقباض، انتقال مایع، فرآیند فیزیکی خشک کردن، تنش‌های ناشی از خشک شدن، ممانعت از ترک‌خوردگی. خشک کردن فوق بحرانی، تغییرات ساختاری خشک شدن) – تراکم ژل حین زینتر کردن
- روش‌های آماده‌سازی سل – ژل
آماده‌سازی ژل‌های ذرهای ( ژل‌های تک جزیی، ژل‌های چند جزیی) – ژل‌های بسپاری (استفاده از آلکوکسیدهای دوتایی، هیدرولیز جزیی کندترین آلکوکسید واکنش‌گر، استفاده از مخلوط آلکوکسیدها و نمک‌های فلزی، افزودن آرام مقادیر کم آب، سرعت‌های هیدرولیز هماهنگ: مقایسه روش‌های آماده سازی)
لایه‌ها و پوشش‌ها (پوشش‌دهی غوطه‌وری، پوشش‌دهی چرخشی، تحول ساختاری در لایه‌ها) – الیاف – یکپارچه‌ها – مواد متخلخل
۶- تراکم پودر و شکل دادن سرامیکها
متراکم سازی منظم کره‌های تک سایز – تراکم اتفاقی ذرات (ذرات تک سایز، مخلوط‌های دوتایی از ذرات کروی، مخلوط‌های دوتایی از ذرات غیر کروی، مخلوط‌های سه‌تایی و چندتایی، توزیع پیوسته اندازه ذرات)
- افزودنیها در شکل‌دهی سرامیکها
حلال‌ها – پراکنده‌سازها (یون‌ها و ملکول‌های غیرآلی ساده، بسپارهای زنجیره کوتاه با یک سرگروه عاملی(فعال‌کننده سطحی یا سورفکتانت)، بسپارهای با وزن ملکولی کم تا متوسط) – چسب‌ها – پلاستی سایزرها (نرمکننده‌ها) – سایر افزودنیها
پرس خشک و نیمه خشک ( تراکم یا فشرده سازی در قالب: خوراک مواد (پودرها یا گرانول‌ها)، پرکردن قالب، مرحله تراکم یا فشرده‌سازی، عواملی که بر فشردگی ذرات تاثیر می‌گذارند، عواملی که بر فشردگی گرانول‌ها تاثیر می‌گذارند، خارج کردن بدنه پودری متراکم شده، عیوب متراکم‌سازی. تراکم یا فشرده‌سازی ایزو استاتیک (پرس هم‌محور)) – روش‌های ریختهگری (ریختهگری دوغابی: دستگاه‌های ریختهگری دوغابی، تاثیر نفوذپذیری بدنه (لایه) ریخته شده، تاثیر عوامل قالب، تاثیر عوامل دوغاب، عیوب ریزساختاری در بدنه‌های خام حاصل از ریختهگری دوغابی. ریختهگری فشاری، ریختهگری نواری: آماده‌سازی دوغاب، فرآیند ریختهگری نواری، عیوب ریزساختاری در ورقه‌های ریختهگری نواری شده. ریختهگری ژلی: مونومرها (تک پارها) و بسپارش، مواد قالب. رسوب الکتروفورتیک: سینتیک و مکانیزم رسوب‌گذاری – روش‌های شکل‌دهی پلاستیک (اکستروژن: مکانیک اکستروژن، عیوب اکستروژن. کواکستروژن، قالب‌گیری تزریقی: ویژگیهای پودر، سیستم چسب، مخلوط پودر – چسب، قالب‌گیری) – ساخت جامد شکل آزاد (استریو لیتوگرافی، تولید قطعات لایه‌ای، مدل‌سازی رسوب‌گذاری ذوبی، زینتر انتخابی با استفاده از لیزر، تکنیک‌های چاپ و ریختهگری)
- خشک کردن سرامیک‌های گرانوله
خشک کردن لایه‌های گرانوله – خشک کردن جامدهای گرانوله(فرآیند فیزیکی خشک کردن، ترک و اعوجاج)
خروج از طریق جریان مویینه – خارج کردن حلال – چسب‌زدایی حرارتی (مراحل و مکانیزم‌ها، مدل‌های چسب‌زدایی حرارتی، چسب‌زدایی حرارتی در عمل)
- ریز ساختارهای خام و ویژگیهای آنها
