پاورپوینت درباره ی تولید نانو پودر با پاشش حرارتی

صفحه 1:
< 1 wee. 4 x 7 a 75 7 ۳ ١ 9 ۱ OY es 

صفحه 2:
تهیه کننده: هادی نجف زاده کارشناسی ارشد نانوتکنولوژی-کرایش نانو دانشگاه کاشان ‎hadinajafzadeh@gmail.com‏ = a eo ۹ a 

صفحه 3:
مفاهیم نانوپودر روش پاش حرارتی کاربرد نانوپودرها 

صفحه 4:
نانوبودر چیست؟ پودرها ذرات ریزی هستند که از 98 کردن قطعات جامد و بزرگ یا ته‌نشین شدن ذرات جامد معلق در محلولها به دست اك بتابرا مىتوان. مجموعه‌ی از ذرات دانست که اندازه‌ی آنها کمتر از ۱۰۰ نانومتر است. (اگر یک متر را یک میلیارد قسمت کنیم. به یک نانومتر می‌رسیم. طبق تعریف» ساختار نانومتری ساختاری است که اندازه‌ی آن کمتر از ۱۰۰ نانومتر باشد.) ن. نانوبودرها رز 

صفحه 5:
پودرها در سه حالت نانوپودر به شمار می‌آیند: حالت اول: ساختار ذرات تشکیل‌دهنده‌ی که ور ت تشکیل‌دهنده‌ی یک پودر را به صورت یکی از اشکال منظم هندسی در ‎es Ss‏ میانگین اندازدى اضلاع أن بين ‎١‏ تا ‎٠٠١‏ نانومتر باشد. مهمترين اشكال هندسى: كره و مكعباند. اكر ساختار ذرات تشکیل‌دهنده‌ی پودر را گره فرض کنیم.بید قطر كُره كمتر از ‎٠٠١‏ نانومتر باششد و جنانجه ساختار آنها مكعب فرض شودء ميانكين اضلاع مكعب بايد ذر محدوددى ‎١‏ تا ‎1٠١‏ نانومتر قرار كيرد. براى مثال: بلورهاى نمك طعام ساختارى مكعبشكل دارئد. (شكل شمار‌ی ۱) یادآوری: اكر بيشتر من لايد ات تشكيل دهندة پودر.ایمادی میان ۱۱ تا ۱۰۰ نانومتر داشته باشند أن بودرء ننوپودر محسوب. 

صفحه 6:


صفحه 7:


صفحه 8:
در دانه‌ی ۱ (شکل ۳ اتم‌ها در ردیف‌های موازی و با ‎wal‏ > فق چیده شده‌اند. در ‎cca‏ ۲ (شکل ۴ اتمها با زویمی ‎٩۰‏ درجه و در دان‌ی ۳ (شکل ۵) اتمها با زویه‌ی ۱۳۰ درجه نسبت به افق جيده شده‌اند. وقتی این سه دانه در کنار یکدیگر قرار بگیرنده یک ذره تشکیل می‌شود. (شکل ع) به فضای خالی بین دانه‌ها «مرز دانه» می‌گویند مرز دانه محلی است که جهت چیده شدن اتم‌ها عوض می‌شود. همچنین ذانه‌ها را می‌توان مانند آجرهای یک دیوار فرض کرد در این صورت, مرز بین دانه‌ها ملات ‎cate lee‏ اکرقسر آین دانه‌ها ‎Verbs vga‏ تالومتر باشد درات حاصل ‎Syl JAS‏ مي کف هر چه قطر دانه‌های یک ذره کمتر باشد لبته با حجم ثابت)؛ تعداد دانه‌های تشکیل‌دهنده‌ی آن بیشتر خواهد بود (واضح است که هر چه آجرهای تشکیل‌دهنده‌ی یک دیوار ۱ متر در ۱ متر کوچکتر باشند. تعداد آجرها بیشتر خواهد بود) و هر چه تعداد دان‌ها بیشتر شود. مانند گره‌های یک فرش, تار و پود آن محکمتر و درهم‌تنیده‌تر است و بنابرین استحکام محصول بیشتر خواهد بود. 

صفحه 9:


صفحه 10:


صفحه 11:


صفحه 12:
eee پاشش حرارتی ۲۱۷۵۳ فرآیند 1۷۵۳ یکی از پیشرفته ترين سیستم های پاششی است که با استفاده ازموج انفجار در محفظه ‎Wied‏ داعلی خود قادر است ذرات مواد کارنیدی را با سرعت حدود ۲۱۳۰۰ ۱۵۰۰ مراب ‎ee‏ ‏سطوح قطعات مورد نظر اعمال و سطحی کاملاً صاف و مقاوم را ایجاد کند. ان فرآیند تا روش مقاوم سازی بعضی قطعات استراتژیک در صنایع هوافضاء نفت و گازء نیروگاهی و ... می باشد. در این روش به دليل سرعت زياد ذرات» پوشش با صافی سطح بسیار بالا تولید شده و همچنین امکان استفاده از نانو پودرها و ایجاد پوشش های نانوساختارکه خواص قابل توجهی را ایجاد می نمایند وجود دارد. فرایند ۲۱۷/6۵۴ یکی از پیشرفته ترين سیستمهای پاششی است که در حال حاضر در کشور در مقیاس خدمات صنعتی منحصر به فرد می باشد 

صفحه 13:
Tans ٩ cbt ols 

صفحه 14:
= پاشش حرارتی پلاسمایی ‎APS‏ ‏* دراین روش انواع مختلف پودر مواد پیشرفته (سرامیکی, سرمتی» بین فلزی و ..) در درجه حرارت بین ۱۰ تا ۲۰ هزار درجه سانتیگراد ذوب و توسط گاز حامل به طور یتخت بر سح قطم پاشدهمی-موند با ین حال ‎claw‏ قطعه جندان كرم و دجار ترتیب سطحی با پوشش ‎Preseli‏ ‏الی ایجاد خواهد شد و مقاومت قطعه را در برابر عوامل فرسودگی محیطی چندین برایر افزایش خواهد داد. از مزایای این روش محدوده وسیع پوشش- های قابل اعمال و همچنین کیفیت بسیارخوب این پوششها پس از پاشش می باشد. 

صفحه 15:


صفحه 16:
See eee پاشش حرارتی شعله ای ۳۱310 و قوسی ۸۸۲ دو روش فوق از روشهای معمول پاشش حرارتی می باشند که بطور وسیعی در صنایع مختلف جهت بازسازی پا ساخت قطعات. مورد استفاده قرار میگیرند. پوشش های روئین یا آلومینی اعمال شده به این روش ها بر روی سطوح سازه های آهنی جهت مقابله با خوردگی جوی یا دریایی نظیر اسکله هاء سکوهای نفتی» مخازن نگهداری مواد و غیره از اين قبيل اند. همچنین اعمال پوشش های بابیتی و برنزی جهت تولید یا بازسازی نهای بزرگ و کوچک و یا بازسازی روتورهاء شفت ها و غلطک های مختلف در صنایع فولاد. نیروگاهی. نساجی و چاپ از دیگر موارد کاربرد این روش هاست. 

صفحه 17:


صفحه 18:
پاشش حرارتی و نشت جت بخار در حین این عمل ذرات حرارت دیده کمی ذوب می شوند و سپس روی سطح نشست داده خواهند شد. پس از آن تغییر شکل داده و منجمد می شوند و یک پوشش نانو متری روی سطح ایجاد می کنند. از این روش در تولید صنعتی نانو پودرها استفاده می شود. نمونه اى از اين مواد عبار اکسید تیتانیوم. از: كربن بلاك. فوم سيليكا و أز معايب اين روش مى توان به موارد زير اشاره نموده تولید اکسید هاء در این روش به علت وجود اكسيد كننده ها توليد اكسيد ها در محدوده واكنش اجتناب نابذير است كه اين خود يك محدوديت است. ار بالاى كاز: ذر اين روش به علت بالا بودن مراحل بعدی اثر نا مطلوبی دا برای حل مشکل دوم می توا یافته که در نتیجه از تجمع ذرات کاسته می گردد. ار گاز. پودر های تولیدی دارای تجمع بالایی می باشند که این امر در د از اختزاق با فشار كم استفاده نمود كه در آن فشار تا حد فشار در روش (]/01) کاهش 

صفحه 19:
* اين روش جز روش های کم هزینه بوده و از آن برای تولید کامپوزیت های چند لایه ای یا لایه های با ضخامت ‎tip‏ نانومتر استفاده می شود. wee ‏به آن استفاده می شود . معمولا در این جت ها از گاز هلیوم استفاده می شود. ماده‎ ‏آتمیزه شده به همراه این گاز خارج شده و بر روی یک لایه نشست بيدا مى کند.‎ این روش بدین صورت است که از جت های گازی با سرعت صوت یا نزدیک برای نشست دادن یکنواخت بر روی یک زیر لایه معمولا از حرکت نوسانی و دورانی جت ها استفاده می شود. 

صفحه 20:
یز) بوسیله ی افشانه ی شعله ای و در فاز گاز و در دمای بالا برای تولید نانوذرات ب برده می-شود. ماده ی اولیه به صورت ماده ای است که حاوی اجزای فلزی بوده و این اجزاءدررادامه باید به یکدیگر بپیوندند تا نانوذرات را تشکیل دهند. به عنوان مثال نمک های اسید کربوکسیلیک استات ها و آلکوکسیدها که ترکیپشان با حلال های قابل احتراق به غلظت و استوکیومتری مورد نظر رسیده تا بتوان بوسیله ی شعله ور کردن آنها ذرات را استخراج کرد از جمله موادی هستند که مورد کاربرد این فناوری به عنوان پیش ماده می-باشند. مواد اولیه به صورت محلول به سمت نازل هدایت شده و با برخورد با یک جریان شدید گاز اکسید کننده مانند اکسیژن پخش شده و توسط شعله ی گاز متان فسله‌ورمي شود؛/ذرات تانوبی در قسمت دما بالای شعله تشکیل شده:ودر همان ناجیه رش می کند. فرایند رشد از طریق کنترل غلظت ماده اولیه و خواص شعله تحت نظر قرار می گیرد. هر از چندگاهی نانوذرات تولید شده در حالت خشک صافیده و طبقه بندی می شوند. 

صفحه 21:
* یکی از طبقه بندی های نانوذرات محیط تولید آنهاست. بر این اساس می توان انواع روش ها را به دو گروه رسوب دهی در فاز مایع و چگالش در فاز گاز تقسیم کرد. در ‎le paces‏ ها ۱ اختلاف اندازه و دانه بندی به دست می آید. ولی پودرهای نانویی باقیمانده های ناخالص شیمیایی را در ترکیب خود حفظ می کنند. در مقابل چگالش فاز گازی از این ایراد مبراست اما به خاطر دمای بالای تولید» کلوخه ای شدن ذرات پدیده ای مرسوم بوده و مواد آلی نیز حین تولید به ترکیبات ذغالی کربنی تبدیل می شوند. راه حل های مختلفی برای برطرف سازی این مشکل ارائه شده است. یکی از موفق ترین آنها بکارگیری شعله ی کم فا تنواخت اس وه با دمایثایت ‎[bo‏ مبوزد؛ 

صفحه 22:
یکی دیگر از روش ها عبور سریع ذرات پاشیده شده از محیط گرم شعله است که باعث فرار ذرات از بهم چسبیدگی خواهد شد. همچنین می توان موادی که در مقابل دمای بالا مقاوم تر هستند استفاده کرد. جنس پلیمرهای استفاده شده می تونند راهکرد مناسبی در جلوگیری از سوختن ور چسبندگی و باقی ماندن مواد زائد شود. اما با همه ی این وجود. بكار كيرى اين تدابير نيز كاملا مشكل گشا تخواهد بوه به عنوان معال استفاده از پیش‌سموادی که فشار بخار بالا دافته اش ۱ ۱ عمليات را محدود کرده و گاهی مشکلات زیست محیطی دربر خواهند داشت. از سویی دیگر چون مواد مختلف, منحنی های چگالش متفاوتی نیز درنده تركيب مولكولى بين آنها رخ داده و نانوذرات جند جزتى را تشكيل داده و يا بعد از | آمدن سدهاى اين + مى باشد.اين روش كه بر اساس آتروسل طراحى شده براى توليد لايه نازك مواد متعددى جون فلزات و اکسیدها بکار برده می شود که کیفیت محصول بدست آمده برابر یا حتی بهتر از محصول تولید شده 

صفحه 23:
علاوه بر پیشرفت در نحوه ی فرایند به روز شدن قطعات بکار رفته در بدنه ی دستگاه نیز عامل موثری در بهبود این فرایند شده است. بطور مثال شرکت 81۱0۲/56۲ موفق شده دستگاه ریز کننده یا اتمایزر که قابلیت پاشش بسیار قوی, تا این اندازه که بتوان هر قطره ی خروجی از نوک نازل را از نظر ابعاد وأشكل کثثرل کرد به مرحله ساخت رسانده است. تولید ذرات آثروسلی با گستره ی اختلاف اندازه کم» همواره یک دغدغه برای این فرایند بوده است. اگر بتوان این گستره را کم کرد و در عين حال هاله ای مه آلود از ذرات بسیار ريز با يك لايه پوشش بسیار نازک از پیش ماده بر روی ذرات را تولید کرد. در آن صورت بازده تولید نانوذرات در یک فشار اتمسفری مناسب شعله بالا رفته و به کاربر این امکان را می دهد که از هر نوع پیش ماده ای» بدون نگرانی داشتن از فشار بخار آن» استفاده کند.در این حالت با تفلیظ مناسب محلول و همچنین اضافه کردن افزودنی های مناسب به آن می توان بازه ی وسیعی از ترکیبات پرکاربرد صنعتی را به سرعت و ا 

صفحه 24:
ذرات با خلوص بالا فقط در اتاقک‌های با فشار پایین تولید می‌شوند چرا که فشار پایین موجب افزایش زمان موردنیاز برای واکنش ناخالصی‌ها با نانوذرات می‌گردد. هم‌چنین فشار پایین باعث ایجاد یکنواختی حرارت در ‎Job‏ عملیات می‌شود. پافش حرارتی در ‎Veen |) Geb ls‏ جكالش شیمیای بخار احتراقی ‎i GV Gat (CVE)‏ روش جایگزین برای روش چگالش گاز خنثی است. در اين روش تبخیر کننده‌های سیستم .)| توسط منابع دیگر مثل مشعل‌های احتراقی یا کوره‌های دیواره داغ یا پلاسمای میکروویو جایگزین شده‌اند. اين روش برای تولید نانوذرات اکسید فلزی خالص متنوعی نظیر ۷203-2۲02 ,۷205 ,2۲۳0۵2 ,۸۱203 ,۲102 به کار می‌رود. 

صفحه 25:
هدید دوه هن شکل۱- تصویر شماتیکی از اج ۱ ۲ ۱ شش شعله ای 

صفحه 26:
به عنوان یک فناوری صنعتی این روش پتانسیل تولید انبوه و صرفه ی اقتصادی را دارد. همچنین می توان با صرف هزینه ی کم و با رعایت استانداردهای محیط زیستی پیش ماده های مصرفی را در حلال های آلی و غیرآلی حل کرده و حتی به عنوان سوخت احتراق نیز از آن استفاده کرد. اشکال بعدی دو تصویر شماتیک از دستگاه 26۳۷/۲0 و شعله ی تشکیل شده بر سر نازل احتراق را نشان می-دهند. 

صفحه 27:
Atomizer Flow Meter Flame HPLC Pump ul Procusor Selution Powder Collection & Dispersion System 

صفحه 28:
5 a ‏قر‎ oo Solvents ev عست الج ‎oye Nanopartoios‏ 2 

صفحه 29:
اجزاء این دستگاه شامل مخزن گاز مخصوص احتراق, محل محلول پیش ماده ريزکننده يا اتمایزر محلول که شامل نازل نیز می شود و سرانجام بخش های جانبی شامل فیلترهاء پمپ ها و جمع آوری کننده ی پودر نانوبی می باشد. دستگاه چهار مرحله را در هر دور عملیات انجام می دهد: ۱. آماده سازی محلول پیش ماده ای مورد نياز كه بايد تغذیه شود. ۲. ریزسازی محلول ۴. فرایند شعله ورسازی ریزقطرات جهت تشکیل نانوذرات ۴ جمع آوری ذرات در یک محیط کلوئیدی و پخش کردن آنها در محلول محلول پیش ماده ریز شده و و قطرات آن با گاز اکسیدکننده مخلوط می شود و يعد از ‎oe ae ne‏ ا 

صفحه 30:
جدول زیر : رم دورو دهنده ی عناصری(به رنگ سبز) است که نانوذرات آنها توسط این دستگاه سنتز شده است. عکس ها نیز دستگاه ۲15010 محصول شرکت 1۲۳۱5 و خروجی نازل را نشان می دهند: امک ای 77717777771-1 ۳:77[ اه فا ‎Rb Sr‏ ‎Po | At [Rn]‏ وا نها ‎ ‎ ‎ ‎[acme [ee | v [Repu wnlomt ee] ces [emf ‎ ‎ 

صفحه 31:


صفحه 32:
* نازل دستگاه های این فناوری نقش تآثیرگذاری در نحوه ی سنتز نانوذرات دارد. به عنوان مثال نازل های دوفازی ساخته شده است که مخلوط درهم پخش شده ی اکسیژن و پیش ماده را در جهتی مشخص و گاز متان مخلوط با اکسیژن را به صورت غلاف يا لايه در همان جهت و برروی گاز اولیه می پاشد. علاوه بر فشار نازل اولیه » جریان گازهای احتراقی نیز به پخش و قطره ای شدن پیش ماده کمک می 

صفحه 33:


صفحه 34:
این روش مزایایی نظیر ارزان بودن. یک مرحله‌ای بودن» تطبیق‌پذیری و سرعت تولید بالا را داراست. در اين روش احترا مخلوط اکسیژن و سوخت در مشعل, شعله را ایجاد می‌کند. پیش‌سازهای شیمیایی در منطقه گرم شعله تبخیر می‌شوند و حرارتی در منطقه گرم شعله مطابق رخ می‌دهد. همانطور که گفته شد فمل و انفعالات بین شعله و قطرات منجر به شکل گیری نانوذرات می‌شود. ذرات با خلوص بالا فقط در اناقک‌های با فشار پایین تولید می‌شوند چرا که فشار پایین موجب افزایش زمان موردنیازبرای واکنش ناخالصی‌ها با نانوذرات می‌گردد.هم‌چنین فشارپایین باعث ایجاد یکنواختی حرارت در طول عملیات می‌شود.پاشش حرارتی در فشار پایین را معمولاً چگالش شیمیایی بخار احتراقی* (-۷/6)) می‌نامند. ‎CVC‏ یک روش جایگزین برای روش چگالش گاز خنثی است. در این روش تبخیر کننده‌های سیستم 362)] توسط منابع دیگر مثل مشعل‌های احتراقی یا کوره‌های دیواره داغ یا پلاسمای میکروویو جایگزین شده‌اند. اين روش برای تولید نانوذرات اکسید فلزی خالص متنوعی نظیر ,1102 ۷2032 ,۷205 ,2۳02 ,۸۵1203 به کار می‌رود. هم‌چنین نانوذرات مغناطیسی آهن و کبالت را می‌توان توسط روش 7۷67 و به ترتیب با پیرولیز کربونیل آهن ‎CO2(CO)B cits JgS 5 Fe(CO)5‏ تولید نمود. بررسی تصاویر 21 آ تهیه شده از اين ذرات. می‌دهذ که تولید ذراتی با ابعاد حدود ۱۰ نائومتر توسط این روش عملی است. 

صفحه 35:
یکی از مهمترین کاربرد نانوپودرها «پوشش‌دهی» است. وقتی مقداری پودر روی یک سطح ریخته می‌شود. می‌تواند تمام سطح را بپوشاند. مثلا اگر سطح زمین پودر گج بپاشیم. تمام سطح پوشیده می‌شود و یک سطح یکدست سفید به وجود می‌آید. اما در اين حالت هنوز فضاهای خیلی ریزی بین پودرها وجود دارده یعنی پوشش یکپارچه نیست. اکنون مقداری آب به گچ اضافه می‌کنیم و صبر می‌کنيم تا آب توسط حرارت خشک شود. می‌بینيم که ذرات پودر به هم چسبید‌اند و یک پوشش یکدست بر روی سطح به وجود آمده است. اساس پوشش‌دهی توسط نانوپودرها نیز دقیفاً همین است. یعنی پودرها:را - عمدتا باشدت - به سطح می‌پاشند و بعد توسط یک عامل اضاقه‌شونده - ‎Bice‏ ‏گازهای اکسیژن يا آرگون که همان نقش آب را در مثال گچ بازی می‌کنند - و حرارت» این ذرات را به هم می‌چسبانند تا یک پوشش یکپارچه بر روی سطح ایجاد شود. پوشش روی داشبورد ماشین دقیقً به این روش تولید می‌شود. 

صفحه 36:
همان‌طور که دیدیم» ذرات پودر میل زیادی دارند که مانند ُراده‌های آهنربا به هم بچسبند. از طرفى اين ميل با اعمال فشار به پودر و درجه‌ی حرارت به‌شدت افزايش مى يابدء و بنابراين» با اعمال فشار و افزايش درجدى حرارت مىتوان پودرها را آن‌قدر به هم فشرد تا به هم بجسبند و يك قطعه را توليد كنند. اين روش عمدتاً براى توليد قطعات با شكلهاى ه به كار مىرود. (اين يديده به طور طبيعى در نمك طعام لقان .ا اكر مقذارى عک طعام,درداحل یک نمکنان باقی بان بد از مدت ذرات نمک به هم می‌چسبند و نمکدان دیگر نمك نمىياشد. بنابراين: بايد به نمكدان چند ضربه وارد کنیم تا ذرات از همدیگر جدا شوند.) 

صفحه 37:
* ۴. استفاده در کرم‌ها همان‌طور که ‎Pcs‏ نانوپودرها ذراتی با قطر یک تا ۱۰۰ نانومتر هستند. وقتی از این ذرات در ساخت کرم استفاده می‌شود» چون قطر آنها کوچک است. اشعه‌های 2 نور خورشید را که طول موج‌های بزرگتر از صد نانومتر دارند از خود عبور نمی‌دهند. این در حالی است که اشعه‌های نور مرتی را که موجب دیده شدن قطعات‌اند از خود عبور می‌دهند. بنابراین» به صورت شفاف دیده می‌شوند. در این حالت ما کرمی داریم که شاک ات اسمه‌های مرا از خودس ور نمی دههه ‎bs‏ 

صفحه 38:
* ع شناسایی آلودگی ها ذراتی که نانوپودرها را تشکیل می‌دهند, با استفاده از خواص سطحی خود. وقتی به یک محلول حاوی آلودگی (مثل باکتری, سلول سرطان زا ...) اضافه می‌شوند. روی آلودگی‌ها می‌چسبند و در اثر واکنش با آنها تغییر رنگ می‌دهند و باعث شناسایی آنها می‌شوند. البته هر ذره کوچکتر از آن است که تغییر رنگ حاصل از آن دیده شود اما تغییر رنگ مجموعه‌ی این 1ل إلى ف ها رإقابل #تشحلص واشناسابى مىكند, در ‎Giles AG gles AL)‏ شان دادم شده بد عتوان مثالى از كاريرد ناتوبودرها آورده شده است ابلك ‎casera: Jar ail BIS‏ شلف را قابل| تشحیص می‌نماینه محلول» قطرات روغن را شناسایی مي‌کنند و با نفوذ مقداری از مایم بك