جوشكاري نقطه‌اي در صنايع خودروسازي، صنايع حمل و نقل و ... مورد استفاده قرار مي‌گيرند. اين اختراع در زمينه علم مهندسي مواد-متالورژي، جوشكاري مي‌باشد. جوشكاري مقاومتي نقطه‌اي (Resistance Spot welding: RSW) ورق‌هاي آلومينيومي نياز به جريان (آمپراژ) الكتريكي بسيار بالا دارد كه اين مشكل باعث شده كه نتوان ورق‌هايي با هدايت الكتريكي بالا مثل آلومينيوم را به راحتي با استفاده از روش جوشكاري مقاومتي نقطه‌اي به يكديگر متصل نمود، ولي در فرآيند جوشكاري اصطكاكي اغتشاشي نقطه‌اي (Friction Stir Spot Welding: FSSW) به دليل عدم نياز به استفاده از جريان مي‌توان تا حدود 40 % ميزان هزينه جوشكاري را كاهش داد. همچنين مي‌توان با بهينه كردن پارامترها به خواص مكانيكي مطلوب‌تري در اتصال رسيد. از آنجا كه در دنيا تاثير هندسه پين مثلثي بر روي آلومينيوم آلياژي 2024 بررسي نشده است، لذا ما را درصدد اين شديم تا در اين پروژه بر روي اين موضوع كار شود. نتايج نشان داد كه پين مثلثي استحكام اتصال بيشتري را نسبت به پين استوانه‌اي ايجاد خواهد كرد.

طراحي و ساخت سانتريفيوژ هموژنايزر نانو سيالات و نانو امولسيون ها

در كار حاضر ابتدا نانوپودرهاي كربن آمورف (ACNPs) بوسيله فن آوري مكانيكي (Mechanical actication) تهيه گرديد. براي تبديل نانو ذرات كربني به نانو تيوب ها 200mg از ACNPs در آلومينا كوچك قايقي شكل قرار مي گيرد بطوريكه در بخش مركزي راكتور لوله اي آلومينا (طول 900mm و قطر 50mm) كه در يك كوره الكتريكي افقي لوله اي جا دارد واقع شده است. راكتور در ابتدا بوسيله بخار آرگون بسيار خالص (100ml/min) از اكسيژن و آب تخليه مي گردد تا سيستم واكنش عاري از هوا شود و سپس تا دماهاي مورد نياز با سرعت (5c/min) حرارت داده مي شود بعد از افزايش مداوم دماي كوره )1350C به مدت 2h) راكتور تا دماي اتاق تحت بخار آرگون سرد مي شود مورفولوژي پودر توليد شده توسط ميكروسكوپ الكتروني روبشي (Philips XL30 SEM) تعيين شد. آناليز شيميايي پودر نهايي و ساختار پودرها توسط ميكروسكوپ الكتروني عبوري با قدرت تفكيك بالا (Philips CM200 HRTEM) تعيين شد. پودر گرافيت با خلوط 8/99% و با نسبت وزني گلوله به پودر 20 به 1 تحت فرآيند فعال سازي مكانيكي قرار گرفتند . نمونه برداري رد زمان هاي 40،20،10،5 ... و 150 ساعت صورت گرفت . تغييرات ساختار داخلي بكمك دستگاه پراش پرتو ايكس Philips تحت ولتاژ kv30 و جريان 25mA بررسي شد. در تمام آزمايش ها از اشعه ايكس Cuka با طول موج 1.5404 A استفاده شد. اندازه توسط متوسط دانه ها و كرنش موجود در شبكه كريستالي ذرات پودر بكمك روشهايWilliamson – Hall مطابق رابطه ذيل محاسبه شدند. در اين رابطه b پهناي بلندترين پيك درنيمه ارتفاع آن برحسب راديان طول موج پراش پرتو ايكس بر حسب nm d,قطر متوسط دانه ها بر حسب nm و زاويه تفرق بلندترين پيك بر حسب راديان مي باشد. همچنين كرنش موجود در شبكه كريستالي مي باشد. طبق رابطه بالا بر حسب رسم مي شود . شيب خط نشان دهنده كرنش موجود در شبكه و عرض از مبداء آن اندازه متوسط دانه ها را نشان مي دهد.

در كار حاضر ابتدا نانو پودرهاي كربن آمورف ACNPs بوسيله فن آوري مكانيكي Mechanical actication تهيه گرديد. براي تبديل نانو ذرات كربني به نانو تيوب ها 200mg از ACNPs در آلومينا كوچك قايقي شكل قرار مي گيرد بطوريكه در بخش مركزي راكتور لوله اي آلومينا طول 900mm قطر 50mm كه در يك كوره الكتريكي افقي لوله اي جا دارد واقع شده است راكتور در ابتدا بوسيله بخار آرگون بسيار خالص 100ml/min از كسيژن و آب تخليه مي گردد تا سيستم واكنش عاري از هوا شود و سپس تا دماهاي مورد نياز با سرعت 50c/min حرارت داده مي شود بعد از افزايش مداوم دماي كوره 1350c به مدت 2h راكتور تا دماي اتاق تحت بخار آرگون سرد مي شود. مورفولوژي پودر توليد شده توسط ميكروسكوپ الكتروني روبشي philips XL30 SEM تعيين شد اناليز شيميايي پودر نهايي و ساختار پودرها توسط ميكروسكوپ الكتروني عبوري با قدرت تفكيك بالا Philips CM200 HRTEM تعيين شد. پودر گرافيت با خلوص 99/8٪ و با نسبت وزني گلوله به پودر 20 به 1 تحت فرايند فعالت سازي مكانيكي قرار گرفتند نمونه برداري در زمانهاي 5 و 10 و 20 و 40 و ... و 150 ساعت صورت گرفت. تغييرات ساختار داخلي بكمك دستگاه پراش پرتور ايكس PHILIPS تحت ولتاژ 30KV و جريان 25mA بررسي شد. در تمام آزمايش ها از اشعه ايكس CUka با طول موج 5404A و 1 استفادهخ شد اندازه متوسط دانه و كرنش موجود در شبكه كريستالي ذرات پودر بكمك روشهاي Williamson-Hall مطابق رابطه ذيل محاسبه شدند.

درساخت اين نانو لوله هاي مخروطي مراحل ذيل اجرا مي شود: 1- مواد اوليه بچ با ترازوي آزمايشگاهي با دقت 0.001 گرم توزين گشتند. 2- شارژ مواد اوليه در كوره تيوبي 3- كنترل اتمسفر كوره با گاز نيتروژن 4- انجام عمليات پخت در كوره اتمسفر كنترلي 5-انجام آزمايشات SEM, و TEM و TGA و زتاسازر Zeta-sizer بر روي نمونه هاي سنتز شده

‏امروزه در دنيا از نانو تكنولوژي به عنوان روند كليدي و تاثير گذار در علم فن آوري و صنعت ياد مي شود و به عنوان فرصتي براي پيشرفت در رشته هاي مختلف مورد توجه دولتها قرار گرفته است. به ويژه با همگرايي علوم در مقياس نانو و تاثير نانو تكنولوژي در رشته هاي مختلف زمينه اي در حوزه هاي بين رشته اي و چند رشته اي جديد در عرصه آموزش تحقيقات و صنعت ايجاد شده است از اين رو بايد نانو تكنولوژي را مسير غير قابل اجتناب آموزش پژوهش فن آوري و صنعت دانست به عقيده صاحب نظران مرز آينده ميان كشورها بر مبناي ميزان توانمندي آنها در اين عرصه خواهد بود كه از توليدات نانو تكنولوژي سهمي از جهان داشته باشند در اين راستا از امكانات و دستگاه ها و ابزار دقيق جايگاه خاصي دارند زيرا نانوتكنولوژي براساس مقياس نانو را بسته به ابزار دقيق مي باشد كه از آن جمله آسياب هاي سياره اي مختلف را مي توان نام برد. آسيابها تجهيزاتي هستنتد كه براي كاهش اندازه ذرات حاصل از سنگ شكن ها كلسيناسيون و براي توليد پودر آلياژهاي مختلف مورد استفاده قرار مي گيرند كه تفاوت آنها در ظرفيت بازده امكانات سرد كردن گرم كردن و غيره مي باشد. محدوده كاربرد انواع آسيابها و همچنين بعضي از سنگ شكن ها در شكل زير شكل 1 آورده شده است.

در ساخت يان نانو پودر مراحل ذيل اجراء مي شود: الف: تهيه مواد اوليه: 1- نيترات كلسيم: براي تامين منبع كلسيم از پودر نيترات كلسيم ساخت شركت MERCK با Art No: 1.02121.0500 استفاده گرديد. 2- به منظور تامين فسفر مورد نياز از پودر (NH4)2HPO4 ساخت شركت شركت MERCK باArtNo:1205 استفاده گرديد. 3- هيدروكسيد سديم: براي رساندن محلول به PH مورد نظر از هيدروكسيد سديم ساخت شركتArt No: 1.06482.1000,MERCK استفاده گرديد. ب: توزين ماده اوليه ج: تنظيم PH با استفاده از PH متر. د:انجام آزمايشهاي XRD و ساير آناليزهاي مورد نياز بر روي نمونه سنتز شده بايد توجه نمود كه تمام توزين ها با استفاده از ترازوي آزمايشگاهي دقيق با دقت 0/001 صورت گرفته، همچنين براي تنظيم PH از دستگاه PH متر Metrohm استفاده مي شود. همچنين به دليل اينكه اين فرايند توليد در محدوده بازي صورت مي پذيرد براي تنظيم PH از هيدروكسي آپاتيت يك مولار استفاده مي كنيم.

در ساخت اين نانو پودر مراحل ذيل اجراء مي شود: 1- تهيه سل: حاوي سيليكون كاربايد از ماده اوليه اگزاليك اسيد mL 10 با غلظت % 3.5wt ، تترا اتوكسي سيلان (15ml) ، ساكاروز (12g) ، و آب مقطر (15mL) 2) توزين ماده اوليه 3) توليد ژل حاوي سيليكون كار بايد با استفاده از همزن مغناطيسي به مدت 24 ساعت و افزودني هگزا اتيلن تترا آمين (1ml با غلظت % 35wt) 4) ژل به دست آمده در دماي 120 درجه سانتيگراد به مدت 24 ساعت خشك مي شود. 5) پودر بدست آمده در مرحله خشك تحت فرايند آسياب پر انرژي (24 ساعت) قرار مي گيرد. 6- انجام عمليات حرارتي براي رسيدن به ساختار نهايي سيليكون كاربايد 7- انجام آزمايشهاي مورد نياز بر روي نمونه سنتز شده بايد توجه نمود كه تمام توزين ها با استفاده از ترازوي آزمايشگاهي دقيق با دقت 0/001 صورت گرفته، و در زير دستگاه هود انجام مي گيرد.