بورات آلومينيوم با ساختار مولايتي يكي از مواد سراميكي نوين و بسيار مهم مي باشد كه داراي خواص مكانيكي و حرارتي مطلوبي همچون استحكام بالا، پايداري حرارتي بالا،مقاومت كششي بالا بوده و به واسطه داشتن چنين خصوصياتي مي تواند كاربردهاي بسيار گسترده اي را در صنايع مختلف داشته است. به همين منظور در سالهاي اخير، تحقيقاتي در زمينه ساخت مواد نانوساختار بر پايه بورات آلومينيوم با ساختار مولايتي همانند نانوويسكرها، نانولوله ها، نانوسيم ها، نانولوله ها انجام شده است. در اين تحقيق، با استفاده از مواد اوليه استات آلومينيوم پايدار شده با اسيد بوريك و پلي وينيل پيروليدون (PVP) و با بكارگيري روش الكتروريسي موفق به توليد نانو الياف بورات آلومينيوم با ساختار مولايتي با ساختار شيميايي Al18B4O33 در دماي °C1200 شديم. خواص ساختاري و مورفولوژيكي نانو الياف توليد شده توسط ميكروسكوپ الكتروني(SEM) و ، طيف سنجي مادون قرمز تبديل فوريه(FT-IR) و پراش اشعه ايكس(XRD) ، و همچنين رفتار حرارتي ماده ساخته شده توسط وزن سنجي حرارتي (TGA) و آناليز حرارتي افتراقي (DTA) مورد بحث و بررسي قرار گرفت. نتايج به دست آمده نشان مي دهد كه در شرايط مختلف عمليات حرارتي، ماده اوليه رفتارهاي مورفولوژيكي و ساختاري متفاوتي را از خود نشان مي دهد، بدين صورت كه با افزايش دما شكل ساختاري نانو الياف بورات آلومينيوم با ساختار مولايتي از حالت صاف و يكدست به صورت تسبيحي تغيير شكل يافته، و همچنين با افزايش دما بورات آلومينيوم با ساختار مولايتي بسيار خالص با ساختار شيميايي Al18B4O33 و بدون هيچ ناخالصي توليد گرديد.

خلاصه اختراع : ‏پل سوختي اكسيد حالت جامد(sofc‏) يك دستگاه تبديل انرژي در حالت جامد جهت توليد الكتريسيته از طريق يك واكنش الكتروشيمياي در يك الكتروليت هادي يون مي باشد. يكي از اجزاي SOFC) ‏)اينتركانكت يا اتصال دهنده است خصوصيات اينتركانكت عبارتنداز:هدايت الكتريكي بالا بدون هدايت يوني،مقاومت به خوردگي واكسيداسيون،پايداري شيميايي و استحكام مكانيكي مطلوب بدليل شرايط كار پيل سوختي در دماهاي بالا سطح ايتتركانكت تمايل زيادي به اكسيداسيون وتشكيل لايه Cr203 ‏دارد. تشكيل اين لايه به دليل كاهش هدايت الكتريكي نامطلوب است. در اين پروژه سعي بر اين است كه با بكارگيري عناصر غيرفعالي مانند لانتانيم و‏استفاده از اينتركانكت هاي حاوي اين عنصر و تشكيل يك لايه نازك و فشرده LaCr03 ‏روي سطح جلوي تشكيل Cr203 ‏كه عامل افزايش مقاومت الكتريكي است،گرفته شود. در اين تحقيق كرومات لانتانيم به عنوان پوشش بر روي فولاد نزي فريتي sus444 قرار ميگيرد. هدف از پوشش دهي، افزايش پايداري شيمياي، مقاومت به اكسيداسيون زيرلايه و كاهش مسموميت كاتد توسط كرم به وسيله ايجاد يك لايه نازك كرومات لانتانيم روي سطح زير لايه مي باشد پوشش دهي با استفاده از روش سل- ژل و غوطه وري بوده به اين ترتيب كه ابتدا طي يك فرآيند هيدروليز يك سل پايدار از محلول اوليه حاوي لانتانيم ساخته مي شود، سپس زير لايه فولادي به روش غوطه وري به داخل سل فرو برده شده و با سرعت مشخصي خارج مي گردد تا يك لايه نازك ژل بروي سطح زير لايه فولادي تشكيل شود. در نهايت طي يك فرايند حرارت دهي مناسب پوشش همگن و يكنواختي از كرومات لانتانيم بر روي فولاد حاصل مي گردد در واقع با تشكيل سل پايدار از محلرل اوليه، زنجيره هاي بسيار قوي در داخل سل تشكيل مي شوند كه تا مدت زمان نسبتا طولاني سل را بصورت پايدار نگه مي دارند. طي عمليات خشك كردن و كلسيناسيون با حذف آب ساختاري و باند هاي نيتراتي، باند هايي قوي بين لانتانيم و كروم ايجاد مي شوند و فيلم نازك كرومات لانتانيم روي سطح زيرلايه فولادي تشكيل مي گردد. تشكيل اين لايه باعث بهبود خواص اتصال دهنده ها از قبيل افزايش مقاومت به اكسيداسيون در دماهاي بالا، افزايش چسبندگي سطحي پوشش با زيرلايه، افزايش هدايت الكتريكي و افزايش استحكام مكانيكي در ميل سوختي مي گردد. تشكيل اين فيلم باعث افزايش محسوس مقارمت به اكسيداسيون و همچنين افزايش هدايت الكتريكي اتصال دهنده مي گردد، زيرا ذرات كرومات لانتانيم تشكيل شده روي سطح به دليل يكنواختي و تراكم بالا (كه از خصوصيات پوشش هاي تشكيل شده به روش سل-ژل مي باشد) ، بخوبي جلوي نفوذ كروم از داخل زيرلايه به سطح وتشكيل پوسته اكسيدي وعايق اكسيد كررم را ‏مي گيرد و نهايتا موجب افزايش كارايي و دوام اتصال دهنده ها در پل سوختي در دماهاي بالا مي كردد.

آلومينا به عنوان يك سراميك مهندسي با وجود دارا بودن ويژگي هاي منحصر به فردي مثل سختي، مقاومت به سايش، مقاومت به خستگي و مقاومت به خوردگي بالا، چقرمگي پاييني دارد. از روش هاي موثر در بهبود چقرمگي آلومينا، استفاده از فازهاي ثانويه مانند زيركونياي تتراگونال و نانو لوله هاي كربني است. در اين پژوهش، پودر نانو كامپوزيت آلومينا - زير كونيا به روش سنتز احتراقي محلول تهيه گرديد و در مرحله بعد نانو لوله هاي كربني به دو روش سنتز درجا با استفاده زا رسوب شيميايي از فاز بخار (CVD) و اختلاط به روش هتروكواگولاسيون به اين نانو كامپوزيت افزوده شد. در روش سنتز در جاي نانو لوله كربني در زمينه نانو كامپوزيت آلومينا - زير كونيا، عوامل موثر بررسي و نسبت دبي نيتروژن به استيلن و دماي سنتز، به ترتيب 30: 300 و 800 درجه سانتي گراد به عنوان شرايط بهينه به دست آمد. براي تهيه نانو كامپوزيت آلومينا- زير كونيا - CNT هتروكواگوله ، نانو لوله هاي كربني پس از عامل دار شدن تحت شرايط اولتراسونيك و PH=4/2 با سه درصد وزني مختلف (1، 3 و 5 درصد) با نانو كامپوزيت AZ3 افزوده شدند. پودرهاي به دست آمده پس از شك دهي، جهت انجام فرايند زينتر در كوره اتمسفر كنترل با اتمسفر هيدروژن قرار داده شدند. پس از بررسي هاي ريز ساختاري، فازي، دانسيته سنجي و انجام آزمون هاي سختي و چقرمگي به روش ويكرز چقرمگي كامپوزيت آلومينا - زير كونيا با افزودن 1 درصد وزني CNT به مقدار 16 درصد افزايش مي يابد، اما افزايش بيشتر CNT باعث كاهش چقرمگي كامپوزيت مي گردد. كامپوزيت آلومينا - زير كونيا - نانو لوله كربني سنتز درجا شده نيز افزايش محسوسي را در مقدار چقرمگي نشان نداد هر چند نسبت به نمونه هاي مشابه تهيه شده به روش هتروكواگولاسيون افزايش داشت.

بدنه هاي زير كونيايي به دليل شوك پذيري حرارتي بالا، هدايت حرارتي كم، خوردگي پايين و پايداري حرارتي مناسب، كاربردهاي زيادي مانند سدهاي حرارتي، المان هاي حرارتي، رنگدانه هاي سراميكي و بوته هاي سراميكي، در صنعت دارند. همچنين مقاومت بالاي زير كونيا در برابر خوردگي و خنثي بودن آن در محيط بدن موجب كاربرد آن به عنوان يك ماده زيست خنثي گشته است. شايان ذكر است كه هر چه دانسيته بدنه زير كونيايي بالاتر باشد خواص خوردگي آن بهبود مي يابد. ريخته گري پليمر شونده سوسپانسيون يك فرايند نسبتا ساده براي توليد قطعات نزديك به شكل نهايي با دانسيته بالاست كه در اين اختراع جهت توليد بدنه هاي زير كونيايي مورد استفاده قرار گرفته است . در اين روش يك دوغاب سراميكي حاوي يك محلول مونومري (يا پليمري) به درون يك قالب ريخته مي شود. در اثر پليمر شدن دروني اين محلول ، در دماي معين، ذرات سراميكي در كنار يكديگر ثابت شده و به شكل قالب در مي آيند. فلوچارت شكل 1 مراحل مختلف فرآيند را به خوبي نشان مي دهد. در ابتداي فرآيند بستر سيال (مي تواند آب يا يك حلال آلي باشد) ، با پودر سراميك و چسب آلي مخلوط مي شود تا سوسپانسيون مورد نهظر ايجاد شود. چسب آلي مي تواند يك مونومر يا يك زنجير پليمري خطي باشد. سوسپانسيون تشكيل شده بايد پايدار گردد تا ذرات در آن معلق بمانند و ته نشين نشوند. پس از اين مرحله گاززدايي انجام مي شود تا حباب هاي هواي احتمالي از بين بروند و پس از پر كردن قالب و پليمري شدن، قطعه كاملا بدون عيب و عاري از تخلخل به دست آيد. شايان ذكر است كه يكنواختي ريز ساختار و عدم حضور حباب در قطعه نهايي از اهميت بالايي برخوردارند. در روش ابداع شده مرحله يكنواخت سازي و گاززدايي توسط اعمال امواج مافوق صوت به سوسپانسيون تهيه شده انجام شده است. به اين منظور، سوسپانسيون مورد نظر به جاي استفاده از آسياب گلوله اي ا گاززدايي، به مدت زمان مشخصي تحت امواج مافوق صوت قرار گرفته است، تا يكنواخت سازي انجام شود.

با ساخت پوشش مورد نظر جهت كارتهاي مغناطيسي كه بر روي آن اطلاعات نرم افزاري درج گرديده باعث حفاظت اطلاعات در طول زمان و مكان هاي عمومي و كنار كليه تجهيزات روزمره زندگي از خود اثرات نامطلوبي را بر روي اين نوارهاي مغناطيسي به جا مي گذارد مي شود از جمله اين تجهيزات عمومي مي توان به تلفن هاي همراه - سيستم هاي صوتي و تصويري همچون تلويزيون در مجاورت ميدان هاي ولتاژ لامپ تصوير و بلندگوها و همچنين ميدان هاي مغناطيسي موتورهاي الكتريكي و سيستمهاي مغناطيسي ضد سرقت فروشگاه ها و ... را مي توان نام برد و ديگر موارد اختلال ضربات مكانيكي همچون سايش در حين اصطحكاك با اين نوارها و رطوبت كه در نقاط مختلف جغرافيايي زمين متفاوت است اثرات نامطلوبي را بجا مي گذارد. اين محصول با فشرده شدن هفت لايه بر روي يكديگر اين امكان را به مصرف كننده مي دهد كه از عوامل فوق جلوگيري مي كند. برش مقطعي پوشش در نقشه لايه هاي مختلف را نشان مي دهد.