پایان نامه ساخت نانوذرات فریت نیکل ـ روی به روش همرسویی مربوطه  به صورت فایل ورد  word و قابل ویرایش می باشد و دارای ۷۹  صفحه است . بلافاصله بعد از پرداخت و خرید لینک دانلود پایان نامه ساخت نانوذرات فریت نیکل ـ روی به روش همرسویی نمایش داده می شود، علاوه بر آن لینک مقاله مربوطه به ایمیل شما نیز ارسال می گردد

 فهرست مطالب

فصل اول: فن آوری نانو
۱-۱ مقدمه                       ۲
۱-۲ تعریف نانو تکنولوژی    .۳
۱-۳ نانو مواد                              ۸
۱-۳-۱ خواص نانو مواد       .۹
۱-۳-۲ دسته بندی نانومواد            .۱۲
۱-۴ زیرساختارها درنانو تکنولوژی                     .۱۷
۱-۵ مواد نانو بلوری          .۱۸
۱-۶ نانوذرات                           ۱۹
۱-۷ نانو کامپوزیت ها                  ۱۹
۱-۸ نانو کپسول ها                     .۱۹
۱-۹ مواد نانو حفره ای       .۲۰
۱-۱۰ نانو الیاف                        .۲۱
۱-۱۱ نانو سیم ها                        ۲۲
۱-۱۲ فولرین ها                        .۲۲
۱-۱۳ نانو لوله های کربنی    ۲۳
فصل دوم: فریت ها
۲-۱ مقدمه                              .۲۶
۲-۱-۱ تاریخچه…                      ۲۶
۲-۱-۲ خواص وکاربردها    ۲۷
۲-۲ سرامیکهای مغناطیسی چیستندوچه کاربردهایی دارند     ۲۷
۲-۳ ساختار اسپینلی                     ۳۰
۲-۴ ساختار اسپینلی معکوس                   ۳۱
۲-۵ چند نکته در مورد فریتها                           .۳۱
فصل سوم: روش های ساخت فریت ها و دستگاه های اندازه گیری
۳-۱ روش تهیه نانو ذرات    .۳۶
۳-۱-۱ روش فیزیکی                  .۳۶
۳-۱-۲ روش فیزیکی- شیمیایی                        .۳۷
۳-۱-۳ روش شیمیایی                  ۳۷
۳-۱-۳-۱ همرسوبی شیمیایی                           .۳۷
۳-۱-۳-۲ روش هیدروترمال                   ۳۹
۳-۱-۳-۳ روش سل-ژل               ۴۰
۳-۱-۳-۴ روش مایسل معکوس               .۴۱
۳-۲ وسایل اندازه گیری نانو ذرات بکارگرفته شده دراین پایان نامه و شناسای آنها   . ۴۳
۳-۲-۱ میکروسکوپ الکترون روبشی(SEM)         ۴۳
۳-۲-۲ میکروسکوپ الکترون عبوری (TEM)                .۴۴
۳-۲-۳ دستگاه پراش اشعه ایکس(XRD)    ۴۵
فصل چهارم ساخت نانو ذرات فریتNi-Znبه روش هم رسوبی
۴-۱ مقدمه                              .۴۹
۴-۲ ساخت نمونه هایی از نانو ذرات فریت Ni-Znبه روش هم رسوبی                  ۵۱
۴-۲-۱ تهیه نمونه (۱)                  .۵۲
۴-۲-۲ تهیه نمونه (۲)                  .۵۵
۴-۲-۳ تهیه نمونه (۳)                  .۵۷
۴-۲-۴ تهیه نمونه (۴)                  .۵۹
۴-۲-۵ تهیه نمونه (۵)                  .۶۵
۴-۳ ساخت نانو ذرات فریت Zn به روش همرسوبی          .۷۰
۴-۴ بیان مشکلات                     .۷۱
۴-۵ پیشنهادات                ۷۲
۴-۶ نتیجه گیری                        ۷۲
منابع

مراجع

 [۴]. فتح الله کریم زاده، احسان قاسمعلی، سامان سالمی زاده، “نانومواد؛ خواص، تولید و کاربرد”، جهاد دانشگاهی واحد صنعتی اصفهان، ۱۳۸۴

[۵]. Brock, J.R, in. nanostructured materials: science& technology, pub. By Kluwer Acad, ISBN, 0-7923-5071-5, 1997

[۶]. Michael Kohler & Wolfgang Fritzsche,” Nanotechnology (An Introduction to Nanostructuring techniques), Wiley-VHC, ISBN: 978-3-527-30750-0, 2004

[۸]. Brian S. Mitchell, An Introduction to Materials  Engineering  and  Science,, John Wiley & Sons, Inc., New Jersey, 2004

[۹]. Somiya, Sh., Advanced Technical Ceramics, Academic press, 1989 chapter 11,12

[۱۰].A. H. Morrish, ” The physical principles of magnetism” , Newyork: wiley p.502 (1965)

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 ۶۰۰ درجه سانتیگراد به مدت۲ 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 ۱۴ نانومتر قبل از حرارت دهی و ۱۰ نانومتر بعد از حرارت دهی برآورد شدند. کوچکترین اندازه در نسبت مولی یک به یک و دمای ۶۰۰ درجه سانتیگراد و سرعت چرخش همزن به میزان ۵۰۰۰ دور در دقیقه بدست آمده است.

۱-۱ مقدمه

یک نانومتر یک میلیاردم متر (m ^9-10) است. این مقدار حدوداً چهار برابر قطر یک اتم هیدروژن است. مکعبی با ابعاد۵/۲ نانومتر ممکن است حدود ۱۰۰۰ اتم را شامل شود. کوچکترین مدار های تجمعی امروزی با ابعادی در حدود ۲۵۰ نانومتر در هر لایه به ارتفاع یک اتم ، حدود یک میلیون اتم را در بردارند. در مقایسه یک جسم نانومتری با اندازه‌ای حدود ۱۰ 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 [۱].

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 [۲].

۱-۲ تعریف نانو تکنولوژی

نانو تکنولوژی محدوده ای از تکنولوژی است که در این محدوده انسان می تواند انواع ترکیبات، آلیاژها، وسایل و ابزارها به طور کلی، سیستم ها و سازه های گوناگون را در مقیاس اتمی و مولکولی و در ابعاد نانومتری (یک میلیاردم متر) طراحی کرده و به مرحله ساخت برساند. روش ساخت در اکثر موارد، بصورت جابجا نمودن اتم ها و مولکل ها و قرار دادن آنها در موقعیت های مناسب می باشد. همچنین می توان نانو تکنولوژی را بر اساس اجزا تشکیل دهنده این نامگذاری، یعنی (نانو) و (تکنولوژی)، تعریف نمود. تکنولوژی در کل به معنی ساخت ابزارهای کاربردی با استفاده از قوانین علمی می باشد؛ همانطور که گفته شد، یک نانومتر به معنی یک میلیاردم متر است. محدوده ابعادی مورد بحث در نانو تکنولوژی عبارت است از ابعادی بین ۱ تا ۱۰۰ نانومترمی باشد. اما این محدوده، بخش زیادی از محدوده ابعادی علوم مختلف، از بلورشناسی با اشعه X گرفته تا فیزیک اتمی و مباحث شیمی و… را شامل می شود، لذا برای مشخص کردن محدوده کاری فرض می کنیم که نانو تکنولوژی تنها شامل ساخت و تولید در محدوده تعریف شده با استفاده از وسایل مخصوص می باشد.

بطور خلاصه نانو تکنولوژی شامل دستکاری مواد در مقیاس اتم ها بوده؛ که شامل قرار دادن اتم ها در جای خاص خود می باشد و اجازه می دهد تا موادی سبکتر، محکم تر، ارزان تر، تمیزتر و با دقت ابعادی بالاتر ساخته شوند. به زبان ساده تر می توان گفت که اجسام و مواد نانومتری، تعداد زیاد ولی قابل شمارشی از اتم ها و مولکول ها را دارا می باشند [۳].

درباره نانو تکنولوزی بیشتر بدانیم:

نانوتکنولوژی یکی از جدیدترین و مدرن ترین علومی است که امروزه در جهان مطرح است. عمر این فناوری چیزی کمتر از ۱۰ سال است، ولی محققان پیش بینی می کنند ظرف ۵ سال آینده تحولات بسیار عظیمی در این زمینه صورت خواهد گرفت. دکتر سامر می گوید: [۳]

((نانوتکنولوژی یکی از فناوری هایی است که نسبت به سال های ابتدایی تحقیقات صنعتی و دانشگاهی آن در مقایسه با سایر علوم بسیار بسیار سریعتر دستخوش تغییرات و پیشرفت های فراوان شده است.))

دکتر تیمپ نیز در کتاب نانو تکنولوژی می نویسد: [۳]

((نقشی که نانوتکنولوژی در توسعه پیشرفت بشر ایفا خواهد کرد بسیار بیشتر و تأثیر گذارتر از نقشی است که مارکوپولو و سفرهایش به شرق در توسعه و پیشرفت غرب ایفا نمود. چرا که مارکوپولو ذهنی خلاق و نگاهی دقیق و موشکافانه داشت و تمام آنچه را که در طول سفر تا چین در نقاط مختلف     می دید به دقت یادداشت می کرد و الگو گرفتن از همان نوشته ها باعث شروع توسعه و پیشرفت در غرب شد.))

از نظر تاریخی آنچه باعث ظهور نانوتکنولوژی شد، کشف خاصیت نسبت سطح به حجم (A/V) بسیار بالای مواد با ساختار نانو بود. این جرقه ای بود که به کشف خصوصیات منحصر به فرد و شگفت انگیز نانوتکنولوژی منجر شد، چرا که این خاصیت ویژه (یعنی نسبت سطح به حجم زیاد) باعث می شود تا مواد تولید شده با این روش دارای خصوصیاتی از قبیل وزن بسیار کم، مقاومت و سختی بسیار بالا و هزینه های تولید بسیار پائین باشند. درباره این خصوصیت جالب در قسمت ماهیت و ساختار توضیحات بیشتری ارائه شده است.

وقتی گفته می شود نسبت (A/V) در اجسام با مقیاس نانو به مراتب بیشتر از حالت عادی است، یعنی با تغییر در مقیاس اتمی (یا کوچکتر)، اجزاء سازنده ی ماده به گونه ای در کنار هم قرار می گیرند که بیشترین سطح ممکن را ایجاد کنند و چون این حالت در مقیاسی است که اندازه ها بسیار بسیار کوچکند، به همان نسبت افزایش سطح بسیار بسیار زیاد می شود که نتیجه ی آن هم اغلب سبکتر شدن ماده و خواهد بود، چرا که مثلاً وقتی gr 1 گرم از یک جسم معمولی، سطحی برابر^۲ cm1 دارد(مقیاس ها فرضی اند)، در مقیاس نانو همان gr 1 سطحی به مراتب بیشتر تولید می کند؛ مثلاً ^۲ cm10. پس اگر بتوان در مقیاس نانو به غلط سطح را با عکس جرم متناسب دانست، به این معنی است که وقتی در یک حجم ثابت سطح افزایش یابد، می توان آن را به صورت کاهش جرم بیان کرده و نتیجه گرفت که نسبت m/V کوچک می شود و این هم یعنی کاهش چگالی ماده که نتیجه آن سبک تر شدن ماده خواهد بود. حال به عنوان یک پیش فرض برای اثبات ریاضی فرض کنید لوله ای توپر به طول cm1 در اختیار داریم. این لوله دارای مساحت سطح معینی است، اگر این لوله را به ۱۰۰ قسمت تقسیم کنیم، آیا سطح موثر آن کاهش می یابد یا افزایش؟ اگر به ۱۰^۹ قسمت تقسیم شود چطور؟

در ابتدای بررسی ویژگی (A/V) توصیه می شود منطق صرف ریاضی را کنار گذاشته و آن را با مقداری استدلال و قوه ی تجسم در آمیزیم. می خواهیم نسبت سطح به حجم در یک استوانه به قطر r و ارتفاع یک واحد (شکل ۱-۱) را با n استوانه با همان قطر ولی به ارتفاع n/1 (شکل ۱-۲) مقایسه کنیم (اگر این n استوانه به طول n/1 را در کنار هم قرار دهیم، یک استوانه با طول ۱ بدست می آید).

بسته به مقدار n و شرایط خاص دیگری که باعث پیچیده شدن محاسبات و در عین حال افزایش این نسبت می شود، تفاوت بارز این ویژگی منحصر به فرد و جالب اجسام نانو و مواد معمولی نمایان تر می شود [۲،۳].

ماهیت و ساختار نانوتکنولوژی:

ساختار عملی نانوتکنولوژی از دستکاری در اتم ها یا مولکول های مواد شکل گرفته است. از طرفی تولید محصولات نیز به اتم ها وابسته است و خصوصیات آنها به چگونگی نظم بین اتم هایشان بستگی دارد. مثلاً اگر بتوان اتم های درون یک معدن را بازآرایی کرد، می توان الماس بدست آورد، اگر می شد اتم های موجود در شن را بازآرایی کرد (و به آن مقداری عناصر افزود) تراشه های کامپیوتری تولید می شدند و اگر امکان پذیر بود اتم های موجود در گرد و غبار یا آب و هوا را بازآرایی کرد  می توانستیم سیب زمینی داشته باشیم!

نوع دیگر رویکردهای نانوتکنولوژی کشف ساختارهای اسپین مولکول است که به فهم و درک قابل توجهی از نقل و انتقالات قابل کنترل در ترازهای مولکولی مواد مختلف منجر می شود. هریک از دو رویکرد فوق (اتمی و مولکولی) کاربردهای بسیار وسیعی در قلمرو پزشکی، شیمی، فیزیک، الکترونیک و تکنولوژی اطلاعات بر عهده دارند.

از سوی دیگر برای کارکردن در مقیاس اتمی و مولکولی باید از وسائل بخصوصی استفاده کرد (بهترین روش استفاده از میکروسکوپ تحقیقاتی است). حرکت کردن اتم ها به صورت انفرادی در حول یک سطح، خیلی آهسته و مشکل است، برای انجام این کار محققان دانشگاه هاروارد انبردست هایی با نوک نانوتیوپ ساخته اند که قادر به حرکت دادن اشیایی کوچکتر از سلول های بیو شیمیایی هستند. آنها معتقدند این ابزارها قادر به منظم کردن تک تک مولکول ها هستند [۲،۳].

اهمیت و ضرورت نانوتکنولوژی:

امروزه علم و فن آوری در بسیاری از زمینه ها تقریباً به مرز نهایی خود نزدیک می شود و شاید دیگر جوابگوی توقعات روزافزون بشر نباشد. اینجاست که نانوتکنولوژی قابلیت های نهفته ی خود را یکی پس از دیگری به بشر عرضه نموده و به یکی از مهمترین و جذابترین زمینه های تحقیقاتی بشر در سال های اخیر تبدیل شده است. شاید به این جهت که می توان با آن به بسیاری از رویاهای دیرین بشر دست یافت.

آیا کسی تصور می کرد که روزی متخصصان نانوتکنولوژی بتوانند ماشین های بسیار کوچکی را بسازند که در درون بدن در حال گشت و گذارند و به تعقیب باکتری ها و ویروس های بد و مضر    می پردازند؟ و می توانند مشکلات ما را با کلسترول ها و چربی ها حل کنند؟ یا ماشین های کوچکی که لخته های خونی را می شکنند و موجب افزایش متوسط طول عمر می شوند؟

نه مطمئناً سال ها پیش زمانی که ریگول ولچ در فیلم سینمایی خیره کننده اش ((سفر دریایی خیالی)) داستان یک کشتی مینیاتوری را به تصویر کشید که جریان خون را درمی نوردید و با گلبول های قرمز روبرو می شد و.هرگز چنین روزی را پیش بینی نمی کرد [۱،۳].

نانو تکنولوژی و چشم اندازهای آینده:

بطورکلی در نانو تکنولوژی چهار موضوع اساسی مورد بحث قرار می گیرد که عبارتند از:

۱. کوچک سازی سیستم ها.

۲. بدست آوردن مواد جدید در این ابعاد نانو متری

۳. افزایش کارایی و اتوماسیون سیستم ها و تجهیزات.

۴. افزایش قابلیت ذخیره اطلاعاتی [۳].

۱-۳ نانو مواد

فناوری نانو به سه سطح قابل تقسیم است: مواد، ابزارها و سیستم ها. موادی راکه در سطح نانو در این فناوری به کار می رود، نانو مواد می گویند. ماده ی نانو ساختار، به هر ماده ای که حداقل یکی از ابعاد آن در مقیاس نانومتری (زیر ۱۰۰ نانومتر) باشد اطلاق می شود. این تعریف به وضوح انواع بسیار زیادی از ساختارها، اعم از ساخته دست بشر یا طبیعت را شامل می شود. منظور از یک ماده ی نانو ساختار، جامدی است که در سراسر بدنه آن انتظام اتمی، کریستال های تشکیل دهنده و ترکیب شیمیایی در مقیاس چند نانومتری گسترده شده باشند. در حقیقت این مواد متشکل از کریستال ها یا دانه های نانومتری هستند که هر کدام از آنها ممکن است از لحاظ ساختار اتمی، جهات کریستالوگرافی یا ترکیب شیمیایی با یکدیگر متفاوت باشند. همه مواد از جمله فلزات، نیمه هادی ها، شیشه ها، سرامیک ها و پلیمرها در ابعاد نانو می توانند وجود داشته باشند. همچنین محدوده فناوری نانو می تواند به صورت ذرات بی شکل (آمورف)، کریستالی، آلی، غیرآلی و یا به صورت منفرد، مجتمع، پودر، کلوئیدی، سوسپانسیونی یا امولسیونی باشد [۴].

۱-۳-۱ خواص نانو مواد

با گذر از مقیاس میکرو به نانو، با تغییر بر خی از خواص فیزیکی و شیمیایی روبه رو می شویم که دو مورد مهم از آنها عبارتند از: افزایش نسبت مساحت سطحی به حجم و ورود اندازه ذره به قلمرو اثرات کوانتومی.

افزایش نسبت مساحت سطحی به حجم که به تدریج با کاهش اندازه ی ذره رخ می دهد، باعث غلبه یافتن رفتار اتم های واقع در سطح ذره به رفتار اتم های درونی می شود. این پدیده بر خصوصیات ذره در حالت انزوا و بر تعاملات آن با دیگر مواد اثر می گذارد. افزایش سطح، واکنش پذیری نانو مواد را به شدت افزایش می دهد زیرا تعداد مولکولها یا اتمهای موجود در سطح در مقایسه با تعداد اتمها یا مولکولهای موجود در توده ی نمونه بسیار زیاد است، به گونه ای که این ذرات به شدت تمایل به کلوخه ای شدن دارند. به عنوان مثال در مورد نانوذرات فلزی، به محض قرار گیری در هوا، به سرعت اکسید می شوند. در بعضی مواقع برای حفظ خواص مطلوب نانومواد، جهت پیشگیری از واکنش بیشتر، یک پایدار کننده به آنها اضافه می شود که آنها را قادر می سازد تا در برابر سایش، فرسودگی و خوردگی مقاوم باشند.

البته این خاصیت مزایایی هم در بر دارد. مساحت سطحی زیاد، عاملی کلیدی در کارکرد کاتالیزوها و ساختارهایی همچون الکترودها می باشد. به عنوان مثال با استفاده از این خاصیت می توان کارایی کاتالیزورهای شیمیایی را به نحو مؤثری بهبود بخشید و یا در تولید نانوکامپوزیت ها با استفاده از این مواد، پیوندهای شیمیایی مستحکم تری بین ماده زمینه و ذرات برقرار شده و استحکام آن به شدت افزایش می یابد. علاوه بر این، افزایش سطح ذرات، فشار سطحی را کاهش داده و منجر به تغییر فاصله بین ذرات یا فاصله بین اتم های ذرات می شود. تغییر در فاصله بین اتم های ذرات و نسبت سطح به حجم بالا در نانوذرات، تأثیر متقابلی در خواص ماده دارد. تغییر در انرژی آزاد سطح، پتانسیل شیمیایی را تغییر می دهد. این امر در خواص ترمودینامیکی ماده (مثل نقطه ذوب) تأثیر گذار است. به محض آنکه ذرات به اندازه کافی کوچک شوند، رفتار کوانتومی از خود نشان می دهند. خواص نقاط کوانتومی مثالی از این دست است. نقاط کوانتومی کریستال هایی در اندازه نانو می باشد که از خود نور ساطع می کنند. انتشار نور توسط این نقاط در تشخیص پزشکی کاربرد های فراوانی دارد [۵ ،۶]. این نقاط گاهی اتم های مصنوعی نامیده می شوند؛ چون الکترونهای آزاد آنها مشابه الکترونهای محبوس در اتمها، حالات گسسته و مجازی از انرژی را اشغال می کنند. علاوه بر این، کوچک تر بودن ابعاد نانوذرات از طول موج بحرانی نور، آنها را نامرئی و شفاف می نماید. این خاصیت باعث شده است تا نانو مواد برای مصارفی چون بسته بندی، مواد آرایشی و روکش ها مناسب باشند [۵ ،۶]. مواد در مقیاس نانو، رفتار کاملاً متفاوت، نامنظم و کنترل نشده ای از خود بروز می دهند. با کوچکتر شدن ذرات خواص نیز تغییر خواهد کرد. مثلاً فلزات، سخت تر و سرامیک نرم تر می شود. بر خی از ویژگیهای نانو مواد در جدول ۱ به طور خلاصه آمده است: [۴-۶]

جدول(۱-۱): بر خی از ویژگیهای نانو مواد

۱-۳-۲ دسته بندی نانو مواد

تمام مقالات و پایان نامه و پروژه ها به صورت فایل دنلودی می باشند و شما به محض پرداخت آنلاین مبلغ همان لحظه قادر به دریافت فایل خواهید بود. این عملیات کاملاً خودکار بوده و توسط سیستم انجام می پذیرد.

 جهت پرداخت مبلغ شما به درگاه پرداخت یکی از بانک ها منتقل خواهید شد، برای پرداخت آنلاین از درگاه بانک این بانک ها، حتماً نیاز نیست که شما شماره کارت همان بانک را داشته باشید و بلکه شما میتوانید از طریق همه کارت های عضو شبکه بانکی، مبلغ  را پرداخت نمایید.