m2 ) 200 درصد خلوص بالای ۶۰/۹۸ که جهت اصلاح شیمیایی و القای خاصیت آب گریزی با روشی بر پایهی هیدرولیز تترااتیل اورتوسیلیکات (TEOS) در محلول آبی الکلی با افزودن ۳- متاکریلویلوکسیپروپیلتری متوکسی سیلان (MPMS) اصلاح شده بودند به واسطهی شرکت پیشگامان نانو مواد ایران خریداری شد. به دلیل اصلاح سطحی گروههای عاملی C=O روی سطح سیلیکای اصلاح شده قرار میگیرند که به راحتی با زنجیرههای پلیمری به همراه باندهای کووالانسی عمل کرده به عنوان اتصال شیمیایی در شبکهی پلیمری قرارمیگیرند [۶۷].
۳-۱-۵- فولادهای کربنی
فولادها گروهی از آلیاژهای آهن- کربن و عناصر دیگر هستند که بیشترین کاربرد را درصنعت و فن آوری دارند.  کاربرد وسیع فولادها ناشی از خواص کاملاً متنوع آنهاست که به کمک تغییر درصد کربن و یا تغییر درصد عناصر آلیاژی و یا تغییر نوع عملیات حرارتی حاصل میشود.  گستره وسیع خواص متنوع فولادها ناشی از نوع، مقدار، اندازه و توزیع فازهای مختلف است. فولادهای کربنی به آن دسته از فولادها اطلاق میشود که کربن اصلیترین عنصر آلیاژی آن باشد و عناصری نظیر منگنز، سیلیسیم و آلومینیم به میزان کم در آن حضور داشته و فقط به منظور عملیات کیفی ‌(اکسیژن زدایی، تلقیح و … ) به آن افزوده میگردند. کربن نقش اساسی را در افزایش استحکام فولادها ایفا میکند و این استحکام تا حد زیادی بهمیزان کربن موجود در آلیاژ بستگی دارد .
فولادهای کربنی را به سه دسته تقسیم میکنند :
۱- میزان کربن پایین تر از ۲/۰ %
۲- میزان کربن بین۵/۰ – ۲/۰ %
۳- میزان کربن بالاتر از ۵/۰ %
فولادهای کربنی کاربرد وسیعی درصنعت داشته و معمولا در حالت آنیل و یا نرمالیزه بکار میروند ولی در موارد خاص در حالت سختکاری و تمپر شده نیز مورد استفاده قرار میگیرند، همچنین فولادهای کم کربن بهدلیل خواص هدایت مغناطیسی کاربرد زیادی در صنعت برق دارند [۶۸].
کاربرد فولادهای کربنی ساده
در این بخش،کاربرد فولادهای کربنی ساده را در سه گروه کم کربن ،کربن متوسط و پر کربن مورد بررسی قرار میدهیم.
گروه اول که فولادهای ساده کم کربن قرار دارند برای عموم قطعات مهندسی، ساختمان کشتیها، راه آهن بکار میروند. همچنین این فولادها از خواص مغناطیسی بالا و قابلیت جوشکاری خوبی برخوردار بوده و در مواردی که قطعات تحت عملیات سختی سطحی قرار میگیرند، کاربرد خوبی دارند.
برای فولادهای کربن متوسط میتوان به صنایع حمل و نقل، راه آهن، ماشین آلات و دستگاههای نورد اشاره کرد و همچنین وقتی که سایش در حدی متوسط مدنظر باشد، مورد استفاده قرار میگیرند .در مواردی که قطعات ریخته شده میبایستی تز سختی بالایی برخوردار باشند، فولادهای ساده پر کربن کاربرد بسیار خوبی داشته و همچنین در ساخت غلطکها، ابزارآلات ماشینهای صنعتی، قطعات مقاوم به سایش نیز بکار میروند. اصولا در فولادهای کربنی ساده و عاری از هرگونه عنصر آلیاژی ، با ازدیاد در صد کربن خواصی از قبیل چقرمگی و قابلیت جوشکاری کاهش پیدا کرده و در مقابل استحکام آن افزایش مییابد [۶۸]. در این مطالعه جهت انتخاب سطوح پوششی از فولاد سادهی کم کربن در ابعاد و ضخامتهای مورد نیاز استفاده شد.
خواص مکانیکی فولادهای کربنی
میتوان فولادهای کربنی با خواص استحکامی متنوعی از طریق عملیات حرارتی تولید کرد. با انتخاب ترکیب شیمیایی و عملیت حرارتی مناسب مجموعهای از خواص نظیر استحکام ،سختی، انعطافپذیری ،مقاومت به خستگی و استحکام ضربهای، قابل دسترس میباشد. دلیل رابطه بین این خواص از نکات مهم و قابل توجه می باشد. مثلا سختی بالا ، کاهش چقرمگی را بههمراه دارد و بالعکس. در فولادهای کربنی با توجه به ترکیب شیمیایی و عملیات حرارتی مناسب به استحکام کششی بالاتر از ۹۸۰ N/mm2 (نیوتن بر میلیمترمربع) نیز میتوان دست یافت. استحکام کششی و سختی فولادهای کربنی رابطه مستقیمی با انعطاف پذیری آنها دارد. در کل در فولادهای ساده کربنی ، دو عامل (عملیات حرارتی و ترکیب شیمیایی بویژه کربن) تعیین کنندهی خواص مکانیکی از جمله سختی، استحکام ، چقرمگی و انعطافپذیری هستند [۶۸].
۳-۲- روش
۳-۲-۱- روش محاسبات ترکیب درصدها
نحوهی محاسبهی درصدهای ترکیب شدهی مورد نیاز بر اساس ۴۲۰ گرم جرم کل ترکیب فاز های پلیال و ایزوسیانات با درصدهای وزنی متفاوت از نانوسیلیکا که مادهی محدود کننده، فاز پلیال درنظر گرفته شده که با نسبت یک وفاز ایزوسیانات با نسبت ۵/۲ جهت تهیه فیلمهای مورد نیاز، مطابق محاسبات زیر با همدیگر ترکیب شدند. شیوهی محاسبات درصدهای وزنی نانوسیلیکا با ترکیبهای دو جزئی پلییورتان یعنی فازهای پلیال و ایزوسیانات در جدولهای پایان همین فصل آورده شده است. با توجه به اینکه نانوذرات سیلیکای هیدروفوب اصلاح شده دارای خاصیت توزیع پذیری و امتزاج بسیار خوبی در پلیالها هستند [۱]. طبق محاسبات، غلظتهای متفاوت از نانوذرات سیلیکا که طبق درصدهای وزنی ۰ % و ۴/۰ % و ۷/۰ % و ۱ % و ۵/۲ % و ۴% نانوذرات ، ابتدا در فاز پلیال با همزن مکانیکی به مدت ۴۵ دقیقه ادغام شدند سپس با استفاده از هموژنایزر اولتراسونیک به مدت ۳۰ دقیقه برای هر نمونه، در دمای ۵۰ درجه سیلسیوس نانوذرات به طور کامل درون فاز پلیال پخش شدند. برای درک میزان توزیعپذیری تصاویر TEM از پلیال خالص و نمونههای حاوی نانوذرات مطابق شکل ۴-۱ تهیه گردید. این میکروسکوپ یک وسیله کاملا ضروری برای تحقیقات نوین مرفولوژیکی است. همچنین درک بهتری از ساختمان ظریف سلول‌ها و بافت‌ها
ی گیاهی و جانوری، باکتری‌شناسی، فراساختارهای سلولی- مولکولی میکروارگانیسم‌ها، مطالعات سیتوشیمی و ایمونوسیتوشیمی، پاتولوژی، بررسی نمونه مواد شامل کنترل کیفیت پلیمرها، رنگ‌ها و غیره را امکان‌پذیر می‌سازد. اصول ساختمان این میکروسکوپ مشابه میکروسکوپ نوری است. اما پرتوهای مورد استفاده به جای فوتون‌ها، از الکترون‌ها که طول موجشان در حد آنگستروم است تشکیل شده‌اند. تولید الکترون از طریق گرم نمودن فیلامان تنگستن صورت می‌گیرد. این الکترون‌ها به وسیله اختلاف پتانسیلی تا ۱۲۰ کیلو ولت شتاب می‌گیرند. دسته پرتو الکترونی توسط دو کندانسور الکترومغناطیسی کانونی می‌شود. تصویر بر روی یک پرده فلورسنت تشکیل شده و با یک ذره بین دو چشمی تنظیم می‌گردد. این تصویر بر روی صفحات عکاسی که در زیر پرده فلورسنت قرار دارند و یا مونیتورهای دستگاه ثبت می‌شود.
در میکروسکوپ الکترونی TEM مانند میکروسکوپ معمولی نیاز به تهیه نمونه در مقاطع باریک هستیم زیرا در TEM دسته پرتو الکترونی از نمونه عبور نموده و بدین طریق تصویر تشکیل می‌شود. برای آن که دسته پرتوالکترونی به راحتی بتواند از نمونه عبور کند ضخامت نمونه باید کم باشد. این کار با قالب‌گیری نمونه۴۷های پلیال خالص و حاوی نانوذرات در غلظتهای مشخص، توسط اپراتور در یک ماده سخت رزین مانند صورت گرفته و سپس برش قطعات با ضخامت مناسب به وسیله الکتروامیکروتوم انجام شد.

مطلب مشابه :  منبع پایان نامه با موضوعطبیعت گرایی، علوم اجتماعی، مشاهده پذیر، جامعه شناسی

شرکت سازنده و مدل PHILIPS EM 208
بیشترین بزرگنمایی : ۱۸۰٫۰۰۰ برابر
تعداد نمونه محفظه : یک نمونه
قدرت تفکیک°A ۳/۴ (lattice image) °A ۴/۵ (point to point)
فیلمان تفنگ الکترونی : تنگستن
زاویه tilt : ° ۶

دستگاه میکروسکوپ الکترونی عبوری
شکل ۳-۲ تصویر ومشخصات دستگاه TEM
3-2-2- آماده سازی سطوح فولادی جهت اعمال پوشش
جهت عاری نمودن سطح از هرگونه چربی و روغن در دو مرحله ، یعنی قبل و بعد از عمل سندبلاست سطوح کاملا با تینر ۱۵۰۰۰ اتوموبیل شستشو داده شدند. سندبلاست با شناسه (Sa 21/2) بکار گرفته شد. به دلیل اینکه شرایط سطح زیرین پوشش بر میزان استحکام و بقای پوشش بسیار موثر است،سطوح باید طبق استاندارد مادهی پوششی، به میزان زبری و تمیزکاری مورد نظر دستیابند. در فصل اول توضیحاتی جهت آماده سازی سطح فلز از طریق روش سندبلاست آورده شده است.

شکل ۳-۳ سطوح آماده شده جهت اعمال پوشش

۳-۲-۳- روش های آماده سازی پوشش ها و فیلم ها
پلیتهای تهیه شدهی فولاد سادهی کربنی جهت بکارگیری در انجام آزمونهای کیفیت نانوکامپوزیت پوششی در ابعاد مشخص بریده شده و همچنین از سطوح پلاستیکی جهت تهیه فیلم نانوکامپوزیتی در ابعاد مورد نیاز استفاده گردید. برای دستیابی به ضخامت لایهی مورد نظر نانوکامپوزیتی پلییورتان-نانوذرات سیلیکا سطوح لوحهای کربن استیل با دقت انتخاب و از جهت مسطح استاندارد بودن مورد بررسی واقع شدند. پس از عملیات شستشو با تینر ۱۵۰۰۰ اتوموبیل قبل از سند بلاست با مشخصه استاندارد Sa 21/2 و جت باد جهت برطرف نمودن ذرات شن روی سطح ،مجددا جهت حصول اطمینان بیشتر با تینر ۱۵۰۰۰ اتوموبیل سطوح شستشو داده شدند سپس عملیات لبه گذاری سطوح پذیرای پوشش توسط چسبهای کارتیشیوس انجام گردید و پس از آن لوحها با دقت کافی تراز شدند که دلیل این امر دستیابی به ضخامتهای یکدست و مورد نیاز و جلو گیری از حرکت پلیمر بعد از محاسبهی حجم مورد نظرو اعمال روی سطح بود، چونکه پلییورتان مورد استفاده فاقد حلال بود و به عنوان پلییورتان ۱۰۰ % جامد شناخته میشود، حجم آن قبل و بعد از عمل پخت و خشک شدن کامل یکسان میباشد. نمونهها در دو ضخامت در بازههای (۸۰۰ الی ۱۰۰۰)میکرومتر به عنوان ضخامت T1 و(۱۳۰۰ الی ۱۵۰۰) میکرومتر به عنوان ضخامت T2 طبق استاندارد (EN 10290) و در غلظتهای ۰% و ۴/۰ % و ۷/۰ % و ۱% و ۵/۲ % و ۴% از نانوذرات هیدروفوبیک اصلاح شدهی سیلیکا درون پلییورتان ،پوشش داده شدند. لازم به ذکر است که نسبت ترکیب فاز ایزوسیانات به پلیال به ترتیب ۵/۲ به ۱ در نظر گرفته شد. سیلیکای اصلاح شده تقابل بهتری با ماتریس پلییورتان دارد، و نانوذرات به خوبی میتوانند در پوشش پلییورتان پخش شوند. در مقابل نانوذرات سیلیکای اصلاح نشدهی هیدروفیلیک بهراحتی از طریق پیوندهای هیدروژنی تجمع مییابند و یک شبکهای از طریق زنجیرهی پلیمری شکل می دهند.تجمع ممکن است پلیمر مایع را در فضاهای خالی مابین ذرات مسدود کند و ویسکوزیتهی بالاتری را ایجاد نماید [۶۶]. جهت حصول اطمینان از پخت کامل نمونهها در دمای محیط ، به مدت دو هفته فرصت داده شد که کاملا نانوکامپوزیت خشک گردد. پس از هر غلظت از نانوذرات سیلیکا، دو ضخامت تهیه شد و برای انجام آزمایشهای سایش مکانیکی و چسبندگی به سطح مورد آزمایش واقع گردید.
۳-۲-۴- عملیات پخت و زمان ژل شدن
با اضافه شدن کاتالیزور و یا سخت کننده به یک رزین، ویسکوزیته آن شروع به بالا رفتن میکند و تا آنجا پیش می رود که قابلیت روان شدن و سیلان خود را از دست می دهد. این مرحله اصطلاحا ژل شدن۴۸ نامیده میشود. پس از آن سیر تغییر شکل رزین از مایع به سمت جامد و سخت شدن باز هم ادامه می یابد تا این که پس از سپری شدن زمان مشخصی، رزین کاملاً سخت میشود و به ویژگی های مورد نظر خود می رسد. این واکنش با تولید گرما (از درون) همراه خواهد بود که خود باعث سرعت گرفتن واکنش خواهد شد. این فرآیند را عمل آوری یا اصطلاحا پخت رزین۴۹ مینامند.
عمل آوری در دماهای بالا، برتری هایی نیز به همراه دارد از جمله دستیابی به بالاترین ویژگی های عملکرد
ی رزین. چنانچه رزین ها تحت اعمال فرآیند پخت و عمل آوری نهایی۵۰ قرار نگیرند هرگز به حداکثر توانمندی های خود نخواهند رسید. انجام پخت و عمل آوری نهایی رزینها در سازههای کامپوزیتی، معمولاً طبق دستور العمل ارایه شده در شناسنامه رزین از سوی تولید کننده صورت میگیرد و یا اینکه پس از مدت مشخصی بعد از عمل آوری قطعه در دمای محیط (مثلاً ۲۴ ساعت)، قطعه در دمایی حدود ۱۰ درجه سانتی گراد بالاتر از دمای Tg رزین و به مدت زمان لازم (به عنوان مثال ۳ ساعت در آون قرار داده می شود. این کار باعث شبکه ای شدن مولکولهای رزین میشود و نتیجه این که رزیمن جامد شده به تمام توانمندی های خود، از جمله ویژگی های مکانیکی و مقاومت در برابر حرارت دست می یابد.
امکان تکمیل عملیات پخت و عمل آوری نهایی رزین به طور طبیعی در درجه حرارت محیطی گرم (تا ۴۰ درجه سانتی گراد) در زمان های طولانی وجود دارد اما رسیدن

مطلب مشابه :  دانلود تحقیق در موردگردشگری مذهبی
دسته بندی : پایان نامه ها

دیدگاهتان را بنویسید