ساخت كامپوزيت سراميكي آلومينا-مولايت-زيركنيا-كاربيدسيليسيم با چهار فاز آلومينا، مولايت، زيركنيا و كاربيدسيليسيم به روشهاي ريخته گري دوغابي و پرس شكل دهي و سينتر انجام شد. فاز اصلي اين كامپوزيت آلومينا بوده و بنا به نوع كاربرد و ويژگي مورد انتظار، مقدار فاز كاربيدسيليسيم مي تواند متغير باشد. اين كامپوزيت استحكام و سختي مناسبي داشته و مقاومت به شوك حرارتي عالي و چقرمگي بالايي دارد كه كاربرد آن در كوره هاي ذوب شيشه، آجرها و ديرگدازها، نازل ها و قطعات تحت شوك حرارتي در دماهاي بالا است.

حضور فلزات سنگين در پسماند و فاضلاب‌هاي روان يكي از مشكلات اساسي است كه باعث بروز مشكلات شده و بر‌روي سلامتي انسان، جانداران موجود در آن اقليم و گياهان تاثير مي‌گذارد. حذف فلزات سنگين به وسيله فرآيند جذب و رسوب دهي به عنوان سازوكارهاي عمومي كاهش آسيب ناشي از فلزات سنگين مورد توجه است. در اين اختراع امكان ارزيابي حذف يون Cd2 به عنوان نمونه اي از فلزات سنگين از محلول‌هاي آبي به‌وسيله نانو بلورك‌هاي ويت لوكيت (تري كلسيم فسفات) بررسي شده است. اين اختراع نشان داد كه نانو ويت لوكيت مي‌تواند به‌عنوان يك جاذب موثر و دوست دار محيط زيست براي حذف فلز سنگين دو ظرفيتي كادميم از محلول هاي آبي مورد استفاده قرار گيرد.

قطعات كاشتني در بدن بايستي خواصي نظير سختي، استحكام، تافنس شكست، مقاومت به سايش، مقاومت به خستگي، مقاومت به خوردگي بالا و دانسيته كم را در كنار زيست سازگاري مناسب با بدن دارا باشند. آلومينا Al2o3 به عنوان ماده پيش رو در اين عرصه با استحكام و سختي بالا كاربرد وسيعي در زمينه اتصالات پروتزي دارد. تافنس شكست پايين سراميكهاي آلومينايي مهمترين نقطه ضعف آنها محسوب مي شود. براي رفع اين نقص ، زير كونيا (ZrO2) تتراگونال، با وقوع استحاله هاي چقرمه سازي از نوع مارتنزيتي ، به زمينه آلومينا اضافه شد. به مخلوط پودر آلومينا - زير كونيا ، ايتريا (Y2O3) نيز جهت تثبيت جزئي فاز تتراگونال زير كونيا اضافه شد. از نانو ذرات Tio2 به عنوان كمك زينتر و بازدارنده رشد دانه استفاده شد. رفتار زينتر (تف جوشي) چهار تركيب كامپوزيت در سه دماي 1450، 1550 و 1650 درجه سانتي گراد به مدت 1 ساعت بررسي شد. نتايج نشان دد كه با كاهش دماي زينتر و افزايش ميزان زيركونيا در تركيب كامپوزيت مونوكلينيك - زير كونيا باقيمانده در دماي اتاق افزايش يافت. با بررسي چگالش نهايي، اندازه دانه نهايي، سختي و چقرمگي شكست تركيب 15 درصد مولي زير كونيا زينتر شده در دماي 1550 درجه سانتي گراد به عنوان نمونه بهينه انتخاب شد. نمونه بهينه طبق استاندارد در محلول شبيه سازي شده بدون (SBF) به منظور بررسي زيست سازگاري غوطه ور شد. تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي، الگوي پراش پرتو X و طيف FTIR تشكيل فاز زيست فعال هيدروكسي آپاتيت (HAP) به همراه تتا - تري كلسيم فسفات TCP - تتا را تاييد كردند. نانو كامپوزيت توليد دشه با تافنس شكست چند برابري استخوان، سختي بالا و خواص زيست سازگاري ، به عنوان يك كاشتني در محل اتصال استخوانها ، ران، فك و استخوان هاي تعويضي قابليت استفاده را دارد.

سيستم هاي نقره و مس بدليل رسانايي مناسب روز به روز بيشتر در صحنهصنعت خود نمايي مي كند. الياژسازي مكانيكي يكي از روش هايي است كه قادر به توليد انرژي زيادي در دماي محيط است. آلياژسازي مكانيكي روش جديدي است كه در آن از آسياب كردن مخلوط پودر عناصر سازنده براي توليد آلياژهايي با ساختار مطلوب استفاده مي شود در سال هاي اخير اين فرايند به طور موفقيت آميزي براي ساخت مواد و ساختارهاي مختلف مورد استفاده قرار گرفته است. اين فرايند در آسياب گلوله اي پر انرژي و در محيط يك گاز خنثي انجام مي شود سيستم هايCU - و Ag يك سيستم نرم در آلياژسازي مكانيكي مي باشد.

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.

انتخاب درصد اتمي مناسب (16) از پودرهاي مس و آلومينيوم براي تشكيل محلول جامد - تنظيم شرايط آسياب و برقراري اتمسفر خنثي به كمك گاز آرگون - انجام آسياب به مدت 50 ساعت براي شكل گيري محلول جامد مس - آلومينيوم - اضافه كردن پودر اكسيد مس به محلول جامد مس - آلومينيوم - تنظيم شرايط آسياب و برقراري اتمسفر خنثي به كمك گاز آرگون - انجام آسياب به مدت 100 ساعت براي شكل گيري پودر نانو كامپوزيت مس - آلومينا - آناليز پودر در زمانهاي مختلف جهت بررسي ويژگيها در طول فرايند و اطمينان از دستيابي به ويژگيهاي مورد نظر در پايان فرآيند شامل: - بررسيهاي ريز ساختاري (مورفولوژيكي) توسط ميكروسكوپ الكتروني رويشي (SEM) - بررسيهاي ريز ساختاري توسط ميكروسكوپ الكتروني عبوري (TEM) - بررسيهاي فازي توسط پراش پرتو ايكس (XRD) به منظور آگاهي از فازهاي موجود و محاسبه اندازه دانه ذرات - بررسيهاي تغييرات وزني نمونه هاي آسياب شده در زمانهاي مختلف با دما

در ساخت اين ماده مراحل ذيل اجراء مي شود. الف) تهيه سيستم مواد اوليه AL+Si ب) انجام محاسبات رياضي جهت تعيين ميزان مواد اوليه با توجه به فرمول شيميايي مولايت ج) مخلوط كردن مواد اوليه در محيط غير آبي (الكل اتيليك) د) عمليات حرارتي در دماي پايين جهت خروج الكل و خشك شدن پودرها ه ) الك كردنْ مش بندي و تهيه گرانول مناسب و ) شكل دهي به روش فشار تك محوري و توليد نمونه هاي قرصي شكل ز) عمليات حرارتي نهايي در محدوده 1600C -و 700 در درون كوره براي رسيدن به محصول نهايي ج) شناسايي فازهاي تشكيل شده و بررسي ريز ساختار آنها توسط ميكروسكوپ الكتروني

در ساخت اين ماده كامپوزيتي مراحل ذيل اجراء مي شود: الف) تهيه مواد اوليه شامل پودر آلومينيم و پودر نيتريد آلومينيم ب) تعيين ويژگيهاي پودر اوليه نظير توزيع اندازه ذرات و ناخالصي هاي موجود ج) اختلاط در محيط غير آبي (الكل اتيليك) به مدت 24 ساعت د) خشك كردن در دماي 70 درجه سانتيگراد به مدت 5 ساعت ه) الك كردن با الك صد مش ز) نيتريده كردن ح ) بررسي شناسايي فازهاي تشكيل شده و اندازه گيري هدايت حرارتي