تبلیغات
Composites and Nano Composites - مطالب اردیبهشت 1390
 
New Technology , New Experience , New Life

رزین ها (ماتریس ها) ونقش آن ها در کامپوزیت ها

نوشته شده توسط :Amin Nickkholgh
شنبه 10 اردیبهشت 1390-03:37 ب.ظ

رزین ها (ماتریس ها) ونقش آن ها در کامپوزیت ها :

به کار بردن رزین ها در ساختار کامپوزیت ها موجب نگهداری الیاف در کنار هم، انتقال تنش وارده به الیاف، محافظت الیاف در مقابل عوامل محیطی و حفاظت سطح الیاف در مقابل سایش می شود. رزین ها بر خواص کامپوزیت ها نیز تاثیر می گذارند که برخی از آن ها عبارتند از :

1 - استحکام و مدول عرضی                   2 - خواص فشاری3- خواص کششی

4 - استحکام برشی                              5 - استحکام برشی صفحه ای        

فرآیند پذیری یک کامپوزیت به خصوصیات فیزیکی رزین ها مانند گرانروی، نقطه ذوب و دمای پخت رزین بستگی دارد .

 انواع رزین های پلیمری :

 رزین های پلیمری به دو نوع گرماسخت و گرمانرم تقسیم می شوند. در جدول خواص پلیمر گرماسخت و گرمانرم با هم مقایسه شده اند .

پلیمر های گرما سخت :

1 - رزین پلی استر غیر اشباع                                                       2 -  رزین اپوکسی

3 - رزین فنولیک                                                               4 - رزین اپوکسی نووالاس

5 - رزین پلی ایماید                                               6  - رزین اوره و ملامین فرمالدئید

پلیمر های گرما نرم :

     1- نایلون 6 و 66                                   2 - پلی استرها مثل  PETوPBT

     3  - پلی کربنات                                    4 - پلی استال ها - پلی سولفون ها

      5- پلی اتراترکتون   6 PAI  - و PEI


جدول : مقایسه خواص پلیمر های گرما سخت وگرما نرم در کامپوزیت ها

 

خواص

واحد

گرماسخت

گرمانرم

مدول یانگ

Gpa

1.6- 1.3

1- 4.8

استحکام کششی

Mpa

180 - 20

190 - 40

چقرمگی شکست

 

Mpm2kic

1 -  0.5

0. 2  -  0.02

1.5 - 6

0.7 - 6.5

حداکثر دمای سرویس دهی


450 - 50

230 - 25

 



ادامه مطلب


نظرات() 

تاریخچه ی نانولوله ها

نوشته شده توسط :Amin Nickkholgh
سه شنبه 6 اردیبهشت 1390-07:50 ب.ظ

تاریخچه ی نانولوله ها

در سال 1952 رادوشکویچ و لوکیانویچ در مقاله ای در نشریه ی روسی شیمی فیزیک رشته های درون تهی کربن گرافیتی به قطر 50 نانومتر را نشان می دهند. در سال 1976 اندو ، ابرلین و کویاما رشد CVD فیبرهای کربنی در ابعاد نانومتری را اعلام کردند. در سال 1979 کلارک7 در مجله ی علمی - تخیلی چشمه های بهشت به خیال پردازی درباره ی ایده ی بالابرهای فضایی با استفاده از یک کریستال خیالی الماس یک بعدی پرداخت. در 1985 فولرین ها کشف شدند. در 1987 در آمریکا اختراع فیبرهای توخالی به نام جورج تننت از شرکت هایپریون ثبت شد. در سال 1991 محقق ژاپنی شرکت NEC ، سومیو ایجیما ، به طور اتفاقی نانولوله های کربنی را در دوده ی حاصل از جرقه ی الکتریکی بین دو میله ی کربنی کشف کرد. در ماه آگوست هرینگتون و تام ماگاناس از شرکت صنایع ماگاناس نانولوله ها را از روش CVD کشف کردند که به ابداع روشی برای ساخت لایه های نازک پوششی تک مولکولی نانولوله منجر شد. در 1993 گروه هایی از شرکت های IBM و NEC به سرپرستی دونالد اس. بتیون و ایجیما ، هر یک جداگانه نانولوله های تک جداره ی کربنی و روش تولید آن را با استفاده از کاتالیست های فلزی کشف کردند. در 1998 ترانزیستور نانولوله ای در Delft و IBM ساخته شد. در سال 2001 در ماه آوریل کمپانی IBM شگردی را برای تولید اتوماتیک سطوح خالص و تمیز نیمه هادی از نانولوله ها اعلام کرد. در سال 2002 نانولوله های کربنی چند جداره به عنوان سریع ترین نوسان سازها (بیش از 50 گیگا هرتز) معرفی شدند و روشی سریع و دقیق برای مدل کردن رفتار الاستیک نانولوله به روش REBO ایجاد شد. در سال 2003 در ماه آوریل نشان داده شد که خم کردن نانولوله ، مقاومت آن را تغییر می دهد. در ژوئن روشی برای ساخت نانولوله هایی با خواص فلزی با خلوص بالای 80% ارائه شد. در سپتامبر NEC به فناوری ساخت با ثبات ترانزیستورهای نانولوله ای کربن دست یافت. در ماه نوامبر قیمت نانولوله ها در این سال از 20 تا  1000یورو در هر گرم ، بسته به میزان خلوص ، ترکیب (تک جداره ، دوجداره یا چند جداره) وسایر مشخصات تغییر کرد. در سال 2004 در ماه ژوئن محققان دانشگاه Tsinghua و دانشگاه ایالتی لوئیزیانا کاربرد نانولوله در لامپ های رشته ای ، به جای تنگستن را به نمایش گذاشتند. در مارس مجله ی نیچر عکس نانولوله ی تک جداره ای به طول 4cm را چاپ کرد. در آگوست مشاهده شد که تغییر ولتاژ اعمالی به یک نانولوله ، باعث ساطع شدن نور در نقاط مختلف در طول آن می شود. در سال 2005 در ماه می نمونه ی نمایش گر نانولوله ای صفحه تخت 10 سانتی متری با رزولوشن بالا به نمایش گذاشته شد. در ماه آگوست محققان در دانشگاه کالیفرنیا دریافتند که نانولوله های Y شکل می توانند به صورت ترانزیستور عمل کنند. در همین ماه شرکت جنرال الکتریک اعلام کرد که دیودهای نانولوله ای ساخته است که دارای بهترین عمل کرد بوده و دقیقا شبیه به دیودهای ایده آل (تئوری) عمل می کنند. هم چنین اثر فرتوولتائیک در دیود نانولوله ای مشاهده شد که می تواند به تحولی عظیم در ساخت سلول های خورشیدی منجر گردد ، کارایی آن ها را بهبود بخشد و بهره وری اقتصادی آن ها را افزایش دهد. مجددا در همین ماه صفحات نانولوله ای در ابعاد  سانتی متر ساخته شدند. در ماه سپتامبر کمپانی Applied Nanotech در تگزاس به همراه شش شرکت ژاپنی ، تلویزیون 25 اینچی نانولوله ای ساختند. این تلویزیون برخلاف برخی تلویزیون  های دیجیتال ، اثر نامطلوب موسوم به ghosting را ندارد. در سپتامبر محققان آزمایشگاه های LLNL نشان دادند که وقتی ماده ای منفجره نظیر PETN با لایه ای از نانولوله های تک جداره ی غنی شده با 29% آهن پوشش داده می شود ، می توان می توان آن را با تاباندن نور فلاش یک دوربین معمولی منفجر کرد در صورتیکه بدون استفاده از این پوشش ، این کار فقط با تاباندن یک اشعه ی قوی لیزر ممکن می شد. در سپتامبر محققان روش جدیدی برای پوشاندن MWNTها با مواد مغناطیسی را به نمایش گذاشتند که بعد از مرتب شدن در میدانی مغناطیسی می توانستند از فاصله ی 10 میکرومتری همدیگر را جذب کنند. نانولوله ها با گروه های اسید کربوکسیلیک با بار منفی فعال شده بودند. نانو ذرات مغناطیسی تهیه شده به روش ماسارت با شستشو در اسید نیتریک بار مثبت پیدا می کنند که توسط نیروی الکتروستاتیک به نانولوله ها می چسبند. مجددا در سپتامبر دانشمندان دانشگاه پوهانگ کره ی جنوبی و کلمبیای آمریکا تحت رهبری پروفسور فیلیپ کیم از کلمبیا و کیم کوانگ سو از پوهانگ ، موفق به بیرون کشیدن یک لوله ی تودرتو از MWNT شدند. در ماه اکتبر محققان دانشگاه ایالتی فلوریدا تحقیق درباره ی کاربرد صفحات نانولوله ای را آغاز کردند. در نوامبر مشاهده شد که سرعت جریان مایع از داخل نانولوله پنج برابر بیش از حد انتظار بود. در ماه دسامبر موسسه ی تحقیقات صنعتی هندوستان (Kanpur) وجود CNT در سرمه ی نرم را اعلام کرد. گزارش های صنعتی در این سال حاکی از رشد 10 تا 100 برابری تولید نانولوله با انواع و خلوص متفاوت در پنج سال آینده است.

در سال 2006 در ماه ژانویه ساخت لایه های نازک نانولوله به روش تبخیر انجام شد. در ژانویه روش جدید دیگری برای رشد جنگلی (توده ای) نانولوله ها اعلام شد. مجددا همین ماه افزایش الاستیسیته از 20% به 280% با ایجاد تغییرات شدید در قطر و هدایت نانولوله ها با بالا بردن دما. در ماه مارس IBM اعلام کرد که مداری الکترونیکی را به کمک نانولوله ها ساخته است. در همین ماه نانولوله ها به عنوان داربست برای ترمیم اعصاب صدمه دیده استفاده شد.

در ماه می IBM به روشی برای جاگذاری محل دقیق نانولوله دست یافت. در ماه ژوئن دانشگاه رایس ، ابزاری برای الک کردن نانولوله ها در ابعاد و خواص الکتریکی گوناگون اختراع کرد. در ماه جولای استفاده از نانولوله های کربنی در آلیاژ دوچرخه ، باعث پیروزی در مسابقات دوچرخه سواری توردوفرانس (دور فرانسه) 2006 شد. در ماه آگوست معلوم شد که نانولوله های نوسانی می توانند مولکول های منفرد را آشکار کنند و تشخیص دهند. در همین ماه کاهش قیمت تا نصف ، ظرف مدت زمان یک سال (تا 1.6 یورو بر گرم) در مقادیر یک کیلویی برای MWNT با قطر بزرگ تر از 50 نانومتر و طول 50میکرومتر انجام شد.

نویسنده: امین نیک خلق






نظرات() 

کشف نانولوله

نوشته شده توسط :Amin Nickkholgh
دوشنبه 5 اردیبهشت 1390-05:48 ب.ظ

کشف نانولوله

در سال 2006 ، مارک مونتیوکس و ولادیمیر کوزنتسف در مقاله ای در نشریه ی کربن به بیان مبدا و منشا نانولوله ها پرداختند. اغلب مقالات معروف و علمی ، کشف لوله های نانومتری توخالی کربنی را به سومیو ایجیما از کمپانی NEC در سال 1991 نسبت می دهند. ولی تاریخ نانولوله های کربنی شکل یافته از صفحه ی گرافیتی به گذشته ای دور و به سال 1952 برمی گردد. در آن سال رادوشکویچ و لوکیانویچ تصاویری واضح از لوله های 50 نانومتری کربنی را در نشریه ی روسی شیمی فیزیک به چاپ رساندند. چه بسا نانولوله های کربنی حتی قبل از آن سال هم ساخته شده بودند. ولی تا زمان اختراع میکروسکوپ های عبوری الکترونی (TEM) امکان مشاهده ی مستقیم این ساختارها فراهم نبوده است. دانشمندان در غرب متوجه این کشف نشده بودند ، زیرا به دلیل جنگ سرد ، تبادل اطلاعاتی بین غرب و شرق بسیار ضعیف بود و مقاله نیز به زبان روسی به چاپ رسیده بود.

قبل از اولین تولید مصنوعی و کشف فولرین های کوچک تر C60 و C70 ، این باور وجود داشت که این مولکول های کروی بزرگ عموما ناپایدارند. اما محاسبات چند دانشمند روسی نشان  داد که مولکول C60 در حالت گازی پایدار است و شکاف باند بزرگی دارد. فولرین ها نیز مشابه اغلب کشفیات بزرگ علمی دیگر ، به طور تصادفی کشف شدند.

در سال 1985 ، کروتو و اسمالی با نتایجی عجیب در طیف جرمی کربن تبخیر یافته مواجه شدند. پس از این حادثه فولرین ها کشف شدند و پایداری آن ها در حالت گازی اثبات شد. اولین مشاهدات فولرین ها در طیف نگاری جرمی غیر منتظره بود و اولین روش تولید انبوه توسط کرچمر و هافمن تا سال ها (قبل از پی بردن به اینکه این روش فولرین تولید می کند) استفاده می شده است.

جستجو برای دیگر فولرین ها نیز آغاز شد و در سال 1991 نانولوله های کربنی توسط ایجیما و همکارانش کشف شدند. کشف نانولوله های کربنی توسط ایجیما در ماده ی حل نشدنی لوله های گرافیتی سوخته شده ، در دوده ی حاصل از تخلیه ی قوس الکتریکی دو میله ی کربنی ، آغازی بر فناوری امروزی نانو درباره ی نانولوله های کربنی شد. این کشفی اتفاقی در ارتباط با فولرین ها بود ، هرچند برای تولید فولرین های باکمینسر ، روش تخلیه ی قوس الکتریکی به خوبی شناخته شده بود. از آن پس محققان زیادی از سرتاسر جهان به مطالعه و بررسی این نانولوله ها مشغول شده اند.

به نظر می رسد که نانولوله های کربنی به طرز غیر مترقبه ای کشف شده اند. اما در مقاله ای که توسط ابرلین ، اندو و کویاما در سال 1976 چاپ شد ، فیبرهای توخالی کربنی در ابعاد نانومتری به روش رشد بخار ، به وضوح نشان داده شده بودند. همچنین در سال 1987 در آمریکا اختراعی به نام تننت برای تولید فیبرهای مجزای استوانه ای کربن با قطری بین 3.5 تا 70 نانومتر و طولی حدود 102 برابر قطر آن ثبت شد. اخیرا کشف نانولوله های کربنی را به اندو و شفاف سازی ساختار نانولوله ها را به ایجیما نسبت می دهند.

ساختار یک بعدی نانولوله ها بسیار مورد توجه فیزیک دان هاست ، زیرا امکان آزمایش در فیزیک کوانتومی یک بعدی را برای آن ها  فراهم می سازد. ساختار درون تهی آن ها هم بسیار مورد توجه شیمی دان هاست ، زیرا امکان در برگیری مولکول ها ، واکنش در فضای محصور و رهاسازی کنترل شده ی مولکول ها برای مصارفی نظیر رساندن دارو به بدن را ایجاد می کند.

نویسنده: امین نیک خلق





نظرات() 

ساختار نانولوله های کربنی

نوشته شده توسط :Amin Nickkholgh
یکشنبه 4 اردیبهشت 1390-03:07 ب.ظ

ساختار نانولوله های کربنی

نانولوله های کربنی (CNT) نوعی آلوتروپ کربن هستند که در سال 1952 برای اولین بار کشف شده اند. آن ها استوانه ای شکل هستند و خواص شگفت انگیزی دارند که برای بکارگیری در بسیاری از کاربردهای نانو فناوری ، الکترونیک ، مکانیک ، اپتیک ، کشاورزی ، صنایع هوا - فضا ، مخابرات و بسیاری حوزه های دیگر مناسب هستند. آن ها استحکامی خارق العاده و خواص الکتریکی منحصر به فردی دارند و نیز هادی خوبی برای حرارت می باشند. نانولوله عضوی از خانواده ی فولرین هاست که باکی بال ها را نیز شامل می شود. فولرین ها خوشه ی بزرگی از اتم های کربن در قالب یک قفس بسته می باشند و از ویژگی های خاصی برخوردارند که پیش از این در هیچ ترکیب دیگری یافت نشده بود. بنابراین فولرین ها به طور کلی خانواده ای جالب توجه از ترکیب ها را تشکیل می دهند که با اطمینان می توان گفت در کاربردها و فناوری های آینده استفاده ی وسیع خواهند داشت. 

ساختارهای عجیب و زیادی از فولرین ها وجود دارد ، شامل: کروی منظم ، مخروطی ، لوله ای و همچنین اشکال پیچیده و عجیب دیگر. در اینجا به توضیح مهم ترین و معروف ترین آن ها می پردازیم. ساختار باکی بال به شکل کره و نانولوله به شکل استوانه است (که معمولا یک یا هر دو سر آن با درپوش نیم کروی از ساختار باکی بال پوشیده شده است). نام آن از اندازه اش گرفته شده ، زیرا قطر آن در ابعاد نانومتر است (تقریبا 50000 برابر کوچک تر از قطر موی سر انسان). این در حالی است که طول آن می تواند به بلندی چند میلی متر برسد. طول بلند و قطر کوچک آن ها نسبت طول به قطر بسیار بزرگی را باعث می شود. بنابرین می توان آن ها را تقریبا به صورت فولرین های یک بعدی در نظر گرفت. به این ترتیب انتظار می رود این مواد از خواص جالب الکترونیکی ، مکانیکی و مولکولی ویژه ای برخوردار باشند. در اوایل ، تمام مطالعات تئوری نانولوله های کربنی به بررسی اثر ساختار تقریبا یک بعدی آن ها بر خواص مولکولی و الکترونیکی شان معطوف می شد.

نانولوله ها دارای دو دسته ی اصلی هستند: نانولوله های تک جداره (SWNTs) و نانولوله های چند جداره (MWNTs). نانولوله های تک جداره را می توان به صورت ورقه های بلند گرافیت در نظر گرفت که به شکل استوانه پیچیده شده اند. نسبت طول به قطر نانولوله ها حدود 1000 است و همان گونه که قبلا ذکر شد ، می توان آن ها را به عنوان ساختارهای تقریبا یک بعدی در نظر گرفت. نانولوله ها تماما از پیوند sp2 مشابه گرافیت تشکیل شده اند. این ساختار پیوند ، از پیوند sp3 موجود در الماس قوی تر است و استحکام منحصر به فردی به این مولکول ها می دهد. نانولوله ها معمولا تحت فشار نیروهای واندروالسی به شکل ریسمان به هم می چسبند. نانولوله ها تحت فشار زیاد می توانند به یکدیگر متصل شوند و این امکان به وجود می آید که بتوان نانولوله ای به طول نامحدود و با همان خواص کاربردی نانولوله ها که پیش تر ذکر شد تولید کرد.

باکی بال (C60)


نویسنده: امین نیک خلق



نظرات() 

مقدمه ای بر کامپوزیت ها (3)

نوشته شده توسط :Amin Nickkholgh
شنبه 3 اردیبهشت 1390-09:43 ق.ظ

الیاف کربن و گرافیت :

این الیاف، یکی از مهمترین رشته های تقویت کننده در تمامی انواع کامپوزیت ها هستند. الیاف گرافیت یکی از انواع خاص رشته کربنی است که پس از حرارت دهی به آن به دمایی بالاتر از 2400 می رسد. این فرآیند که به گرافیت سازی موسوم است، باعث ایجاد یک ساختار کریستالوگرافی جهت دار ولایه ای می شود که خواص فیزیکی و شیمیایی بسیار متفاوتی از دیگر انواع غیر گرافیتی کربن دارد. یکی از حالات ویژه گرافیت، گرافیت تک کریستال است. چنین تک کریستالی دارای نظم هگزاگونالی و در نتیجه خواص ناهمسانگرد می باشد. در یک رشته کربنی، خواصی مانند مدول الاستیک در راستای طول وعرض رشته ویا جهت شعاعی آن، تفاوت خواهد کرد. در یک رشته کربنی با هم جهت تر شدن صفحات قائده، یعنی گرافیتی تر شدن ساختار، مدول در راستای محور افزایش یافته و ناهمسانگردی بیشتر خواهد شد. مزایا و معایب الیاف کربنی عبارتند از :

مزایا :

·        استحکام کششی بالا

·        مدول کششی بالا

·        وزن مخصوص پایین

·        ضریب انبساطی حرارتی پایین

·        استحکام خستگی بالا

معایب :

·        استحکام ضربه پایین (شکننده)

·        هدایت الکتریکی بالا

·        کرنش در شکست (پایین)

·        قیمت بالا


نویسنده: حسین رئس زاده دهکردی
ادامه مطلب


نظرات() 

مقدمه ای بر کامپوزیت ها (2)

نوشته شده توسط :Amin Nickkholgh
شنبه 3 اردیبهشت 1390-09:36 ق.ظ

الیاف شیشه:

الیاف شیشه مشهورترین تقویت كننده مورد استفاده در صنعت كامپوزیت می‌باشد و انواع مختلفی از آن به صورت تجاری وجود دارند كه برخی از آنها عبارتند از:

E، D،C ، . R تركیبات شیمیایی این الیاف با هم متفاوت است و هر كدام برای كاربرد خاصی مناسب است. این ترکیبات در جدول  1 نشان داده شده اند. تقریباَ 90 درصد الیاف مورد استفاده در كامپوزیتهای مهندسی الیاف شیشه می‌باشد. مزایا و معایب این الیاف عبارتند از :

مزایا :

1.       قیمت نسبتا پایین

2.       استحکام کششی بالا

3.       خواص عایقی حرارتی والکتریکی بالا

4.       مقاومت رطوبت و خوردگی مناسبی دارد.

معایب :

1.       مقاومت خستگی نسبتا پایین

2.       مدول نسبتا پایین در مقایسه با دیگر الیاف

3.       مقاومت کم سایش


 


ادامه مطلب


نظرات() 

مقدمه ای بر نانولوله های کربنی (اهمیت)

نوشته شده توسط :Amin Nickkholgh
جمعه 2 اردیبهشت 1390-10:57 ق.ظ

نانولوله ها در حوزه ی نانو فناوری که از تکنولوژی های بسیار جدید بشر است قرار می گیرند و با توجه به کاربردهای گسترده شان در علوم مختلف مانند : فیزیک ، شیمی ، مکانیک ، برق ، علوم زیستی ، بهداشت و پزشکی و نیز صنایع از قبیل : خودرو سازی ، کشتی سازی ، هواپیما سازی و هوا فضا ، کشاورزی ، و صنایع برق ، الکترونیک و کامپیوتر ، مورد توجه و سرمایه گذاری زیادی در سال های اخیر قرار گرفته اند.

تحقیقات دانشگاه های بزرگ و معتبر جهان در آمریکا و انگلستان و کشور های دیگر و نیز ارتباط گسترده ی بین صنایع و مراکز تولید علم در ارتباط با این موضوع نشان دهنده ی آینده ی بسیار روشن نانوفناوری و تکنولوژی های در مقیاس نانو است.

در حال حاضر آمریکا و ژاپن بیشترین سرمایه گذاری را در این بخش انجام داده اند و به پیشرفت های شگرف و قابل قبولی در نانوفناوری دست پیدا کرده اند که باعث ایجاد انواع نوآوری ها در صنایع شده است. دیگرکشورها مانند ایران نیز با سرمایه گذاری و ایجاد امکانات ، فرصت مطالعه و تحقیقات را برای دانشمندان و دانشجویان فراهم کرده و به نوبه ی خود سهم قابل توجهی در این پیشرفت ها دارند.

نویسنده: امین نیک خلق





نظرات() 

مقدمه ای بر کامپوزیت ها (1)

نوشته شده توسط :Amin Nickkholgh
جمعه 2 اردیبهشت 1390-09:57 ق.ظ


ادامه مطلب


نظرات() 




درباره وبلاگ:



آرشیو:


آخرین پستها:


پیوندها:


پیوندهای روزانه:


صفحات جانبی:


نویسندگان:


نظرسنجی:


آمار وبلاگ:







The Theme Being Used Is MihanBlog Created By ThemeBox