کد محصول MV8
تعداد صفحات: ۱۴۰ صفحه فایلWORD
قیمت: ۴۰۰۰۰ تومان
چکیده:
کربن نانوتیوب ها ترکیبات نانو ساختاری کربن می باشند که دارای نسبت ابعادی زیاد، مدول یانگ بسیار بالا، استحکام مکانیکی و هدایت حرارتی و الکتریکی فوق العاده ای هستند. با درآمیختن تعداد کمی از کربن نانوتیوب ها با فلزات یا سرامیک هامنجر به تشکیل نانوکامپوزیت هایی با عملکرد بهتر با خصوصیت های فیزیکی و مکانیکی افزایش یافته می شود. ملاحظات و توجهات خاصی برای ارتقا و گسترش و ساخت و تولید کردن نانولوله های کربن استحکام یافته ی کامپوزیتی در دهه ی اخیر انجام گرفته است. این تحقیق به صورت عمده بر روی جدیدترین و پیشرفته ترین روش های ساخت، تشریح و توصیف ریز ساختار نانولوله ها، خواص مکانیکی و فیزیکی آن ها و کاربرد کامپوزیت های استحکام یافته بوسیله ی آن ها متمرکز شده است و روش های متنوع و مختلف ساخت و ترکیب، پاشش و پراکندگی کربن نانو تیوب ها در زمینه های کامپوزیتی، ساختار شناسی و رفتار سطوح مشترک بصورت کاملاً دقیق مورد بحث قرار گرفته است. ساخت و تولید کردن اینگونه نانوکامپوزیت ها برای کاربردهای تجاری همچنان در مراحل ابتدایی و آغازین خود به سر می برند. تجاری سازی موفقیت آمیز اینگونه نانوکامپوزیت ها برای کاربردهای صنعت و آزمایشگاهی نیازمند به فهم بهتر جنبه ها و اصول اساسی این مواد می باشد. با درک و فهم بهتر از رابطه ی بین تولید- ساختار- خاصیت، کامپوزیت های تقویت شده توسط نانو لوله های کربنی با خواص مکانیکی و فیزیکی مناسب و پیش بینی شده ای می توان طراحی وساخت که به خوبی با بافت های زنده سازگاری خواهد داشت.
کلمات کلیدی:
کربن نانو تیوب-کربن نانو تیوب تک دیواره-کربن نانو تیوب چند دیواره -کامپوزیت های سرامیکی
فهرست مطالب
فهرست مطالب ج
فهرست شکلها خ
فهرست جدولها ….ر
چکیده ۱
فصل اول ۲
۱-۱ مقدمه ۲
۱- ۲ انواع نانولولههای کربن ۳
۱-۳ سنتز نانولوله کربن ۷
۱-۳-۱ تخلیه قوس الکتریکی ۷
۱-۳-۲ سایش لیزری ۹
۱-۳-۳ رسوب از بخار شیمیایی ۱۲
۱-۳-۳-۱ رسوب از بخار شیمیایی حرارتی ۱۵
۱-۳-۳-۲ رسوب از بخار شیمیایی بهبود یافته با پلاسما ۱۷
۱-۳-۳-۳ رسوب از بخار شیمیایی با کمک لیزر ۱۸
۱-۳-۳-۴ رشد نانو لوله از فاز گازی ۱۸
۱-۳-۳-۵ بیش از حد کردن کربن منواکسید ۲۰
۱-۳-۴ فرآیندهای نوین ۲۲
۱-۴ خالص سازی نانولولههای کربن ۲۴
۱-۴-۱ فرآیندهای خالص سازی ۲۴
۱-۴-۲ مشخصهیابی ساختاری نانولوله کربنی ۲۶
۱-۵ خواص مکانیکی نانولولههای کربن ۳۱
۱-۵-۱ مدلسازی تئوری ۳۱
۱-۵-۲ اندازهگیری مستقیم ۳۳
۱-۶ خواص فیزیکی نانولولههای کربنی ۳۷
۱-۶-۱ هدایت حرارتی ۳۷
۱-۶-۲ رفتار الکتریکی ۳۹
۱-۷ چالشهای پتانسیل و جریان ۴۰
فصل دوم ۴۲
۲-۱ مقدمهای بر نانو کامپوزیتهای فلزی- نانو لولههای کربنی ۴۲
۲-۲ اهمیت ترکیبات نانویی شبکه فلزی ۴۵
۲-۳ تهیه نانوترکیب فلز- نانولوله کربنی ۴۶
۲-۴ نانو ترکیبات پایه آلومینیم ۴۸
۲-۴-۱ تشکیل به وسیله پاشش ۴۸
۲-۴-۲ فرآیند متالورژی پودر ۵۳
۲-۵ نانو ترکیبات پایه منیزیم ۶۱
۲-۵-۱ روش متالورژی مایع ۶۱
۲-۵-۱-۱ ریخته گری ترکیبی ۶۱
۲-۵-۱-۲ رسوب گداخته از هم پاشیده ۶۲
۲-۵-۲ فرآیند متالورژی پودر ۶۲
۲-۵-۳ فرایند لرزش اصطکاکی ۶۴
۲-۶ نانوترکیبات تیتانیم ۶۵
۲-۷ نانوترکیبات مس ۶۵
۲-۷-۱ تراوش مایع ۶۷
۲-۷-۲ آلیاژ سازی مکانیکی ۶۷
۲-۷-۳ مخلوط کردن مولکولی در سطح ۶۹
۲-۷-۴ رسوبگذاری الکتریکی ۷۳
۲-۷-۵ روش های جدید برای تولید نانو کامپوزیت با نانو لوله کربنی ۷۵
۲-۸ نانو ترکیبات نانو لوله کربنی- فلز انتقالی ۷۵
۲-۸-۱ نانوترکیبات Ni ۷۵
۲-۸-۲ نانوترکیبات Co ۷۸
۲-۸-۳ نانوترکیبات مبتنی بر Fe ۸۲
فصل سوم ۸۴
۳-۱ مقدمه ۸۴
۳-۱-۱ واکنش گرمایی میکرو کامپوزیتهای زمینه- فلزی ۸۶
۳-۲ واکنشهای گرمایی میکرو کامپوزیتهای فلزی –نانولوله کربنی ۸۸
۳-۲-۱ ریز ترکیبهای بر پایه آلومینیم ۸۸
۳-۲-۲ نانو ترکیبات قلع ۹۰
۳-۳ رفتار الکتریکی نانوترکیبات فلز- نانولوله کربنی ۹۲
فصل چهارم ۹۵
۴-۱مقدمهای بر تقویت کنندگی ۹۵
۴-۲رفتار تغییر شکل کششی ۱۰۰
۴-۲-۱آلومینیم مبتنی بر ترکیابت نانویی ۱۰۰
۴-۲-۲ ترکیبات نانویی منیزیم ۱۰۴
۴-۲-۳ ترکیبات نانویی مبتنی بر مس ۱۰۶
۴-۲-۴ترکیبات نانویی بر اساس نیکل ۱۱۱
۴-۳ مقایسه با فلزات تقویت شده با ذرات نانو ۱۱۲
۴-۴ سایش ۱۱۴
فصل پنجم ۱۲۵
نتیجهگیری ۱۲۵
منابع و مأخذ ۱۲۷
فهرست شکلها
شکل ۱-۱ نمودار آلوتروپی کربن ۴
شکل ۱-۲ تصویر میکروسکوپی الکترونی عبوری از یک نانو فیبر کربن دو لایه ۴
شکل۱-۳ نمودار شماتیک نشاندهنده بردار و زاویه چیرال ۵
شکل۱-۴ نمودار شماتیک سیستم پلاسما با الکترود چرخان ۸
شکل ۱-۵ دستگاه تخلیه قوس ۹
شکل ۶-۱تصویر الکترون عبوری از یک ساختار شبیه تار عنکبوت ۱۰
شکل۷-۱تصویرمیکروسکوپ الکترونی عبوری درجا از نانو سیم درحال رشد ۱۲
شکل ۸-۱ شماتیک مکانیزم جامد-مایع-گاز ۱۳
شکل۱-۹ تصویر TEM نانو لوله های کربنی تولیدی با استفاده ار کاتالیزور ۱۶
شکل ۱-۱۰ مورفولوژی سطح نانو لوله های کربنی حاصل از ترکیب C2H2 ۱۷
شکل ۱-۱۱شماتیک سیستم طراحی شده برای تولید نانو لوله های کربنی هم راستا ۲۰
شکل ۱-۱۲ الگوی تفرق اشعه ایکس ۲۹
شکل ۱-۱۳نمودار شماتیک از جذب تابش نمونه نانولوله کربنی تکدیواره حاصل از قوس ۲۹
شکل۱-۱۴ نانولولههای کربنی چند دیواره تحت تغییر شکل با کرنش زیاد ۳۵
شکل ۱-۱۵ تغییر شکل کششی نانو لوله کربنی تک دیواره ۳۷
شکل۲-۱ نمودار طرح کلی) افشاندن پلاسما ۴۹
شکل ۲-۲ تصویر برش عرضی میکروسکوپ الکترونی روبشی پوششهای نانوترکیب MWNT/AL ۵۰
شکل ۲-۳ سینیتک مرطوب کننده واکنشی در نانولولههای کربنی چند دیواره ۵۱
شکل ۲-۴ وجود لایه کاربید سیلیکون بر روی سطح نانولوله کربنی ۵۲
شکل ۲-۵ ترکیب پودر و فرآیند نورد قوطی ۵۴
شکل ۲-۶ تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی ۵۵
شکل ۲-۷ شکل شکست میکروسکوپ الکترونی روبشی نوار ۱wt%Al/ ۵۶
شکل ۲-۸ ریزشکل میکروسکوپ الکترونی روبشی که ترکیب ذره و تغییر اندازه آلیاژسازی مکانیکی ۵۹
شکل ۲-۹ نانولولههای کربنی توزیع شده در سطح ذرات آلومینیم ۵۹
شکل ۲-۱۰ نانولولههای کربنی جداگانه وارد شده به ذرات آلومینیم ۶۰
شکل ۲-۱۱ریزشکل زمینه روش میکروسکوپ الکترونی عبوری از آلیاژ سازی مکانیکی ۶۱
شکل ۲-۱۲ تصویر شماتیک فرایند رسوب گداخته ازهم پاشیده ۶۳
شکل۲-۱۳ تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی ۶۴
شکل ۲-۱۴ ریزشکلهای میکروسکوپ الکترونی روبشی از انواع نانوترکیب ۶۶
شکل ۲-۱۵ تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی از پودر ترکیب Cu/نانولولههای کربنی چند دیواره ۶۸
شکل ۲-۱۶ میکرو گراف نوری نانو ترکیبCu زینتر شده بروش جرقهی پلاسما ۶۸
شکل ۲-۱۷ شماتیک سیستم کلوخهسازی با جرقه پلاسما ۶۹
شکل ۲-۱۸ ریخت پودر ترکیبی / CuO نانولولههای کربنی ۷۱
شکل ۲-۱۹ الف)ظاهر نانوترکیبات مس کلوخه سازی شده بروش پلاسمای جرقه ای ۷۲
شکل ۲-۲۰ نمودار شماتیک اتمهای اکسیژن ۷۲
شکل ۲-۲۱ میکرو گراف TEM شامل:مس زمینه ۷۴
شکل ۲-۲۲ شکلهای میکروسکوپ الکترونی روبشی انتشار میدانی ۷۷
شکل ۲-۲۳ تصویر میکروسکوپ الکترون عبوری نانو ترکیب پایه نیکل ۷۹
شکل ۲-۲۴ تصویر زمینه تاریک میکروسکوپ الکترونی عبوری زمینه تاریک ۷۹
شکل ۲-۲۵ میکروگراف میکروسکوپ الکترونی عبوریوالگویتفرق اشعه ایکس ۸۰
شکل ۲-۲۶ میکروگراف میکروسکوپ الکترونی عبوری نانو ترکیبات حاصل از جرقهی پلاسما ۸۱
شکل ۲-۲۷ نمایش شماتیک شکل گیری ناتو پودر ۸۲
شکل ۲-۲۸ میکروگراف SEMشکل گیری درجا نانولولهی کربنی ۸۳
شکل ۳-۱ منحنی خطی انبساط حرارتی بر حسب دما برای سه نمونه مختلف ۸۸
شکل ۳-۲ وابستگی CTE به دما در نمونههای مختلف ۸۹
شکل ۳-۳ مقایسه بین مقدار تئوری تخمینی CTE و مقدار بدست آمده تجربی ۸۹
شکل ۳-۴ هدایت حرارتی دو نمونه آلیاژ Al ۹۰
شکل ۳-۵ منحنیهای اسکن تفاضلی گرماسنجی ۹۲
شکل ۳-۶ وابستگی مقاومت الکتریکی به دما برای کامپوریتهای آلومینیوم ۹۳
شکل ۳-۷ مقاومت الکتریکی آلیاژ Al 2024 و نانوکامپوزیت آ لومینیوم ۹۴
شکل ۴-۱ منحنی جابجایی بار از یک ازمایش توگذاری نانویی ۹۹
شکل ۴-۲ تراکم مربوطه و ریز سختی ویکرز ۱۰۲
شکل ۴-۳ استحکام کششی، مدول یانگ و استحکام کششی ۱۰۲
شکل ۴-۴ ریز نمودارهای میکروسکوپ الکترونی روبشی ۱۰۳
شکل ۴-۵ منحنیهای کشش، فشار واقعی آلومینیم ۱۰۳
شکل ۴-۷ منحنیهای فشار – کششِ ترکیبات نانویی ۱۰۶
شکل ۴-۸ تحلیل بافت ترکیبات نانویی ۱۰۷
شکل ۴-۹ (الف) منحنی های فشار – کششی مس خالص ۱۰۸
شکل ۴-۱۰ (الف) منحنیهای کشش – فشار واقعی متراکم مس خالص ۱۰۹
شکل ۴-۱۱ قدرت تسلیم آزمایشی و تئوریکی ترکیبات نانونی ۱۱۰
شکل۴-۱۲ مشخصات کششی ترکیبات ۱۱۳
شکل ۴-۱۳ ریز نمودارهای میکروسکوپ الکترونی عبوری ۱۱۳
شکل ۴-۱۴سختی برینل(HB) در مقابل محتوای حجم نانو لوله ۱۱۷
شکل ۴-۱۵ میزان فرسودگی در مقابل محتوای حجم نانو لوله ۱۱۸
شکل۴-۱۶ضریب اصطکاک در مقابل محتوای نانو لوله ۱۱۸
شکل ۴-۱۷ میزان فرسایش در مقابل محتوای نانو لوله ۱۱۹
شکل۴-۱۸تغییرات (الف) سختی ویکرز و (ب) میزان فرسودگی ترکیبات نانویی ۱۲۰
شکل ۴-۱۹ ضریب اصطکاک در مقابل بار بکار برده شده ۱۲۱
شکل ۴-۲۰ حجم فرسودگی در مقابل باربکار برده شده ۱۲۲
شکل ۴-۲۱ محتوای لوله نانوی کربنی ۱۲۲
شکل ۴-۲۲ ضریب اصطکاک و میزان فرسودگی به عنوان تابع محتوای نانو لوله ۱۲۳
فهرست جدولها
عنوان شماره صفحه
جدول ۱-۱فرایندهای نوین برای تولید نانو لوله های کربنی ۲۳
جدول ۱-۲ مقایسه بین روشهای رسوب شیمیایی و فیزیکی ۲۶
جدول ۱-۳ فرایندهای ابدائی برای خالص سازی نانو لولههای کربنی ۲۸
جدول ۱-۴ دماهای DTG را برای اجزای مختلف کربنی ۳۰
جدول ۱-۵ پروتکل ناسا برای توصیف خلوص ۳۱
جدول ۱-۶ مدول یانگ و استحکام کششی نانو لولههای کربنی ۳۵
جدول ۱-۷ هدایت حرارتی نانو لوله های کربنی در دمای اتاق ۳۹
جدول ۲-۱ مواد تقویت متداول برای نامپوزیتهای زمینه فلزی ۴۳
جدول ۲-۲ خواص فیبرهای مبتنی بر پلی اکلریلونیتریل ۴۴
جدول ۲-۳ خواص استحکامی ذرات Alو کامپوزیتهایش ۴۶
جدول ۲- ۴ تغییرات اندازه و درصد حجمی تخلخلها و ذرات سیلیکون اولیه در پاشش حرارتی ۵۲
جدول ۳-۱ فهرست ویژگیهای شاخص فیزیکی ترکیبات آلومینیمی- سیلیکونی تقویت شده ۸۴
جدول ۳-۲ حدایت حرارتی نانو کامپوزیت های مختلف پایه آلومینیوم ۸۵
جدول ۳-۳ مقادیر CTE برای آلیاژ قلع با درصدهای مختلف تقوبت کننده ۹۱
جدول ۴-۱ مقایسه ی دادههای اطلاعاتی تئوریکی و آزمایشی برای ترکیبات نانویی ۱۰۱
جدول ۴-۲مشخصات تراکم و مانیکی ترکیبات نانویی ۱۰۵
جدول ۴-۳ مشخصات تراکم و مکانیکی ترکیبات نانویی ۱۰۷
جدول ۴-۴ قدرت تسلیم پیش بینی شده ی تاخیر – برشی و تجربی ترکیبات نانویی ۱۰۹
جدول ۵-۴ مشخصات مکانیکی نیکل کریستالی نانونیی ۱۱۱
جدول ۴-۶ مشخصات کششی PM و DMD منیزیم ۱۱۴