کد خبر:۷۹۷۷۰۱
با تلاش محققان کشور؛
طرح نوآورانه ساخت نانوپودرهای مقام در برابر حرارت و خوردگی ارائه شد
طرح ساخت پودر‌هایی با مقاومت بالا در برابر حرارت، سایش و خوردگی از سوی محققان دانشگاه تهران در دوازدهمین جشنواره فناوری نانو ارائه شد.
به گزارش گروه فناوری خبرگزاری دانشجو، پروژه ساخت «نانوپودر و نانوالیاف دمابالای زیرکونیوم – هافنیوم دی بورید» یکی از طرح‌هایی است که در غرفه طرح‌های نوآورانه فناوری‌نانو (NanoMatch) دوازدهمین نمایشگاه فناوری نانو در معرض دید علاقه‌مندان قرار دارد. این پودر‌ها مقاومت حرارتی، سایشی و خوردگی بالایی داشته و توسط گروهی از محققان دانشگاه تهران ساخته شده‌است.
امروزه در صنایع مختلف به ویژه صنعت هوافضا و صنایع نیروگاهی به مواد جدیدی نیاز است که قابلیت کارکرد در محیط‌های دما بالا و به شدت خورنده و فرسایشی را داشته باشد. سرامیک‌های فوق دما بالا از جمله زیرکونیوم دی بورید (ZrB۲) و هافنیوم دی بورید (HfB۲) دارای خواص مناسبی از نظر حرارتی، اکسایشی، سایشی، الکتریکی، خوردگی و مکانیکی هستند.
در این طرح نانومچ، فناوری ساخت این نانوپودر‌ها ارائه شده‌است. نانوپودر‌ها و نانوالیاف سرامیکی پایه زیرکونیوم و هافنیوم با داشتن خواصی عالی و منحصربه‌فرد در مقایسه با ساختار‌های میکرو و ماکرو خانواده مشابه خود، می‌توانند در ساخت قطعاتی با خواص حرارتی، مکانیکی، الکتریکی و شیمیایی بهینه مورد استفاده قرار گیرند. این نانوساختار‌ها هم به‌طور مستقیم در ساخت قطعات و هم به‌عنوان فاز ثانویه در ساخت بدنه‌ها برای کاربرد‌های ذخیره‌سازی انرژی، فیلتراسیون، کاتالیست، عایق‌های حرارتی و ابزار برش، پوشش‌های ضد خوردگی و سایش، تجهیزات ذوب و ریخته‌گری و خودروسازی به کار گرفته می‌شوند.
مقاومت حرارتی، سایشی و خوردگی بالا، قیمت کاملا رقابتی در مقایسه با محصولات مشابه، قابلیت توسعه محصولات جدید با استفاده از این روش تولید و قابلیت تولید در داخل کشور و صادارت به کشور‌های منطقه از جمله مزیت‌های این طرح هستند.
نانوساختار‌های دمابالای زیرکونیوم و هافنیوم دی بورید با فرمول شیمیایی ZrB۲ و HfB۲ با ساختار هگزاگونال در دو مورفولوژی الیاف و پودر تهیه شده‌است. این ترکیبات با نقطه ذوب بیش از۳۲۰۰ درجه سانتیگراد و پایداری شیمیایی و حرارتی کم نظیر در صنایع مختلف از اهمیت زیادی برخوردار هستند. خواص فیزیکی و شیمیایی ذاتی آن‌ها نظیر سختی بالا، مدول الاستیک بالا، استحکام زیاد در دمای بالا، هدایت حرارتی و الکتریکی زیاد، خنثی بودن شیمیایی، مقاومت به اکسایش و خوردگی بالا و نقطه ذوب بالای آن سبب شده که از آن برای انواع کاربرد‌های پوشش، بدنه و کامپوزیت در شرایط سخت اعم از دما، تنش و سایش بالا استفاده شود.
تیم مجری این طرح شامل عضو اصلی، راضیه قلیچ، دانشجوی دکترای نانوفناوری دانشگاه تهران و روح‌الله مهدی‌نواز اقدم، عضو هیات علمی دانشکده فنی دانشگاه تهران است که بیش از دوازده سال سابقه کار در زمینه سنتز و تولید نانوپودر و نانوالیاف سرامیکی را دارند. تاکنون پروژه‌های مختلف نیمه صنعتی در زمینه پوشش‌های سرامیکی، کامپوزیت‌های سرامیکی و نانوپودرهای دما بالا به مدیریت این تیم با موفقیت انجام شده‌است. تیم حاضر از سال ۱۳۸۵ با تولید نانوذرات دی‌اکسید تیتانیوم در حوزه فناوری‌نانو آغاز به کار کرده است و از سال ۱۳۹۳ فعالیت‌های تحقیق و توسعه خود را روی نانومواد دمابالا متمرکز کرده و هم‌اکنون توانسته است نانوپودر و نانوالیاف فوق دمابالای زیرکونیومی و هافنیومی و کامپوزیت‌های آن را تولید کند.
این نانوپودر‌ها در صنایع هوافضا، صنایع نیروگاهی، صنایع ماشین‌کاری و صنایع پتروشیمی و نفت کاربرد دارند.
امروزه در صنایع مختلف به ویژه صنعت هوافضا و صنایع نیروگاهی به مواد جدیدی نیاز است که قابلیت کارکرد در محیط‌های دما بالا و به شدت خورنده و فرسایشی را داشته باشد. سرامیک‌های فوق دما بالا از جمله زیرکونیوم دی بورید (ZrB۲) و هافنیوم دی بورید (HfB۲) دارای خواص مناسبی از نظر حرارتی، اکسایشی، سایشی، الکتریکی، خوردگی و مکانیکی هستند.
در این طرح نانومچ، فناوری ساخت این نانوپودر‌ها ارائه شده‌است. نانوپودر‌ها و نانوالیاف سرامیکی پایه زیرکونیوم و هافنیوم با داشتن خواصی عالی و منحصربه‌فرد در مقایسه با ساختار‌های میکرو و ماکرو خانواده مشابه خود، می‌توانند در ساخت قطعاتی با خواص حرارتی، مکانیکی، الکتریکی و شیمیایی بهینه مورد استفاده قرار گیرند. این نانوساختار‌ها هم به‌طور مستقیم در ساخت قطعات و هم به‌عنوان فاز ثانویه در ساخت بدنه‌ها برای کاربرد‌های ذخیره‌سازی انرژی، فیلتراسیون، کاتالیست، عایق‌های حرارتی و ابزار برش، پوشش‌های ضد خوردگی و سایش، تجهیزات ذوب و ریخته‌گری و خودروسازی به کار گرفته می‌شوند.
مقاومت حرارتی، سایشی و خوردگی بالا، قیمت کاملا رقابتی در مقایسه با محصولات مشابه، قابلیت توسعه محصولات جدید با استفاده از این روش تولید و قابلیت تولید در داخل کشور و صادارت به کشور‌های منطقه از جمله مزیت‌های این طرح هستند.
نانوساختار‌های دمابالای زیرکونیوم و هافنیوم دی بورید با فرمول شیمیایی ZrB۲ و HfB۲ با ساختار هگزاگونال در دو مورفولوژی الیاف و پودر تهیه شده‌است. این ترکیبات با نقطه ذوب بیش از۳۲۰۰ درجه سانتیگراد و پایداری شیمیایی و حرارتی کم نظیر در صنایع مختلف از اهمیت زیادی برخوردار هستند. خواص فیزیکی و شیمیایی ذاتی آن‌ها نظیر سختی بالا، مدول الاستیک بالا، استحکام زیاد در دمای بالا، هدایت حرارتی و الکتریکی زیاد، خنثی بودن شیمیایی، مقاومت به اکسایش و خوردگی بالا و نقطه ذوب بالای آن سبب شده که از آن برای انواع کاربرد‌های پوشش، بدنه و کامپوزیت در شرایط سخت اعم از دما، تنش و سایش بالا استفاده شود.
تیم مجری این طرح شامل عضو اصلی، راضیه قلیچ، دانشجوی دکترای نانوفناوری دانشگاه تهران و روح‌الله مهدی‌نواز اقدم، عضو هیات علمی دانشکده فنی دانشگاه تهران است که بیش از دوازده سال سابقه کار در زمینه سنتز و تولید نانوپودر و نانوالیاف سرامیکی را دارند. تاکنون پروژه‌های مختلف نیمه صنعتی در زمینه پوشش‌های سرامیکی، کامپوزیت‌های سرامیکی و نانوپودرهای دما بالا به مدیریت این تیم با موفقیت انجام شده‌است. تیم حاضر از سال ۱۳۸۵ با تولید نانوذرات دی‌اکسید تیتانیوم در حوزه فناوری‌نانو آغاز به کار کرده است و از سال ۱۳۹۳ فعالیت‌های تحقیق و توسعه خود را روی نانومواد دمابالا متمرکز کرده و هم‌اکنون توانسته است نانوپودر و نانوالیاف فوق دمابالای زیرکونیومی و هافنیومی و کامپوزیت‌های آن را تولید کند.
این نانوپودر‌ها در صنایع هوافضا، صنایع نیروگاهی، صنایع ماشین‌کاری و صنایع پتروشیمی و نفت کاربرد دارند.
لینک کپی شد
گزارش خطا
۰
خبرهای مرتبط
ارسال نظر
*شرایط و مقررات*
خبرگزاری دانشجو نظراتی را که حاوی توهین است منتشر نمی کند.
لطفا از نوشتن نظرات خود به صورت حروف لاتین (فینگیلیش) خودداری نمايید.
توصیه می شود به جای ارسال نظرات مشابه با نظرات منتشر شده، از مثبت یا منفی استفاده فرمایید.
با توجه به آن که امکان موافقت یا مخالفت با محتوای نظرات وجود دارد، معمولا نظراتی که محتوای مشابهی دارند، انتشار نمی یابد.