1) فناوری نانو چیست ؟
فناوری نانو با توجه به ماهیت و زمینه های گسترده فعالیت آن، در عین سادگی، بسیار دشوار است. شاید بتوان گفت هنوز تعریف کاملی که تمام خصوصیات این پدیده را بیان کند، وجود ندارد. با وجود این ، در اینجا به چند تعریف مفید و کاربردی اشاره می کنیم.
فناوری نانو یعنی بررسی مواد در ابعاد اتمی یا مولکولی و یا بررسی مواد در مقیاس یک میلیاردیوم آن. این ساده ترین و عامیانه ترین تعریفی است که می توان از فناوری نانو ارایه داد. می دانیم که یک نانومتر ده به توان منفی نه یا یک میلیاردیوم متر است. این عدد یک هشتاد هزارم قطر موی انسان و یا 10 برابر قطر یک اتم هیدروژن است.
آلبرت فرانکس یکی از پیشگامان توسعه کابردهای صنعتی فناوری نانو معتقد است: کوچکترین ارقام با معنی در محدوده 1/0 تا 100 نانومتر در آن نقش اساسی ایفاد می کنند.
با توجه به این تعریف، فناوری نانو توصیف همه جانبه فعالیت ها و تلاش هایی است که با دست بردن در اساسی ترین جزء ماده ( اتم ها) ، باعث می شود تا به خواص خارق العاده از آن دست یابیم؛ چرا که اگر مواد به کوچکترین ابعاد شان ( اتم ها یا مولکولها) شکسته شوند. می توانیم خصوصیات بنیادیشان را تغییر دهیم و آنها را به ماده ای تبدیل کنیم که در حالت عادی تهیه و تولید آنها به هیچ عنوان امکان پذیر نیست.
حال با این توضیح ، مفهوم تعریف اول نیز مشخص تر می شود؛ به این معنی که هر فعالیتی در مقیاس نانو را نمی توان نانو فناوری نامید؛ بلکه فناوری نانو به آن دسته از فعالیت هایی اطلاق می شود که با دست بردن در نحوه چینش اتم ها در مقیاس نانو مرتبط هستند.
شاید جالبترین تعریف از فناوری نانو، یک بسته پر از لوازم مورد نیاز بدون طبقه بندی خاص(catch – all) از فعالیت ها در اندازه های اتمی ، مولکولی که در زندگی واقعی کاربرد دارند، باشد.
با این توضیحات ، فناوری نانو دانشی است که به دنبال دستیابی به روش ها، فنون، مواد و ابزارهای مورد نیازی است تا بتواند چنین تحولاتی را در مواد مختلف ایجاد کند، به عبارت بهتر فناوری نانو نگرشی جدید به انواع رشته های علمی است و تمام عرصه های مختلف علم و فناوری را در بر می گیرد. فناوری نانو یکی از مدرن ترین فناوری های روز دنیاست که دارای خصوصیاتی منحصر به فرد با کاربردهایی در تمام زمینه های علم و فناروی است. همین کاربرد های وسیع فناوری نانو که از آن به عنوان ویژگی بین رشته ای بودن (cross science) فناوری نانو یاد می شود، عامل مهمی در فراگیر شدن این پدیده جدید است.
از طرفی توجه روز افزون بشر به این فناوری فقط ناشی از تازگی آن و کنجکاوی بشر برای دانستن آنچه نمی داند، نیست؛ بلکه به دلیل قابلیت های ویژه ای است که این فناوری پیش روی انسان قرار می دهد و دستیابی به آنها جز از این راه، ممکن نیست. از سوی دیگر، داشتن اطلاعات مختلف درباره زمینه های تحقیقاتی و عملی این فناوری در حیطه دانش هر فرد، باعث پویایی فکر و اندیشه وی می شود.
همانطور که می دانیم اختراع ماشین بخار، شروع اولین انقلاب صنعتی بود؛ دانشمندان ساخت ترانزیستور ها را انقلاب دوم صنعتی می دانند، هم اکنون باید بپذیریم که در انقلاب سوم صنعتی هستیم! چرا که بر خلاف گذشته، سه مولفه یعنی فناوری نانو، IT و پروژه ژنوم انسانی، همزمان شکل دهنده سومین انقلاب صنعتی هستند. ]1[
2) مروری بر نانو مواد و دسته بندی آنها :
مواد نانو ساختار در دهه گذشته به علت داشتن رفتار و ویژگی های برجسته، مورد توجه وسیع جامعه علمی و صنعتی جهان قرار گرفته است.
ماده نانوساختار ، به هر ماده ای که حداقل یکی از ابعاد آن در مقیاس نانو متری( زیر 100 نانو متر) باشد اطلاق می شود. این تعریف به وضوح انواع بسیار زیادی از ساختارها، اعم از ساخته دست بشر یا طبیعت را شامل می شود. به طور کلی در یک تقسیم بندی عمومی، محصولات نانو مواد را می توان به صورت های مختلف دسته بندی کرد خود از جمله 1) فیلم های نانویی لایه نازک، نشانده شده بر روی سطح یک زیر پایه برای کاربردهای عمدتاً الکترونیکی،2) نانو پوشش های حفاظتی برای افزایش مقاومت در مقابل خوردگی، افزایش سختی سطوح و حفاظت در مقابل عوامل مخرب محیطی،3) نانو ذرات به عنوان پیش سازنده و یا اصلاح ساز پدیده های فیزیکی و شیمیایی یا فرآیندهای بیولوژیکی با کاربردهای مختلف 4) نانو لوله ها با خواص مکانیکی ، الکتریکی، اپتیکی برجسته 5) نانو خوشه ها.
منظور از یک ماده نانو ساختاری، جامدی است که در سراسر بدنه آن انتظام اتمی، کریستال های تشکیل دهنده و ترکیب شیمیایی در مقیاس چند نانو متری گسترده شده باشند. در حقیقت این مواد متشکل از کریستال ها یا دانه های نانومتری هستند که هر کدام از آنها ممکن است از لحاظ ساختار اتمی، جهات کریستالوگرافیکی یا ترکیب شیمیایی با یکدیگر متفاوت باشند. به علاوه دانه های وابسته به ساختار اتمی و ترکیب شیمیایی دانه های همسایگان مجاور، می توانند همگن و یا غیر همگن باشند و یک ریز ساختار غیر همگن را از خود نمایش دهند که در این صورت آنها را از موادی نظیر شیشه ها که دارای ساختاری همگن هستند، مجزا می نماید. پارامترهایی که موجب پیدایش خواص بی نظیری در نانو ساختار ها می شود. عبارت است از:
پارامتر اول : اندازه کریستال های تشکیل دهنده
پارامتر دوم: تغییرات در ساختار اتمی از جمله اثر لایه مرزی سطوح آزاد، ترکیب شیمیایی فازها، عیوب موجود در ذارت.]1[
فهرست:
فصل اول : آشنایی با آلیاژ Monel و تاریخچه آن
1) فناوری نانو چیست ؟ 2
2) مروری بر نانو مواد و دسته بندی آنها : 3
2-1) نانو ذرات : 4
3) آلیاژ Monel: 5
3-1)آلیاژ 400 Monel: 6
3-2)آلیاژ Monel k-500 : 7
3-3)آلیاژ Monel R-405: 10
جدول ترکیبات شیمیایی آلیاژهای Monel: 11
4)تاریخچه: 11
4-1)تاریخچه مکانوشیمی : 11
4-2)تاریخچه آلیاژسازی مکانیکی: 13
هدف : 14
فصل دوم: آلیاژ سازی مکانیکی و مکانوشیمی
1)آشنایی با تولید نانو ذرات به روش آسیاب گلوله ای : 16
2)فرآیند تولید پودر: 16
3)آلیاژ سازی مکانیکی : 16
4)همگن سازی 17
5)انواع آسیاب : 17
5-1) آسیاب گلوله ای سیاره ای : 17
5-2)آسیاب ارتعاشی : 18
5-3)آسیاب غلتشی : 18
5-4)آسیاب شافتی : 18
5-5)آسیاب مغناطیسی: 18
6)آسیاب گلوله ای سیاره ای(ماهواره ای) : 20
7)روش های جدید در آسیابکاری: 22
8)مشخصات پودر مواد اولیه : 23
9)ویژگی های روش آلیاژسازی مکانیکی (MA) : 23
10)کاربرد های کلی روش آلیاژسازی مکانیکی (MA): 23
11)کاربرد های اختصاصی روش آلیاژسازی مکانیکی (MA): 24
12)پارامتر های موثر 25
12-1)نوع آسیاب 25
12-2)اندازه و توزیع اندازه گلوله های آسیاب: 26
12-3) نسبت وزنی گلوله به پودر 27
12-4) جنس آسیاب 28
12-5) مدت آسیاب 28
12-6)میزان پرشدن محفظه 28
12-7)اتمسفر درون محفظه 29
12-8) دمای آسیاب 29
12-9) مواد کنترلی : PCA 30
13)فرآیند های شیمیایی-مکانیکی: 32
14)کاهش مکانیکی شیمیایی: 33
14-1)کالکوسین Cu2S : 34
فصل سوم: روش های نوین آنالیز مواد
1) XRD (پراش اشعه ایکس) : 38
2) SEM (میکروسکوپ اسکن الکترونی) : 50
فصل چهارم : مروری بر منابع
مقاله اول:مطالعه ای بر روی تکامل میکروساختاری پودرهای Al-25 At. Pct V-12.5 At. pct M (مس، نیکل، منگنز) توسط آسیاب گلوله ای سیاره ای
1) مقدمه 56
2) آزمایشات: 57
3) نتایج و مباحث: 58
الف) سیستم دو مدلی AL-V : 58
ب ) سیستمهای سه گانه Al-V-M (M = Cu, Ni, Mn) : 62
ج) آنالیزهای حرارتی: 64
4) نتیجه گیری : 69
مقاله دوم : آلیاژ سازی مکانیکی پودرهای مس-نیکل-آهن(Monel)
1) مقدمه : 70
2) آزمایشات : 71
2-1) آنالیز شیمیایی پودر آسیاب شده : 74
2-2) ساختار پودرهای آسیاب شده: 75
2-3) تجزیه اسپینودال: 78
2-4) عملیات گرمایی پودرهای آسیاب شده : 78
3) نتیجه گیری : 80
مقاله سوم: فازهای نانوکریستالین در سیستم هایCu-Ni, Cu-Zn و Ni-AIتوسط آلیاژسازی مکانیکی
1) مقدمه : 80
2) آزمایشات : 81
3) نتایج و مباحث : 81
4) نتیجه گیری : 83
مقاله چهارم: مقاومت مغناطیسی قوی آلیاژهای کبالت – نیکل - مس(Monel) تولید شده توسط آلیاژسازی مکانیکی
1) مقدمه : 84
2) روش تجربی : 85
3) نتایج و بحث : 86
4) نتیجه گیری : 94
مقاله پنجم: مکانیزم آلیاژزنی مکانیکی در سیستم های مس-روی و آلومینیوم-نیکل
1) مقدمه : 95
2) آزمایشات : 96
3) نتایج : 96
الف) سنتز آلومینیدهای نیکل توسط MA : 96
ب )پدیده اختلاط : 100
ب-1) سیستم Ni-Al: 100
ب-2) سیستم مس- روی : 101
4) مباحث (تشکیل فاز در طول MA) : 103
5) مکانیزم آلیاژسازی : 105
6) نتیجه گیری : 107
جمع بندی نهایی : 107
منابع و ماخذ : 109
شامل 114 صفحه Word
دانلود تحقیق آشنایی با آلیاژ Monel تاریخچه تولید آن