اختراع حاضر مربوط به يك روش ساخت كامپوزيت مرتبه اي تنگستن-مس (W-Cu Functionally graded composite) در دماي كم است. ويژگي مهم اين اختراع، تفجوشي كامپوزيت مرتبه اي تنگستن-مس در دماي 1000 درجه سلسيوس، يعني دمايي به مراتب كمتر از دماي تفجوشي فولاد است. براي رسيدن به اين هدف، با استفاده از پودر هاي عنصري و بسيار خالص تنگستن و مس به عنوان عناصر اصلي و نيكل و منگنز به عنوان بهبود دهنده تفجوشي، با بهره گيري از روش متالورژي پودر، يك كامپوزيت مرتبه اي تنگستن مس با 11 لايه توليد شد. ابتدا پودر هاي نيكل، منگنز و مس، در نسبت وزني 1:0.8:1.2 براي توليد پودر بايندر در سرعت 300 درو بر دقيقه و زمان 10 ساعت آلياژسازي مكانيكي شد. سپس به منظور توليد 11 تركيب مختلف، پودر بايندر، تنگستن و مس با نسبت هاي معين با هم مخلوط شد. لايه اول بيشترين مقدار تنگستن (90 wt.%)، نيكل (4 wt.%) و منگنز (3.33 wt.%) و كمترين مقدار مس (2.67 wt.%) را دارد. لايه ي يازدهم مس خالص است. نسبت تنگستن به پودر بايندر در تمام لايه ها 1:9 در نظر گرفته‌شد. 11 تركيب مختلف به صورت لايه هايي با ضخامت نظري 1 ميليمتر درون يك قالب فلزي به ترتيب روي هم قرار گرفته شد نمونه و تحت فشار 1000 مگاپاسكال پرس شد. نمونه خام مرتبه اي در دماي 1000 درجه سلسيوس و تحت اتمسفر خلاء تفجوشي شد. مزيت اصلي اين روش، دماي كم فرآيند، زمان نسبتاً كوتاه، و ساخت كم هزينه كامپوزيت مرتبه اي پرچگال (dense) تنگستن-مس با روشي ساده، با كنترل بسيار دقيق تركيب شيميايي است.

خلاصه اختراع اجر سبك كامپوزيتي با حضور پوكه معدني ‏تحقيقات بسياري در زمينه ساخت آجر سبك انجام شده است كه در اكثر آنها از يك ماده افزودني جهت كاهش وزن آجر استفاده شده است. ‏اين ماده افزودني اغلب قابل احتراق بوده و باعث بوجود آمدن تخلخل مي شود و كنترل ميزان مناسب حفره ‏ها،اندازه ذره و دماي احتراق از نكات كليدي مي باشد. ‏بعنوان مثال پلاستيك ها بعنوان يك افزودني در اينگونه آجرها مورد استفاده قرار ميگرفتند. ‏مطالعات قبلي نشان مي دهد كه چگالي ظاهري پايين و‏جذب آب بالا در آجرهايي كه توسط پلاستيك سبك ‏سازي شده اند باعث افزايش بيش از اندازه غير مناسب تخلخل ها و همچنين كاهش شديد مقاومت فشاري شده است. ‏در اين نو آوري اثر پوكه معدني بعنوان يك افزودني به خاك رس و ‏آب جهت سبك سازي و افزايش مقاومت فشاري آن مورد مطالعه و آزمايش قرار ميگيرد. ‏نتايج آزمايش نشان داد كه : چگالي نمونه سينتر شده با افزايش درصد پوكه معدني و افزايش دماي سينتر به طور چشمگيري كاهش ميابد. ‏كمتر از ١٨ ‏گرم بر سانتي متر مكعب) ‏- مقاومت فشاري نمونه در ١٠٥٠ ‏درجه سانتي گراد و پوكه معدني زير%٢٠ ‏وزني ازاستانداردهاي موجود در اجرهاي ساختماني بيشتر است. ميزان تخلخل باز در نمونه هاي با حضور درصدي از پوكه معدني بسيار بيشتر از نمونه ها بدون حضور پوكه ‏معدني بود كه تاثيرش در فرمول --- Qcond = kA ‏كه Q ‏حرارت مبادله شده، A ‏مساحت ديوار ،L ‏ضخامت ‏ديوار و K ‏ضريب انتقال حرارتي و Tl ‏و T2دماهاي داخل و بيرون ديوارها ميباشند،مشهود است.

‏آجر سبك كامپوزيتي با حضور سبوس برنج تحقيقات بسياري در زميه ساخت آجر سبك انجام شده است كه در اكثر آنها از يك ماده افزودني جهت كاهش وزن آجر استفاده شده است. ‏اين ماده افزودني اغلب قابل احتراق بوده و باعث بوجود آمدن تخلخل مي شود و‏كنترل ميزان مناسب حفره ‏ها،اندازه ذره و دماي احتراق از نكات كليدي مي باشد. ‏بعنوان مثال پلاستيك ها بعنوان يك افزودني در اينگونه آجرها مورد استفاده قرار ميگرفتند. ‏مطالعات قبلي نشان مي دهد كه چگالي ظاهري پايين و ‏جذب آب بالا در آجرهايي كه توسط پلاستيك سبك سازي شده اند باعث افزايش بيش از اندازه غير مناسب تخلخل ها و همچنين كاهش شديد مقاومت فشاري شده است. ‏در اين نو آوري اثر سبوس برنج بعنوان يك افزودني به خاك رس و آب جهت سبك سازي و افزايش مقاومت فشاري آن مورد مطالعه و آزمايش قرار ميگيرد. ‏سبوس برنج يك باطله عمده در صنايع كشاورزي است كه خاكسترش منبع اشباعي از سيليكا مي باشد.خاكستر سبوس برنج حدود ٩٠ % سيليكا را دارااست. ‏نتايج آزمايش نشان داد كه: ‏چگالي نمونه سينتر شده با افزايش درصد سبوس برنج و كاهش دماي سينتر به طور چشمگيري كاهش ميابد. كمتر از ١.٦ ‏گرم بر سانتي متر مكعب) ‏- مقاومت فشاري نمونه در ١٠٥٠ ‏درجه سانتي گراد و سبوس برنج زير20% ‏وزني ميتواند استانداردهاي موجود در آجرهاي ساختماني را تامين كند. ميزان تخلخل باز در نمونه هاي با حضور درصدي از سبوس برنج بسيار بيشتر از نمونه ها بدون حضور‏سبوس برنج بودكه تاثيرش در فرمول----كهq ‏حرارت مبادله شده A مساحت ديوار ،L ‏ضخامت ديوار و k ‏ضريب انتقال حرارتي و Ti ‏و T2 ‏دماهاي داخل و بيرون ديوارها ميباشند،مشهود است.

نانو پودرهاي اكسيد فلزات در صنايع مختلفي نظير صنايع الكتريكي، هوافضا، اپتيك، الكترونيك و غيره كاربرد فراواني پيدا كرده اند. براي سافت اين نانو پودرها از روش هاي مختلفي نظير روش هاي احتراقي، سل ژل، اسيدي و هيلروترمال استفاده مي شود ‏اين در حالي است كه با توسعه ي روش هاي ساخت اين مواد محقق ها به دنبال دستيابي به خواص مطلوب تري از جهات گوناگون نظير اندازه ريزتر و توزيع يكنواخت ذرات و همچنين سنتز تركيبات جديد مي باشند ‏اكسيد فلزات با استفاده از روش هيدرو ترمال نيز قابل توليد است. روش كلي شامل گرم كردن مخلوطي از نمك فلز، آب مقطر و مواد اصلاح كننده سطح تا دماي بالاي حالت فوق بحراني آب و سرد كردن مي باشد. در اين روش ابتدا شرايط جوانه زني ايجاد مي شود و با كنترل دما، از رشد ذرا ت جلوگيري مي گردد ‏براي رسيدن به اين هدف راكتوري به گنجايش مورد نياز طراحي و از جنس مناسب (به منظور تحمل دما و فشار بسيار بالاو مقاوم به شوك حرارتي و خوردگي) ساخته مي شود ‏براي گرم كردن محفظه از كوره و با كمك حمام نمك (بدليل انتقال حرارت بالاتر و همگن بودن دماي مذاب نمك) و براي سرد كردن از آب (و يا مخلوط آب و يخ و الكل) استفاده مي گردد. از مواد اصلاح كننده سطح براي كنترل شكل و صافي سطح ذرات استفاده مي گردد ‏بدين ترتيب با بهينه سازي شرايط دمايي و زماني مورد نظر و با استفاده از افزودني ها و فعال كننده هاي مناسب سعي بر آن است تا ذراتي با اندازه و شكل كنترل شده توليد گردد ‏به منظور گرم كردن محلول آبي به شرايط دمايي و فشار مناسب راكتوري با قابليت تحمل شرايط ويژه اي ‏ لازم است ‏ابتدا طراحي‏ مورد نياز با ظرفيت mm3 ٠ 5 ‏به كمك نرم افزار Catia ‏انجام گرفت ‏و سپس تحليل تنش توسط نرم زار Ansys ‏انجام شد. در برنامه انسيس از المان 42 Quade nod ‏استفاده شد كه براي اشكال سيلندري شكل داراي ضخامت مناسب مي باشد ‏براي طراحي Safety Factor ‏, ‏در نظر گرفته شد.طراحي راكتور طوري صورت پذيرفت كه آب بندي به خوبي انجام گير( و در عين حال نكات ايمني رعايت شود ‏دماي كاري اين راكتور تا . . ٤ ‏درجه سانتيگراد و فثسار داخلي آن Barll ٠ ٣٠ ‏پيش بيني شده است در نهايت از فولاد٣ ‏براي طراحي استفاده شد ‏راكتور داراي سه قسمت اصلي مي باشد ١ ‏- بدنه راكتور: بزرگترين قسمت راكتور مي باشد و محلول مورد نظر در بدنه ريخته مي شود، اين قسمت مستقيما با حمام نمك در تماس قرار مي گيرد و انبساط و انقباض زيادي را متحمل مي شود ‏جداوه داخلي بدنه نيز فشار زيادي را متحمل مي شود بنابراين در طراحي جد اره قست از داشتن هرگونه سطوح تيزي پرهيز شد ٢ ‏- كنيك (مسدود كننده‏): اين بخش مانع از فروج سيال از آن مي شود. كنيك پس از بسته شدن درب محفظه بايد فشار زيادي را به دهانه راكتور وارد كند بنابراين صافي سطح اين قست تلورانس ابعادي در حد ‏مورد نظر است ٣ ‏- درب راكتور: نگهداشتن كنيك روي بدنه راكتور در شرايط دمايي و فشاري كنترل شده وظيفه اين بخش راكتور مي باشد و براي كمك به اين منظور رزوه هاي عميق در نظر گرفته شد ‏جك بولت ‏به منظور افزايش قدرت آببندي راكتور زاويه كنيك ٦ ‏درجه انتخاب شد، زاويه كوچكتر فشار بيشتري را بهينه وارد كرده باعث تقويت آببندي مي شود. اما وجود زاويه كوچك بين كنيك و بدنه، صافي سطوح و فشار وارده بالا به كنيك حين انجام تست سبب گير كردن كنيك درون بدنه پس از انجام هر تست مي شود كه براي رفع اين مشكل در طراحي بر روي كنيك جك بولت تعبيه شد ‏به منظور تست اين راكتور، براي آغاز نانو پودر آلومينا توليد گرديد به اين ترتيب كه ابتدا 25cc ‏محلول 2 ‏مولار تمك آلومينيوم نيترات در راكتور ريخته شد،كنيك روي بدنه داشته شدو و بعددرب به منظور آب بندي ثانويه و فشر وارد كردن به كنيك روي آن قرار گرفت. محفظه در حمام نمك در سه دماي ٠ ‏-,_ ٠ ٤٠ ‏، ٠ ٠ ‏..,- ٣٥٠ ‏و ٤٥٠ ‏- ٠ ٤٠ ‏درجه سانتي گراد به مدت ٥ دقيقه قرار گرفت وآب سريعا سرد شد ‏پودر بدست آمده با استفاده از الكل و آب مقطر ثستشو داده شد و سپس توسط سانتريفيوژ نانو پودر ها جدا گشت

در تحقيق حاضر پودرهاي كامپوزيتي W-Ni-P,W/Ni و W-Ni-Cu-P از پودر تنگستن اوليه با اندازه ميانگين ذرات 8Mm تهيه گرديد. به منظور تهيه پودر كامپوزيتي از روش آبكاري الكترولس و ايجاد پوشش بر روي ذرات تنگستن استفاده گرديد. جهت بهينه سازي شرايط توليد اين نوع پودر، اثر پارامترهاي مختلف شامل PH دماي حمام، زمان آبكاري و پايدار كننده مورد بررسي قرار گرفته و شرايط بهينه براي دستيابي به پودرهاييي با يكنواختي مناسب تعيين گرديد. سپس پودرهاي كامپوزيتي حاصله توسط ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) و آناليز EDS مورد مطالعه قرار گرفتند. بررسي ها نشان داد كه پوشش هاي اعمالي به طور يكنواخت و همگن و به صورت ذره اي بر سطح ذرات تنگستن پراكنده شده و مقدار پوشش و نرخ رسوب با افزايش دما، زمان و مقدار PH افزايش مي يابد. همچنين مشخص گرديد روش آبكاري الكترولس يكي از روش هاي موثر در آماده سازي پودرهاي كامپوزيتي W-Ni- , W-Ni وW-Ni-Cu-P مي باشد بطوريكه امكان توليد پودرهاي كامپوزيتي با تركيبات متنوع با تنظيم شرايط عمليات وجود دارد. پودرهاي كامپوزيتي تهيه شده با اين روش يكنواختي مناسبي داشته و امكان ايجاد كامپوزيت ها و آلياژهاي همگن را فراهم نموده و با توجه به اين ويژگي، طيف وسيعي از كاربردها را مي توان در نظر گرفت.