نسوز کوره بلند
پنج‌شنبه 04 اردیبهشت 1393 ساعت 16:11 | بازدید : 1999 | نویسنده : metallurgyy | ( نظرات 0 )

خصوصیات نسوز کوره بلند (Blast Furnace Refractories) در قسمت های مختلف را با توجه به شرایط کار آن ناحیه می توان به شکل زیر تقسیم بندی نمود:

الف) گلوی کوره تا خط بار

این ناحیه کوره بلند، تحت تاثیر نیروهای ضربه ای و سایشی شدید قرار دارد. عامل مخرب دیگری که در این ناحیه وجود دارد، رسوب کربن است. به منظور جلوگیری از اثرات مضر ضربه و سایش، نسوز گلوی کوره بلند، با صفحات فولادی مقاوم به سایش پوشیده و تجهیز می شود. اما این صفحات کاتالیزور مناسبی برای واکنش رسوب کربن هستند. به منظور کم کردن این اثر، می توان صفحات مزبور را پوشش داد یا از عملیات ماسه زنی استفاده کرد. طراحی دهانه کوره بلند نیز سهم به سزایی در خوردگی و سایش دیواره ها دارد. شکل زیر دو نوع دهانه را در حالت ابتدایی و پس از فرسایش نشان می دهد.

نحوه فرسایش نسوز در کوره بلند دو نوع دهانه مختلف ، پیش از فرسایش (سمت چپ) و پس از فرسایش (سمت راست) 1

مسئله دیگری که در نسوز این ناحیه از کوره ممکن است رخ دهد، رسوب فلزاتی مثل روی و سرب در داخل نسوز است که باعث انهدام آن ها می شود. اگر چه تخریب قلیایی ها در قسمت های پایین تنوره کوره بلند چشمگیرتر است، ولی تا حدود خط بار نیز تاثیر قلیایی هایی مانند اکسیدهای سدیم و پتاسیم و ... بر روی نسوزها مشاهده شده است.

ب) بدنه کوره یا تنوره

تنوره کوره بلند فعال ترین محل برای واکنش رسوب کربن است. با توجه به اینکه واکنش به دما وابسته است و در دمای حدود 450 درجه سانتی گراد بیشترین سرعت را دارد، بنابراین واکنش مزبور بر حسب فاصله از خط بار می تواند در مقاطع و ضخامت های مختلف از نسوز تنوره کوره بلند رخ دهد. مثلا در قسمت های پایین تنوره کوره بلند، بیشترین رسوب کربن در مناطقی از دیواره نسوز که نزدیک به جوشن است رخ می دهد در حالیکه در قسمت های بالای تنوره، رسوب کربن بیشتر در آجرهای نزدیک به داخل کوره و در سطح داخلی کوره بلند رخ می دهد. بنابراین، خسارت مربوط به رسوب کربن در تمام طول تنوره و در تمام ضخامت دیواره کوره بلند وارد می شود.

در کوره های جدید که دیواره تنوره به وسیله جعبه های آب سرد می شود مسئله ذکر شده در بالا وجود ندارد. دو سوم پایین تنوره کوره بلند حساس ترین ناحیه برای فعالیت و خسارت ناشی از قلیایی ها است. در نسوز های تخریب شده که از این نواحی بدست آمده گاهی تا 30 درصد عناصر قلیایی مشاهده شده است. واکنش عناصر قلیایی با نسوز دیواره کوره بلند باعث تشکیل ترکیبات سه تایی در قشر سطحی آجر شده (ترکیباتی با دمای یوتکتیک پایین) که خود باعث ایجاد پوسته ای با مقاومت کم به ضخامت چند سانتی متر در سطح نسوز می شود. بنابراین، به نظر می رسد فرسایش نسوز در قسمت تنوره بیشتر به علت تراشه شدن یا پوسته شدن قشر مذکور باشد. با توجه به آنچه گفته شد نسوز کوره بلند در قسمت تنوره یا بدنه باید نسبت به رسوب کربن و قلیایی ها مقاوم باشد. بنابراین باید کاملا متراکم بوده و نفوذ پذیری کمی نسبت به گازها داشته باشد. آجرهای نسوز در این قسمت باید حاوی حداقل مقدار آهنباشد زیرا وجود آهن در نسوز، واکنش رسوب کربن را تسریع می کند. نسوزی که در این قسمت استفاده می شود معمولا رسی بوده و دارای 39 تا 42 درصد آلومینا می باشد. حتی از نسوز هایی با بیش از 42 درصد آلومینا هم استفاده شده است.

ج) نسوز ناحیه شکم و لوله های دم

نسوزهای ناحیه شکم کوره بلند در معرض دمای بالا و مواد سرباره هستند و بیشترین خسارت وارده به نسوزهای این منطقه بدین دلیل می باشد. بدون استفاده از خنک کننده، از مواد نسوز متداول مانند نسوزهای آلومینایی، آلومینوسیلیکاتی و حتی مواد نسوز مرغوب تر مانند مولایت هم نمی توان برای مدت زیاد استفاده کرد. نحوه و الگوی فرسایش در نسوزهای این قسمت بستگی به محل و فاصله خنک کننده ها دارد و منطبق بر الگوی درجه حرارت است. به عبارت دیگر بیشترین فرسایش در نواحی بین دو سرد کننده، جایی که اثر سرد کنندگی کمتر و دما بالاتر می باشد، رخ می دهد. در کوره های بلند جدید برای افزایش بازده تولید، دمش هوا با سرعت بیشتر و دماهای بالاتر انجام می شود، هم چنین مواد سوختی کمکی (مانند گاز یا سوخت مایع) نیز توسط هوای دم به کوره تزریق می شود. این شرایط، کار مواد نسوز را در ناحیه شکم و لوله های دم مشکل تر نموده و باعث فرسایش بیشتر آن ها می شود. به طوری که حتی از آجرهای نسوز متداول هم نمی توان در ناحیه شکم استفاده نمود. استفاده از نسوزهای کربنی درناحیه شکم به مقدار زیادی مشکلات این ناحیه را حل کرده است و نسوزهای کربنی ممکن است از مواد نفتی، آنتراسیت یا کک ساخته شوند. آجرهای پایه گرافیتی دارای 98-96 درصد کربن و در حدود 2.5-1 درصد مخلوط سیلیس و آلومینا دارند. در آجر های پایه آنتراسیتی مقدار کربن در حدود 94-88 درصد و مقدار مخلوط آلومینا و سیلس آن ها در محدوده 5 تا 10 درصد است.

به طور کلی، آجرهای نسوز کربنی مزایای زیر را در مقایسه با نسوزهای رسی دارند:

1- مقاومت شیمیایی بسیار خوبی در مقابل سرباره و فلز مذاب دارند.

2- ضریب هدایت حرارتی نسوزهای کربنی بیش از نسوز های رسی است بنابراین بهتر سرد می شوند.

3- تغییرات حجمی کمی دارند به عبارت دیگر، ضریب انبساط کمی دارند.

4- استحکام کافی در دماهای بالا دارند.

5- تخلخل کم داشته و غیر قابل نفوذ در مقابل مذاب می باشند.

تنها عیبی که آجرهای نسوز کربنی دارند، خطر اکسیداسیون آن ها در تماس با اکسیژن و آب است. چنانچه آب یا هوا از جایی به سطح نسوزهای کربنی نفوذ کند، باعث اکسیداسیون و تخریب آن ها می شود، هم چنین اکسیدهای موجود در سرباره ممکن است باعث خورده شدن این نسوزها شوند. در هر صورت نسوزهای کربنی گران قیمت تر هستند و نیاز به طراحی دقیق تری دارند ولی در عوض عمر طولانی تر دارند و می توان با استفاده از آن ها ضخامت نسوز دیواره های کوره بلند را کاهش داد. هدایت حرارتی خوب نسوز های کربنی باعث شده که خنک کردن کوره بلند بهتر شود ولی همانطور که گفته شد، بایستی از سیستم خنک کننده دقیقی استفاده کرد تا از نشت احتمالی آب جلوگیری شود (استفاده از خنک کننده های خارجی). نسوزهای ساخته شده از مواد نفتی مقاومت کمتری دارند. بنابراین، استفاده از آن ها برای ناحیه شکم کوره بلند توصیه نمی شود. در اطراف لوله های دم و مجاری خروج مذاب و سرباره به علت شرایط اکسید کننده، از نسوزهای رسی استفاده می شود.

د) نسوز بوته کوره بلند

بوته کوره بلند، محل جمع آوی مذاب و سرباره است. بنابراین نسوز آن بایستی در شرایط بسیار سختی کار کند و باید دارای شرایط زیر باشد:

1- دماهای بالا را تحمل کند (حدود 1600 درجه سانتی گراد).

2- با سرباره و فلز مذاب واکنش ندهد.

3- در مقابل نفوذ فلز مذاب مقاوم باشد.

4- در مقابل شوک حرارتی مقاوم بوده و در عین حال تخلخل آن کم باشد.

در گذشته برای این قسمت کوره بلند، از آجرهای نسوز آلومینوسیلیکاتی با درصد بالای آلومینای استفاده می شد ولی امروزه از نسوزهای کربنی استفاده می شود. مسئله مهمی که در آجر چینی بوته وجود دارد، امکان نشت مذاب از بین اتصالات آجرهای نسوز است. برای پیشگیری از این مسئله، آجرهای نسوز مصرفی در این قسمت را بایستی در حد امکان بزرگ ساخت ( به صورت بلوک های نسوز) و ابعاد آن نیز بایستی دقیق باشد تا فصل مشترک بین آجرها (یا بند آجرها) ظریف و حداقل باشد. به علت هدایت حرارتی خوب کربن، سرد کردن بوته با آب مفید بوده و عمر نسوز بوته را طولانی می کند. از آنجا که نسوزهای کربنی هیچ نوع واکنشی با سرباره نمی دهند، فرسایش نسوز دیواره های بوته منحصرا به علت سایش در اثر حرکت فلز مذاب و اکسیداسیون است. مسئله اکسیداسیون در اطراف مجرای خروج مذاب جدی تر است و گاهی رطوبت موجود در مذاب نسوز که برای مسدود کردن مجرا به کار می رود، عامل اکسید شدن نسوز می شود.

کف بوته کوره بلند علاوه بر دمای بالا، تحت تاثیر نیروی فشاری زیادی است. بنابراین استفاده از آجر یا بلوک های نسوز با تخلخل زیاد ممکن است باعث نفوذ مواد به کف کوره و در نتیجه نشست آن (انقباض) شود. در گذشته کف کوره تماما از نسوزهای رسی با 40 تا 45 درصد آلومین ساخته می شد ولی امروزه استفاده از بلوک های کربنی در کف کوره نیز متداول شده است. در اولین تلاش های انجام شده برای این منظور ، ابتدا در آمریکا 112 سانتیمتر (45 اینچ) از ضخامت کف کوره بلند از نسوز کربنی ساخته و در زیر آن از نسوز رسی استفاده شد. این طراحی با شکست مواجه شد زیرا به علت هدایت حرارتی خوب کربن، خط انجماد پایین تر از نسوز کربنی و در داخل نسوز های رسی واقع می شود هم چنین نسوزهای کربنی به علت وزن مخصوص کم، در جای خود باقی نمانده و آجرها یا بلوک های نسوز در سطح مذاب شناور می شوند. برای رفع اشکال دوم، کف کوره را به شکل مقعر ساختند و از بلوک های کربنی موج دار استفاده نمودند. برای رفع اشکال اول ضخامت نسوز کربنی را در کف تا 270 سانتیکتر (9 فوت) افزایش دادند و استفاده از خنک کننده های افقی برای کف بوته پیشنهاد شد. استفاده از خنک کننده های آبی افقی برای کف بوته کوره بلند اگرچه بسیار موثر است ولی ریسک بسیار بزرگی است زیرا نفوذ احتمالی آب از این خنک کننده ها، ایجاد انفجار در کف کوره می کند که صدمات زیادی به همراه دارد. اخیرا برخی از کوره ها از سیستم های خنک کننده به صورت دمش هوا در کف کوره بلند استفاده کرده اند.

نسوز برج های گرم کننده هوا

برج گرم کننده از دو قسمت اصلی محفظه احتراق و ناحیه مشبک یا لانه زنبوری تشکیل شده است. شراط خاصی که در این برج ها وجود دارد، مسئله نوسان های حرارتی (شوک حرارتی) در اثر سرد شدن و گرم شدن متوالی، گرد و غبار موجود در گاز مورد مصرف و نیاز به بیشترین سطح برای تبادل حرارت در ناحیه مشبک است. نسوز مورد استفاده در این برج ها باید نسبت به شوک حرارتی حداقل حساسیت را داشته باشد و در برابر سرد و گرم شدن، مقاومت خوبی داشته باشد. برای اینکه نسوز مقاومت بالایی در مقابل شوک حرارتی داشته باشد، بایستی میزان تخلخل آن زیاد باشد ولی با توجه به اینکه آجرهای نسوز در مناطق پایین بایستی وزن آجرهای بالایی را تحمل کنند و از طرفی مشکل نفوذ گرد و غبار موجود در گاز به داخل منافذ آجر، عملا نمی توان تخلخل آجرهای نسوز را افزایش داد.

در برج های گرم کننده، از گاز کوره بلند به عنوان سوخت استفاده می شود. این گاز اگر چه قبلا توسط دستگاه های مختلف تمیز شده است اما باز هم مقداری مواد جامد ریز با خود دارد. این مواد شامل اکسیدهای آهن، ذرات آهک و مواد قلیایی است. رسوب این مواد روی نسوز برج های گرم کننده باعث تخریب آن ها می شود، بنابراین بایستی نسوز در مقابل این مواد نیز مقاوم باشد. هم چنین گاز مصرفی بایستی کاملا تمیز باشد. در مورد آجرهای نسوز ناحیه لایه زنبوری علاوه بر خصوصیاتی که ذکر شد، بایستی بیشترین سطح تبادل گرما را داشته باشند. آجرهای این ناحیه به علت شکل خاصی که دارند سال ها به صورت دستی تهیه می شدند که کیفیت مناسبی نداشتند اما امروزه با دستگاه های پیشرفته می توان به کیفیت مطلوب تری رسید. برای داشتن حداکثر تبادل حرارت، آجرهای ناحیه مشبک را به اشکال هندسی مشخصی می سازند که انواع آن ها در شکل روبرو آمده است. ساده ترین و ارزان ترین نوع آجر چینی که بیشترین کاربرد را دارد، نوع حصیری می باشد. در این روش، آجرهای ساده را طوری کنار هم قرار می دهند که بین آن ها فضاهای خالی مکعب مستطیل شکل ایجاد شود. این نوع آجرچینی کیفیت یکنواخت تری دارد. آجر چینی ناحیه مشبک به دو صورت انجام می شود:

  

 

- روش قدیمی

در این روش، آجر چینی ناحیه مشبک به صورت کاملا متحدالشکل و یکنواخت می باشد. به عبارت دیگر مجراهایی که بین آجرها برای عبور گاز تعبیه شده، از بالا تا پایین ناحیه مشبک یک اندازه و دارای سطح مساوی برای انتقال حرارت هستند.

2- روش جدید

در این روش، آجر چینی ناحیه مشبک طوری طراحی شده که ظرفیت گرمایی بر حسب متر مربع سطح گرم کننده به طور یکنواخت توزیع شود و از بالا به پایین کم می شود. در اغلب سیستم ها، مقطع کانال ها از بالا به پایین کم می شود یعنی مجاری عبور هوا و گاز در بالا بزرگتر و در پایین کوچکترند. به عبارت دیگر سطح گرم کننده در پایین زیادتر است. این روش طراحی رژیم حرارتی بهتری را در ناحیه مشبک ایجاد می کند.

بر حسب شرایط کار قسمت های مختلف برج گرم کننده، ممکن است از نسوزهای مختلفی استفاده شود. نسوز های نقاط مختلف برج های گرم کننده به صورتی انتخاب شده که مقاومت خزشی مناسب بر حسب دمای مورد استفاده را داشته باشند. نسوزهای مورد مصرف در برج های گرم کننده بایستی در مقابل نوسان های حرارتی و اثرات مواد گداز آور قلیایی و اکسیدهای آهن مقاوم باشند. در قسمت هایی از برج که دما بالاتر از 1000 درجه سانتی گراد نیست و در لایه های خارجی دیواره، می توان از نسوز های رسی با حدود 40 درصد آلومینا استفاده کرد. در دیواره مقابل مشعل،نقاط بالای محفظه احتراق و نواحی مشبک که نسوز بایستی دماهای بالا را تحمل کند هم چنین مقدار گرمای زیادی را در خود ذخیره کند، معمولا از نسوزهایی با مقادیر زیاد آلومینا مانند مولایت و یا سیلیمانیت استفاده می کنند. این نسوزها دارای وزن مخصوص، نقطه خمیری شدن و ثبات حجمی بالاتری در مقایسه با نسوزهای رسی معمولی هستند. بالا بودن وزن مخصوص این نسوز ها برای داشتن ذخیره حرارتی بیشتر است و در هر صورت برخی از کارخانه های جدید که از برج های گرم کننده بزرگ استفاده می کنند، ترجیح داده اند که تناوب زمانی کار برج ها را کوتاه تر کنند تا از نسوزهای ارزان تر استفاده کنند. عمر نسوزهای برج های گرم کننده شدیدا به مقدار ناخالصی ها و آلودگی های گاز (به خصوص مواد قلیایی و اکسیدهای آهن) و دوره فعالیت آن ها بستگی دارد.

 

علل تخریب نسوزهای کوره های بلند

ویرایش
 
 
 
 

علل عمده از بین رفتن و فرسایش نسوزها در داخل کوره بلند به قرار زیر است:

1- سایش و ضربه

نسوز کوره بلند، به خصوص در قسمت های بالا (گلو و خط بار) در اثر برخورد و تماس با مواد شارژ، تحت تاثیر نیروهای سایشی و ضربه ای قرار دارند. میزان تاثیر این نیروها در خراب شدن نسوز کوره بلند تابع شرایط فیزیکی بار کوره بلند و نحوه بارگیری است. سایش نسوز اگر چه در قسمت های پایین کوره بلند کمتر است ولی خطرناک تر می باشد زیرا ایجاد خراش در نسوز کوره بلند در قسمت های زیر خط بار، باعث تشدید نفوذ تجزیه کننده هایی مانند اکسید کربن و قلیایی ها می شود.

2- رسوب کربن

گاز CO در دمای بالا پایدارتر از گاز دی اکسید کربن است و هر چه دما کمتر شود، ترتیب پایداری برعکس می شود. بنابراین در کوره بلند در قسمت های بالای تنوره در اثر کاهش دما، گاز طبق واکنش رسوب کربن تجزیه خواهد شد. در شرایط کوره بلند، این واکنش در دمای حدود 500 درجه سانتی گراد رخ می دهد. عامل دیگری که درانجام واکنش رسوب کربن موثر است، وجود اکسید آهن است که به عنوان کاتالیزور عمل می کند. بنابراین واکنش بالا در حضور اکسید آهن، سریع تر انجام می شود. انجام واکنش رسوب کربن در سطح آجرهای نسوز کوره بلند، باعث رسوب کربن در منافذ آجرها و روی سطح آجر ها می شود در نتیجه باعث ترک خوردن و تجزیه آجر می شود. معمولا مقاومت آجر و مصالح نسوز را در مقابل رسوب کربن توسط عبور دادن جریان گاز CO از روی آجر در دمای حدود 450 درجه سانتی گراد و اندازه گیری زمان لازم جهت تجزیه آن تعیین می کنند. این آزمایش با استاندارد های مختلف انجام می شود. روش های دیگری هم برای تعیین مقاومت آجر و یا حساسیت آجر نسبت به رسوب کربن، وجود دارد. در روش دیگر، از درون استوانه ای که شامل آجر نسوز خرد شده است به مدت 4 ساعت گاز CO در دمای 450 درجه سانتی گراد عبور می دهند و وزن گاز دی اکسید کربن خارج شده از استوانه را که مقیاسی از رسوب کربن و خوردگی آجر است، اندازه گیری می کنند. با توجه به آنچه گفته شد، برای اینکه آجر نسوز یا آستر کوره بلند در مقابل رسوب کربن مقاوم باشد بایستی اولا کاملا متراکم با قابلیت نفوذ پذیری کم باشد، ثانیا عاری از مواد آهن دار باشد و ثالثا خوب پخته شده باشد.

3- بخار های فلزات قلیایی

چنانچه در بار کوره بلند ترکیبات قلیایی که دمای تبخیر پایین دارند وجود داشته باشند، در قسمت های پایین کوره بخار می شوند و در قسمت های بالای کوره هنگام نفوذ در داخل آجرها مجددا متبلور می شوند. این عمل که همراه با تشکیل ترکیباتی مانند نفلین یا کالیوفیلیت در آجر نسوز است، باعث ترک برداشتن و تجزیه آجر می شود. از جمله مواد مضر در کوره بلند روی و سرب است. روی و سرب در قسمت های گرم کوره بخار شده و در قسمت های سرد ضمن نفوذ به داخل آجرها اکسید و منجمد می شوند. اکسیداسیون این مواد در داخل منافذ آجر نسوز همراه با افزایش حجم است که باعث متلاشی شدن آجر می شود.

4- تاثیر سرباره

با توجه به بازیسیته سرباره در کوره بلند، بایستی مواد نسوزی که در تماس با سرباره هستند به صورتی انتخاب شوند که با سرباره واکنش شیمیایی انجام ندهند. در این رابطه باید تاثیر خاکستر کک را در ناحیه لوله های دم در نظر داشت.

5- دما

تنها نسوز ناحیه احتراق و بوته کوره بلند است که در دماهای بالا کار می کند در نتیجه نسوزهای این ناحیه بایستی نقطه خمیر شدن بالایی داشته باشد.

 

خنک کردن کوره بلند

ویرایش
 
 
 
 

برای اینکه عمر نسوز کوره بلند افزایش یابد، خنک کردن نسوزهای کوره بلند لازم است. ساده ترین راه برای خنک کردن پوسته خارجی و نهایتا آجر چینی کوره، ریختن آب بر روی جوشن یا پوسته فلزی کوره بلند است. این روش امروزه فقط در مواقع اضطراری به کار می رود و معمولا از سرد کننده های داخلی استفاده می شود. برای سرد کردن بدنه یا تنوره کوره بلند، از خنک کننده های جعبه ای که ابعاد آن به اندازه آجر نسوز است و از جنس برنز، مس یا فولاد می باشد، استفاده می شود. این جعبه ها که در داخل آن ها آب جریان دارد، به صورت شطرنجی در داخل دیواره کوره نصب می شود. دستگاه های سرد کننده صفحه ای از صفحات چدنی تشکیل شده اند که داخل آن ها لوله های فولادی بدون درز برای گردش آب قرار داده شده است. این صفحات با ابعاد و شکل های مخصوص برای قسمت های مختلف کوره بلند ساخته می شوند. سرد کننده های صفحه ای که در تنوره کوره بلند به کار می روند، بر اساس شکل، دارای جریان آب افقی و عمودی است. در قسمت های بوته، شکم کوره بلند و ناحیه لوله های دم نیز از خنک کننده های صفحه ای استفاده می شود. کف بوته کوره بلند، یعنی زیر بلوک های کربنی نیز توسط خنک کننده های صفحه ای یا لوله های هوا سرد می شود.

 
|
امتیاز مطلب : 0
|
تعداد امتیازدهندگان : 0
|
مجموع امتیاز : 0
ده ماده ای که جهان را تغییر خواهند داد (Ten Materials That Will Change The World)
پنج‌شنبه 04 اردیبهشت 1393 ساعت 16:08 | بازدید : 979 | نویسنده : metallurgyy | ( نظرات 0 )

ده ماده ای که جهان را تغییر خواهند داد (Ten Materials That Will Change The World)، فهرستی از ده ماده پیشرفته است که به تدریج به زندگی روزمره ما وارد خواهند شد. در حال حاضر انقلابی آرام در حال شکل گیری در آزمایشگاه های سراسر جهان است. دانشمندان به دنبال راه هایی برای تغییر مواد در مقیاس های بسیار کوچک هستند. این تحول موادی را در اختیار ما قرار می دهد که زمانی تنها در رمان های علمی تخلی یافت می شد. اما تولید این مواد چیزی بیش از ماجراجویی های علمی هستند. این مواد کارا هستند و به تدریج با کاربردهایی که در آینده خواهند یافت، جهان را متحول خواهند کرد.

 

فروفلوئیدها

ویرایش
 
 
 
 

10- فروفلوئیدها (FerroFluids)

فروفلوئیدها فلزات مایعی هستند که توانایی تغییر شکل دارند. این مواد حاوی ذرات میکروسکپی مگنتیت، هماتیت یا برخی دیگر از ترکیبات حاوی آهن هستند که در یک مایع پراکنده شده اند. فروفلوئیدها به شکل خزنده وارد زندگی روزمره شده اند. این مواد به عنوان عایق برای قطعات چرخنده داخل کامپیوتر مورد استفاده قرار می گیرند و از تخریب داده ها به وسیله خاک و آلودگی جلوگیری می کنند. اما نقشه های بزرگتری برای استفاده از این مواد وجود دارد. ناسا قصد دارد تا در سیستم های کنترل فضاپیما از آن ها استفاده کند و محققان کانادایی می گویند که با استفاده از این مواد می توان نسل آینده آینه های تلسکوپ را ساخت. یکی از بزرگترین پتانسیل های استفاده از این مواد در پزشکی است. محققان ویرجینیا تک در آمریکا روی درمان سرطان با فروفلوئیدهای حاوی نانوذرات اکسید آهن تحقیق می کنند. این مایع به وسیله آهنربا به سمت تومور هدایت می شود و سپس میدان مغناطیسی نوسانی اعمال می شود. این کار سبب می شود تا فروفلوئید ارتعاش پیدا کرده و تولید حرارت کند و در نتیجه سبب مرگ سلول های سرطانی می شود. سرپرست این تحقیقات می گوید: در درمان ایده آل دمای سلول های سرطانی را تا سی دقیقه افزایش می دهد، در حالی که دمای بافت ها سالم در حد مناسب باقی می ماند.

کاربردها: کنترل فضا پیما، آینه های تلسکوپ، درمان سرطان

فروفلوئید

 

نانو ذرات طلا

ویرایش
 
 
 
 

9- نانوذرات طلا (Gold Nanoparticles)

هنرمندان شیشه کار قرون وسطی نخستین متخصصان نانوتکنولوژی بودند. آن ها نسبت به دانشی که در ساخت شیشه ها به کار می بردند، بی اطلاع بودند، اما، روش آن ها منجر به حبس نانو ذرات طلا در شیشه می شد و به آن رنگ قرمز یاقوتی می داد. امروزه نانوذرات طلا در آزمایشات پزشکی برای تشخیص بیماری های خطرناک مورد استفاده قرار می گیرند. این آزمایش ها دقیق تر و حساس تر از آزمون های قبلی هستند. در مقیاس بسیار کوچک و در قلمرو نانوتکنولوژی، مواد می توانند خواص جدیدی پیدا کنند. اگر چه یک تکه طلا، رنگ طلایی دارد ولی اگر به ابعاد نانو متری برسد بسته به اندازه خوشه های طلا قادر به ایجاد رنگ های مختلف خواهند بود. محققان کالج سلطنتی لندن کاربرد مفیدی برای این مواد یافته اند. محلول تست HIV که آن ها تولید کرده اند حاوی یون های طلا است. اگر یک قطره سرم خون به داخل محلول ریخته شود مشخص می شود که آیا حاوی ویروس HIV است یا نه. اگر خون حاوی ویروس HIV باشد مقدار پراکسید هیدروژن در محلول کاهش پیدا کرده و خوشه های نامنظم نانومتری طلا ایجاد می شود و در نتیجه رنگ محلول آبی می شود. اگر ویروس HIV وجود نداشته باشد. سطح پراکسید هیدروژن بالا رفته و نانو ذرات کروی طلا ایجاد می شوند و رنگ قرمز ایجاد می کنند. این محلول بسیار حساس است و توانایی تشخیص آتوگرم یا تریلیونیوم گرم (10−18) پروتئین HIV را در یک میلی لیتر خون انسان داراست. رنگ ایجاد شده نیز چنان واضح است که با چشم غیر مسلح قابل تشخیص است. پروفسور مولی استیونز که سرپرستی این تحقیقات را در کالج سلطنتی لندن بر عهده دارد، می گوید: "تا کنون توانسته ایم که کارایی این سیستم را با نمونه های انسانی حاوی ویروس HIV اثبات کنیم. در گام بعدی این تکنولوژی نیاز دارد تا به صورت قابل حمل درآید و کار با آن برای کاربران آسان تر شود. این اتفاق در کمتر از 5 سال آینده رخ خواهد داد." این تست همچنین می تواند برای تشخیص سایر بیماری ها مانند مالاریا، سرطان پروستات و سل نیز مورد استفاده قرار گیرد.

کاربردها: تشخیص HIV، سرطان پروستات، سل و مالاریا

نانوذرات طلا نانوذرات طلا

 

کوپلیمر پلی یورتان

ویرایش
 
 
 
 

8- کوپلیمر پلی یورتان (Polyurethane Block Copolymer)

ماده ای را در نظر بگیرید که می تواند گلوله ای با ضخامت 3 سانتی متر و سرعت 350 متر بر ثانیه را متوقف کند و هیچ ترک یا خراشی را روی سطح آن باقی نماند. این ماده در شیشه اتومبیل های حامل شخصیت های مهم یا تانک های نظامی می تواند مورد استفاده قرار گیرد. نام این ماده پلی یورتان است. توانایی این ماده در پر کردن شکاف محل ورود گلوله توسط پروفسور ند توماس، مهندس دانشگاه هوستون این چنین توضیح داده شده است: "هنگامی که گلوله با سرعت بالا به ماده برخورد می کند آن را ذوب می کند. این بخش نقش مهمی در توقف حرکت گلوله بازی می کند. سپس سوراخ ایجاد شده، بسته شده و فضای خالی را پر می کند." پروفسور توماس با بررسی ماده توسط میکروسکوپ الکترونی این مراحل را تحلیل کرده است. مانند شیشه های ضد گلوله، پلی یورتان می تواند برای محافظت از بدن انسان، فضاپیماها و ماهواره ها مورد استفاده قرار گیرد و زباله های فضایی و سایر پرتابه ها را چذب کرده و از آسیب زدن به فضا پیما یا ماهواره جلوگیری کند.

کاربردها: محافظت از پره های توربین موتور جت، حفاظت از ماهواره ها، شیشه های ضد گلوله، زره های ضد گلوله

   کوپلیمر پلی یورتان
 

شنل نامرئی کننده متامتریال

ویرایش
 
 
 
 

7- شنل نامرئی کننده متامتریال (Metamaterial Invisibility Cloaks)

خواص ویژه متامتریال ها از اجزای بسیار آن ها ناشی نمی شود بلکه از چیدمان پیچده این اجزا ایجاد می شود. معماری پیچیده این مواد خواصی به آن ها می دهد که در طبیعت یافت نمی شود. پروفسور سوکولیس از دانشگاه ایالتی لوا می گوید: "معمولا دانشمندان مواد، خواص یک ماده را تعریف می کنند و سپس کاربردی برای آن می یابند، اما متامتریال ها در جهت معکوس حرکت کرده اند."

هدف دانشمندان علم مواد تولید شنل نامرئی کننده برای مصارف شخصی و نظامی است. برای ایجاد چنین شنلی نیاز به موادی نانوساختار با ضریب شکست منفی است که به نور اجازه می دهند تا به صورت غیر طبیعی خم شده و از اطراف شی عبور کنند. اگر این پدیده با موفقیت رخ دهد، جسم (به عنوان مثال هواپیما یا یک انسان) نامرئی می شود. دانشمندان تا کنون موفق شده اند تا به جای نور مرئی، امواج مایکروویو را خم کنند. این دستگاه های خم کننده امواج بسیار بزرگ بوده و تنها توانایی نامرئی کردن اشیایی با اندازه خاص را دارند.  اگرچه در نوامبر 2012 گروهی از محققان در دانشگاه یونسی سئول در کوره جنوبی و دانشگاه دوک در آمریکا اعلام کرده اند که شنلی با قابلیت تطبیق با شکل جسم را ساخته اند، اما این تغییرات نمی تواند بیشتر از 10 میلی متر باشد.

کاربردها: تجهیزات مخفی کننده، محاسبات نوری، محافظ فضاپیما در برابر حرارت مادون قرمز یا پرتوهای کیهانی و تصویر برداری پزشکی

شنل نامرئی کننده متامتریال

 

مواد قابل برنامه ریزی

ویرایش
 
 
 
 

6- مواد قابل برنامه ریزی (Programmable Matter)

موادی که اکنون اطراف ما را احاطه کرده اند دارای شکلی از پیش تعیین شده هستند و تنها در هنگام هوازدگی و تخریب تغییر شکل می دهند. اما چه می شد اگر مواد اطراف ما به اصطلاح زنده بودند و می توانستند بسته به نیاز تغییر شکل دهند؟ مثلا یک آچار پیچ گوشتی به آچار تخت تبدیل می شد یا یک کمد لباس تخت در پیش چشمان شما سر هم می شد؟ اگر چه این وسایل رویایی به نظر می آیند اما مواد قابل برنامه ریزی می توانند چنین محصولاتی را در دنیای ما ایجاد کنند. مواد قابل برنامه ریزی هم اکنون در آزمایشگاهی در انستیتو تکنولوژی ماساچوست (MIT) وجود دارند و  آلیاژهای حافظه دار و مدارهای الکترونیکی بسیار نازک تشکیل شده اند. این مدارها قابلیت ایجاد گرما را در محل مناسب برای تغییر شکل فلزات دارا هستند. پروفسور دنیلا روس از دانشگاه MIT می گوید: "این مواد امکان ایجاد دنیایی را به ما می دهد که نه تنها کامپیوترهای قابل برنامه ریزی بلکه مواد قابل برنامه ریزی نیز دارد."

کاربردها: ربات های خود مونتاژ، جعبه ابزار های یونیورسال

مواد قابل برنامه ریزی،Programmable Matter

 

سیمان خود ترمیم شونده

ویرایش
 
 
 
 

5- سیمان خود ترمیم شونده (Self Healing Concrete)

به نظر نمی آید که مخلوط باکتری و بتن ماده مناسبی برای ساخت و ساز باشد ولی در واقع این ترکیب می تواند عمر پل ها، ساختمان ها و جاده ها را تا 40 درصد افزایش دهد. در حال حاضر آمریکا 50 میلیارد دلار را صرف تعمیر بزرگراه ها، پل ها و فرودگاه ها می کند و با در نظر داشتن این هزینه، اهمیت عمر بیشتر این سازه ها بیشتر مشخص می شود. دکتر هنک جانکرز میکروبیولوژیست در داشنگاه دلفت هلند نوعی بتن حاوی میکروب را ساخته است که توانایی تعمیر و از بین بردن میکروترک ها را دارد. اگر چه ترک هایی زیر 0.4 میلیمتر استحکام کلی را کاهش نمی دهند اما نفوذ آب به درون بتن موجب تضعیف آن می شود و در هنگام انجماد محصولات تخریب شده را به درون بتن می برد. دکتر جانکرز می گوید : " ما یک عامل ترمیم کننده را به مخلوط بتن اضافه کردیم که شامل نوعی هاگ باکتری غیر فعال و غذای مناسب آن است که به وسیله پوشش روی آن ایجاد شده است. هنگامی که آب وارد بتن می شود این باکتری ها فعال شده و غذا رابه آهک تبدیل می کند." گونه باکتری استفاده شده در این تحقیق Bacillus cohnii و Bacillus pasteurii هستند و خود را با شرایط بسیار قلیایی بتن تطبیق می دهند. این باکترها کلسیم لاکتیت را به کلسیم کربنات سخت تبدیل می کند. اگر آزمایشات با موفقیت انجام شود، سیمان خود ترمیم کننده ظرف 4 سال آینده به بازار عرضه خواهد شد.

کاربردها: تونل ها، پل های دره ای، جاده ها و سازه های دریایی

سیمان خود ترمیم شونده

 

هیدروژل DNA

ویرایش
 
 
 
 

4- هیدروژل DNA یا (DNA Hydrogel)

معمولا اضافه کردن آب به مواد موجب افزایش سیالیت آن ها می شود اما ماده جدیدی وجود دارد که با افزودن آب شکل جدیدی به خود می گیرد. این ماده جدید هیدروژل پر شده با  DNAاست. هیدروژل ها به شدت جاذب هستند و شبکه ای اسفنجی از پلمیر ها هستند که می توانند به سرعت تا صد برابر جرم خود آب جذب کنند. این مواد در لنز های تماسی و پدهای مانیتورهای قلبی EEG استفاده می شوند. ولی در دانشگاه کرنل آمریکا، پروفسور دن لو رشته های مصنوعی از مواد ژنتیکی را در ژل ها قرار داده است. لو و گروه وی هیدروژل ها را در قالب هایی به شکل DNA قرار دادند. هنگامی این قطعاتآب از دست دادند به گلوله های آمورف تبدیل شدند و پس از قرار گرفتن در آب مجددا به شکل اولیه تبدیل شده اند. رشته های DNA در داخل ژل ها مانند لاستیک های به هم چسبیده عمل می کنند. رشته های DNA با سیستم های پیچیده ای به سایر رشته ها اتصال پیدا می کنند. با طراحی مواد ژنتیکی که نحوه اتصال خاصی دارند می توان خواص ژل ها را بهبود داد.

از هیدروژل می توان در پزشکی  استفاده کرد به عنوان مثال ژل حاوی دارو را کاملا درون زخم قرار داد. هم چنین در تجهیزات الکترونیکی به عنوان سوئیچی که با آب فعال می شود، استفاده کرد. در یکی از تست ها در دانشگاه کرنل ژلی محتوی ذرات فلزی که بین دو کنتاکت الکتریکی قرار گرفت ، خاصیت هدایت الکتریکی را از خود نشان داد. با اضافه کردن آب، ژل انقباض پیدا کرده و اتصال الکتریکی قطع می شود.

کاربردها: داربست های مورد استفاده در مهندسی بافت، پانسمان های زخم حاوی دارو و سوئیج هایی که با آب فعال می شوند.

هیدروژل DNA

 

مایعات یونی

ویرایش
 
 
 
 

3- مایعات یونی (Ionic Liquids)

اگر نمک طعام را تا دمای 800 درجه سانتی گراد حرارت بدهید به ماده ای نادر دست می یابید. این ماده بدون ایجاد بخارات سمی و بدون هیچ تجزیه شیمیایی به مایع تبدیل می شود. نمک در این حالت یک حلال بسیار خوب است.  اگر چنین ماده ای در دمای اتاق به شکل مایع باشد یک مایع یونی یا نمک مایع را ایجاد می کند. مایعات یونی بر خلاف صنعت چندین میلیاردی حلال ها که دنیای امروزه ما را به حرکت در می آورند، بخار ایجاد نمی کنند. ممکن است چنین خاصیتی به نظر جذاب نباشد ولی این ویژگی به معنی حلال هایی کم خطر تر و آلودگی بسیار کمتر است. می توان از این مایعات به عنوان حامل بار الکتریکی در باتری ها و سلول های خورشیدی ارزان استفاده کرد. این مواد توانایی حل کردن تقریبا هر چیزی را دارند از باکتری خطرناک MRSAتا جیوه سمی موجود در گاز طبیعی. علاوه بر این، مایعات یونی به علت واکنش های غیر معمولی که با سایر مواد دارند می توانند برای ساخت نوع جدیدی از محصولات شیمیایی به کار گرفته شوند.

مایعات یونی

یکی از کاربردهای مایعات یونی در ذخیره هیدروژن در ماشین های سازگار با محیط زیست است. در حال حاضر از مخازن فشار بالا برای ذخیره هیدروژن استفاده می کنند ولی برای مسافت های طولانی باید از مخازن بزرگ استفاده شود. مایع یونی می تواند حجم زیادی هیدروژن در فضای کم ذخیره کند و در زمان نیاز آن را آزاد کند. کاربردهای بی شماری برای این مواد وجود دارد. پروفسور کن سدون معاون آزمایشگاه مایعات یونی در دانشگاه کوئین دوبلین می گوید:  "در هر جایی از مایعات معمولی استفاده می شود می توان مایعات یونی را جایگزین کرد."

کاربردها: حلال سبز، پیل های سوختی برای اتومبیل ها و سل های خورشیدی

 

گرافن

ویرایش
 
 
 
 

2- گرافن (Graphene)

گرافن در جهان امروزی به معنای جادو است. تقریبا هر هفته اخبار و گزارشاتی در مورد کابردهای احتمالی ورق های دو بعدی کربن اعلام می شود. در سال 2012 ده هزار مقاله در مورد گرافن منتشر شد. بر اساس گفته های پروفسور آندره گیم که در سال 2010 برای همکاری در کشف گرافن موفق به دریافت جایزه نوبل فیزیک شد، این ماده مستحکم ترین و سفت ترین ماده ای است که تا کنون بررسی شده و هم چنین دارای بزرگترین نسبت سطح مخصوص به وزن است به نحوی یک گرم گرافن سطحی برابر با چند زمین فوتبال دارد. ساختار فوق العاده نازک گرافن به آن خواص الکتریکی ویژه ای می دهد. گرافن تا ده سال پیش ناشناخته بود ولی در سال 2013، یک میلیارد یورو صرف تحقیقات این زمینه شده است. محصولات حاوی گرافن به تدریج وارد بازار می شوند. به عنوان مثال راکت تنیس ساخت شرکت استرالیایی Head  یکی از نخستین محصولات ساخته شده از گرافن است. نگاهی اجمالی به لیست ده گواهی ثبت اختراع برتر گرافن که به شرکت های سامسونگ، سان دیسک 3D (سازه مدارهای 3D) و زیراکس اختصاص دارد، نشان دهنده اثر بزرگ گرافن بر زندگی ماست.

کاربردها: نمایشگرهای انعطاف پذیر کامپیوتر، میکروپروسسورهای سریع، کامپوزیت های سبک تر و مستحکم تر، سلول های خورشیدی با بازده بیشتر، سنسورها، تصویربرداری پزشکی و باتری های قابل انعطاف.

گرافن

 

سیلیسین

ویرایش
 
 
 
 

1- سیلیسین (Silicene)

پس از کشف گرافن در سال 2004 این ماده بر تمامی حوزه های علم مواد سایه افکند. اما ماده ای با نام مشابه به نام سیلیسین، می تواند در این حوزه شروع به درخشش کند و صنعت الکترونیک را به طور کامل متحول کند. پروفسور یوکیکو یامادا تاکامورا در انستیتو علم و تکنولوژی پیشرفته ژاپن که در تحقیقات سیلیسین در جهان پیشتاز است می گوید: "سیلیسین کپی سیلیسیمی از گرافن است. " گرافن تک لایه ای از اتم های کربن و سیلیسین تک لایه ای از اتم های سیلیسیم است. در بسیار از موارد سیلیسین مشابه با گرافن عمل می کند. به عنوان مثال هدایت الکتریکی بالایی دارد و تقریبا بدون هیچ گونه مقاومتی به الکترون ها اجازه عبور می دهد. سیلیسین مزیت بزرگی دارد و آن تطابق با صنعت امروزی سیلیکون است. این به معنای زمان تحقیقاتی کمتر برای وارد کردن محصولات حاوی سیلیسین به بازار و هزینه های تولید کمتر است. سرعت محاسبات بالا و اتلاف انرژی کم از دیگر مزیت های این ماده است. بنابراین در آینده سیلیسین تلفن های هوشمند را شارژ می کنند و نه گرافن.

سیلیسین

سیلیسین نسبت به گرافن انعطاف پذیری بیشتری دارد. در حالی که گرافن می تواند تنها یک شکل در در شبکه افقی خاص خود داشته باشد، سیلیسین متفاوت عمل می کند. یامادا تاکامورا می گوید" سیلیسین در مقیاس اتمی انعطاف پذیر است و اتم ها می توانند در صفحه جابجا شوند." تغییرات ظریف در ساختار اتمی سیلیسین به معنی افزایش تعداد کاربردهای آن است. البته سیلیسن با نقطه اوج خود فاصله دارد و برای نخستین بار در سال 2012 توسط محققان آلمانی تولید شد. هم چنین تعداد گواهی های ثبت اختراع آن نسبت به گرافن بسیار کمتر است. اما به هر شکل سیلیسین اثر بزرگی بر زندگی ما خواهد گذاشت.

کاربردها: چیپ های الکترونیکی، حافظه های دیجیتالی و کاتالیست های ضد آلودگی

 

|
امتیاز مطلب : 0
|
تعداد امتیازدهندگان : 0
|
مجموع امتیاز : 0
فرآیند بایر (Bayer Process)
چهارشنبه 03 اردیبهشت 1393 ساعت 20:56 | بازدید : 1598 | نویسنده : metallurgyy | ( نظرات 0 )

فرآیند بایر (Bayer Process) برای تولید پودر تجاری آلومینا به کار می رود. البته روش های شیمیایی دیگری وجود داشته که خلوص بالاتر را می دهد که از جمله آن ها می توان به کلسینه نمودن نمک کمپلکس آلومینیم اشاره نمود. در فرآیند بایر بوکسیت بعد از خرد شدن تا ابعاد مش 60 تا 100 جهت حذف ناخالصی های رسی مورد شستشو قرار می گیرد. پودر بوکسیت شستشو داده شده به همراه محلول هیدرواکسید سدیم (130 تا 350 گرم Na2O بر لیتر) وارد محفظه اتوکلاو در فشار 5 تا 30 اتمسفر و دمای 170 تا 240 درجه سانتی گراد شده و تحت واکنش قرار می گیرد. بدین ترتیب عمل حل شدن به مدت 2 تا 8 ساعت تحت شرایط تلاطم مکانیکی انجام گرفته که در نتیجه آن یون های سدیم و AlO2- شکل می گیرد:

Al(OH)3+NaOH→AlO2-+Na++2H2O

AlO(OH)+OH-+H2O→[AlO(OH)2]-

به عبارتی هیدرواکسیدهای آلومینیم در هیدرواکسید سدیم حل شده و نمک آلومینیم NaAl(OH)4 شکل می گیرد در حالی که ناخالصی های همراه بوکسیت مانند TiO2، SiO2 و Fe2O3 و غیره به صورت ترکیبات کمپلکس مانند SiO2.Fe(OH)3 در آمده و در تغلیظ کننده های ثقلی به صورت لجن قرمز ته نشین می شود. بوکسیت های حاوی گیبسیت به علت قابلیت انحلال بالاتر می توان عملیات انحلال را با محلول سود با غلظت کمتر، در دمای پایین تر و در زمان کوتاه تری نسبت به بوکسیت های حاوی بوهمیت γ-AlO(OH) و دیاسپور α-AlO(OH) انجام داد. جدول زیر شرایط لیچینگ بوکسیت با سود سوز آور را با توجه به نوع مینرال تشکیل دهنده نشان می دهد:

کانه دما (oC)

فشار (KPa)

 g/lit NaOH زمان
گیبسیت 140 400 140 1
بوهمیت 180 800 350-600 2-4
دیاسپور 180 800 350-600 2-4
 

به طور کلی هر اندازه غلظت سود بیشتر باشد سرعت انحلال بالاتر بوده اما در مراحل بعدی جهت رسوب دهی لازم است محلول را رقیق نمود زیرا غلظت بالای سود مشکلاتی در جابجایی حجم زیادی از محلول و فیلتراسیون ایجاد می نماید. معمولا مصرف محلول سود تجاری مقرون به صرفه نبوده و محلول سود مصرفی به واسطه واکنش بین کربنات سدیم و هیدرواکسید کلسیمدر همان اتوکلاو انحلال بوکسیت به صورت در جا تولید می شود:

Na2CO3+Ca(OH)2→2 NaOH+CaCO3

برای تولید Ca(OH)2 به محلول لیچ مقدار کافی آهک اضافه می شود تا محلول با غلظت 140 گرم بر لیتر NaOH حاصل شود.

محلول لیچ به دست آمده را سرد می کنند تا حالت فوق اشباع پیدا کند. محلول را همزمان با آب رقیق می کنند تا واکنش بالا در جهت عکس صورت گرفته و رسوب Al(OH)3 شکل گیرد. برای تسریع در تشکیل رسوب مقداری مواد جوانه زا مانند هیدرواکسید آلومینیم خالص اضافه می شود تا نقش هسته گذاری یا جوانه زا را داشته باشد. در مواردی گاز دی اکسید کربن نیز از محلول عبور داده شده که در این صورت عمل رسوب هیدرواکسید آلومینیم طبق واکنش زیر صورت می پذیرد:

2NaAlO2+CO2+3H2O → NaCO3+2Al(OH)3

رسوب ایجاد شده پودر متبلور سفید رنگ از نوع آلومینای هیدراته بوده و دارای 65 درصد آلومینا و 36 درصد آب مولکولی و حداکثر 0.4 درصد اکسید سدیم می باشد و بسته به میزان pHهیدرواکسید رسوب نموده از نظر ساختار کریستالی متفاوت است. در pH>9 رسوب هیدرواکسیدی شامل تک کریستال گیبسیت و در pH<9 مخلوطی از گیبسیت و بوهمیت خواهد بود. رسوب هیدرواکسید مورد فیلتراسیون، شستشو، خشک کردن و آسیا نمودن قرار گرفته به طوری که دانه بندی 10 تا 100 میکرون و خلوص 99.5 درصد حاصل شود. برای این منظور تدابیر زیر در نظر گرفته می شود:

1- رسوب گیری از محلول آلومینات سدیم در دماهای پایین

2- رسوب گیری از محلول آلومینات سدیم رقیق

3- رسوب گیری از طریق خنثی سازی محلول آلومینات با H2SO4، CO2 و NaHCO3

4- رسوب گیری از محلول نمک آلومینیم به کمک ترکیبات قلیایی مانند NH3 و یا آمین ها (اندازه ذرات کمتر از یک میکرون با سطح ویژه 60 متر مربع بر گرم)

پودر هیدروکسید آلومینیم را می توان به وسیله واکنش بین محلول های AlCl3.6H2O و NH4OH با pH=8.5 - 9.5 به دست آورد که با شستشو با آب کلرید آمونیوم حذف می شود. با اضافه کردن α-Al2O3 خالص به محلول AlCl3 به عنوان جوانه زا واکنش رسوب تسریع می شود:

AlCl3.6H2O+3NH4OH= Al(OH)3+3NH4Cl+6H2O

هیدرواکسید آلومینیم بسته به نوع مینرال اصلی تشکیل دهنده آن در دماهای مختلفی مورد کلسیناسیون قرار می گیرد. به طوری که برای گیبسیت دمای 1200 درجه سانتی گراد، دیاسپور 450 درجه سانتی گراد و بوهمیت 1400 درجه سانتی گراد می باشد. اما از آن جایی که قسمت اعظم هیدرواکسید رسوب نموده از نوع گیبسیت می باشد معمولا عملیات حرارتی تکلیس در دماهای بالاتر از 1200 درجه سانتی گراد انجام می گیرد تا اینکه با جدا شدن آب ساختمانی اکسید آلومینیم از نوع α-Al2O3 با خلوص 99.5 درصد شکل بگیرد. پودر آلومینای به دست آمده از نوع α-Al2O3 کمترین سطح ویژه را داشته، نسبتا درشت دانه بوده و از دمای اطاق تا نقطه ذوب هیچ گونه تغییر فازی از خود نشان نمی دهد. ناخالصی های در پودر آلومینای فرآیند بایرمعمولا دارای ترکیب درصد زیر هستند:

0.02 SiO2, 0.04 Fe2O3, 0.035 CaO, 0.45 Na2O, 0.11 MgO

بسته به پارامتر های فرآیند دو نوع آلومینای کم سدیم و سدیم دار حاصل می شود که در حالت کم سدیم مقدار Na2O تا 0.02 درصد کاهش یافته و خلوص آن به 99.8 درصد می رسد. حضورNa2O به صورت آلومینات سدیم در آلومینا قابلیت سایندگی آن را کاهش می دهد. با انجام یک عملیات حرارتی در 1300 درجه سانتی گراد مقدار زیادی از اکسید سدیم بخار می شود.

در ضمن فرآیند تکلیس محصولات واسطه ای مانند θ-Al2O3 در 1000 درجه سانتی گراد شکل گرفته که کنترل کننده مکانیزم جوانه زنی و رشد می باشد اما در دماهای بالاتر به α-Al2O3 تبدیل می شود. با حضور α-Al2O3 اولیه دمای انتقال θ-Al2O3 کاهش یافته و سرعت انتقال آن را افزایش می دهد. مطالعات اشعه X نشان می دهد که در ابتدا تک کریستال دی هیدرات تشکیل شده که با حرارت دادن در دمای 290 درجه سانتی گراد به η-Al2O3  و در دمای 800 درجه سانتی گراد به θ-Al2O3 تبدیل می شود که در منحنی ترموگراف این واکنش به صورت تغییر در شیب منحنی ظاهر می شود و در نهایت در دمای 1285 درجه سانتی گراد به α-Al2O3 تبدیل می شود.

اگر آهن موجود در بوکسیت به شکل سیدریت باشد (FeCO3) در NaOH حل شده و به سختی ته نشین می شود؛ بنابراین لازم است این ابتدا اکسیده شده و طی عمل لیچ به فریک (Fe2O3) تبدیل شود. سیلیس به شکل کوارتز یا رس در بوکسیت حضور دارد. در شکل کوارتز غیر قابل حل بوده ولی به شکل سیلیکات (سیلیس فعال) محلول بوده و در طی انحلال با Al و NaOH تلفیق شده، تشکیل آلومینوسیلیکات هیدراته نامحلول داده و ته نشین می گردد که تلفات Al2O3 را به همراه دارد. برای رسوب کامل سیلیکات ها افزایش آهک توصیه شده زیرا تشکیل سیلیکات کلسیم نامحلول می دهد. بنا به دلایل گفته شده سیلیس فعال موجود در کانی نباید از 5% فراتر رود در غیر این صورت باعث افزایش مصورف سود سوزآور شده و میزان تولید آلومینا نیز کاهش می یابد. از طرفی نیاز به تکنیک های پیچیده تری داشته که منجر به افزایش هزینه تولید می شود. جدول زیر آنالیز بوکسیت اولیه، لجن قرمز و آلومینای فرآوری شده را نشان می دهد:

 

آنالیز بوکسیت اولیه ، لجن قرمز و آلومینای فرآوری شده

آلومینای کلسینه شده (%) گل قرمز خشک شده در105 درجه سانتی گراد بوکسیت (%) ترکیب شیمیایی
99.5 14 57.8 Al2O3
0.05 7.6 3.5 SiO2
0.04 57.6 24.3 Fe2O3
- 5.7 2.5 TiO2
0.18 7.4 - Na2O
0.18 7.7 - L.O.I

 

شکل زیر فرآیند بایر را به طور شماتیک نشان می دهد. پودر آلومینای بایر در مقایسه با آلومینای تولید شده از سایر روش ها مانند روش اکسالون آمونیوم (با ناخالصی 200 ppm و سطح ویژه 6 متر مربع بر گرم) ناخالصی بیشتری داشته و درشت تر است.

Bayer process ،فرآیند بایر

|
امتیاز مطلب : 0
|
تعداد امتیازدهندگان : 0
|
مجموع امتیاز : 0
اکسید آلومینیم
چهارشنبه 03 اردیبهشت 1393 ساعت 20:53 | بازدید : 1215 | نویسنده : metallurgyy | ( نظرات 0 )

اکسید آلومینیم (Aluminium Oxide) ترکیب شیمیایی آلومینیم و اکسیژن با فرمول شیمیایی Al2O3است. این ترکیب فراوان ترین نوع اکسید آلومینیم است و به نام اکسید آلومینیم III شناخته می شود. بسته به نوع کاربرد یا شکل آلومینا (alumina)، آلوکساید، آلوکسایت یا آلوندوم نامیده می شود.اکسید آلومینیم معمولا به شکل کریستالی α-Al2O3 متبلور می شود که ساختار کریستالی کانی کوراندوم را تشکیل می دهد و برخی از انواع آن، سنگ های قیمتی یاقوت و یاقوت کبود هستند. از مهم ترین کاربردهای اکسید آلومینیم، ماده اولیه تولید فلز آلومینیم، ساینده ها و دیرگداز ها است.

پایدارترین فرم کریستالی اکسید آلومینیم ساختار کوراندوم α-Al2O3 بوده که به واسطه انباشتگی یونی اکسیژن و آلومینیم به شکل هگزاگونال متبلور می شود. در این ساختار کریستالی a=12.99 وc=4.75 است. شکل روبرو واحد ساختمانی کوراندوم را نشان می دهد. یون های اکسیژن در گوشه واحد شبکه قرار گرفته و از آن جایی که کاتیون Al ظرفیت 3+ و اکسیژن ظرفیت 2- را دارد به ازای هر سه یون اکسیژن در واحد شبکه می بایستی دو کاتیون آلومینیم حضور داشته باشد تا خنثی بودن ماده حفظ شود. بدین ترتیب یون های آلومینیم دو سوم محل های اکتاهدرال را اشغال می کنند.

90 درصد اکسید آلومینیم تولید شده در جهان برای تولید فلز آلومینیم و 10 درصد بقیه برای مواردی چون کاتالیست ها، ساینده ها، نسوزها، عایق ها و غیره مورد استفاده قرار می گیرد.

اکسید آلومینیم به دلیل داشتن نقطه ذوب بالا، عایق بودن و مقاومت شیمیایی خوب به عنوان بلوک و لوله های نسوز، غلاف ترموکوپل و بوته ذوب مواد مورد استفاده قرار می گیرد. آلومینا با اندازه متوسط دانه های کریستالی بزرگتر از 200 میکرون و فاز شیشه کم در کاربردهای فوق مطمئن تر عمل می کند. به همین دلیل 4-2 درصد ترکیباتی چون CaO-SiO2 و یا CaO-MgO-SiO2 به آلومینا اضافه شده که در دمای پخت ایجاد فاز مایع نموده و زمینه رشد دانه را ایجاد می نمایند. مناسب ترین فاز مایع برای رشد دانه شامل:60%Sio2, 35%CaO, 5%Mgo یا 60% SiO2, 40% CaO است.

   ساختار اکسید آلومینیم، ساختار آلومینا

نسوزهای آلومینایی به علت پایداری حرارتی و شیمیایی خوب در هر دو محیط قلیایی و اسیدی کاربرد دارند. به عنوان مثال نسوزهای زاک که شامل 50 درصد اکسید آلومینیم ، 40 درصد زیرکونیا و 10 درصد سیلیس است، جهت وان های ذوب شیشه استفاده می شود.

آلومینا به دلیل مقاومت دی الکتریک نسبتا بالا و تلفات دی الکتریک پایین در کاربردهای الکترونیکی به عنوان پایه مدارها مورد استفاده قرار می گیرد. شرایط لازم برای این پایه ها عبارتند از :

1- هدایت حرارتی بالا

2- مقاومت الکتریکی بالا و اتلاف دی الکتریک کم

3- پایداری بالا در برابر ولتاژ

4- پایداری شیمیایی

5- زبری کم سطح

6- انعکاس حداقل تشعشعات

7- پایداری در برابر حرارت

8- استحکام مکانیکی

9- قیمت پایین

اندازه گیری های انجام شده توسط دیلاتومتری برای ضریب انبساط حرارتی آلومینا مقدار 6.99×106 را نشان می دهد که برای کاربرد آن به عنوان زیر پایه الکتریکی در سلول های خورشیدی مشکل ساز است زیرا مطابقت خوبی با پوشش سیلیسیم با ضریب انبساط 4×10-6 ندارد اما خوشبختانه برای سطوح بالاتر از 100 سانتی متر مربع مطابقت خوبی بین پایه و پوشش سیلیسیم برقرار می شود. لازم به ذکر است که انبساط α-Al2O3 انیزیتروپ بوده و در جهت موازی ،C ده درصد بیشتر از جهت موازی با قاعده است. در این میان اکسید بریلیم نیز مناسب بوده اما گران و در ضمن سمی است.

هدایت حرارتی برای آلومینا بدون تخلخل و تک کریستال نسبتا بالا بوده به طوری که قابلیت برش و یا سوراخ شدگی به اندازه دلخواه با لیزر را دارد. هدایت الکتریکی آلومینا با افزایش دما افزایش یافته و در دماهای بالای 830 درجه سانتی گراد هدایت یونی به هدایت الکترونی تبدیل می شود. با حضور ناخالصی های قلیایی در محدوده 400 تا 700 درجه سانتی گراد مقاومت ویژه آلومینا به طور قابل ملاحظه ای کاهش می یابد. نمونه های ریز دانه با عیوب بالا مقاومت الکتریکی بالاتر دارند. هر اندازه آلومینا خالص تر و فاز شیشه ای کمتری داشته باشد عایق الکتریکی بهتری خواهد بود چرا که فاز شیشه با داشتن یون های قلیایی و ایجاد پیوندهای ضعیف مقاومت الکتریکی را کاهش می دهند.

آلومینا یک ماده دیامغناطیس یا غیرمغناطیسی است و عایق در برابر جرقه محسوب می شود. این سرامیک می تواند تخلیه الکتریکی حدود چند صد هزار ولت که فشار حدود 10 مگا پاسکال را ایجاد می نماید برای چندین ساعت تحمل نماید و از طرفی به علت استحکام پیچشی خوب برای کاربردهایی چون پایه شمع اتومبیل، پرسلان ها و مقره های الکتریکی استفاده می شود.

آلومینای بدون تخلخل که از شفافیت خوبی برخوردار است جهت ساخت لوله های لامپ قوس الکتریکی چون لامپ بخار سدیم مورد استفاده قرار می گیرد که بازده آن بسیار بالاتر از لامپ های جیوه ای و یا فلورسنت می باشد چرا که قابلیت کار در دماهای بالاتر را داشته و بیشتر نور آن در طیف مرئی قرار می گیرد.

آلومینا به جهت دارا بودن مقاومت به خوردگی بالا در برابر مایع غضروفی، تحمل بار خوب، فعالیت مورد نیاز متابولیکی، خنثی بودن، زیست سازگاری خوب (سازگار با فیزیولوژی بدن و جوش خوردن با استخوان)، مقاومت به سایش بالا (میزان سایش آن حدود 1.1 فلزات می باشد)، ضریب اصطکاک کم (آلومینا به آلومینا) و آبدوست بودن (شکل گیری یک لایه هیدراته بسیار نازک به ضخامت 50 آنگستروم که بسیار سازگار با بدن می باشد) به عنوان ایمپلنت (قطعات بیوسرامیکی) کاربرد دارد. در قسمت هایی که استحکام مطرح نباشد استفاده از آلومینای متخلخل (با اندازه بزرگتر از 100 میکرون) امکان رشد بافت های بدن در داخل آن وجود داشته که سازگاری بهتری ایجاد می نماید (ران و دندان). البته سرامیک های بر پایه زیرکونیا Y-TZP و Mg-TZP به جهت استحکام و چقرمگی بالاتر اولویت بالاتری نسبت به آلومینا دارند. از جمله سرامیک های کریستالی مناسب برای دندان آلومینا می باشد.

برای ساخت قطعات بیوسرامیکی از مخلوط پودر آلومینا با یک ماده افزودنی چون متیل سلولز استفاده می کنند سپس این مخلوط را از لوله های باریک کاربید تنگستن عبور داده شده تا فرم مورد نظر به خود بگیرد (میله ای، ورقه ای، لوله ای). متیل سلولز نقش افزایش پلاستیسیته و شکل پذیری آلومینا را دارد. اشکال فرم داده شده مورد عملیات خشک کردن و سپس پخت تا دمای 1650 درجه سانتی گراد قرار می گیرند. سرامیک های تک کریستال برای کاربردهای بیوسرامیکی اولویت دارند. 

آلومینا از یک طرف به دلیل سازگاری بالا و آب بندی خوب با فلزات و از طرف دیگر با داشتن مقاومت به خوردگی بالا به عنوان اجزای پمپ در صنایع شیمیایی کاربرد دارد.

آلومینا و اکسید تیتانیم به جهت مقاومت به سایش خوب و داشتن سطحی صیقلی و ضد اصطکاک به عنوان هدایت کننده الیاف نساجی و تغییر جهت آن ها در صنعت نساجی مورد استفاده قرار می گیرد.

به دلیل ضد سایش بودن و سختی بالا به عنوان ساینده چون گلوله های آسیا و سمباده ها، ابزارهای برشی، سیم های هدایت کننده در حدیده ها مورد استفاده قرار می گیرد. به علت خواص خوب ترمودینامیکی به عنوان تیغه تراش استفاده می شود زیرا تراشنده های فلزی در سرعت های بالا به دلیل افزایش شدید دما، نرم شده و دفرمه می شوند.

آلومینا،اکسید آلومینیم

آلومینا نقش مهمی در صنعت تولید سرامیک های ظریف داشته که می توان به مواردی چون ساخت لعاب ها به خصوص به شکل هیدراته، پوشش بر روی ساگارهای مورد استفاده در کوره پخت سرامیک ها جهت جلوگیری از چسبیدن بدنه های سرامیکی، به عنوان پر کننده در بدنه های سرامیکی ظریف (ظروف خانگی و سرامیک های بهداشتی) جهت افزایش خواص مکانیکی و تولید بدنه های نازک تر، کاهش تغییر شکل قطعه در ضمن پخت، پخت سریعتر سرامیک ها بدون ترک خودرگی، بهبود رنگ محصول، افزایش مقاومت شیمیایی و الکتریکی، کاهش قابل توجه خطر بیماری سیلیکوز با جایگزینی سیلیس توسط آلومینا و سایر موارد نام برد.

 

سنتز پودر اکسید آلومینیم

ویرایش
 
 
 
 

از مواد معدنی که برای تولید پودر اکسید آلومینیم یا آلومینا مورد استفاده قرار می گیرد می توان به موارد زیر اشاره نمود:

1- بوکسیت با میزان 35 تا 75 درصد اکسید آلومینیم

2- آلونیت با فرمول شیمیایی KAl3(SO4)2(OH)6 که مقدار آلومینای آن در سنگ معدن اولیه 16 تا 20 درصد و در آلونیت فراوری شده 35 تا 40 درصد می باشد.

3- نفلین با فرمول شیمیایی (Na,K)AlSiO4 که مقدار آلومینای آن بین 19 تا 28 درصد می باشد.

نام بوکسیت از منطقه بوکس فرانسه که برای اولین بار در آن جا یافت شده گرفته شده است. بوکسیت شامل 45 تا 60 درصد اکسید آلومینیم به شکل هیدرواکسیدهایی چون گیبسیت[Al(OH)3]، بوهمیت (AlooH) و دیاسپور (AlooH) و ناخالصی هایی چون TiO2، SiO2 و Fe2O3 به شکل هیدروسیلیکات می باشد و تقریبا از هر دو تن بوکسیت یک تن آلومینا و 0.5 تن آلومینیم حاصل می شود. 50 درصد بوکسیت را مواد باطله تشکیل داده که بعد از فرآنید هیدرومتالورژی به صورت لجن قرمز در می آید. مشخصات انواع مینرال های تشکیل دهنده بوکسیت در جدول زیر آمده است.

مشخصات انواع مینرال های تشکیل دهنده بوکسیت

دیاسپور

بوهمیت

گیبسیت

مشخصه

Al2O3.H2O

Al2O3.H2O

Al2O3.3H2O

فرمول شیمیایی

85

85

65.4

درصد آلومینا

15

15

34.6

درصد حجمی آب

ارتورومبیک

ارتورومبیک

منوکلینیک

سیستم تبلور

6.5-7

3.35-5

2.3-3.5

سختی

3.2-3.5

3.01-3.06

2.3-2.4

وزن مخصوص
 
داده های آماری از بوکسیت های موجود در دنیا نشان می دهد که میزان بوکسیت های گیبسیتس حدود 90 درصد کل بوکسیت های جهان و 10 درصد باقی مانده بوکسیت های بوهمیتی و یا دیاسپوری هستند. بیش از 95 درصد آلومینای دنیا از بوکسیت گسیبسیتی تولید می شود. فرآوری بوکسیت و جدا کردن ناخالصی ها از آن بر اساس روش بایر انجام می گیرد.
 
|
امتیاز مطلب : 0
|
تعداد امتیازدهندگان : 0
|
مجموع امتیاز : 0
دی اکسید تیتانیم (Titanium Dioxide)
چهارشنبه 03 اردیبهشت 1393 ساعت 20:45 | بازدید : 1799 | نویسنده : metallurgyy | ( نظرات 0 )

دی اکسید تیتانیم (Titanium Dioxide) یا تیتانیا با فرمول TiO2 دارای وزن مخصوص 4.2-3.9، نقطه ذوب 1854 درجه سانتی گراد و سختی 6.5-5.5 است. دی اکسید تیتانیم در آب و اسیدهای آلی و محلول های رقیق قلیایی حل نمی شود اما در اسید سولفوریک گرم و HF حل می شود. دی اکسید تیتانیم در سه شکل ساختمانی آناتاز (تتراگونال)، روتیل (مکعبی) و بروکیت (ارتورمبیک) قابل متبلور شدن می باشد. دی اکسید تیتانیم به صورت سنگ های ایلمینیت (FeTiO3)، پروسکایت (CaTiO3) و تیتانیت ایلمینوروتیل و به صورت نادرتر به شکل روتیل در منابع معدنی یافت می شود.

دی اکسید تیتانیم به دلیل کریستالیزه شدن در هنگام پخت لعاب و اپک کردن آن (رنگدانه سفید)، تنظیم و پایدار کردن لعاب، افزایش قدرت پوشانندگی و ایفای نقش کاتالیست در افزایش سرعت واکنش ها استفاده گسترده ای در صنایع ساخت انواع رنگدانه ها و لعاب سازی دارد. به جهت داشتن ضریب شکست بالا (2.76 – 2.52) و افزایش ضریب شکست شیشه ها در ساخت انواع شیشه های اپتیکی از آن استفاده می شود. در صنایع لاستیک سازی، کاغذ سازی، سرامیک و مواد آرایشی و دارویی (خمیر دندان، پماد، پودر) به عنوان پر کننده عمل می کند. به دلیل استحکام و مقاومت به خوردگی بالای دی اکسید تیتانیم به عنوان پوشش بر روی سطوح مصنوعات فلزی به خصوص در بدنه سفینه های فضایی مورد استفاده قرار می گیرد. از دی اکسید تیتانیم تک کریستال به عنوان الماس مصنوعی استفاده شده با این تفاوت که به راحتی قابلیت تراش دارد.

از کاربردهای الکتریکی دی اکسید تیتانیم می توان به مواردی چون روپوش الکترودهای جوشکاری، الکترود لامپ های قوسی و به عنوان دی الکتریک در خازن ها به جهت داشتن ثابت دی الکتریک بالا (173 در جهت موازی با محور تک بلور و 89 در جهت عمود بر آن) اشاره نمود.

چنانچه پخت بدنه های دی اکسید تیتانیم به کمک گدازآورهایی مانند SiO2، BeO، MgO و BaCO3 در شرایط احیایی انجام گیرد جاهای خالی اکسیژنی در داخل ساختار شکل می گیرد که رنگ آن تیره و هدایت الکتریکی را افزایش می دهد و آن را به عنوان یک نیمه هادی مطرح می نماید. به طوری که با حرارت دادن آن در دمای 600 درجه سانتی گراد در اتمسفر هیدروژن به مدت 5 دقیقه ضریب هدایت از 12- 10 به 5-10  (در واحد (bold capital omega cm-1 افزایش می یابد. به طور کلی رابطه غیر استوکیومتری اکسید تیتانیم به صورتTiO2-x بوده که هر قدر x بزرگتر باشد رسانایی افزایش می یابد به طوری که رسانایی TiO مشابه فلزات است. TiO از احیای TiO2 به وسیله منیزیم در دمای 600 درجه سانتیگراد در اتمسفر آرگون و یا هیدروژن حاصل می شود. اکسید تیتانیم با افزایش دما نیز اکسیژن از دست داده و یون های تیتانیم در جاهای خالی اکتاهدرال بین نشین می گردند و هدایت الکتریکی به طور محسوسی بالا رفته و نیمه هادی از نوع n حاصل می شود.

   دی اکسید تیتانیم، تیتانیا، Tio2

یکی از استفاده مهم دی اکسید تیتانیم در تهیه سنسورهای اکسیژنی است. هدایت الکتریکی دی اکسید تیتانیم با کاهش فشار اکسیژن افزایش می یابد به طوری که به ازای کاهش فشار اکسیژن از 1 به 0.1 اتمسفر هدایت الکتریکی تا 10 برابر افزایش می یابد. این حساسیت قابل توجه دی اکسید تیتانیم به فشار اکسیژن آن را به عنوان یک سنسور اکسیژنی مطرح کرده است. ترکیب غیر استوکیومتری TiO3 به صورت TiO2-x نشان داده می شود که به مفهوم جاهای خالی اکسیژن و یا بین نشین های تیتانیم در شبکه کریستالی می باشد. وجود عیوب چون جاهای خالی و بین نشین ها منشا ایجاد الکترون بوده و غلظت الکترون ها متناسب با PO2 -1.5 می باشد. مطابق روابط ترمودینامیکی و سینتیکی نشکیل جاهای خالی برای TiO2آسانتر از تشکیل بین نشین های تیتانیم می باشد. معمولا دی اکسید تیتانیم پلی کریستال متخلخل به دلیل افزایش سطح موثر برخورد با گاز و کاهش مقطع عرضی موثر زمان پاسخگویی کوتاهتری از خود نشان می دهد. از آنجایی که هدایت الکتریکی دی اکسید تیتانیم به طور اکسپونانسیلی با PO2 و دما تغییر می نماید نحوه عملکرد حساسیت سنسورهای ساخته شده از آن نیز با دما تغییر می نماید. یک راه حل مهندسی جهت رفع این مشکل استفاده از یک ترموستات متصل به منبع حرارتی بوده تا بدین وسیله سنسور در یک دمای ثابت نگه داشته شود. این دمای ثابت بالاتر از دماهای گازهای خروجی است.

دی اکسید تیتانیم، تیتانیا، Tio2

دی اکسید تیتانیم، تیتانیا، Tio2  

از آنجایی که مقاومت الکتریکی دی اکسید تیتانیم در برخورد با یک مخلوط گازی تغییر می نماید بنابراین می تواند به عنوان کنترل کننده آلودگی های گازی در خودروها و کارخانجات صنعتی عمل نماید. اکسید تیتانیم به دلیل ارزان بودن و پایداری شیمیایی خوب در محیط های خورنده و داغ می تواند سنسور یا حسگر خوبی در برابر گازهایی چون اکسیژن، NO2، CO، اتانول، متانول و غیره باشد. پایداری ساختار، اندازه دانه ها، درصد تخلخل، مواد افزودنی و ... از عواملی هستند که بر روی درجه حسگری آن تاثیر می گذارند. به عنوان مثال با کاهش اندازه ذرات این خاصیت افزایش می یابد و امروزه حسگرهای نانو به بازار مصرف آمده اند. مواد مختلفی نظیر Cu، V، Mo، Nb، Pt، Si، Cr، Ta به دی اکسید تیتانیم اضافه شده تا بعضی اثرات مورد نظر را ایجاد نمایند چنانکه کروم، تانتال، نایوبیم، تنگستن مانع استحاله فازی آناتاز به روتیل شده و مانع رشد دانه در ضمن عملیات حرارتی می شوند. معمولا سنسورهای لایه نازک دمای کاری 400-200 درجه سانتی گراد را دارند در حالی که از نوع حجیم تر قابلیت عمل در دماهای بین 1000-600 درجه سانتی گراد را دارند. کاهش ضخامت حساسیت تبدیل فازی افزایش یافته و نمی توان سنسور را در دماهای بالا به کار برد.

در عمل برای ساخت سنسورهای از نوع اکسید تیتانیم یک فیلم نازک از دی اکسید تیتانیم بر روی یک زمینه سرامیکی به عنوان زیر لایه مانند آلومینا قرار می گیرد و دو الکترود پلاتینی تغییر مقاومت این لایه نازک را اندازه می گیرند. ایجاد فیلم نازک دی اکسید تیتانیم به کمک روش های رسوب فیزیکی از فاز بخار (PVD)، رسوب شیمیایی از فاز بخار (CVD)، سل – ژل، غوطه وری و کاشت یونی انجام می گیرد. اما روش سل ژل به دلیل سادگی فرآیند، نیاز به تجهیزات کم، هزینه پایین، ایجاد سطح ویژه بالا، کنترل ریز ساختار و قابلیت رشد فیلم بر روی تمام سطوح زیر لایه از متداول ترین آن ها می باشد. در روش سل ژل از ترکیباتی چون بوتوکسید تیتانیم یا ایزوپروپکساید تیتانیم به عنوان حامل یا پیش ماده تیتانیم، از دو پروپانول یا n-بوتانول به عنوان حلال، از اسید استیک، اسید کلریدریک و استیل استون به عنوان پایدار کننده استفاده می شود. زیر لایه از جنس آلومینا، یاقوت و شیشه و یا ویفر سیلیکونی بوده که به خوبی آلودگی زدایی شده و وارد محلول سل – ژل می شود. با هیدرولیز ترکیبات آلی – فلزی یک لایه نازک از هیدروکسید تیتانیم سطح مورد نظر را می پوشاند. با عملیات خشک کردن در دمای 110-170 درجه سانتی گراد حلال تبخیر شده و با عملیات حرارتی نهایی در 400-900 درجه سانتی گراد به مدت حدود یک ساعت هیدروکسیدها تجزیه شده و فازهای آناتاز، روتیل و بروکیت شکل می گیرند. فرآیند تکرار می شود تا ضخامت مورد نظر بدست آید.

دی اکسید تیتانیم به دلیل عدم ایجاد الکتریسیته ساکن و مقاومت به سایش بالا و اصطکاک سطحی کم به عنوان هدایت کننده الیاف نساجی مورد استفاده قرار گرفته به طوری که نخ را با سرعت 50 متر بر ثانیه هدایت می کند. روتیل جهت هدایت نخ های از جنس الیاف ریون، نایلون، ابریشم، کنف، شیشه و الیاف کتانی استفاده می شود. به علت چقرمگی پایین کمتر در کاربردهای سازه ای از آن استفاده می شود.

 

روش های سنتز پودر دی اکسید تیتانیم

ویرایش
 
 
 
 

ماسه های بادی و ساحلی به نام روتیل با 90 تا 98 درصد TiO2، ایلیمنیت (Mg, Mn, Fe)TiO3 با عیار 43 تا 61 درصد اکسید تیتانیم، سرباره های تیتان – آهن با 70 تا 85 درصد TiO2 و روتیل مصنوعی با 85 تا 90 درصد TiO2 مهم ترین منابع معدنی و صنعتی دی اکسید تیتانیم محسوب می شوند. برای تهیه دی اکسید تیتانیم خالص ابتدا منابع معدنی در دماهای بین 950 تا 1150 درجه سانتی گراد تکلیس شده تا آناتاز موجود در آن ها به روتیل تبدیل گردند.

-کلریناسیون

در روشی دیگر مخلوط منابع معدنی دی اکسید تیتانیم و کک در دماهای حدود 160 تا 175 درجه سانتی گراد مورد کلراسیون قرار گرفته به طوری که بخار تتراکلرید تیتانیم شکل می گیرد که با اکسیداسیون آن در یک اتمسفر اکسیژنی TiO2 تشکیل می شود:

   دی اکسید تیتانیم، تیتانیا، Tio2

TiO2 (روتیل) + C+Cl2 = TiCl6 +CO2+ CO       900-1000oC

TiCl6+ O2+N2 = TiO2+2Cl2+N2                          1000oC

در عمل مخلوط مواد اولیه بعد از آسیا شدن تا حد 2 تا 10 میلی متر وارد یک راکتور شده و با گاز کلر در دمای 160 تا 175 درجه سانتی گراد مورد واکنش قرار می گیرد. کلر با اکسیدهای آهن و تیتانیم واکنش داده و ترکیبات کلرید آهن و تیتانیم به شکل گازی از انتهای تیوب خارج شده و به داخل یک بالن شیشه ای با دمای 4- درجه سانتی گراد هدایت می شوند. به طوری که با میعان یافتن بخارات، مایع سیاه رنگی از کلریدهای آهن و تیتانیم شکل می گیرد. با عملیات تقطیر جزء به جزء کلرید تیتانیم که نقطه جوش پایین تری دارد از کلرید آهن جدا می شود. ناخالصی های باقی مانده از قبیل سیلیسیم، وانادیم، زیرکونیم، نقره و ... توسط شستشو با اولئوم (اسید سولفوریک دود کننده) حذف می شوند. با اضافه کردن آب و الکل اتیلیک به کلرید تیتانیم هیدرولیز کامل صورت گرفته و حالت ژله ای مانند شکل می گیرد. ژل حاصله را کلسینه نموده تا اکسید تیتانیم حاصل شود. می توان از اکسیداسیون TiCl4 توسط اکسیژن خشک در 650 تا 700 درجه سانتی گراد اکسید تیتانیم با خلوص بالا رسید که عموما به شکل روتیل است.

- روش سولفاتی

در این روش معمولا مواد به شکل ایلمنیت به صورت کاملا ریز آسیاب شده و در اسید سولفوریک غلیظ حل می گردد (150-200 درجه سانتی گراد) به طوری که سولفات آهن و تیتانیم شکل می گیرد. با افزایش قراضه یا براده آهن یون های آهن 3 به 2 تبدیل می شود. با تبخیر محلول و سرد نمودن بعدی مقادیر زیادی سولفات آهن 2 متبلور می شود (FeSO4.7H2O). بعد از عمل فیلتراسیون محلول مجددا به کمک بخار آب تا دمای بین 95 تا 110 درجه سانتی گرم شده تا اینکه سولفات تیتانیم به دی اکسید تیتانیم هیدراته هیدرولیز شده و رسوب نماید. می توان با افزایش پودر اکسید تیتانیم خالص به عنوان جوانه زا سرعت رسوب دهی را افزایش داد. با فرآیند تکلیس در دماهای بین 800 تا 1000 درجه سانتی گراد اکسید تیتانیم شکل می گیرد. لازم به ذکر است که کانی روتیل در اسید سولفوریک قابل حل نیست و برای تخلیص آن باید به روش دیگری عمل کرد.

 

|
امتیاز مطلب : 0
|
تعداد امتیازدهندگان : 0
|
مجموع امتیاز : 0
کاربردهای اکسید زیرکونیم
چهارشنبه 03 اردیبهشت 1393 ساعت 20:37 | بازدید : 2228 | نویسنده : metallurgyy | ( نظرات 0 )

کاربردهای اکسید زیرکونیم (Zirconium Oxide Application) بسیار است که از آن جمله می توان به موارد زیر اشاره کرد:

کاربردهای دینامیکی:

زیرکونیا در شرایط مناسب ریزساختاری و فازی بالاترین مقاومت به ضربه را در بین سرامیک ها دارد و به همین دلیل در مواردی چون چوب گلف، قیچی سرامیکی، حدیده های کشش سیم، قالب های اکستروژن گرم، واشر در شیرها، پروانه پمپ های انتقال مواد شیمیایی و لجن ها، سر پیستون و آستر پیستون ها کاربرد دارد و کاربرد آن به عنوان اجزاء موتورهای حرارتی باعث شده تا از کاهش دمای موتور جلوگیری شده و بازده موتور افزایش یابد از طرفی میزان سایش کاهش یافته و عمر موتور افزایش می یابد. در همین راستا به عنوان سر سوپاپ، میل لنگ، شاتون و بادامک ها که مقاومت به سایش در آن ها اهمیت دارد، استفاده می شود. یک شرکت آمریکایی یک موتور تحقیقاتی از پوسته نیترید سیلیسیم و اجزای زیرکونیایی طراحی نموده است که مصرف سوخت آن به طور قابل توجهی پایین است. جهت پایداری شیمیایی زیرکونیا در دماهای بالا مطالعه آن جهت کاربرد در سیستم های حرارتی اگزوز، موتور جت و موشک،توربین های گازی به طور جدی دنبال می شود.

اکسید زیرکونیم، زیرکونیا

المنت حرارتی:

در دماهای بالا نقص های شبکه ای زیاد شامل حامل بار الکتریکی در زیرکونیا به وجود آمده که نتیجه آن افزایش هدایت الکتریکی می باشد. غلظت این عیوب می تواند با افزایش کاتیون های ثانویه چون کلسیم و یا کاتیون های با ظرفیت متغیر افزایش یابد.

به عنوان مثال با افزایش CeO2 دانسیته حامل های بار الکترونی افزایش می یابد:

bold Ce to the power of bold 3 bold plus end exponent bold rightwards double arrow bold Ce to the power of bold 4 bold plus bold space end exponent bold plus bold e

مطابق آنچه گفته شد با افزایش دما مقاومت الکتریکی زیرکونیا کاهش می یابد به طوری که زیرکونیای تثبیت شده در 200 درجه سانتی گراد مقاومت حدود 2300 اهم بر متر را داشته اما در دمای 700 درجه سانتی گراد این مقاومت به 0.4 می رسد. از طرفی به دلیل دیرگدازی و مقاومت به اکسیداسیون و شوک حرارتی بالا برای زیرکونیا باعث شده تا زمینه های کاربردی آن به عنوان المنت های حرارتی در کوره های الکتریکی تا دمای 2000 درجه سانتی گراد ایجاد شود. المان های فلزی تا 1300 درجه سانتی گراد (کانتال) و از نوع پلاتینیم تا 1600 درجه سانتی گراد را تحمل می نمایند. المان های سرامیکی مثل کاربید سیلیسیم تا 1560 و سوپر کانتال دی سیلیسید مولیبدن تا 1800 درجه سانتی گراد را تحمل می نماید. اما این دو سرامیک محدودیت جدی به دلیل اکسیداسیون در دماهای بالا دارند. زیرکونیا نه تنها مشکل اکسیداسیون را نداشته بلکه از هدایت حرارتی بالاتری در دماهای بالا نسبت به سرامیک های یاد شده برخوردار است. برای حل مشکل هدایت کم زیرکونیا در دماهای پایین از کنتاکت های پلاتین در دو انتهای آن استفاده می شود. بدین ترتیب تا 1000 درجه سانتی گراد به واسطه المان های مقاومتی فلزی پیش گرم شده و به اندازه کافی رسانا می گردد. پیش گرم کردن می تواند به وسیله جا دادن یک ماده حساس (پذیرنده) مانند کاربید سیلیسیم در داخل زیرکونیا صورت پذیرد. این سیستم مشکل کنتاک های الکتریکی را نداشته ولی بازده انرژی کمتری دارد و المان های زیرکونیایی در 1800 درجه سانتی گراد قابلیت تحمل بیش از 10000 ساعت را دارند.

دیرگداز:

زیرکونیای تثبیت شده به جهت نقطه ذوب بالا و خواص شیمیایی عالی به عنوان یک نسوز مناسب مطرح است. حضور ذرات زیرکونیای تثبیت نشده در نسوزهایی مانند آلومینا باعث افزایش مقاومت به سایش و مقاومت به شوک حرارتی شده و کاربرد آن را در مواردی چون شیرهای راهگاهی لغزنده در تجهیزات فرآیند ریخته گری مداوم فولاد و یا نازل ها و افشانک های خروج مذاب در پاتیل های میانی و سیتم های کشویی پاتیل ها امکان پذیر می کند. در حقیقت با تحول فازی، شبکه ای از ترک های ریز شکل گرفته که باعث مهار رشد ترک اصلی می شود. در همین راستا از زیرکونیا در ساخت بوته های ذوب فلز به خصوص ذوب فلزات گران بها و سوپر آلیاژ (مصرفی در پره های توربین)، بوته های چینی آزمایشگاهی و شیمیایی، نسوزهای مقاوم در برابر شوک حرارتی در آستر کوره ها و پاتیل ها، ابزارآلات کوره های پخت سرامیک استفاده می شود. محدودیت اصلی آن مقاومت کم در برابر حمله سرباره های بازی و اکسید آهن می باشد.

مذاب تیتانیم حالت خورندگی شیمیایی و مکانیکی شدیدی داشته به طوری که هیچ نوع دیرگدازی تا کنون نتوانسته در برابر آن مقاومت کند. زیرکونیا تنها دیرگدازی است که به وسیله تیتانیم تر نشده و درآن حل نمی شود.

فیبرهای نسوز:

زیرکونیا یک عایق حرارتی خوب به شکل های فیبر، کاغذ، نمد و ورق در دماهای بالا مطرح می باشد. فیبرهای زیرکونیایی که فویل های کریستاله بوده و از اندازه دانه با اندازه 0.2 میکرون برخوردار می باشد تحمل دماهای 1650 تا 1700 درجه سانتی گراد را دارد. با عبور ماده آلی از جنس ابریشم مصنوعی از داخل محلول آبی کلرید زیرکونیم و کلرید ایتریم پوششی از زیرکونیا بر روی آن ها قرار می گیرد. فیبرهای آلی در دماهای به اندازه کافی بالا سوخته شده و خارج می شوند. فیبرهای زیرکونیایی به دست آمده به منظور کریستالیزه شدن در دماهای بین 800 تا 1300 درجه سانتی گراد تحت عملیات حرارتی قرار گرفته و در نهایت پخت می شوند. این فیبرها به عنوان جدا کننده در باتری های فضایی، فیلترهای گاز گرم ، دیافراگم پوشش های حرارتی و شیمیایی مصرف دارند.

پوشش محافظ حرارتی:

وجود یک پوشش نازک سرامیکی بر روی تیغه های فلزی رتورهای توربین باعث افزایش دمای کاربرد آن ها به میزان 100 تا 200 درجه سانتی گراد و در نتیجه افزایش بازده موتور توربین بین 6 تا 12 درصد می شود. معمولا لایه ای از زیرکونیا به صورت پلاسما تا ضخامت 0.06 سانتی متر به واسطه یک لایه میانی (0.07 سانتی متر) بر روی فلز قرار می گیرد. لایه میانی یک ترکیب سرامیکی با ضریب انبساط حرارتی نزدیک به فلز بوده و به عنوان اتصال دهنده فلزی عمل می نماید. پوشش زیرکونیا از پایداری شیمیایی خوبی برخوردار بوده  و در محیط هایی چون توربین گازی به خوبی عمل می نماید.

اعمال پوشش های زیرکنیایی به روش سل – ژل بر روی سطح رولرهای سرامیکی به دلیل ضریب انبساطی کم از دیگر موارد قابل ذکر است. عمر مفید رولرهای سرامیکی در کوره های پخت سرامیک به دلایل زیر پایین است: 1- حضور گازهای احتراقی چون بخار آب، دی اکسید و منواکسید کربن، دی اکسید گوگرد و سولفید هیدروژن

2- وجود شیب حرارتی و بالطبع تنش های حرارتی

3- وجود بخار اکسیدهای قلیایی چون اکسیدهای سدیم، پتاسیم و لیتیم که در دماهای پخت بالاتر از 900 درجه سانتی گراد در کوره ایجاد شده و در لایه سطحی رولرها نفوذ و منشا واکنش های شیمیایی خورنده آن می شوند.

4- تنش های مکانیکی ناشی از وزن رولر، وزن قطعات و حرکات پیچشی رولر در قسمت جهنم کوره موجب خزش و شکست رولر می شوند.

5- تماس با لعاب بدنه و نفوذ فاز شیشه از سطح بدنه سرامیکی به سطح رولر.

عوامل فوق نه تنها باعث کاهش کیفیت محصولات می شود بلکه زیان های اقتصادی را به دنبال دارد. جهت افزایش عمر این رولر ها یک لایه پوشش سل – ژل زیرکونیایی بر روی سطح آن ها اعمال می شود که مهمترین نقش آن جلوگیری از نفوذ  گازها و بخارهای اکسیدهای قلیایی خورنده می باشد.

کاربردهای الکتریکی:

با مخلوط کردن اکسیدهای زیرکونیم، سرب و تیتانیم به نسبت معین ترکیب زیرکونات سرب و تیتانیم حاصل شده که دارای کاربردهای الکتریی و الکترونیکی می باشد. در ترکیب Pb(ZrTi)O3هر یون سرب با 12 یون اکسیژن و هر یون زیرکونیم یا تیتانیم با 6 یون اکسیژن همسایه بوده و تشکیل یک شبکه FCC می دهند. به علت بزرگ بودن یون های سرب شبکه حالت انبساطی داشته و یون های زیرکونیم دقیقا در مرکز شبکه قرار نداشته و واحد شبکه از نظر بار الکتریکی متقارن نبوده به صورت یک دو قطبی عمل می کند. با اعمال یک میدان الکتریکی دو قطبی های الکتریکی در جهت معینی منظم شده و به اصطلاح نمونه قطبی می شود. بسته به نوع میدان اعمال شده سرامیک انبساط و یا انقباض از خود نشان می دهد که به پدیده پیزوالکتریک معروف است. بالعکس اگر یک نیروی خارجی بر سرامیک اعمال شود تغییری در ابعاد دو قطبی ها باعث ایجاد اختلاف پتانسیل در دو سر نمونه سرامیکی می شود یعنی پدیده پیزوالکتریک دو طرفه است. از این نوع پیزوالکتریک ها به عنوان استارترهای گازی مبدل مکانیکی – الکتریکی در سیستم ضبط صوت، ترانس و دیودهای ماورا صوت، تولید کننده موج های فشاری صوتی برای اکو، شتاب سنج ها، میکروفن ها و بلند گوها استفاده می شود.

شیشه و لعاب:

زیرکونیا به دلیل مقاومت بسیار بالا در برابر محیط های قلیایی کاربرد آن در لعاب ها و شیشه ها و یا نسوزها گسترش یافته است. فیبرهای شیشه ای شامل 6 تا 16 درصد زیرکونیا به عنوان فیلمنت های مسلح کننده در بتن کاربرد پیدا نموده است. یون های زیرکونیم در شیشه تمایل به پیدا کردن عدد همسایگی 4 دارند بدین ترتین در شبکه سیلیکات قرار می گیرند در حالی که در سرد شدن شبکه سیلیکات تمایل به یافتن عدد همسایگی 6 را دارد که برای زیرکونیم امکان پذیر نیست. بنابراین از شبکه جدا شده و به عنوان عامل جوانه زا عمل می کند. از طرفی حلالیت آن در مذاب سیلیکات محدود می باشد (4-3)% سعی بر این است که زیرکونیا به شکل ناپایدار تتراگونال در شبکه Na2O-SiO2-ZrO2-Al2O3 در دماهای حدود 940 درجه سانتی گراد متبلور شود. در لعاب ها به عنوان مات کننده و در لعاب های سفید که بر روی ورقه های آهنی به کار می رود به عنوان عامل رسوب کننده محسوب می شود.

پایه رنگدانه های سرامیکی:

رنگدانه های بر پایه زیرکونیا به دلیل مقاومت خوبی که در شرایط حاد شیمیایی و حرارتی از خود نشان می دهند به طور گسترده در صنایع کاشی، ظروف غذاخوری، چینی بهداشتی مورد استفاده قرار می گیرند. از چهار رنگ اصلی سه تای آن ها بر پایه زیرکونیا می باشد. رنگ آبی در حضور اکسید وانادیم، زرد و در حضور پرازئودیمیم و قرمز تا صورتی در حضور اکسید آهن مورد استفاده قرار می گیرد. در تمامی رنگ های بر پایه زیرکونیا، ZrO2 با سیلیکا ترکیب شده و تشکیل شبکه سیلیکات داده به طوری که یون های رنگ دهنده (کروموفور) در داخل این شبکه جایگزین تعدادی از یون های زیرکونیم می شود. البته مینرال سازهایی برای شدت بخشیدن تشکیل زیرکن (سیلیکات زیرکونیم) اضافه می شود و بر شدت رنگ اثر می گذارد.

ساینده ها و ابزارهای برشی:

زیرکونیا به واسطه تحول فازی تنش های فشاری در سطح ایجاد نموده و به همین دلیل کاربردهای نوینی در ابزار های برنده و مقاوم در برابر سایش پیدا کرده است. چرخ های ساینده آلومینا – زیرکونیا هفت برابر بهتر از چرخ های آلومینای خالص کار می کنند. کاربرد آن به عنوان گلوله های بال میل، انواع قیچی های برش و یا تیغه های برش در صنعت برش دهنده در صنعت کاغذ، هدایت کننده الیاف نساجی و بسیاری موارد دیگر متداول شده است. عمر بسیار زیاد و دوره کار طولانی مدت و فاصله زمانی استراحت کم این نوع ابزار ها موجب جبران قیمت اولیه می شود.

اکسید زیرکونیم، زیرکونیا

سنسور اکسیژنی:

در اتومبیل های مسئله افزایش راندمان سوخت و کنترل آلودگی مهمترین پارامترها بود و تا به حال راه حل مختلفی برای آن ارائه شده است. به طوری که جهت کاهش آلاینده های خروجی چون منواکسید، اکسیدهای نیتروژن و هیدروکربن ها از کاتالیست های مختلف استفاده می شود. تبدیل کننده های کاتالیستی فقط در یک دامنه محدود از شرایط احتراق (نسبت معنی از سوخت به هوا) می توانند مفید واقع شوند. از آنجایی که غلظت اکسیژن در گازهای خروجی بسته به نسبت هوا / سوخت از 9-10 تا 21-10 اتمسفر تغییر می کند، بنابراین می تواند معیار خوبی برای اندازه گیری راندمان و کنترل شرایط احتراق باشد. بر همین اساس اتومبیل های جدید مجهز به یک سیستم اتوماتیک تنظیم سوخت و هوا بر اساس سنسور اکسیژنی هستند که عمدا از جنس سرامیک های الکترولیتی یونی هستند. این نوع سنسورها با دو مکانیزم مختلف عمل می کنند یکی بر اساس پتانسیل الکتروشیمی ناشی از اختلاف فشار اکسیژن که بیشتر در مورد سرامیک های زیرکونیا مطرح است و دیگری بر اساس وابستگی هدایت الکترونیکی به فشار اکسیژن می باشد که در راستای آن سنسورهای TiO2 و ZrO2 توسعه یافته است.

تولید هیدروژن:

تبدیل آب به هیدروژن پر هزینه بوده با وجود این از آن جهت بالا بردن راندمان نیروگاه های حرارتی استفاده می شود. با الکترولیز در دماهای بالا می توان بازده تولید هیدروژن را بالا برد این هدف با استفاده از یک غشا متخلخل زیرکونیای تثبیت شده انجام می گیرد به طوری که بخار آب در کاتد به واسطه اعمال ولتاژ تجزیه شده و یون اکسیژن از میان غشا گفته شده جریان می یابد در حالی که هیدروژن از مدار خارج می شود. الکترودها از جنس پروسکایت انتخاب شده و از نظر اقتصادی نسبت به فلزات نادر ارجحیت دارد.

پیل سوختی:

پیل های سوختی دمای بالا به عنوان تکنولوژی پیشرفته در افزایش راندمان تولید انرژی و کاهش آلودگی مطرح هستند. اساس کار آن ها بر پایه تبدیل سوخت های فسیلی به انرژی الکتریکی به واسطه یک سری واکنش های الکتروشیمیایی می باشد. به عبارتی مخلوط گازی قابل احتراق (H2+CO) از سطح داخلی زیرکونیایی که به شکل یک لوله می باشد عبور نموده در حالی که جریانی از هوا یا اکسیژن در امتداد سطح خارجی زیرکونیا عبور می نماید بدین ترتیب به واسطه اختلاف فشار اکسیژن در دو طرف سطح جریانی از نفوذ یون های اکسیژن از جداره لوله زیرکونیایی به عنوان الکترولیت به سمت داخل لوله برقرار می گردد. با عبور اکسیژن از درون الکترولیت (ZrO2-Y2O3) گازهای  H2 و CO امکان احتراق پیدا نموده و گازهای CO2 و H2O تولید می شود، انرژی آزاد حاصل از واکنش های احتراق به یک جریان الکترکی تبدیل شده که به صورت کار مفید در مدار خارجی استفاده می شود. الکترولیت جامد از ZrO2 تثبیت شده با هدایت یونی بالا بوده که تلفات ناشی از مقاومت پیل را به حداقل می رساند. ولتاژ پیل در 1000 درجه سانتی گراد بر اساس معادله نرنست حدود یک ولت می باشد. به منظور ایجاد جریان و ولتاژ بالاتر پیل ها به طور موازی و یا سری ترکیب می شوند. گاز هیدروژن به علت عدم ایجاد آلودگی به عنوان سوخت ترجیح داده می شود. گازهای محترق خروجی دمای حدود 800 درجه سانتی گراد را داشته که می تواند مورد استفاده قرار گیرد. در این فرآیند احتمال رسوب کربن روی الکترودها وجود داشته که بازده را به شدت می کاهد. با استفاده از گازهای طبیعی مانند متان یا اتان و با کنترل درجه اکسیداسیون می توان محصولات مختلفی را ایجاد کرد (الکل، استن، ...). بدین ترتیب این نوع پیل ها با مصرف گاز طبیعی به عنوان سوخت اولیه می تواند به دو منظور تولید الکتریسیته و تولید محصولات جانبی به کار گرفته شود.

اکسید زیرکونیم، زیرکونیا

باتری های ذخیره کننده:

از هدایت کننده های کاتیونی مانند زیرکونیا به عنوان باتری های ذخیره کننده استفاده می شود. در حقیقت زیرکونیا در این نوع باتری ها به عنوان جدا کننده آند و کاتد چون سدیم و گوگردعمل می نماید. به واسطه واکنش های انجام گرفته بین آند و کاتد توان الکتریکی حاصل می شود. پتانسیل تولید شده بستگی به ترکیب شیمیایی زیرکونیا و هدایت یونی آن دارد. از الکترولیت های مناسب دیگر برای این باتری ها می توان به سرامیک هایی چون ZrO2+CeO2 ، β-Al2O3 شیشه های قلیایی و یا یدیدهای فلزی مانند AgI اشاره نمود.

سایر کاربردها:

زیرکونیا به واسطه سطحی با اصطکاک کم و حداقل جذب نوترون های برخوردی به آن به عنوان بازتاب دهنده های نوترونی در راکتورهای اتمی کاربرد دارد. این سرامیک جایگزین بسیار خوبی برای آلومینا یا آلیاژهای فلزی در کاربردهای ارتوپدیک در بدن انسان می باشد. اکسید زیرکونیم مکعبی به عنوان جواهر مصنوعی نیز کاربرد دارد.

اکسید زیرکونیم، زیرکونیا

|
امتیاز مطلب : 0
|
تعداد امتیازدهندگان : 0
|
مجموع امتیاز : 0
post
چهارشنبه 03 اردیبهشت 1393 ساعت 20:33 | بازدید : 822 | نویسنده : metallurgyy | ( نظرات 0 )

سوپر آلیاژ (Superalloy) به آلیاژهای پایه نیکل، پایه آهن – نیکل و پایه کبالت گفته می شود که عموما در دماهای بالاتر از 540 درجه سانتی گراد استفاده می شوند. سوپر آلیاژ های پایه آهن – نیکل مانند آلیاژ IN-718 از فن آوری فولادهای زنگ نزن توسعه یافته اند و معمولا به صورت کار شده هستند. سوپر آلیاژ های پایه نیکل و پایه کبالت بسته به نوع کاربرد و ترکیب شیمیایی می توانند به صورت ریخته یا کار شده باشند.

از آغاز پیدایش سوپر آلیاژ ها، تعداد زیادی آلیاژ شناخته شده و مورد مطالعه قرار گرفته و تعدادی نیز به عنوان اختراع ثبت شده اند. تعدادی از آن ها در طول سالیان گذشته غربال شده و تعدادی به صورت گسترده مورد استفاده قرار گرفته اند. در شکل زیر رفتار تنش گسیختگی سه گروه آلیاژی با یکدیگر مقایسه شده اند (سور آلیاژهای پایه آهن- نیکل، پایه نیکل و پایه کبالت).

استحکام گسیختی سوپرآلیاژها

سوپرآلیاژ های دارای ترکیب شیمیایی مناسب را می توان با آهنگری و نورد به اشکال گوناگون درآورد. ترکیب های شیمیایی پرآلیاژ تر معمولا به صورت ریخته گری می باشند. ساختارهای سرهم بندی شده را می توان با جوشکاری یا لحیم کاری بدست آورد، اما ترکیب های شیمیایی که دارای مقادیر زیادی از فازهای سخت کننده هستند، به سختی جوشکاری می شوند. خواص سوپرآلیاژها را با تنظیم ترکیب شیمیایی و فرآیند (شامل عملیات حرارتی) می توان کنترل کرد و استحکام مکانیکی بسیار عالی در محصول تمام شده به دست آورد.

 

اصول متالورژی سوپر آلیاژها

ویرایش
 
 
 
 

سوپرآلیاژهای پایه آهن، نیکل و کبالت معمولا دارای ساختار بلوری با شبکه مکعبی با سطوح مرکزدار (FCC) هستند. آهن و کبالت در دمای محیط دارای ساختار FCC نیستند. هر دو فلز در دماهای بالا یا در حضور عناصر آلیاژی دیگر، دگرگونی یافته و شبکه واحد آن ها به FCC تبدیل می شود. در مقابل، ساختمان بلوری نیکل در همه دماها به شکل FCC است. حد بالایی این عناصر در سوپر آلیاژها توسط دگرگونی فازها و پیدایش فازهای آلوتروپیک تعیین نمی شود بلکه توسط دمای ذوب موضعی آلیاژها و انحلال فازهای استحکام یافته تعیین می گردد. در ذوب موضعی بخشی از آلیاژ که پس از انجماد ترکیب شیمیایی تعادلی نداشته است در دمایی کمتر از مناطق مجاور خود ذوب می شود. همه آلیاژها دارای یک محدوده دمایی ذوب می شوند و عمل ذوب شدن در دمای ویژه ای صورت نمی گیرد، حتی اگر جدایش غیر تعادلی عناصر آلیاژی وجود نداشته باشد. استحکام سوپر آلیاژ ها نه تنها به وسیله شبکه FCC و ترکیب شیمیایی آن، بلکه با حضور فازهای استحکام دهنده ویژه مانند رسوب ها افزایش می یابد. کار انجام شده بر روی سوپر آلیاژ (مانند تغییر شکل سرد) نیز استحکام را افزایش می دهد، اما این استحکام به هنگام قرارگیری فلز در دماهای بالا حذف می شود.

تمایل به دگرگونی از فاز FCC به فاز پایدارتر در دمای پایین وجود دارد که گاهی در سوپر آلیاژ های کبالت اتفاق می افتد. شبکه FCC سوپر آلیاژ قابلیت انحلال وسیعی برای بعضی عناصر آلیاژی دارد و رسوب فازهای استحکام دهنده (در سوپر آلیاژ های پایه آهن – نیکل و پایه نیکل) انعطاف پذیری بسیار عالی آلیاژ را به همراه دارد. چگالی آهن خالص 7.8 گرم بر سانتی متر مکعب و چگالی نیکل و کبالت تقریبا 8.9 گرم بر سانتی متر مکعب است. چگالی سوپر آلیاژ های پایه آهن - نیکل تقریبا 8.3-7.9 گرم بر سانتی متر مکعب، پایه کبالت 9.4-8.3 و پایه نیکل 7.8-8.9 است.

سوپر آلیاژ،سوپرآلیاژ، superalloy

چگالی سوپر آلیاژ ها به مقدار عناصر آلیاژی افزوده شده بستگی دارد. عناصر آلیاژی Ti،Cr و Al چگالی را کاهش و W،Re و Ta آنرا افزایش می دهند. مقاومت به خوردگی سوپر آلیاژ ها نیز به عناصر آلیاژی افزوده شده و به ویژه Al، Cr و محیط بستگی دارد.

دمای ذوب عناصر خالص نیکل،کبالت و آهن به ترتیب 1453،1495 و 1537 درجه سانتی گراد است. دمای ذوب حداقل (دمای ذوب موضعی) و دامنه ذوب سوپر آلیاژ ها، تابعی از ترکیب شیمایی و فرآیند اولیه است. به طور کلی دمای ذوب موضعی سوپر آلیاژ های پایه کبالت نسبت به سوپرآلیاژها پایه نیکل بیشتر است. سوپرآلیاژهای پایه نیکل ممکن است در دمای 1204 درجه سانتی گراد از خود ذوب موضعی نشان دهند. انواع پیشرفته سوپر آلیاژ های پایه نیکل تک بلور دارای مقادیر محدودی از عناصر کاهش دهنده دمای ذوب هستند و به همین لحاظ، دارای دمای ذوب موضعی برابر یا کمی بیشتر از سوپر آلیاژ های پایه کبالت هستند.

 

ویژگی ها و خواص سوپر آلیاژها

ویرایش
 
 
 
 
1- فولادهای معمولی و آلیاژهای تیتانیم در دماهای بالاتر از 540 درجه سانتی گراد دارای استحکام کافی نیستند و امکان خسارت دیدن آلیاژ در اثر خوردگی وجود دارد.

2- چنانچه استحکام در دماهای بالاتر (زیر دمای ذوب که برای اکثر آلیاژها تقریبا 1204-1371) مورد نیاز باشد، سوپر آلیاژ های پایه نیکل انتخاب می شوند.

3- از سوپر آلیاژهای پایه نیکل می توان در نسبت دمایی بالاتری (نسبت به دمای ذوب) در مقایسه با مواد تجاری موجود استفاده کرد. فلزات دیرگداز (نسوز) نسبت به سوپر آلیاژ ها دمای ذوب بالاتری دارند ولی سایر خواص مطلوب آن ها را ندارند و به همین خاطر به طور وسیعی مورد استفاده قرار نمی گیرند.

4- سوپر آلیاژ های پایه کبالت را می توان به جای سوپر آلیاژ های پایه نیکل استفاده کرد که این جایگزینی به استحکام مورد نیاز و نوع خوردگی بستگی دارد.

5- در دماهای پایین تر وابسته به استحکام مورد نیاز، سوپر آلیاژ های پایه آهن - نیکل نسبت به سوپر آلیاژ های پایه نیکل و پایه کبالت کاربرد بیشتری پیدا کرده اند.

6- استحکام سوپر آلیاژ نه تنها مستقیما به ترکیب شیمیایی بلکه به فرآیند ذوب، آهنگری و روش شکل دهی، روش ریخته گری و بیشتر از همه به عملیات حرارتی پس از شکل دهی، آهنگری یا ریخته گری بستگی دارد.

  

7- سوپر آلیاژ های پایه آهن – نیکل نسبت به سوپر آلیاژ های پایه نیکل و پایه کبالت ارزان تر هستند.

8- اکثر سوپر آلیاژ های کار شده برای بهبود مقاومت خوردگی دارای مقداری کروم هستند. مقدار کروم در آلیاژهای ریخته در ابتدا زیاد بوده، اما به تدریج مقدار آن کاهش یافت تا عناصر آلیاژی دیگری برای افزایش خواص مکانیکی سوپر آلیاژ های دما بالا، به آن ها افزوده شوند. در سوپر آلیاژ های پایه نیکل با کاهش کروم مقدار آلومینیم افزایش یافت، در نتیجه مقاومت اکسیداسیون آن ها در همان سطح اولیه باقی می ماند و یا افزایش می یابد، اما مقاومت در برابر انواع دیگر خوردگی کاهش می یابد.

9- سوپر آلیاژ ها مقاومت در برابر اکسیداسیون بالایی دارند اما در بعضی موارد مقاومت خوردگی کافی ندارند. در کاربرد هایی مانند توربین هواپیما که دما بالاتر از 760 درجه سانتی گراد است سوپرآلیازها باید دارای پوشش کافی باشند. سوپر آلیاژها در کاربردهای طولانی مدت در دماهای بالاتر از 649 درجه سانتی گراد مانند توربین های گازی زمینی می توانند پوشش داشته باشند.

10- فن آوری پوشش دهی سوپر آلیاژ ها بخش مهمی از کاربرد و توسعه آن ها می باشد. نداشتن پوشش به معنی کارآیی کم سوپر آلیاژ در دراز مدت و دماهای بالاست.

11- در سوپر آلیاژ ها به ویژه در سوپر آلیاژ های پایه نیکل بعضی از عناصر در مقادیر جزئی تا زیاد اضافه شده اند. در بعضی از آلیاژ ها تعداد عناصر کنترل شده موجود تا 14 عنصر و بیشتر می تواند باشد.

12- نیکل، کبالت، کروم، تنگستن، مولیبدن، رنیم، هافنیم و دیگر عناصر استفاده شده در سوپر آلیاژ ها اغلب گران بوده و مقدارشان در طی زمان متغییر است.

 

کاربرد سوپر آلیاژها

ویرایش
 
 
 
 

کاربرد سوپر آلیاژ ها در دماهای بالا بسیار گسترده و شامل قطعات و اجزای هواپیما، تجهیزات شیمیایی و پتروشیمی است. دما گاز در بخش داغ موتور هواپیما ممکن است به بالاتر از 1093 درجه سانتی گراد برسد. با استفاده از سیستم های خنک کننده دمای اجزای فلزی کاهش پیدا می کند و سوپر آلیاژ که توانایی کار کردن در این دمای بالا را دارد، جز اصلی بخش داغ به شمار می رود. اهمیت سوپر آلیاژ ها در تجارت روز را می توان با یک مثال نشان داد. در سال 1950 فقط 10 درصد از کل وزن توربین های گاز هواپیما از سوپر آلیاژ ها ساخته می شد. اما در سال 1985 میلادی این مقدار به 50 درصد رسید.

جدول زیر کاربرد های سوپر آلیاژ ها را نشان می دهد. باید خاطر نشان ساخت که همه کاربردها به استحکام در دمای بالا نیاز ندارند. ترکیب و مقاومت خوردگی سوپر آلیاژ ها، مواد استانداردی برای ساخت وسایل پزشکی به وجود آورده است. سوپر آلیاژ ها هم چنین کاربردهایی در دماهای بسیار پایین پیدا کرده اند.

قطعات توربین های گاز هواپیما و صنعتی قطعات نیروگاه های توربین بخار قطعات پزشکی سیستم نیروگاه های هسته ای
دیسک ها تیغه ها دندان پزشکی مکانیزم های کنترل انرژی
پیچ ها لوله های خروج گاز ابزار جراحی سوپاپ بخار
شفت ها (محورها) قطعات انتخابی خودرو قطعات فضا پیما فنرها
پوسته ها توربو شارژرها پوسته های آئرودینامیکی لوله ها
تیغه ها سوپاپ های دود قطعات موتور جت صنایع شیمیایی و پتروشیمی
پرده های هواشکن فرآیند فلزات تجهیزات عملیات حرارتی پیچ ها
محفظه های احتراق ابزار و قالب های کار گرم سینی ها سوپاپ ها
لوله های خروج گاز قالب های ریخته گری نگهدارنده ها مخازن واکنش
محورهای انتقال نیرو   تسمه های نقاله لوله ها و پمپ ها
 
|
امتیاز مطلب : 0
|
تعداد امتیازدهندگان : 0
|
مجموع امتیاز : 0
بازرسی چشمی
چهارشنبه 03 اردیبهشت 1393 ساعت 20:26 | بازدید : 1106 | نویسنده : metallurgyy | ( نظرات 0 )

بازرسی چشمی

ویرایش
 
 
 
 

بازرسی چشمی (Visual Test) یا VT معمول ترین نوع تست های غیر مخرب است. این روش ساده دارای کاربرد آسان و سریع است و معمولا با قیمت تمام شده پایین انجام می شود هر چند که یک قطعه توسط روش های دیگر NDT تست شود، یک بازرسی چشمی باید روی قطعه انجام شود. یک بازرسی چشمی ساده در روی قطعه می تواند عیوب سطحی بزرگ را شناسایی کرده و بلافاصله قطعه را رد کند و به طبع آن در زمان و هزینه صرفه جویی کند، در غیر این صورت با صرف هزینه و زمان زیاد و با روش های پیچیده تر این نتیجه بدست آید. اغلب، تست در اتصالات جوش شده برای پیدا کردن عیوب کوچک انجام می شود. برای این منظور، بازرسی چشمی با دقت خیلی بالا مورد استفاده قرار می گیرد، با اختراع وسایلی مانند دوربین های CCD، میکروپروسسورها و کامپیوترها، بازرسی چشمی با قیمت تمام شده کمتر و اطمینان بیشتری انجام می شود. می توان از روش هایی مثل پروسس تصویر، شناسایی ساختار و رد یا قبول کردن قطعات به صورت اتوماتیک در زمانی که تعداد قطعات مورد آزمایش زیاد باشد، استفاده کرد.

بازرسی چشمی دارای کاربردهای وسیعی در بازرسی مواد خام ریخته گری و مواد جوشکاری شده می باشد هر چند به خاطر دادن اطلاعات مفید در مراحل مختلف جوشکاری، این روش در جوشکاری از اهمیت بیشتری برخوردار است. بسیاری از خصوصیات جوش را بعد از اتمام جوشکاری و با نگاه کردن به جوش می توان فهمید ولی با بازرسی چشمی در حین مراحل جوشکاری اطلاعات بیشتری را می توان در مورد جوش به دست آورد. برای بسیاری از جوش هایی که حساسیت زیادی ندارند سلامت جوش به صورت اولیه با بازرسی چشمی جوش باید، قبل از جوشکاری، در حین جوشکاری و بعد از اتمام جوش انجام گیرد.

بازرسی چشمی، VT،Visual test,

در حین انجام جوشکاری در اثر عدم مهارت جوشکار یا نداشتن اطلاعات لازم جوشکاری ممکن است بسیاری از عیوب در جوش به وجود بیایند. برای اطمینان از اینکه فاکتورهایی مثل خستگی پرسنل بر کار جوشکار ماهر اثر نمی گذارد نیاز به بازرسی و تست جوش ها می باشد هم چنین برای نشان دادن کیفیت، استحکام و خواص مورد نظر، جوش باید تست گردد.

بازرسی چشمی در هنگامی که جوشکاری انجام می شود و بعد از آن باعث بالا رفتن کیفیت جوش می شود و بعد از تکمیل آن، اطلاعات زیر را در اختیار بازرس می گذارد.

1- آیا نفوذ و ذوب به صورت کامل بین فلز پایه و فلز جوش انجام گرفته؟

2- آیا نشانه ای از وجود سوختگی لبه جوش در امتداد مرز جوش و فلز پایه وجود دارد؟

3- با نگاه کردن به ریشه جوش های V یا U شکل می توان فهمید آیا نفوذ در اتصال به میزان لازم انجام شده؟

4- آیا تاج جوش حالت مناسب (محدب) دارد یا حالت مقعر دارد؟ در حالت مقعر، به علت عدم وجود فلز جوش لازم در گره جوش، باعث ضعیف شدن جوش می گردد.

5- آیا ابعاد جوش درست است؟ (به وسیله گیج اندازه گیری می شود).

6- مطابقت جوش ها با اندازه های تعیین شده، آماده سازی ها و کنترل مراحل آماده سازی جوش.

7- مقبول بودن ظاهر جوش با توجه به عواملی مثل: ظاهر گرده جوش، پاشش های جوش، سوختگی لبه جوش و روی هم افتادگی جوش.

8- مشاهده عیوب و ترک ها در سطح قابل مشاهده جوش.

9- عدم نفوذ در ریشه یا نفوذ بیش از اندازه در ریشه.

10- سوراخ های کوچک ولی عمیق، حفره های گازی، تورق در انتهای ورق.

11- حوضچه های مذاب شبیه دهانه آتشفشان، حالت غیر طبیعی موج های گرده جوش و غیره.

یک گیج چند منظوره کوچک توسط انجمن بین المللی جوش طراحی شده است که قادر به اندازه گیری ضخامت تا 20 میلی متر، زاویه پخ جوش از 60 تا صفر درجه اندازه گیری تاج جوش، عمق سوختگی لبه جوش، اندازه گیری میزان گلوی جوش و مقدار پای جوش (Leg) (در جوش های Tشکل ) و اندازه گیری میزان عدم انطباق در جوش های سر به سر می باشد.

با وجود اینکه بازرسی چشمی روش ارزشمندی است ولی برای پیدا کردن عیوب زیر سطحی روش مورد اعتمادی نیست. بنابراین برای تصمیم گیری در مورد سلامت جوش، علاوه بر اطلاعاتی که در مورد سطح جوش به دست می آید، باید اطلاعاتی در مورد کیفیت درون جوش نیز داشته باشیم با استفاده از ابزار دیدن و اندازه گیری ابعاد جوش در بازرسی چشمی، قابلیت این روش بازرسی به طور قابل توجهی افزایش پیدا می کند.

با وجود پیشرفت های بسیار زیاد در وسایل بازرسی چشمی تاکنون هیچ کامپیوتری برای انجام عمل تصمیم گیری به جای مغز انسان به وجود نیامده است. داشتن اطلاعات مهندسی در مورد روش جوشکاری نیز کمک شایانی در شناسایی مناطق خیلی حساس یا مناطق معیوب است. 

وسایل زیادی مثل ذره بین های کوچک جیبی تا میکروسکوپ ها و چراغ های کوچک تک رنگ و دوربین های CCD برای افزایش محدوده کار بازرسی چشمی وجود دارند. دوربین های کوچک ثابت و قابل انعطاف برای بازرسی چشمی در مناطقی که غیر قابل دسترس هستند (کوچکتر از 1 میلی متر) و هم چنین برای حفظ سلامت بازرس در بازرسی های ابتدایی NDT، مورد استفاده قرار می گیرند. راحتی و آسایشی که با استفاده از وسایل بازرسی جوش برای بازرس به دست می آید همراه با کاهش خستگی ناشی از کار بازرسی باعث افزایش اطمینان به کاربازرسی چشمی می گردد.

بازرسی چشمی، VT،Visual test,

اولین دستور کاری در بازرسی چشمی روشن کردن قطعه مورد نظر با نور است که معمولا بازرسی در نقاط روشن انجام می گیرد. سپس قطعه توسط چشم مورد بازرسی قرار می گیرد. با وجود اینکه وسایلی که در بازرسی چشمی مورد استفاده قرار می گیرند، خیلی ساده می باشند اما داشتن نور کافی در این نوع بازرسی لازم است، سطح قطعه کار نیز قبل از انجام بازرسی باید به صورت کامل تمیز شده باشد.

چشم انسان به خاطر قدرت دید و مشاهده عالی آن با ارزش ترین ابزار در بازرسی های NDT می باشد حساسیت چشم انسان با تغیر طول موج های نوری تغییر می کند. در شرایط معمولی بیشترین حساسیت چشم انسان به نور زرد مایل به سبز با طول موج 5560 آنگستروم می باشد. چشم انسان دارای دید خوبی در رنج های گسترده و شرایط مختلف می باشد و نمی تواند معیار مناسبی برای تشخیص اختلاف روشنایی های مختلف باشد، مگر در شرایط خاص، برای بازرسی چشمی نور مناسب 800 تا 1000 لوکس از شرایط مهم می باشد. به دلیل خطاهای ناشی از کاهش توانایی تشخیص در اثر خستگی، شخص نباید بیش از مدت 2 ساعت به صورت پیوسته بازرسی چشمی را انجام دهد.

|
امتیاز مطلب : 0
|
تعداد امتیازدهندگان : 0
|
مجموع امتیاز : 0
تجهیزات بازرسی چشمی (Visual Test Equipment)
چهارشنبه 03 اردیبهشت 1393 ساعت 20:25 | بازدید : 1521 | نویسنده : metallurgyy | ( نظرات 0 )

تجهیزات بازرسی چشمی (Visual Test Equipment) عبارتند از :

1- میکروسکوپ

2- بوروسکوپ

3- اندوسکوپ

4- بوروسکوپ نوری قابل انعطاف

5- تلسکوپ

6- دیفرکتوسایت یا دی سایت

   تجهیزات بازرسی چشمی
 

بازرسی چشمی بدون استفاده از وسایل بازرسی

ویرایش
 
 
 
 

در بازرسی چشمی یک قطعه یک بازرس کارآزموده می تواند اطلاعات زیر را در مورد قطعه به دست آورد:

1- شرایط کلی قطعه.

2- وجود یا عدم وجود لایه های اکسیدی و مواد و محصولات خوردگی روی سطح قطعه.

3- وجود یا عدم وجود انواع ترک ها (جهت و محل قرارگیری ترک ها با توجه به مناطق مختلف جوش ها فرق می کند).

4- حفره های گازی سطح قطعه مناطق پر شده توسط جوش طرح کلی بستر جوش و جهت گیری احتمالی بین بستر جوش و فلز پایه.

5- منابع پتانسیلی برای ضعف های مکانیکی مثل شیارهای تیز با عدم انطباق و غیره.

6- اطلاعات به دست آمده در بازرسی چشمی می تواند کمک مهمی در سایر تست ها باشد.

 

ابزارهای نوری مورد استفاده در بازرسی چشمی

ویرایش
 
 
 
 

استفاده از ابزار بصری در بازرسی چشمی سودمند است و به دلایل زیر استفاده از آن ها توصیه می شود:

1- بزرگ کردن عیوبی که توسط چشم غیر مسلح دیده نمی شوند

2- برای مناطقی که امکان دسترسی به آن ها وجود ندارد امکان بازرسی چشمی را فراهم می آورد.

در انجام بازرسی چشمی دانستن نوع عیبی که احتمال به وجود آمدن آن است و هم چنین مشخص کردن مناطقی که احتمال عیب در آن ها وجود دارد از اهمیت ویژه ای برخوردار است. استفاده از ذره بین ها و چراغ ها در محل های مناسب، توصیه می شود. کل منطقه مورد بازرسی باید از لحاظ تمیز بودن سطح، وجود اجسام خارجی، محصولات خوردگی یا آسیب های وارده مورد بازرسی قرار گیرد. در بسیاری از موارد منطقه مورد نظر بازرسی چشمی باید قبل از بازرسی به صورت کامل تمیز کاری شود.

منبع نور در بازرسی چشمی

 

میکروسکوپ

ویرایش
 
 
 
 

یک میکروسکوپ چشمی شامل ترکیبی از انواع لنز ها است که برای بزرگ کردن تصویر یک جسم کوچک به کار می روند. برای بزرگ کردن تصویر جسم مورد نظر، آن را در جلوی لنزهای میکروسکوپ قرار می دهند. فاصله بین لنز و چشم تا وقتی که جسم در فاصله کانونی لنز قرار گیرد و یک تصویر خوب از جسم داشته باشد قابل تنظیم است. ساده ترین نوع میکروسکوپ دارای یک لنز می باشد که اغلب آن را به نام ذره بین می شناسیم. قابلیت بزرگنمایی یک ذره بین با توجه به رابطه M=25/f بدست می آبد که در این رابطه f فاصله کانونی عدسی می باشد. 25 یک ضریب ثابت است که نشان دهنده مقدار متوسط حداقل فاصله ای می باشد که جسم با چشم غیر مسلح دیده می شود.

 

میکروسکوپ بازرسی چشمی

 

در یک عدسی که فاصله کانونی آن برابر 12.5 سانتی متر است با استفاده از فرمول M=25/f می توان گفت: قدرت بزرگنمایی عدسی 2 برابر است. فاصله کانونی ذره بین و فاصله آن تا قطعه تقریبا برابر می باشند، به فضایی که توسط ذره بین قابل روئت است در اصطلاح میدان دید می گویند. در یک ذره بین معمولی، میدان دید کمتر از فاصله کانونی آن می باشد. انتخاب یک ذره بین با میدان دید مناسب از اهمیت خاصی برخوردار است. برای مثال: اگر یک قطعه بزرگ مورد بازرسی قرار گیرد. زمان لازم برای بازرسی با یک ذره بین با قدرت بزرگ نمایی 20 برابر خیلی زیاد است. روش درست بازرسی، استفاده از یک ذره بین با قدرت بزرگنمایی کم و علامت گذاری نقاط مشکوک و سپس استفاده از ذره بین قویتر در این نقاط می باشد. واژه عمق میدان برای نشان دادن فاصله ای می باشد که عدسی می تواند بدون خراب شدن کیفیت تصویر جسم، از جسم دور یا به آن نزدیک شود. در سایر فاصله ها، جسم در فاصله کانونی قرار نمی گیرد و تصویر واضحی ندارد. عمق میدان همراه با قدرت عدسی ها به صورت نسبی تغییر می کند. این عمق در عدسی های با قدرت بزرگنمایی کم، زیاد می باشد و با افزایش قدرت بزرگنمایی عدسی ها کاهش می یابد.

عیوب کوچک و ریزه کاری های روی سطح را خیلی راحت تر می توان توسط میکروسکوپ دید، میزان حد بالای بزرگنمایی در میکروسکوپ ها در محدوده x10 می باشد. میکروسکوپ های چشمی برای ارزیابی ترک ها با توجه به شکل ترک ها و جهت قرارگیری آن ها مورد استفاده قرار می گیرند. در مرحله اول از میکروسکوپ با قدرت بزرگنمایی 2 تا 20 برابر استفاه می شود در حالی که در مرحله دوم از میکروسکوپ با قدرت بزرگنمایی 100 تا 500 برابر استفاده می شود. در مراحل بعد در صورت نیاز از میکروسکوپ با قدرت حدود 1500 تا 2000 برابر استفاده می شود.

پیشرفت در تکنولوژی میکروسکوپ ها باعث شده که امروزه از میکروسکوپ ها در بسیاری از خطوط بازرسی در صنایع مختلف استفاده وسیع بشود. استفاده از پروژکتورها در بازرسی باعث خستگی کمتر چشم و افزایش قدرت اپراتور در بازرسی تعداد بیشتری از قطعات کوچک می شود. حتی می توان یک دوربین 35 میلیمتری هم روی هر میکروسکوپ نصب کرد که به راحتی می تواند تصویر گرفته شده را روی یک دیوار تاریک بیاندازد. بزرگنمایی میکروسکوپ و ماکروسکوپ با توجه به ساخت و مدل آن می تواند از 3 تا 3000 برابر تغییر کند.

 

بوروسکپ

ویرایش
 
 
 
 

بوروسکوپ در حقیقت وسیله ای برای دیدن فضای داخلی لوله های باریک و قطر داخلی لوله ها است. بوروسکپ شامل یک سیستم روشن کننده است که از ترکیب تعدادی عدسی و یک صفحه نمایش دهنده درست شده و تصویر را با بیشترین قابلیت موجود به بیننده نشان می دهد. منبع نور یا جلوی عدسی جسمی یا در بالای آن قرار می گیرد تا بتواند نور مورد نیاز برای بازرسی چشمی را فراهم کند. هر چقدر عدسی های بوروسکپ بیشتر شوند نور تصویر مورد نظر کمتر می شود زیرا مقدار بیشتری از نور در عدسی ها مصرف می گردد.

بوروسکوپ

بوروسکپ ها در مدل های مختلف از قطر 2.5 تا 19 میلی متر و در متراژهای مختلف وجود دارند. معمولا و به صورت یک قاعده کلی، قطر بوروسکپ به قطر داخلی سوراخ یا لوله مورد بازرسی بستگی دارد. طول بوروسکپ ها معمولا با فصله بین نقطه دسترسی و نقطه مورد بازرسی تعیین می شود. سیستم های تصویری در بوروسکپ ها طوری طراحی شده اند تا بتوانند تصاویر مستقیم، عمود، تصویر با زاویه تقریبا 180 درجه نسبت به جلوی بووسکوپ یا تصاویر مایل را برای بیننده تولید کنند. انتخاب زاویه بازرسی توسط نوع عیب و محل آن، انجام می شود. در اغلب بوروسکوپ ها فضای قابل دید توسط بوروسکپ ها تقریبا یک دایره با قطر 25 میلی متر در فاصله 25 میلی متری جسم می باشد. برای یک بزرگنمایی خاص، اندازه میدان دید، معمولا با قطر تغییر میکند. انواع بوروسکپ های مستقیم خطی و بوروسکپ ها با مفصل قابل انعطاف در دو امتداد با قدرت تفکیک بالا و بزرگنمایی x2 با میدان دید 35 و 80 درجه را نشان می دهد.

بوروسکوپ بوروسکوپ

 

اندوسکپ

ویرایش
 
 
 
 

اندوسکپ خیلی شبیه بوروسکپ است با این تفاوت که این وسیله دارای سیستم های بصری بهتر و یک منبع نور با شدت قوی می باشد. هم چنین از انواع زوایای دید می تواند استفاده شود ویژگی منحصر به فرد اندوسکپ فاصله کانونی ثابت 4 میلی متری آن می باشد در زمانی که نوک اندوسکپ در فاصله 4 میلی متری از سطح جسم مورد بازرسی قرار می گیرد، بزرگنمایی در حدود 10 برابر از جسم به دست می آید. ویژگی فاصله کانونی ثابت و فوکوس نشدن اندوسکپ باعث می شود که در نقاطی که احتیاج به دقت بیشتری برای بازرسی نیاز است از اندوسکپ به جای بوروسکپ استفاده شود اندوسکوپ ها در قطرهای مختلف تا 1.7 میلی متر و در طول های متنوع از 100 تا 1500 میلی متر وجود دارند.

اندوسکوپ

 

بوروسکپ نوری قابل انعطاف

ویرایش
 
 
 
 

بوروسکپ قابل انعطاف در اطراف گوشه ها و کنج ها و در داخل راهروهایی که پیچ ها و تغییر جهت های بسیاری در آن ها وجود دارد استفاده می شود. یک غلاف فولادی به حالت مارپیچ روی فیبرهای نوری کشیده شده است و از تصویری که توسط این فیبرها از عدسی جسمی به عدسی چشمی منتقل می شود محافظت می کند. این وسیله برای به دست آوردن تصاویر شفاف و واضح از قسمت های داخلی قطعات که در حالت عادی امکان دسترسی به آن ها نمی باشد، مورد استفاده قرار می گیرد. قابلیت کنترل از راه دور و انعطاف بالای فیبروسکوپ امکان استفاده از این وسیله را در قطعات با پیچ و خم های پیچیده و زیاد داده است. قسمت انتهای این وسیله، قابلیت انعطاف توسط اپراتور از راه دور را دارد. اکثر وسایل دارای عدسی جسمی با زوایه دید 100 درجه و نوک هدایت شونده با زاویه 90 ± درجه می باشند این وسایل دارای یک دسته فیبر نوری برای انتقال تصاویر و قابلیت کنترل فاصله کانونی برای به دست آوردن تصاویر شفاف و زاویه دید وسیع می باشند. طول کاری این وسایل از 60 تا 365 سانتی متر متغیر است و قطر آن ها از 0.3 تا 12.5 میلی متر متغیر می باشد.

  

از قابلیت تفکیک بالای دوربین های CCD تعبیه شده در فیبروسکپ ها می توان برای بازرسی سطح داخل لوله ها استفاده کرد دوربین هادر انواع مختلف دید به صورت مستقیم یا دید از کنار با حداقل منطقه دید 50 درجه همراه با 4 مفصل با زاویع 120 درجه که قابلیت حرکت با جوی استیک یا کنترل کننده های دستی را دارند، یافت می شوند. یک منبع نور مناسب و یک سیستم کنترل کننده داخل لوله مورد نظر را روشن می کند. کنترل اتوماتیک، نور را به صورت خود به خود برای بدست آوردن بیشترین روشنایی تنظیم می کند. تصاویر در یک مونیتور رنگی با قابلیت تفکیک بالا و قدرت فریز کردن تصاویر برای مشاهده جزئیات تصاویر نشان داده می شود. علاوه برآن تصاویر در یک حافظه سخت افزاری ذخیره می شوند تصاویر را می توان به صورت فایل کامپیوتری در آورد و به کامپیوترهای دیگر انتقال داد. تمام اطلاعات را می توان داخل ریپورت ها و مدارک داخل نرم افزارهای ویندوز ذخیره کرد و هم چنین اطلاعات تصویری را می توان برای به دست آوردن کنتراست و رزولوشن مناسب پروسس کرد.

 

تلسکوپ

ویرایش
 
 
 
 

از تلسکوپ برای به دست آوردن یک تصویر بزرگ از جسمی که فاصله زیادی از چشم دارد استفاده می شود و از این وسیله می توان برای بازرسی چشمی سطوحی که غیر قابل دسترسی هستند استفاده کرد. این وسیله شامل دو عدسی می باشد که به عنوان عدسی جسمی و چشمی نام گذاری شده اند از این وسیله می توان به همراه پیروسکپ برای دیدن سطوح پنهان نیز استفاده کرد. معمولا برای این منظور از تلویزیون مدار بسته نیز می توان استفاده کرد.

 

دیفرکتوسایت یا دی سایت

ویرایش
 
 
 
 

دی سایت یک روش برای دیدن خرابی های سطی و پستی و بلندی های روی سطح در اندازه های کوچک 10 میکرو متر است. این روش یک روش با قابلیت پاسخ دهی همزمان با تست است و استفاده ویژه ای در بازرسی سریع ساختارهای بزرگ دارد، ساختار (دی – سایت) شامل یک منبع نوری، یک صفحه منعکس کننده و جسم مورد بازرسی است. هم سطوح صاف و هم سطوح منحنی قابل بازرسی با این روش هستند ولی سطحی که مورد بازرسی قرار می گیرد. باید سطحی منعکس کننده باشد. روش دی – سایت بر اساس اصول هندسی نور کار می کند. در صورتی که یک سطح صاف همراه با یک فرورفتگی در روی آن مورد بازرسی قرار گیرد. شعاع نوری که به سطح فرورفتگی برخورد می کند کج می شود و این شعاع نوری که مسیر آن کج شده در نقطه ای غیر از تصویر نقطه مورد نظر و در تصویر سطح اطراف نقطه مورد نظر روی صفحه منعکس کننده برخورد می کند صفحه منعکس کننده از تعداد زیادی بستر شیشه ای که نور را منعکس می کند تشکیل شده است و این صفحه تمام دسته های نوری که به آن برخورد می کند را به همان نقاط اولیه خود بازتاب می دهد. بنابراین تمام سطح مورد بازرسی به غیر از نقطه فرورفتگی روشن می شود و نقطه مورد نظر به صورت یک لکه تاریک مشخص می شود. این اثر در انعکاس از صفحه منعکس کننده، به نام اثر دی – سایت شناخته می شود. این روش با افزایش میزان و شدت نور در یک طرف عیب و کاهش نور در طرف مقابل عیب باعث مشخص شدن عیب می گردد. روش دی سایت به طور موثری فرورفتگی های غیر قابل دید مثل سوراخ هایی که در اثر کار سرد به وجود می آیند و هم چنین ترک ها و خوردگی فلزات را ثبت می کند.

 

هولوگرافی لیزری و اندازه گیری میزان تصادم

ویرایش
 
 
 
 

هولوگرافی روشی است که بدون استفاده از عدسی، اطلاعاتی به صورت دو بعدی از یک جسم تهیه می کند که در مراحل بعدی از این اطلاعات برای درست کردن مدل سه بعدی از جسم مورد نظر استفاده می شود. یک شعاع نوری سه بعدی فضای زیادی را در یک هولوگرام نشان می دهد که در این تصویر عمق نیز به صورت مجازی نشان داده می شود. یک شعاع موازی نور به صورت لیزر در اثر انعکاس و شکست در یک جدا کننده پرتو به دو قسمت تقسیم می شود، هر کدام از این دو شعاع نوری توسط دو فیلتر جداگانه پراکنده می شوند. یکی از آن ها به جسم، تابیده می شود و ممکن است توسط آینه ها باز هم تفکیک شود. شعاع نوری دوم یا شعاع اصلی به صورت مستقیم به صفحه تابیده می شود و نور منعکس شده از جسم در آن تداخل می کند. هولوگرافی که در محل مربوطه تشکیل می شود حاوی اطلاعاتی درباره مقدار و فاز موج نوری منعکس شده از جسم می باشد علاوه بر آن دارای تصویری سه بعدی از جسم است.

طریقه نصب دیفرکتو سایت

بعد از تابش که ممکن است از چند هزارم ثانیه تا چند ثانیه طول بکشد، هولوگرام حاضر می شود. پروسس کردن صحیح ورق های هولوگرافی نیز موازی سایر مراحل تهیه هولوگرافی می باشد. نتایج به دست آمده به استفاده از دستورالعمل های تولید بستگی دارد. برای تولید دوباره تصویر در هولوگرام، کافی است که شعاع نوری اولیه را دوباره به هولوگرام بتابانیم که در اثر شکست نور در شبکه هولوگرافی، مجموعه ای از موج ها که در زمان های مختلف ثبت شده، در آن واحد دوباره تولید می شود. به محض اینکه یک تصویر ثبت شود یک اثر (فشار، دما، ...) روی جسم گذاشته می شود و سپس دوباره تصویر ثبت می شود وقتی که بعد از مدتی این دو موج، (همراه هم)، دوباره ساخته می شوند این دو موج در یکدیگر تداخل کرده و یک تصویر حاشیه دار مشاهده می شود که به تغییر شکل جسم بستگی دارد. انواع روش های ساخت هولوگرام شامل این موارد است:

1- دو تابش غیر همزمان

2- تابش همزمان

3- روش فشرده

4- روش میانگین زمانی

روش دو تابش غیر همزمان در هولوگرافی انتخاب مناسبی برای بازرسی مخازن تحت فشار مخصوصا مناطق جوش، آنالیز تنش و کرنش، آنالیز ارتعاش، تابیدن دقیق و اندازه گیری ابعادی می باشد.

هولوگرافی با استفاده از نور لیزر  هولوگرافی با استفاده از نور لیزر

|
امتیاز مطلب : 0
|
تعداد امتیازدهندگان : 0
|
مجموع امتیاز : 0
اکستروژن (Extrusion)
چهارشنبه 03 اردیبهشت 1393 ساعت 20:20 | بازدید : 2242 | نویسنده : metallurgyy | ( نظرات 0 )

اکستروژن (Extrusion) یا خروجکاری روشی نسبتاً جدید برای فلزکاری است که به فشردن مواد در یک محفظه بسته اطلاق می شود. اکستروژن تجاری لوله های سربی از اوایل قرن نوزدهم آغاز شد، و تنها در اواخر این قرن بود که اکستروژن برنج نیز میسر شد. دلیل اصلی این تأخیر نیاز به فشار های بالا بود که امکان تولید آن وجود نداشت. این کمبود سرانجام از طریق گرم کردن شمشال‌ ها تا دمای بالا، به منظور کاهش استحکام تسلیم آن‌ ها، رفع شد. اما با این کار مسئله جدیدی به‌ وجود آمد و آن تهیه محفظه‌ های شمشال برای فشار های اکستروژن بود که توان مقاومت در برابر دما و فشار بالا را به‌طور همزمان داشته باشد.

فرآیند اکستروژن به چهار طریق صورت می گیرد:

  1. اکستروژن مستقیم
  2. اکستروژن معکوس
  3. اکستروژن مرکب
  4. اکستروژن ضربه ای

در سال‌ های اخیر اکستروژن سرد که هم‌اکنون با استفاده از روش ضربه‌ای حتی برای فولاد ها نیز امکان‌پذیر است توجه زیادی را به خود جلب کرده است. ممکن است در محصول نهایی اختلاف مقطع زیادی ایجاد شده باشد، مثلاً در ساخت یک لوله با فلانج کلفت در یک مرحله عملیات. خواص مکانیکی محصولات اکستروژن سرد بسیار خوب است.

در کلیه عملیات اکستروژن کار اضافی چشم‌گیری وجود دارد. راه‌حل‌ های کرنش صفحه‌ای فقط در مورد قسمت کوچکی از مسائل واقعی اکستروژن به‌کار می‌رود، اما نوع رابطه حاصل از میدان‌ های خط لغزش را می‌توان برای اکستروژن میلگرد نیز مورد استفاده قرار داد.

P: فشار لازم برای اکستروژن، Y: تنش تسلیم ماده اکسترود شده، Ab : سطح مقطع ورودی و Aa : سطح مقطع خروجی.

برای محاسبات بار، بسیاری از قطعات اکستروژن شده را می‌توان تقریباً مشابه تسمه‌ های تخت یا میله‌ های گرد، دانست. الگو های سیلانی که توسط میدان‌ های خط لغزش تخمین زده شده‌اند نیز بسیار شبیه الگو های عملی در هر دو مورد تسمه تخت و میلگرد هستند. نظریه کران بالایی به مقدار قابل ملاحظه‌ای برای انواع گوناگون اکستروژن به‌کار می‌رود. مانند عمل کشیدن، در این مورد نیز یک زاویه بهینه برای هر گروه از پارامتر های مفروض اکستروژن وجود دارد، اما معین نبودن نقش اصطکاک باعث می‌شود که تخمین این زاویه برای اکستروژن از دقت کمتری برخوردار باشد. اما، امکان دارد که بدون آن که افزایش شدیدی در فشار پدید آید از این مقادیر زاویه بهینه قالب دور شد، و عوامل دیگری از قبیل مواد روانکار در گزینش زاویه قالب نقش عمده را بازی کنند.

 

روش های اکستروژن

ویرایش
 
 
 
 

1. اکستروژن مستقیم :   

در این روش اعمال فشار از انتهای شمشال صورت گرفته و جریان فلز در جهت اعمال نیرو انجام می شود. در این حالت بین شمشال و محفظه حاوی آن، اصطکاک وجود دارد.

2. اکستروژن معکوس :

در این حالت، جریان فلز بر خلاف اعمال نیرو می باشد. همچنین هیچ اصطکاکی بین شمشال و محفظه حاوی آن وجود ندارد.

3. اکستروژن مرکب :

در این روش هم قالب و هم سمبه به طرف یکدیگر فشرده می شوند.

4. اکستروژن ضربه ای :

در این روش سمبه به صورت ضربه ای روی شمشال فشرده می شود و شمشال به شکل قالب و محفظه اطرافش در می آید. از این حالت برای ساخت قوطی های کنسرو و نوشابه استفاده می  شود
 

پرس‌ های اکستروژن

ویرایش
 
 
 
 

پرس‌های اکستروژن هیدرولیکی با فشار 200 مگا تن مورد استفاده قرار می‌گیرند، اگرچه 20 مگا تن متداول‌ترین ظرفیت محسوب می‌شود. پرس‌ های جدید اکستروژن را می‌توان با استفاده از یک دستگاه کنترل‌کننده کاملاً خودکار به راه انداخت، بدین ترتیب امکان تولید کامل 60 قطعه اکستروژن شده در ساعت وجود دارد. قطعات بسیار پیچیده، بخصوص از جنس آلیاژ برنج یاآلومینیوم، را می‌توان از این طریقه تولید کرد، و چون فرآیند اکستروژن اصولاً نوعی فرآیند فشاری است بنابراین از آن برای کار روی آلیاژ های نسبتاً شکننده می‌توان استفاده کرد.

|
امتیاز مطلب : 0
|
تعداد امتیازدهندگان : 0
|
مجموع امتیاز : 0
منوی کاربری

عضو شوید



:: فراموشی رمز عبور؟

عضویت سریع

نام کاربری :
رمز عبور :
موبایل :
ایمیل :
نام اصلی :
موضوعات
مقاله لاتین
مقاله های لاتین ریخته گری
کوره دوار
سوالات تشریحی آیین زندگی
میان ترم و پایان ترم اندیشه یک
نمونه سوالات اندیشه 2 جدید
سوالات تشریحی تاریخ تمدن
سوالات تاریخ تحلیلی صدر اسلام
نمونه سوالات متالورژی فیزیکی
نابه جایی
عیوب شبکه کریستالی
کوره عملیات حرارتی
کوره بوته ای
کوره کوپل
کوره زیمنس مارتین
کوره القایی
کوره قوس الکتریک
کوره بلند
چدن های ضد سایش
مخلوط ماسه ماهیچه
چدن نشکن-داکتیل
آزمایشگاه شیمی تجزیه
فرآیند ساچمه زنی
ریخته‌گری پیشرفته توسط فوم فدا شونده
قالب گیری فشاری
ساختمان عمومی قالبهای تزریق
تصاویر--فیلم
اخبار
اخبار بروز
کارشناسی
کارشناسی ارشد
کنکور
نمونه سازی ، ساخت نمونه و مدل سازی سریع
تحقیق
محلول اچ
لحیمکاری
اصول متالورژی
اهنگری
پرتو ایکس
کانی های
گندله
ده ماده ای که جهان را تغییر خواهند داد
فرآیند بایر
اکسیدها
تجهیزات بازرسی چشمی
متالورژی فیزیکی
جوشکاری
فیزیک حرارت
خوردگی
نورد فلزات
نرم افزارهای متالورژی
عملیات حرارتی
آلیاژها
علم مواد
آخال
مبرد-ماهیچه-چپلت-سیستم راهگاهی
غیر آهنی و اهنی
کوره ها
چدن ها
متالورژی پودر
دیرگدازها ، سرامیک
ریخته گری
پوشش ها و سطوح
آزمایشگاه*
نمونه سازی ، ساخت نمونه و مدل سازی سریع
پوشش ها و سطوح
تحقیق
نمونه سوالات جوشکاری
نمونه سوالات الیاژ غیر اهنی
نمونه سوالات اصول سرپرستی
نمونه سوالات فیزیک حرارت
***نمونه سوالات***
نمونه سوالات عملیات حرارتی
کامپوزیت
بنتونیت
آستمپرینگ..آستمپرینگ
ریخته گری دوغابی (Slip Casting)
بیو سرامیک ها
آلیاژ ورشو
لحیمکاری
دیرگداز
مدول الاستیسیته مواد
فولاد زنگ نزن آستنیتی
منحنی تنش - کرنش حقیقی
اهنگری
آلیاژها
کانی های
سیلیسSiO2
سرامیک
پرتو ایکس
گندله
ده ماده ای که جهان را تغییر خواهند داد
فرآیند بایر
اکسیدها
سوپر آلیاژ
تجهیزات بازرسی چشمی
اکستروژن
علت نام گذاری فاز ها در دیاگرام آهن کربن
تاثير انواع متغير هاي ريخته گري بر روي ريز دانگي آلیاژهای آلومینیوم
نانو پودر ها
روش های تولید پودر فلزات
تاپیک جامع نورد فلزات
استخراج
آلیاژهای غیر آهنی
نرم افزار
شکل دادن
متالورژی فیزیکی
آخال زدایی
سیستم راهگاهی
ماهیچه
شخصیت‌شناسی فضول‌ها +تِست
عملیات حرارتی
کروماتوگرافی
دیاگرام های متالوگرافی
مبرد
چپلت
فیزیک حرارت
ماسه ریخته گری
اهن-کربن
آبکاری
آهن
منیزیم
نقره
تیتانیوم
پلاتینیم
سدیم
برنز
علم مواد
برنج
الومینیم
مس
طلا
فولاد ها
روی
عیوب ریخته گری
آزمایشگاه فیزیک حرارت
روش های ریخته گری
آزمایشگاه متالوگرافی
آزمایشگاه عملیات حرارتی
آزمایش متالورژی مکانیکی
آزمایشگاه مواد قالب
چدن
جوشکاری
خوردگی
مذاب
اچ
نویسندگان
آرشیو مطالب
آخرین مطالب
دیگر موارد
آمار وب سایت

آمار مطالب

:: کل مطالب : 384
:: کل نظرات : 16

آمار کاربران

:: افراد آنلاین : 8
:: تعداد اعضا : 955

کاربران آنلاین

آمار بازدید

:: بازدید امروز : 1
:: باردید دیروز : 3
:: بازدید هفته : 9
:: بازدید ماه : 132
:: بازدید سال : 2003
:: بازدید کلی : 2003
milad mohammadzadeh