ساخت نانوذرات فریت به روش همرسوبی

دسته بندي : فنی و مهندسی » مکانیک
چکیده

هدف از این پایان نامه ساخت نانو ذرات فریت نیکل- روی به روش همرسوبی می باشد. روش همرسوبی روشی مناسب و با صرفه و به نسبتاً سریع برای تولید نانوذراتی مانند فریت نیکل- روی می باشد. برای ساخت این نانو ذرات از روش همرسوبی شیمیایی استفاده شد.
ماده بدست آمده را در دمای حدود 600 درجه سانتیگراد به مدت2 ساعت حرارت داده شده و برای نمونه های بدست آمده براساس تغییر نسبت مولی و سرعت چرخش دستگاه همزن و مدت حرارت دهی‘ توسط پراش اشعهX ‘ تصاویر SEM و TEMمقایسه گردید. اندازه نانوذرات حدود 14 نانومتر قبل از حرارت دهی و 10 نانومتر بعد از حرارت دهی برآورد شدند. کوچکترین اندازه در نسبت مولی یک به یک و دمای 600 درجه سانتیگراد و سرعت چرخش همزن به میزان 5000 دور در دقیقه بدست آمده است.

فهرست مطالب
فصل اول: فن آوری نانو
1-1 مقدمه.......................................................................................................................................... 2
1-2 تعریف نانو تکنولوژی...................................................................................................................3
1-3 نانو مواد........................................................................................................................................8
1-3-1 خواص نانو مواد.......................................................................................................................9
1-3-2 دسته بندی نانومواد.................................................................................................................12
1-4 زیرساختارها درنانو تکنولوژی.....................................................................................................17
1-5 مواد نانو بلوری...........................................................................................................................18
1-6 نانوذرات....................................................................................................................................19
1-7 نانو کامپوزیت ها........................................................................................................................19
1-8 نانو کپسول ها.............................................................................................................................19
1-9 مواد نانو حفره ای.......................................................................................................................20
1-10 نانو الیاف.................................................................................................................................21
1-11 نانو سیم ها................................................................................................................................22
1-12 فولرین ها.................................................................................................................................22
1-13 نانو لوله های کربنی..................................................................................................................23
فصل دوم: فریت ها
2-1 مقدمه.........................................................................................................................................26
2-1-1 تاریخچه... ............................................................................................................................26
2-1-2 خواص وکاربردها..................................................................................................................27
2-2 سرامیکهای مغناطیسی چیستندوچه کاربردهایی دارند.................................................................. 27
2-3 ساختار اسپینلی............................................................................................................................30
2-4 ساختار اسپینلی معکوس..............................................................................................................31
2-5 چند نکته در مورد فریتها.............................................................................................................31

فصل سوم: روش های ساخت فریت ها و دستگاه های اندازه گیری
3-1 روش تهیه نانو ذرات...................................................................................................................36
3-1-1 روش فیزیکی.........................................................................................................................36
3-1-2 روش فیزیکی- شیمیایی.........................................................................................................37
3-1-3 روش شیمیایی........................................................................................................................37
3-1-3-1 همرسوبی شیمیایی.............................................................................................................37
3-1-3-2 روش هیدروترمال..............................................................................................................39
3-1-3-3 روش سل-ژل....................................................................................................................40
3-1-3-4 روش مایسل معکوس.............................................................................................................................................41
3-2 وسایل اندازه گیری نانو ذرات بکارگرفته شده دراین پایان نامه و شناسای آنها............................. 43
3-2-1 میکروسکوپ الکترون روبشی(SEM)....................................................................................43
3-2-2 میکروسکوپ الکترون عبوری (TEM)...................................................................................44
3-2-3 دستگاه پراش اشعه ایکس(XRD)..........................................................................................45

فصل چهارم ساخت نانو ذرات فریتNi-Znبه روش هم رسوبی
4-1 مقدمه.........................................................................................................................................49
4-2 ساخت نمونه هایی از نانو ذرات فریت Ni-Znبه روش هم رسوبی................................................51
4-2-1 تهیه نمونه (1).........................................................................................................................52
4-2-2 تهیه نمونه (2).........................................................................................................................55
4-2-3 تهیه نمونه (3).........................................................................................................................57
4-2-4 تهیه نمونه (4).........................................................................................................................59
4-2-5 تهیه نمونه (5).........................................................................................................................65
4-3 ساخت نانو ذرات فریت Zn به روش همرسوبی...........................................................................70
4-4 بیان مشکلات.............................................................................................................................71
4-5 پیشنهادات..................................................................................................................................72
4-6 نتیجه گیری................................................................................................................................72

1-1 مقدمه
یک نانومتر یک میلیاردم متر (m 9-10) است. این مقدار حدوداً چهار برابر قطر یک اتم هیدروژن است. مکعبی با ابعاد5/2 نانومتر ممکن است حدود 1000 اتم را شامل شود. کوچکترین مدار های تجمعی امروزی با ابعادی در حدود 250 نانومتر در هر لایه به ارتفاع یک اتم ، حدود یک میلیون اتم را در بردارند. در مقایسه یک جسم نانومتری با اندازه‌ای حدود 10 نانومتر، هزار برابرکوچکتر از قطر یک موی انسان است و قطر هر گلبول قرمز خون nm7000 و قطر هر مولکول آب برابر با nm3/0 است [1].
اهمیت مقیاس نانو در این است که در این مقیاس، مواد خواص کاملاً متفاوتی از خود نشان می دهند. دو دلیل عمده برای متمایز شدن خواص مواد در مقیاس نانو وجود دارد، اول افزایش قابل توجه سطح واحد جرم مواد است این ویژگی باعث بهبود استحکام، خواص الکتریکی و افزایش واکنش پذیری مواد می گردد. برخی مواد در مقیاس نانو واکنش پذیر هستند در حالیکه در مقیاس بزرگتر جزو مواد خنثی محسوب می شوند. دلیل دوم آشکار شدن تاثیرات کوانتومی در این مقیاس است، که باعث تغییر در خواص الکتریکی، اپتیکال و مغناطیسی مواد می شود. مواد می توانند یک بعد (پوششها و لایه ها)، دو بعد (نانو سیم ها و نانو تیوبها) و یا سه بعد (نانو ذرات) در مقیاس نانو داشته باشند.
خواص موجی شکل (مکانیک کوانتومی) الکترونهای داخل ماده و اثر متقابل اتمها با یکدیگر از جابجایی مواد در مقیاس نانومتر اثر می‌پذیرند. با تولید ساختارهایی در مقیاس نانومتر، امکان کنترل خواص ذاتی مواد ازجمله دمای ذوب، خواص مغناطیسی، ظرفیت بار و حتی رنگ مواد بدون تغییر در ترکیب شیمیایی بوجود می‌آید. استفاده از این پتانسیل به محصولات و تکنولوژیهای جدیدی با کارآیی بالا منتهی می‌شود که پیش از این میسر نبود. نظام سیستماتیک ماده در مقیاس نانومتری، کلیدی برای سیستمهای بیولوژیکی است