چاپ سيلك بعنوان روشي نوين براي تهيه لايه ضخيمي ازدوپ همزمان نيكل وسريم درزيركونياي پايدار شده باايتريا Ni/Ce-YSZ

فناوري لايه‌ي ضخيم به عنوان روشي مطلوب و اقتصادي براي نشاندن لايه‌هاي نيمه‌رساناها از جنس پروسكايت‌هاي (x= 0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1 )LaCoxFe1-xO3 با روش چاپ سيلك، بر روي زيرپايهي آلومينايي است. لايههاي نازك و ضخيم پروسكايت‌هاي LaCoO3، LaFeO3، LaCoxFe1-xO3 از پركاربرترين مواد به عنوان حسگر گاز، كاتاليست، الكترود پيل سوختي و... مي‌باشند. لايه‌هاي نازك عموماً از فاز بخار، غوطهوري، غوطهوري چرخشي، الكتروفورزيس و... قابل دستيابي است اما مشكلاتي از قبيل سرمايه گذاري بالا براي تجهيزات اوليه، مشكل در كنترل محلول‌هاي آبكاري و خطرهاي شيميايي، ترك و زبري سطح، جدا شدن لايه از زيرپايه و عدم امكان در ايجاد ساختارهاي چند لايه موجب كاربرد كمتر لايه‌ي نازك نسبت به لايه‌ي ضخيم شده است. تا كنون لايه‌هاي ضخيم پروسكايتي به صورت پوشش بر روي تيوپ‌هاي سراميكي و يا به صورت قرص براي بررسي خواص حسگري با محدوديت در كاربرد مورد استفاده قرار گرفته‌اند. اين در حالي است كه در فناوري لايه‌ي ضخيم، ايجاد شده از روش چاپ سيلك مي‌توان ضخامت‌هايي تا حدود 100 ميكرومتر و حتي به صورت چند لايه با استحكام مناسب و كاربردي را ايجاد كرد. با بهينه سازي خمير بكار رفته در اين روش، امكان توليد انبوه با پايداري بالا براي لايه هاي ضخيم پروسكايتي LaCoxFe1-xO3 فراهم آمده است.

هدف از اين طرح ، اتصال دو فلز سبك آلومينيوم و منيزيم در حالت جامد با طرح اتصال لبه روي هم در حالت جامد مي باشد. اين طرح در جهت حل مشكل محدوديت هاي جوشكاري ذوبي آلياژهاي سبك آلومينيوم و منيزيم مي باشد كه در در صنايع هوافضا و خودروسازي مي باشد. جوشكاري هاي ذوبي آلومينيوم منيزيم داراي عيوب زيادي مانند تخلخل ها، اكسيدها و ترك ها مي باشد. زمينه هاي فني مرتبط با اين طرح، مكانيك ساخت و توليد و متالورژي مي باشد. در سال هاي اخير، سبك سازي سازه هاي مرتبط با حمل و نقل به يكي از مهمترين اهداف مهندسين و محققين تبديل شده است. كاربردهاي منيزيم و آلومينيم و اتصالات آن ها در تجهيزات و وسايل مربوط به حمل و نقل با رشد چشمگيري همراه است. اتصال آلومينيوم و منيزيم در داخل كابين هاي هواپيما، در پنل هاي درب و صندلي خودروهاي جديد، در بدنه ماهواره هاي فضايي كاربرد بسيار زيادي دارد. در طرح پيشرو از روش نوين جوشكاري اصطكاكي اغتشاشي براي اتصال آلومينيوم و منيزيم استفاده شده است. در جوشكاري اصطكاكي اغتشاشي از يك ابزار فولادي چرخنده براي آميختگي مكانيكي سطوح دو ورق آلومينيوم و منيزيم و ايجاد اتصال مكانيكي-متالورژيكي استفاده مي گردد. سابقه پيشين اتصالدهي آلومينيوم و منيزيم به گونه اي بوده است كه براي اتصال ورق آن ها به يكديگر در ساخت تجهيزات مرتبط با حمل و نقل استفاده مي شود. اتصال آلومينيوم و منيزيم امروزه بسيار مورد نياز صنايع هوايي است كه به علت دشواري هاي آن سبك سازس سازه هاي هوايي با چالش مواجه شده است. در اين طرح، در ابتدا ابزار جوشكاري طراحي گرديد سپس فيكسچر مخصوص با توجه به ابعاد ورق ها و تامين نيروي لازم طراحي گرديد و با استفاده از فرآيندهاي كف تراشي، فرز، سراخكاري و سنگ تجهيزات مورد نياز ساخته شد. در اين طرح ابتدا فيكسچر بر روي ميز فرز بسته مي شود و سپس ورق هاي آلومينيوم و منيزيم بر روي آن قرار گرفته و ثابت مي شود و ابزار چرخنده وارد ورق بالايي شده و با اختلاط مكانيكي آن با ورق پاييني عمل اتصال را انجام مي دهد. در مورد اتصال دو فلز غير هم جنس آلومنييوم و منيزيم تا كنون در ايران طرحي ادعا نگرديده است و هيچ گزارش موفقيت آميزي گزارش نشده است . با توجه به تحقيقات انجام شده در سطح جهاني هم اتصال اين دو فلز از اين طريق كمتر با موفقيت همراه بوده است. اين اختراع داراي مزايايي زير است: • ايجاد اتصال مناسب و مستحكم بين آلومينيوم و منيزيم بدون عمل ذوب شدن سطوح اتصال • كاهش تركيبات بين فلزي در فصل مشترك اتصال • اعوجاج و تنش هاي پسماند كمتر در فلز متصل شده به يكديگر

مواد اوليه شامل ZnCl2 و Na2CO3 و NaCl مي باشد. NaCl به عنوان بستر واكنش عمل مي كند. واكنش در حالت جامد در آسياب طبق نسبت استوكيومتري زير انجام مي شود: ZnCl2+Na2Co3+8.6NaCl→ZnCo3+10.6NaCl در پايان NaCl طي چند مرحله شتشو مي گردد و ZnO در مقياس نانو متري حاصل مي شود. در شكل 1 نمودار XRD از نمونه سنتز شده به اين روش مشاهده مي شود. در شكل 2 گراف SEM ازاين نمونه مشاهده مي شود.

براي پوشش دهي ايمپلنت هاي ارتوپدي فلزي و افزايش چسبندگي سطح اين ابزار به استخوان مي توان از هيدروكسي آپاتيت استفاده كرد. هيدروكسي آپاتيت (HAp) سنتزي داراي نقايصي همچون خواص ضدباكتري ضعيف، بلورينگي زياد و پايداري كامل ساختار است. ساختار بلوري اين ماده قابليت ورود يونهاي فلزي مختلف به جاي يون كلسيم را دارد. بدين ترتيب مي توان برخي خواص را در آن ايجاد كرد يا آن ها را بهبود بخشيد. از جمله فلزات مطرح در اين زمينه نقره و روي هستند. از نقره عمدتا به علت خاصيت ضدباكتري آن استفاده مي شود هرچند كه خاصيت ضدالتهابي ان هم قابل اغماض نيست. فلز روي ضمن داشتن خاصيت ضدباكتري توان تحريك سلول هاي استخواني براي تكثير، بر تشكيل كريستال هاي HPp نيز موثر است به طوري كه باعث تشكيل كريستال هاي نانومتري مشابه بخش معدني استخوان مي شود. روش سنتز نيز بر مشخصات ساختاري و مورفولوژيكي HAp و پوشش هاي آن موثر است كه از بين تمام روش هاي استفاده شده، روش سل - ژل با داشتن مزاياي متعدد مورد توجه است. در مجموع، با اصلاح ساختار و بهبود مورفولوژي پوشش هاي HAp، ايمپلنت هاي پوشش داده شده ضمن برخورداري از خواص مكانيكي بدنه فلزي اصلي، به طور همزمان از زيست فعالي و زيست سازگاري قابل توجه ماده پوشش و همچنين خاصيت ضدباكتري ايجاد شده در آن بهره مند خواهد شد.