اخبار دانشگاهی کشور / علمی فرهنگی 05 اسفند 1392 - 24 February 2014
سنتز مواد نوين مهندسي به روش SHSدر پژوهشگاه مواد وانرژي انجام شد
به گزارش روابط عمومي وزارت علوم، دکتر سيد علي طيبي فرد مجري اين طرح گفت: تهيه مواد مهندسي با کاربردهاي هوا فضا و صنايع نظامي، صنايع خودروسازي، صنايع نيروگاهي و توربين هاي گازي و صنايع دما بالا در شرايط خورندگي بالا صورت مي گيرد.
وي با بيان اينکه يکي از نيازهاي اساسي فن آوري هاي روزآمد، دستيابي به مواداوليه با ويژگي هاي مطلوب از قبيل خلوص بالا، فازهاي مطلوب ، مرفولوژي دلخواه است، افزود: از ميان روش هاي پيشنهادي در جهت دستيابي به مواداوليه با خواص مورد نظر اخيراً روش سنتز احتراقي خودگستر (SHS) توجه بسياري از محققين را جلب کرده است.
دکتر طيبي فرد تصريح کرد: صرفه جويي در انرژي، سادگي پروسه، سرعت بالاي سنتز و زمان پايين واکنش ، خلوص بالاي محصول و بالاتر از مواد اوليه و سينتر پذيري بالاي محصول از جمله عواملي است که اين روش را از فرآيندهاي متداول سنتز متمايز مي کند.
وي افزود: فرآيند SHS را بطور خلاصه مي توان چنين توصيف کرد: بهره گيري از واکنش گرمازاي بين اجزاي مواداوليه در جهت گسترش واکنش به کل نمونه پس از اينکه منبع گرمايش اوليه خاموش شده است و به عبارت ساده تر حداقل يک سطح از نمونه توسط منبع گرمايش خارجي به دماي شروع واکنش مي رسد(تأمين انرژي اکتيواسيون واکنش) پس از آن واکنش گرمازاي شديد بين اجزا، دماي نمونه را تا دماي احتراق بالا مي برد و افزايش دماي نمونه سبب گسترش واکنش احتراقي به کل نمونه شده در اين حالت حتي اگر منبع خارجي قطع شود، واکنش خودبخودي و خودپيشرونده در مدت کمتر از يک دقيقه کل نمونه را فرا خواهد گرفت.
اين پژوهشگر گفت: البته شرط انجام واکنش SHS بين اجزاء مواداوليه ، وجود واکنش گرمازا بين اجزاء مي باشد و با توجه به اينکه اکثر مواد نوين مهندسي از قبيل سراميک هاي غير اکسيدي و اينترمتاليک ها ترکيبات به مراتب پايدارتر از عناصر تشکيل دهنده شان هستند، لذا کانديداهاي مناسبي براي واکنش SHS هستند. از طرف ديگر افزايش دماي نمونه حين سنتز احتراقي حتي تا بالاي 2000درجه سانتيگراد سبب تصعيد بسياري از ناخالصي ها مي شود.
وي افزود: با توجه به شرايط غيرتعادلي واکنش، موادسنتز شده حاوي عيوب ساختاري بسياري هستند که همين مسأله سبب بهبود سينتر پذيري پودر تهيه شده مي شود.
دکتر طيبي فرد خاطر نشان کرد: تلفيق اين روش با فعال سازي مکانيکي، سنتز ترکيبات نانو ساختار و نانوکامپوزيت ها را مي تواند به ارمغان مي آورد(MASHS) .
عضو هيات علمي پژوهشکده نيمه هاديها پژوهشگاه مواد و انرژي در خاتمه گفت: تجهيزات مورد نظر اين روش نسبتاً ساده و دردسترس است و با توجه به انعطاف پذيري آن با حداقل امکانات مي توان محصول مورد نظر را با خلوص قابل قبول سنتز کرد.
گفتني است از جمله ترکيبات و کامپوزيت هاي تهيه شده با موفقيت از اين روش در پژوهشگاه مواد و انرژي مي توان به موارد ذيل اشاره داشت: MoSi2, Ti5Si3, MoSi2-SiC, TiB2-TiC, TiB2-B4C, Al2O3-TiB2, MoSi2-TiC, B4C-SiC, ZrB2-ZrC, Ti3SiC2, Nb2AlC.
به گزارش روابط عمومي وزارت علوم، دکتر سيد علي طيبي فرد مجري اين طرح گفت: تهيه مواد مهندسي با کاربردهاي هوا فضا و صنايع نظامي، صنايع خودروسازي، صنايع نيروگاهي و توربين هاي گازي و صنايع دما بالا در شرايط خورندگي بالا صورت مي گيرد.
وي با بيان اينکه يکي از نيازهاي اساسي فن آوري هاي روزآمد، دستيابي به مواداوليه با ويژگي هاي مطلوب از قبيل خلوص بالا، فازهاي مطلوب ، مرفولوژي دلخواه است، افزود: از ميان روش هاي پيشنهادي در جهت دستيابي به مواداوليه با خواص مورد نظر اخيراً روش سنتز احتراقي خودگستر (SHS) توجه بسياري از محققين را جلب کرده است.
دکتر طيبي فرد تصريح کرد: صرفه جويي در انرژي، سادگي پروسه، سرعت بالاي سنتز و زمان پايين واکنش ، خلوص بالاي محصول و بالاتر از مواد اوليه و سينتر پذيري بالاي محصول از جمله عواملي است که اين روش را از فرآيندهاي متداول سنتز متمايز مي کند.
وي افزود: فرآيند SHS را بطور خلاصه مي توان چنين توصيف کرد: بهره گيري از واکنش گرمازاي بين اجزاي مواداوليه در جهت گسترش واکنش به کل نمونه پس از اينکه منبع گرمايش اوليه خاموش شده است و به عبارت ساده تر حداقل يک سطح از نمونه توسط منبع گرمايش خارجي به دماي شروع واکنش مي رسد(تأمين انرژي اکتيواسيون واکنش) پس از آن واکنش گرمازاي شديد بين اجزا، دماي نمونه را تا دماي احتراق بالا مي برد و افزايش دماي نمونه سبب گسترش واکنش احتراقي به کل نمونه شده در اين حالت حتي اگر منبع خارجي قطع شود، واکنش خودبخودي و خودپيشرونده در مدت کمتر از يک دقيقه کل نمونه را فرا خواهد گرفت.
اين پژوهشگر گفت: البته شرط انجام واکنش SHS بين اجزاء مواداوليه ، وجود واکنش گرمازا بين اجزاء مي باشد و با توجه به اينکه اکثر مواد نوين مهندسي از قبيل سراميک هاي غير اکسيدي و اينترمتاليک ها ترکيبات به مراتب پايدارتر از عناصر تشکيل دهنده شان هستند، لذا کانديداهاي مناسبي براي واکنش SHS هستند. از طرف ديگر افزايش دماي نمونه حين سنتز احتراقي حتي تا بالاي 2000درجه سانتيگراد سبب تصعيد بسياري از ناخالصي ها مي شود.
وي افزود: با توجه به شرايط غيرتعادلي واکنش، موادسنتز شده حاوي عيوب ساختاري بسياري هستند که همين مسأله سبب بهبود سينتر پذيري پودر تهيه شده مي شود.
دکتر طيبي فرد خاطر نشان کرد: تلفيق اين روش با فعال سازي مکانيکي، سنتز ترکيبات نانو ساختار و نانوکامپوزيت ها را مي تواند به ارمغان مي آورد(MASHS) .
عضو هيات علمي پژوهشکده نيمه هاديها پژوهشگاه مواد و انرژي در خاتمه گفت: تجهيزات مورد نظر اين روش نسبتاً ساده و دردسترس است و با توجه به انعطاف پذيري آن با حداقل امکانات مي توان محصول مورد نظر را با خلوص قابل قبول سنتز کرد.
گفتني است از جمله ترکيبات و کامپوزيت هاي تهيه شده با موفقيت از اين روش در پژوهشگاه مواد و انرژي مي توان به موارد ذيل اشاره داشت: MoSi2, Ti5Si3, MoSi2-SiC, TiB2-TiC, TiB2-B4C, Al2O3-TiB2, MoSi2-TiC, B4C-SiC, ZrB2-ZrC, Ti3SiC2, Nb2AlC.
