پایان نامه رایگان درباره كربن، كربنی، پلیال

دانلود پایان نامه ارشد

m2 ) 200 درصد خلوص بالای 60/98 که جهت اصلاح شیمیایی و القای خاصیت آب گریزی با روشی بر پایهی هیدرولیز تترااتیل اورتوسیلیکات (TEOS) در محلول آبی الکلی با افزودن 3- 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 [67].
3-1-5- فولادهاي كربني
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 كربنی به آن دسته از فولادها اطلاق میشود كه كربن اصلیترين عنصر آلياژی آن باشد و عناصری نظير منگنز، سيليسيم و آلومينيم به ميزان كم در آن حضور داشته و فقط به منظور عمليات كيفی ‌(اكسيژن زدايی، تلقيح و … ) به آن افزوده میگردند. كربن نقش اساسی را در افزايش استحكام فولادها ايفا میكند و اين استحكام تا حد زيادی بهميزان كربن موجود در آلياژ بستگی دارد .
فولادهای كربنی را به سه دسته تقسيم میكنند :
1- ميزان كربن پايين تر از 2/0 %
2- ميزان كربن بين5/0 – 2/0 %
3- ميزان كربن بالاتر از 5/0 %
فولادهای كربنی كاربرد وسيعی درصنعت داشته و معمولا در حالت آنيل و يا نرماليزه بكار میروند ولی در موارد خاص در حالت سختكاری و تمپر شده نيز مورد استفاده قرار میگيرند، همچنين فولادهای كم كربن بهدليل خواص هدايت مغناطيسی كاربرد زيادی در صنعت برق دارند [68].
كاربرد فولادهاي كربني ساده
در اين بخش،كاربرد فولادهای كربنی ساده را در سه گروه كم كربن ،كربن متوسط و پر كربن مورد بررسی قرار میدهيم.
گروه اول كه فولادهای ساده كم كربن قرار دارند برای عموم قطعات مهندسی، ساختمان كشتیها، راه آهن بكار ميروند. همچنين اين فولادها از خواص مغناطيسی بالا و قابليت جوشكاری خوبی برخوردار بوده و در مواردی كه قطعات تحت عمليات سختی سطحی قرار میگيرند، كاربرد خوبی دارند.
برای فولادهای كربن متوسط میتوان به صنايع حمل و نقل، راه آهن، ماشين آلات و دستگاههای نورد اشاره كرد و همچنين وقتی كه سايش در حدی متوسط مدنظر باشد، مورد استفاده قرار میگيرند .در مواردی كه قطعات ريخته شده میبايستی تز سختی بالايی برخوردار باشند، فولادهای ساده پر كربن كاربرد بسيار خوبی داشته و همچنين در ساخت غلطكها، ابزارآلات ماشينهای صنعتی، قطعات مقاوم به سايش نيز بكار میروند. اصولا در فولادهای كربنی ساده و عاری از هرگونه عنصر آلياژی ، با ازدياد در صد كربن خواصی از قبيل چقرمگی و قابليت جوشكاری كاهش پيدا كرده و در مقابل استحكام آن افزايش میيابد [68]. در این مطالعه جهت انتخاب سطوح پوششی از فولاد سادهی کم کربن در ابعاد و ضخامتهای مورد نیاز استفاده شد.
خواص مكانيكي فولادهاي كربني
میتوان فولادهای كربنی با خواص استحكامی متنوعی از طريق عمليات حرارتی توليد كرد. با انتخاب تركيب شيميايی و عمليت حرارتی مناسب مجموعهای از خواص نظير استحكام ،سختی، انعطافپذيری ،مقاومت به خستگی و استحكام ضربهای، قابل دسترس میباشد. دليل رابطه بين اين خواص از نكات مهم و قابل توجه مي باشد. مثلا سختی بالا ، كاهش چقرمگی را بههمراه دارد و بالعكس. در فولادهای كربنی با توجه به تركيب شيميايی و عمليات حرارتی مناسب به استحكام كششی بالاتر از 980 N/mm2 (نيوتن بر ميليمترمربع) نيز میتوان دست يافت. استحكام كششی و سختی فولادهای كربنی رابطه مستقيمی با انعطاف پذيری آنها دارد. در كل در فولادهای ساده كربنی ، دو عامل (عمليات حرارتی و تركيب شيميايی بويژه كربن) تعيين كنندهی خواص مكانيكی از جمله سختی، استحكام ، چقرمگی و انعطافپذيری هستند [68].
3-2- روش
3-2-1- روش محاسبات ترکیب درصدها
نحوهی محاسبهی درصدهای ترکیب شدهی مورد نیاز بر اساس 420 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 5/2 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 [1]. طبق محاسبات، غلظتهای متفاوت از نانوذرات سیلیکا که طبق درصدهای وزنی 0 % و 4/0 % و 7/0 % و 1 % و 5/2 % و 4% نانوذرات ، ابتدا در فاز پلیال با همزن مکانیکی به مدت 45 دقیقه ادغام شدند سپس با استفاده از هموژنایزر اولتراسونیک به مدت 30 دقیقه برای هر نمونه، در دمای 50 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 4-1 تهیه گردید. اين ميكروسكوپ يك وسيله كاملا ضروری برای تحقيقات نوين مرفولوژيكی است. همچنين درك بهتری از ساختمان ظريف سلول‌ها و بافت‌های گياهی و جانوری، باكتری‌شناسی، فراساختارهای سلولی- مولكولی ميكروارگانيسم‌ها، مطالعات سيتوشيمی و ايمونوسيتوشيمی، پاتولوژی، بررسی نمونه مواد شامل كنترل كيفيت پليمرها، رنگ‌ها و غيره را امكان‌پذير می‌سازد. اصول ساختمان اين ميكروسكوپ مشابه ميكروسكوپ نوری است. اما پرتوهای مورد استفاده به جای فوتون‌ها، از الكترون‌ها كه طول موجشان در حد آنگستروم است تشكيل شده‌اند. توليد الكترون از طريق گرم نمودن فيلامان تنگستن صورت می‌گيرد. اين الكترون‌ها به وسيله اختلاف پتانسيلی تا 120 كيلو ولت شتاب می‌گيرند. دسته پرتو الكترونی توسط دو كندانسور الكترومغناطيسی كانونی می‌شود. تصوير بر روی يك پرده فلورسنت تشكيل شده و با يك ذره بين دو چشمی تنظيم می‌گردد. اين تصوير بر روی صفحات عكاسی كه در زير پرده فلورسنت قرار دارند و يا مونيتورهای دستگاه ثبت می‌شود.
در ميكروسكوپ الكترونی TEM مانند ميكروسكوپ معمولی نياز به تهيه نمونه در مقاطع باريك هستیم زيرا در TEM دسته پرتو الكترونی از نمونه عبور نموده و بدين طريق تصوير تشكيل می‌شود. برای آن كه دسته پرتوالكترونی به راحتی بتواند از نمونه عبور كند ضخامت نمونه بايد كم باشد. اين كار با قالب‌گيری نمونه47های پلیال خالص و حاوی نانوذرات در غلظتهای مشخص، توسط اپراتور در يك ماده سخت رزين مانند صورت گرفته و سپس برش قطعات با ضخامت مناسب به وسيله الكترواميكروتوم انجام شد.

شرکت سازنده و مدل PHILIPS EM 208
بیشترین بزرگنمایی : 180.000 برابر
تعداد نمونه محفظه : یک نمونه
قدرت تفکیک°A 3/4 (lattice image) °A 4/5 (point to point)
فیلمان تفنگ الکترونی : تنگستن
زاویه tilt : ° 6

دستگاه میکروسکوپ الکترونی عبوری
شکل 3-2 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 15000 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 3-3 سطوح آماده شده جهت اعمال پوشش

3-2-3- 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 15000 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 15000 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 100 % جامد شناخته میشود، حجم آن قبل و بعد از عمل پخت و خشک شدن کامل یکسان میباشد. نمونهها در دو ضخامت در بازههای (800 الی 1000)میکرومتر به عنوان ضخامت T1 و(1300 الی 1500) میکرومتر به عنوان ضخامت T2 طبق استاندارد (EN 10290) و در غلظتهای 0% و 4/0 % و 7/0 % و 1% و 5/2 % و 4% از نانوذرات هیدروفوبیک اصلاح شدهی سیلیکا درون پلییورتان ،پوشش داده شدند. لازم به ذکر است که نسبت ترکیب فاز ایزوسیانات به پلیال به ترتیب 5/2 به 1 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 [66]. 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.
3-2-4- عملیات پخت و زمان ژل شدن
با اضافه شدن كاتالیزور و یا سخت كننده به یك رزین، ویسكوزیته آن شروع به بالا رفتن میكند و تا آنجا پیش می رود كه قابلیت روان شدن و سیلان خود را از دست می دهد. این مرحله اصطلاحا ژل شدن48 نامیده میشود. پس از آن سیر تغییر شكل رزین از مایع به سمت جامد و سخت شدن باز هم ادامه می یابد تا این كه پس از سپری شدن زمان مشخصی، رزین كاملاً سخت میشود و به ویژگی های مورد نظر خود می رسد. این واكنش با تولید گرما (از درون) همراه خواهد بود كه خود باعث سرعت گرفتن واكنش خواهد شد. این فرآیند را عمل آوری یا اصطلاحا پخت رزین49 مینامند.
عمل آوری در دماهای بالا، برتری هایی نیز به همراه دارد از جمله دستیابی به بالاترین ویژگی های عملكردی رزین. چنانچه رزین ها تحت اعمال فرآیند پخت و عمل آوری نهایی50 قرار نگیرند هرگز به حداكثر توانمندی های خود نخواهند رسید. انجام پخت و عمل آوری نهایی رزینها در سازههای كامپوزیتی، معمولاً طبق دستور العمل ارایه شده در شناسنامه رزین از سوی تولید كننده صورت میگیرد و یا اینكه پس از مدت مشخصی بعد از عمل آوری قطعه در دمای محیط (مثلاً 24 ساعت)، قطعه در دمایی حدود 10 درجه سانتی گراد بالاتر از دمای Tg رزین و به مدت زمان لازم (به عنوان مثال 3 ساعت در آون قرار داده می شود. این كار باعث شبكه ای شدن مولكولهای رزین میشود و نتیجه این كه رزیمن جامد شده به تمام توانمندی های خود، از جمله ویژگی های مكانیكی و مقاومت در برابر حرارت دست می یابد.
امكان تكمیل عملیات پخت و عمل آوری نهایی رزین به طور طبیعی در درجه حرارت محیطی گرم (تا 40 درجه سانتی گراد) در زمان های طولانی وجود دارد اما رسیدن

پایان نامه
Previous Entries پایان نامه رایگان درباره شرکت های تولید کننده، پلی اتیلن ترفتالات، انعطاف پذیری Next Entries پایان نامه رایگان درباره شرکت های تولیدی، نام تجاری، هیدرولیک