محققان پژوهشگاه مواد و انرژی با بررسی اثر نانوذرات بر خواص مکانیکی و حرارتی سرامیک‌های مورد استفاده در عایق‌های حرارتی و همچنین اثر تعداد لایه‌های مورد استفاده، موفق به ارائه مدلی ریاضی برای پیش‌بینی رفتار آنها شدند.

به گزارش سرویس فناوری ایسنا، حمید اصفهانی، دانشجوی دکترای مهندسی مواد و محقق طرح در این مورد اظهار کرد: آلومینا دارای خواص شیمیایی و فیزیکی مناسبی است، اما از لحاظ مقاومت به شکست ضعیف است. برای بهبود این مشکل از نانوذرات زیرکونیای تثبیت شده با ایتریا استفاده می‌شود. از طرفی مواد چند لایه دارای خواص بهتری در مقایسه با مواد تک لایه، در شرایط باردهی یکسان هستند.

وی افزود: در این تحقیق نانوکامپوزیت‌های چندلایه‌ای از آلومینا و درصدهای مولی گوناگون زیرکونیای تثبیت شده ساخته شده است. هدف این طرح بررسی رفتار حین تف جوشی‌ (سینتر) و خواص مکانیکی قطعات چندلایه با ترکیب شیمیایی متفاوت بوده است.

محقق طرح تصریح کرد: نتایج این طرح در حوزه‌های مواد پیشرفته بویژه عایق‌های حرارتی تحت تنش قابل کاربرد است. علاوه بر این می‌توان از آن در ساخت مواد کاشتنی‌ زیست‌سازگار دندانی و استخوانی نیز استفاده کرد.

اصفهانی گفت: در این طرح ریزساختار، خواص فیزیکی و حرارتی حین تف جوشی و همچنین خواص مکانیکی قطعات چند لایه مورد ارزیابی قرار گرفته است. رفتار حین تف جوشی قطعات چند لایه برای اولین بار توسط مدل‌های ریاضی شبیه‌سازی شده است. با مدل‌سازی انجام شده بر رفتار حرارتی و مشخص کردن تانسور کرنش حرارتی، به‌ راحتی می‌توان هزینه‌های بعدی برای طراحی قطعات کامپوزیتی از نانو مواد آلومینا- زیرکونیا و حتی سایر مواد سرامیکی مشابه را کاهش داد.

محقق طرح تصریح کرد: این طرح با عنوان «نانو بیو‌کامپوزیت آلومینای زیرکونیای چقرم شده با ایتریا» به شماره‌ی 64645 به ثبت رسیده است.

به گفته‌ی اصفهانی، به طورکلی مقدار سختی و چقرمگی در نمونه‌های چندلایه بیش از نمونه‌های دولایه است. وی معتقد است استفاده از ذرات نانومتری دستیابی به این خواص مکانیکی مناسب را امکان‌پذیر کرده است. علاوه براین، به کمک نانوذرات دمای مؤثر تف جوشی کاهش و رفتار حین تف جوشی مواد بهبود یافته است. همچنین خواص حرارتی بدنه‌ی تولید شده به‌ دلیل استفاده از نانوذرات و همچنین توزیع تنش حرارتی بهبود یافت.

محقق طرح درباره چگونگی انجام مراحل این تحقیق گفت: در روند انجام این تحقیقات، در ابتدا نانوذرات زیرکونیا ابتدا با سه درصد مولی نانو ذرات ایتریا مخلوط شد. نانو‌ذرات آلومینا در ترکیب‌های متفاوت از زیرکونیای تثبیت شده در بستر استن مخلوط و از الک با مش 250 میکرومتر عبور داده شد. به کمک پانچی با سطح برآمده و فرورفته، لایه‌ها در قالب پرس تک محور روی یکدیگر قرار گرفتند. نمونه‌ها در دمای 1650 درجه سانتی‌گراد در اتمسفر هوا تف جوشی شدند.

وی افزود: در این تحقیق اثر فشار پرس بر چگالی نهایی، ساختار و وضعیت ترک‌ها در سطح تماس لایه‌ها بررسی شده است. همچنین به کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و پرتو ایکس (X-Ray Map) سطوح تماسی از لحاظ ترکیب و ساختار مورد ارزیابی قرار گرفتند. سختی و چقرمگی شکست نیز به کمک روش ویکرز از لایه‌های مختلف گرفته شد.

اصفهانی خاطرنشان کرد: اگرچه با افزایش فشار پرس، تراکم نمونه بهبود می‌یابد اما یک مقدار بهینه برای این عامل وجود دارد. فشارهای بیشتر از مقدار بهینه، موجب تخریب نمونه در هنگام تف جوشی، به‌ علت برگشت فنری می‌شود. از طرفی با افزایش میزان زیرکونیای تثبیت شده با ایتریا، سختی نمونه کاهش و تافنس آن افزایش و تف جوشی لایه‌ها با میزان بیشتر زیرکونیا دشوارتر می‌شود.

وی تاکید کرد: باید دقت داشت که به‌ دلیل عدم انطباق ضریب انبساط حرارتی لایه‌ها در بدنه با ساختار گرادیانی، میزان انقباض حین تف جوشی متفاوتی در لایه‌ها رخ می‌دهد. در این تحقیق به بررسی میزان این انقباض‌ها پرداخته شده است. بر اساس مدل پیشنهادی امکان پیش‌بینی رفتار تغییر فرم برای بدنه‌ای با تعداد لایه‌های مختلف فراهم شده است.

اصفهانی در ادامه به سایر نتایج حاصل شده اشاره کرد و افزود: طبق نتایج فازشناسی قطعه تولید شده توسط الگوی پراش پرتو ایکس XRD، زیرکونیا به‌ صورت فاز تتراگونال تثبیت شده است. این فاز منجر به بهبود تافنس شکست بدنه سرامیک در اثر مکانیسم استحاله مارتنزیتی می‌شود. همچنین با سنجش نتایج سختی و چقرمگی شکست از نمونه دارای پنج لایه نانو کامپوزیت مشخص شده است که تغییرات خواص مکانیکی به‌ صورت تدریجی و متناسب با تغییرات زیرکونیا در بدنه تغییر می‌کند.

محقق طرح تصریح کرد: به‌ طور کل می‌توان گفت که نتایج این کار تحقیقاتی در پیشبرد صنایع وابسته به مواد پیشرفته و کامپوزیت‌ها بویژه در حوزه‌ی فناوری نانو بسیار مفید خواهد بود.

یافته‌های این طرح که حاصل همکاری گروه تحقیقاتی مواد پیشرفته به سرپرستی دکتر اسماعیل صلاحی در پژوهشگاه مواد و انرژی است، در مجله‌ی Ceramics International به چاپ رسیده است.

محققان دانشگاه تربیت مدرس به کمک روشی ساده و کم هزینه، موفق به تولید سرامیک‌های مایکرویو دی‌الکتریک با خواص دی‌الکتریک عالی و قابل استفاده در محیط‌هایی با دمای متغیر شدند.

به گزارش سرویس فناوری ایسنا، مریم باری، کارشناس ارشد مهندسی مواد از دانشگاه تربیت مدرس تهران و محقق طرح در این باره اظهار کرد: سرامیک‌های مایکرویو دی‌الکتریک نقش کلیدی در ارتباطات بی‌سیم ایفا می‌کنند. یکی از کاربردهای اصلی این سرامیک‌ها در ساخت قطعات ذخیره‌سازی انرژی، نوسان‌گرها و فیلترها برای انتقال اطلاعات مورد نظر از طریق امواج مایکرویو در سیستم‌های ارتباطاتی، سیستم حمل ونقل هوشمند و ارتباطات ماهواره‌ای است.

وی افزود: این مواد به دلیل کاهش اندازه و هزینه در تجهیزات نام‌برده، تحولی بزرگ ایجاد کرده است. یکی از مشکلات اساسی در کاربرد سرامیک‌های مایکرویو دی‌الکتریک این است که به طور هم‌زمان نمی‌توان ثابت نفوذپذیری و ضریب کیفیت بالا و همچنین ضریب دمایی فرکانس رزونانس نزدیک به صفر داشت.

باری تصریح کرد: تحقیقات فراوانی برای ارتقای خواص مایکرویو دی‌الکتریک سرامیک‌ها صورت گرفته است. در این مطالعه، سرامیک Li2ZnTi3O8 با استفاده از افزودنی ذرات دی‌اکسید تیتانیوم در دو محدوده اندازه‌ی نانو و میکرون ساخته شد تا تأثیر اندازه ذرات و درصد دی‌اکسید تیتانیوم به عنوان افزودنی بر روی دانسیته، ریزساختار و خواص مایکرویو دی‌الکتریک این سرامیک بررسی شود.

وی در ادامه افزود: ما تلاش کردیم تا با افزایش دانسیته‌ی کامپوزیت TiO2 -Li2ZnTi3O8 با استفاده از نانو ذرات دی‌اکسید تیتانیوم به روشی جهت رفع مشکل ذکر شده دست یابیم. در واقع استفاده از نانوذرات، دانسیته‌ی نمونه را افزایش و دمای تف جوشی (سینتر) را کاهش می‌دهد. خواص سرامیک مایکرویو دی‌الکتریک به شدت تحت تأثیر دانسیته است. با افزایش دانسیته، ضریب نفوذپذیری و کیفیت سرامیک ارتقا می‌یابد. متأسفانه، سرامیک LZT دارای مقدار ضریب دمایی فرکانس رزونانس منفی است که کاربردش را محدود می‌کند. بنابراین، این مقدار باید به صفر نزدیک شود، در حالی که مقادیر ضریب نفوذپذیری و فاکتور کیفیت تغییری نکند که افزودن ذرات دی‌اکسید تیتانیوم این مشکل را حل کرده است.

وی خاطرنشان کرد: در این بررسی، افزودن نانوذرات، به طور قابل ملاحظه‌ای دانسیته را بهبود داده و یک ریزساختار متراکم و یکنواخت را ایجاد می‌کند. به عبارتی، استفاده از نانوذرات دی‌اکسید تیتانیوم تخلخل را کاهش داده و منجر به افزایش دانسیته‌ی خام شده است. این افزایش دانسیته منجر به ارتقای ثابت دی‌الکتریک و ضریب کیفیت می‌شود و از طرفی سرامیک پایدار حرارتی با ضریب دمایی فرکانس رزونانس نزدیک به صفر تولید می‌کند.

محقق طرح با بیان این که این نتایج در مقایسه با پژوهش‌های قبلی بسیار ارزنده و جدید است، گفت: مطالعات گذشته نشان داده که با افزایش پودر دی‌اکسید تیتانیوم به سرامیکLZT، مقدار به سمت صفر می‌رود که گزینه‌ی مطلوبی است. با این حال ضریب کیفیت این کامپوزیت به طور چشمگیری کاهش می‌یافت. درنتیجه، به دلیل ضریب کیفیت پایین‌تر این کامپوزیت‌ها در مقایسه با سرامیکLZT، عملکرد محصول نهایی افت می‌کرد. اما، تأثیر اندازه ذرات دی‌اکسید تیتانیوم، بویژه با ابعاد نانوذره، هنوز بررسی نشده بود.

این محققان برای بررسی این موضوع، سرامیک‌های مایکرویو دی الکتریک با ترکیب چهار درصد وزنی را از پودر دی‌اکسید تیتانیوم به روش واکنش حالت جامد متداول سنتز کرده‌اند. برای این منظور، پودر دی‌اکسید تیتانیوم را با اندازه ذرات مختلف (نانوذرات 50 نانومتری و پودر با اندازه میکرون) به سرامیک LZT اضافه کرده و تأثیر اندازه ذرات را به عنوان افزودنی بر روی دانسیته، ریزساختار و خواص مایکرویو دی‌الکتریک این سرامیک بررسی کرده‌اند.

به گفته باری، این سرامیک‌ها که در مرحله‌ی آزمایشگاهی است، با مواد اولیه‌ی ارزان و در دسترس ساخته شده و در صنایع مخابرات و ارتباطات قابل کاربرد است.

نتایج این تحقیقات که حاصل همکاری مریم باری، دکتر احسان طاهری نساج عضو هیأت علمی دانشگاه تربیت مدرس تهران و حمید تقی پور ارمکی، کارشناس ارشد مهندسی مواد است، در مجله American Ceramic Society منتشر شده است.

یک هنرمند گفت: هنر کاشی‌کاری، ایرانی است و در زمان پهلوی اول به فراموشی سپرده شد. بنابراین ضرورت دارد کودکان با این هنر با هدف زنده کردن آن آشنا شوند.

لیلا فرزانه - هنرمند طراحی نقوش - در گفت‌وگو با خبرنگار بخش هنرهای تجسمی ایسنا، اظهار کرد:‌ من و همسرم، حسین معمارپور مدیریت یک خانه‌ی هنر سرامیک را برعهده داریم و در آن، کاشی و سرامیک‌های دست‌ساز تولید می‌کنیم. برای تولید این سفال‌ها و سرامیک‌ها از نقوشی استفاده می‌کنیم که ریشه‌های ایرانی و اسلامی دارند. بسیاری از این نقوش از پارچه‌ها، آثار فلزکاری‌شده و چوب‌های قدیمی ایرانی گرفته شده‌اند. ما این نقوش را می‌گیریم و آن‌ها را با طرح‌های امروزی تلفیق می‌کنیم و روی آثار سرامیکی مجموعه‌ی خود به‌کار می‌بریم.

این هنرمند بیان کرد:‌ خانه‌ی هنر سرامیک ما، پنج سال است که فستیوالی را با نام «کودک، هنر، شهر» برپا می‌کند و در آن، از کودکان ایرانی می‌خواهد روی سرامیک‌ها نقاشی بکشند. انگیزه‌ی ما برای برگزاری این فستیوال، آشنا کردن کودکان با نقش و نگار ایرانی است، چون معتقدیم کاشی‌کاری یک هنر ایرانی است و به این نتیجه رسیدیم که برای آشنا کردن بزرگ‌ترها با این رشته‌، دیر شده است؛ ولی می‌توانیم کودکان را با این هنر آشنا کنیم. ما علاقه‌مندیم ورک‌شاپی برگزار کنیم که در آن، کودکان در مدت چند سال با این هنر آشنا شوند.

او با تأکید بر این‌که کاشی‌کاری یک هنر ایرانی است، گفت: کاشی‌کاری ایرانی پس از ورود اسلام به ایران و گسترش جهان اسلام در کشورهای دیگر، به دیگر مناطق دنیا رسید. این هنر ابتدا به اسپانیا وارد شد و بعد به مکزیک رسید و در ایران هم تا پایان دوران قاجار زنده بود؛ ولی در دوران پهلوی اول، به‌دلیل علاقه‌ی زیادی که آن زمان به هنر مدرن وجود داشت، کاشی‌کاری و معماری ایرانی کنار گذاشته شد و هنر مدرن جای آن را گرفت. این در حالی است که معماری ایرانی این قابلیت را داشت که در کنار معماری نو زنده بماند.

این هنرمند درباره‌ی فستیوالی که خانه‌ی هنر سرامیک برگزار می‌کند، توضیح داد: این برنامه در روز جهانی کودک برگزار می‌شود و تمام عواید آن برای آموزش در مناطق محروم به کار خواهد رفت. آثار تولیدشده در پنج فستیوال گذشته، در سطح شهرهای مختلف نصب شده‌اند؛ اثر فستیوال اول در پارک زعفرانیه، اثر فستیوال دوم در پارک «مادر» کرمان، اثر فستیوال سوم در برج میلاد و اثر فستیوال چهارم هم برای نصب در پارک «مادر» کرمان آماده است و به‌زودی نصب خواهد شد.

وی ادامه داد: هنوز محل نصب اثر فستیوال پیش رو قطعی نشده است، ولی تصمیم داریم آن را در جای مناسبی نصب کنیم، چون معتقدیم اگر اثر هنری‌ که کودکان خلق کرده‌اند در جایی نصب شود، دیگر آن‌ها به هنر محیطی بی‌تفاوت نخواهند بود و برای ما نیز مهم است که آثارمان جایی نصب شود که دیده شود.

فرزانه با بیان این‌که بخشی از آثار کودکانی که در فسیتوال پنجم شرکت می‌کنند، در آلمان نصب می‌شود، گفت: این آثار با همکاری «آوا سرجویی» که متخصص آموزش کودکان و ساکن آلمان است، در شهر اگزبرگ آلمان نصب خواهند شد. با توجه به این‌که چنین فستیوالی در شهر اگزبرگ هم برگزار می‌شود، با همکاری شهرداری این شهر تعدادی از آثار کودکان آلمانی در ایران نصب خواهد شد.

او اضافه کرد: فستیوال «کودک، شهر، هنر» در دوره‌های پیشین، میزبان پیشکسوتان حوزه‌ی تصویرگری مانند پرویز کلانتری، فرشید مثقالی، نورالدین زرین‌کلک و محمدعلی‌ بنی‌اسدی بود. در این دوره نیز تعدادی از پیشکسوتان این حوزه در این فستیوال حضور خواهند داشت.

انتهای پیام

فستیوال کودک، شهر، هنر

کودک، شهر، هنر