فرمت فایل : word(قابل ویرایش)
تعداد صفحات:106
فهرست مطالب:
عنوان صفحه
مقدمه ................................................................................................................................. 1
حفاری ............................................................................................................................... 3
خواص فیزیکی سنگ ها .................................................................................................... 4
خواص مکانیکی سنگ ها .................................................................................................. 7
قابلیت حفاری درسنگ ..................................................................................................... 15
شاخص نسبت حفاری ....................................................................................................... 17
اندیکس فرسایش سر مته .................................................................................................. 20
قابلیت حفر در سنگ های مختلف .................................................................................... 21
خصوصیات ساختاری سنگ ها ......................................................................................... 21
تاثیر فشار و حرارت زمین بر عملیات حفاری .................................................................... 25
نقش گرمای زمین در گردش گل حفاری ..........................................................................31
نتیجه گیری از فصل اول ................................................................................................... 33
سیستم های حفاری و چال زنی ......................................................................................... 34
حفاری یا چالزنی به روش ضربه ای ................................................................................ 35
دستگا ههای حفاری ضربه ای ........................................................................................... 36
اجزای اصلی دستگاههای حفاری ضربه ای ....................................................................... 37
انواع سرمته های چالزنی ضربه ای .................................................................................. 39
نامگذاری دستگاههای چالزنی بر اساس نوع پایه ها ......................................................... 42
عوامل مؤثر در سرعت حفاری و چالزنی در روش ضربه ای ............................................ 47
چالزنی و حفاری به روش دورانی .................................................................................. 55
تقسیم بندی دستگاه های حفاری و چالزنی دورانی ......................................................... 55
مکانیزم عمل چالزنهای دورانی ....................................................................................... 61
دستگاههای چالزن دورانی- ضربه ای ............................................................................. 65
اجزای اصلی چالزن های دورانی- ضربه ای .................................................................... 66
فواید استفاده از چالزن های دورانی- ضربه ای ................................................................. 67
نتیجه گیری از فصل دوم .................................................................................................. 68
عنوان صفحه
انتقال ذرات خرد شده حفاری از ته چاه به سطح زمین .................................................... 69
موارد استفاده سیال حفاری ........................................................................................... 69
انواع سیالات حفاری ....................................................................................................... 72
مواد افزاینده به گل حفاری .............................................................................................. 77
خواص گل حفاری و نحوه اندازه گیری آنها .................................................................... 81
روشهای اندازه گیری گرانروی گل حفاری ...................................................................... 82
چگونگی کاهش خسارات حفاری توسط گل حفاری ....................................................... 83
مشکلات حفاری از میان شیل و چگونگی غلبه بر آن ........................................................ 84
علت فوران چاه و چگونگی غلبه بر آن ............................................................................. 85
به هدر رفتن گل حفاری ................................................................................................... 86
پمپ های گل حفاری ...................................................................................................... 89
محاسبات انرژی مورد نیاز جهت پمپاژ گل حفاری ............................................................ 90
محاسبه فشار پمپ گل حفاری و افت فشار در لوله ها ........................................................ 92
پیش بینی سرعت انتقال خرده های حفاری ........................................................................ 94
نتیجه گیری از فصل سوم ................................................................................................ 103
منابع و مآخذ .................................................................................................................. 104
پیوست ........................................................................................................................... 105
چکیده :
در این پروژه در ابتدا با تعریف حفاری ، عوامل و پارامتر های مؤثر در عملیات حفاری از جمله خواص فیزیکی سنگ ها ، خواص مکانیکی سنگ ها ، خواص ساختاری سنگ ها که هر کدام نیز به پارامتر های کوچکتری تقسیم بندی می شوند آورده شده است .
سپس با بیان قابلیت حفاری در سنگ به بررسی خواص الاستیسیته و پلاستیسیته و مقاومت و سختی سنگ می پردازد.و به بیان شاخص نسبت حفاری(DRI) به بررسی آزمایش تعیین شاخص نسبت حفاری می پردازد . همچنین تاثیر فشار و حرارت زمین بر عملیات حفاری را متذکر می شود .
در فصل دوم به سیستم های حفاری و چال زنی اشاره دارد و به بیان سیستم های حفاری مکانیکی از جمله سیستم های حفاری ضربه ای ، دستگاههای حفاری ضربه ای و نام گذاری آنها همچنین به بررسی سیستم های حفاری گردشی و تقسیم بندی دستگاههای حفاری دورانی و در نهایت به بیان انواع سیستم های حفاری ضربه ای – دورانی می پردازد .
در فصل سوم به بیان روش های انتقال ذرات خرد شده از ته چاه به سطح زمین و بررسی گل حفاری و نقش آن در عملیات حفاری می پردازد .
همچنین در این فصل انواع سیالات حفاری و مواد افزاینده به گل حفاری و خواص گل حفاری و بررسی کاهش خسارات حفاری توسط گل حفاری بیان می شود و در پایان انواع پمپ های گل حفاری و محاسبه انرژی و فشار مورد نیاز این پمپ ها بیان می گردد.
حفاری به معنی نفوذ در سنگ است . نفوذ در سنگ ها گاهی به منظور خرد کردن آنها انجام می گیرد . برای خرد کردن سنگها با چال های انفجاری حفر کرد و در داخل آنها مواد منفجره قرارداد و با خرد شدن سنگ ها استخراج و برداشت آسانتر است و با هزینه کمتری انجام می گیرد . حفاری در معادن تنها به منظور استخراج نیست ، بلکه قبل از استخراج یا به هنگام استخراج ، برای اکتشاف نیز انجام می گیرد . علاوه بر حفاری استخراجی و حفاری اکتشافی حفاری به منظور کارهای تکنیکی مانند حفاری جهت تزریق سیمان در داخل درزه ها ، حفاری جهت خارج کردن گازها از لایه ذغال یا به منظور منجمد کردن آب در داخل طبقات نیز انجام می گیرد . لذا عملیات حفاری در زمینه های مختلف مهندسی و علوم کاربرد دارد .
به طور کلی تاریخچه حفاری مبهم است اما از زمان های دور ، ملت های متمدن به منظور دسترسی به آب و بعضی کریستالها عملیات حفاری انجام می دادند .
پروفسور هرمن بائر در کتاب هیدولوژی آبهای زیر زمینی و پروفسور کی . مک گرگر در کتاب حفاری در سنگ معتقدند که هنوز آثاری از تونل ، قنات و چاههای عمیق حفر شده توسط ایرانیان و چینیهای قدیم دیده می شود .
تا چند دهه قبل ، سیستم حفاری دستی جهت ایجاد چال برای احداث تونل ، خط راه آهن و معدن متداول بود و بدون شک در مناطقی که امکان دسترسی به برق نیست این روش حفاری هنوز کاربرد دارد .
حفاری دستی بنابه ضرورت تکامل تدریجی یافت به نحوی که امکان ایجاد چال با عمق بیشتر نیز ممکن گردید .
با گذشت زمان و افزایش نیاز به حفاری های عمیق به ویژه برای دسترسی به آب روش دیگری از حفاری دستی به نام روش کابلی متداول شد که در آن طول مته بیشتر بود و برای ضربه زدن از کابل فولادی استفاده می شد .
طی سالیان دراز تنها منبع تامین انرژی مورد نیاز در حفاری نیروی انسانی بوده است . به تدریج با رواج یافتن استفاده از ماشین بخار ، الکتریسیته ، سوخت های گازی و مایع ، ساخت انواع ماشین های حفاری مکانیکی نیز توسعه یافت به نحوی که امروزه امکان بیشتری برای افزایش عمر و سرعت در عملیات حفاری وجود دارد . در این جا به پاره ای از تحولات در زمینه حفاری می پردازیم :
در سالهای اخیر حفاری مکانیکی به تدریج جایگزین حفاری های دستی شدند و بخار ، هوای فشرده ، الکتریسیته ، مایعات ، منبع اصلی انرژی برای دستگاههای حفاری است .
بطور کلی حفاری به عملیاتی اطلاق می گردد که با اهداف مشخصی برروی سنگ بر جا انجام و سبب خرد شدن آن می گردد و نتیجة آن ایجاد یک فضای خالی در سنگ خواهد بود.
با توجه به اهداف حفاری این عملیات را می توان به سه دسته اصلی تقسیم بندی نمود:
الف- حفاریهای اکتشافی، بصورت گمانه های با عمق زیاد و قطر کم ( نسبت به عمق حفاری ).
ب- حفاریهای معدنی شامل چاه ، تونل ، دویل و غیره که می توانند دارای اهداف اکتشافی باشند و هم می توانند دارای اهداف استخراجی باشند.
ج- حفر چاههای با عمق و قطر کم که خود در سه مورد حفر می شوند ، چالهای تکنیکی ، چالهای اکتشافی و چالهای انفجاری.
بطور کلی در عملیات حفاری سه فاکتور اساسی دخالت دارند:
الف- سنگ که عملیات حفاری روی آن انجام میشود.
ب- دستگاه یا ماشین حفاری که عملیات توسط آن انجام می شود.
ج- هدف که عملیات حفاری برای آن انجام می شود.
در اینجا ذکر این نکته ضروری است که منظور از عملیات حفاری بطور اخص عملیات چالزنی یا حفر چالهای آتشباری است ولی در کل منظور ایجاد سازه های معدنی در دل سنگ می باشد.
هر کدام از عوامل فوق نقشی اساسی در عملیات دارند. برای مثال خصوصیات مربوط به سنگ از جمله عواملی است که براساس آن شکل مقطع حفاری ، نوع دستگاه حفاری و نوع سرمته حفاری انتخاب می شوند، یا اینکه نوع و شکل سازه حفاری ، نوع دستگاه حفاری را مشخص می کند. لذا هر کدام از این عوامل باید بخوبی شناخته شوند.
از جمله خواص و عوامل مربوط به سنگ که در عملیات حفاری معدنی (که چالزنی را هم شامل می شود) موثرند می توان به خواص ارتجاعی و مکانیکی سنگها ، خواص حرارتی سنگها ، ساخت ، بافت و کانی های تشکیل دهندة سنگ اشاره کرد. بطور کلی این خواص (سنگها ) را می توان به سه دسته تقسیم کرد:
-خواص فیزیکی سنگها
-خواص مکانیکی سنگها
-خواص ساختاری سنگها
1-2 –1 خواص فیزیکی سنگها
شناخت ویژگی های فیزیکی سنگها از ابتدایی ترین بخش مطالعه سنگهاست زیرا خواص فیزیکی تقریباً با تمام بخش های دیگر از قبیل: طبقه بندی ، حفاری ، استخراج و اکتشاف ، پایداری سازه های سنگی ، لرزه شناسی ، مقاومت توده های سنگی ، روشهای اجرائی و…. به نحوی ارتباط دارد . این خواص شامل ویژگی های مربوط به وزن ، حجم . سختی ، بافت ، قابلیت رسانایی آب و گاز و قابلیت رسانایی گرما و الکتریسیته و مغناطیس و غیره است.
مهمترین خواص فیزیکی عبارتند از : تخلخل ، دانسیته ، وزن مخصوص ، در صد آب و گاز ، لایه بندی و تورق و ترکیب دانه بندی.
الف- تخلخل
سنگها اجسامی کاملاً توپر نیستند و همیشه حاوی خلل و فرج بصورت حفره های کم و بیش مرتبط ، شکافها و یا حفره های مجزا هستند. وجود این حفره ها اهمیت زیادی در خواص فیزیکی و مکانیکی سنگ دارد و بطور کلی هر چند تخلخل سنگ بیشتر باشد مقاومت مکانیکی آن کمتر است.
به منظور بررسی کمیت های مربوط به خلل و فرج سنگها کمیتی بنام تخلخل تعریف می شود که عبارت است از نسبت حجم فضای حفره های سنگ به حجم کل سنگ. بدیهی است که تخلخل سنگها متفاوت است. معمولاً تخلخل سنگهای رسوبی از تخلخل سنگهای آذرین بیشتر است.
فرمت فایل : word(قابل ویرایش)
تعداد صفحات:15
فهرست مطالب:
خلاصه:
مقدمه:
2- مدل و بحث:
1-2: پارامترهای ترمودینامیکی نانو ذره و نانو فیلم:
2-2: ترمودینامیک تبدیل نانو فیلم Ni به نانو ذرخ Ni:
3- نتایج:
خلاصه:
پارامترهای ترمودینامیکی وابسته به اندازه نظیر انرژی آزاد گیبس، انتالبی و انرژی برای گذار از نانو فیلم Ni به ذرات کاتالیست Ni به منظور پیش درآمدی بر رشد نا لوله های کربنی بررسی شده است. در این تحقیق ما معاملات مشتق شده از دمای ذوب نانو ذرات وابسته به اندازه را بر اساس کارای قبلی خود بررسی کرده ایم. با استفاده از این یافته های ترمودینامیکی دریافت می شود که قطر ذرات Ni سه برابر بیشتر از ضخامت فیلم اصلی است. حداقل ضخامت فیلم لازم برای تبدیل نانو فیلم به نانو ذره از روی اندازه بحرانی و پایدار Ni تبدیل شده به نانو ذره Ni بدست می آید. پیش بینی های ما در توافق وبی با نتایج آزمایشگاهی است.
مقدمه:
در سالهای اخیر به خاطر کاربرد وسیع و خواص بی نظیر نانو لوله های کربنی توجه زیادی به مکانیزم ساخت و تشکیل نانو لوله های کربنی می شود، یکی از روشهای مرسوم برای تشکیل نانو لوله های کربنی تجزیه بخار شیمیایی(CVD) است که این ساختار گرانیتی بر روی سطح فلز حدودا در دمای زیر در تجزیه کربن که بصورت گازی است شکل می گیرد در این فرایند معمولا نانو ذرات کاتالیست ابتدا بر روی سطح بوسیله عملیات حرارتی فیلم نازک رسوب کرده، تشکیل می شوند که این نانو ذرات در جوانه زنی و تشکیل نانو لوله های کربنی شرکت می کنند. اندازه اولیه و تحرک کاتالیست
می تواند بطور مشخصی بر تشکیل و پیکربندی نانو لوله های کربنی و دیگر نانو لوله ها یا نانو وایرها تاثیر بگذارد.
فرمت فایل : word(قابل ویرایش)
تعداد صفحات:27
فهرست مطالب:
سنسورهایی از نوع ذرات بیولوژیک
بیوسنسورها
تعریف BioMEM
اصول مورد استفاده
BioMEM و کاربردهای تشخیصی
BioMEM و سنسورهای بیوچیپ
BioMEM و تشخیص مکانیکی
BioMEM و تشخیص الکتریکی
آزمایشگاه روی یک چیپ و وسایل میکروفلوئیدیک
نتایج و مسیرهای آینده
BM و ابزار جدید در نانو بیولوژی
منابع
سنسورهایی از نوع ذرات بیولوژیک
در سالهای اخیر کاربردهای زیست فناوری و پزشکی فناوری میکرو ونانو (که معمولا از آن به عنوان سیستمهای میکروی الکتریکی مکانیکی پزشکی یا زیست فناوری(BioMEM) 1 نام برده میشود) بهصورت فزایندهای رایج شده است و کاربردهای وسیعی همچون تشخیص و درمان بیماری و مهندسی بافت پیدا کرده است. در حین این که تحقیقات و گسترش فعالیت در این زمینه هم چنان به قوت خود باقی است، بعضی از این کاربردها تجاری هم میشود. در این مقاله پیشرفتهای اخیر در این زمینه را مرور کرده و خلاصهای از جدیدترین مطالب در حوزه BioMEM را با تمرکز روی تشخیص و حسگرها ارائه میشود.
بیوسنسورها
در کاربردهای بسیاری در پزشکی، تحلیل محیطی و صنایع شیمیائی نیاز به روشهایی جهت حس کردن مولکولهای زیستی کوچک وجود دارد. حسهای بویایی و چشایی ما دقیقا همین کار را انجام میدهد و سیستم ایمنی بدن میلیونها نوع مولکول مختلف را شناسائی میکند. شناسائی مولکولهای کوچک تخصص بیومولکولها است، لذا اینها شیوه جدید و جذابی برای ساخت سنسورهای خاص را پیش رو قرار میدهد. دو مولفه اساسی در این راستا وجود دارد. المان شناساگر و روشهایی برای فراخوانی زمانی که المان شناساگر هدف خودش را پیدا میکند. اغلب المان شناساگر تحت تاثیر منبع زیست فناوری تغییر نمی کند. مشکل اصلی در این کار طراحی یک واسطه مناسب به یک وسیله بازخوانی بزرگ است.
از آنتی بادیها به صورت گسترده به عنوان بیوسنسور استفاده میشود. آنتی بادیها بیوسنسورهای پیشتاز در طبیعت است، به همین دلیل توسعه تستهای تشخیصی با استفاده از آنتی بادیها، یکی از زمینههای بسیار موفق در بیوفناوری است. شاید آشناترین مثال تست سادهای است که برای تعیین گروه خونی استفاده میشود.
بوسنسورهای گلوکز از موفق ترین بیوسنسورهای موجود در بازار است. بیماران مبتلا به دیابت نیاز به شیوههای مرسوم جهت پایش سطح گلوکز خود دارد. سنسورهای قابل کاشت و غیر تهاجمی در حال توسعه است، اما در حال حاضر در دسترسترین شیوه بیوسنسور دستی است که یک قطره از خون را تحلیل میکند.
تعریف BioMEM
از زمان آغاز سیستمهای MEM در اوایل دهه 1970، اهمیت کاربردهای پزشکی این سیستمهای مینیاتوری درک شد. BioMEMها در حال حاضر یک موضوع بسیار مهم است که تحقیقات بسیاری در زمینه آن انجام شده است و کاربردهای پزشکی مهم بسیاری دارد. در حالت کلی میتوان BioMEMها را به عنوان "دستگاهها ( وسایل) یا سیستمهایی ساخته شده با روشهای الهام گرفته شده از ساخت در ابعاد میکرو /نانو، که برای پردازش، تحویل 2، دستکاری3، تحلیل یا ساخت ذرات 4 شیمیائی و بیولوژیک استفاده میشود"، تعریف کرد. این وسایل و سیستمها همه واسطههای علوم زندگی و ضوابط پزشکی با سیستمهای با ابعاد میکرو و نانو را شامل میشود. حوزههای تحقیقات و کاربردها در BioMEM از تشخیص بیماریها مانند میکرو آرایههای پروتئینی وDNA، تا مواد جدیدی برای BioMEM، مهندسی بافت، تغییر و اصلاح5 سطح، BioMEMهای قابل کاشت، سیستمهائی برای رهایش دارو و.... را شامل میشوند. وسایل و سیستمهای فشردهایی که از BioMEMها استفاده میکنند، به عنوان "آزمایشگاه روی یک چیپ"6 و سیستمهای تحلیل تمام میکروTAS ) µ یا (micro-TAS 7 نیز شناخته میشود. شماتیک رسم شده از قسمتهای کلیدی حوزههای تحقیقاتی را نشان میدهد.
فرمت فایل :docx(قابل ویرایش)
تعداد صفحات:13
توجه:مقاله فاقد منابع میباشد.
چکیده:
در این مطلب شما توضیحات مختصری در رابطه با انواع مختلف تستهای ذرات مغناطیسی و همچنین توضیحات مختصری درباره مایعات نافذ و تست التراسونیک که جزء تستهای غیر مخرب محسوب می شوند را می خوانید ، در پایان نیز توضیحات مختصری را در مورد انواع مختلف ضخامت سنجها آورده شده است.
تست ذرات مغناطیسی (MT):
از این روش می توان برای یافتن عیوب سطحی و یا نزدیک به سطح در قطعات فرومغناطیسی استفاده نمود. در این تکنیک تمام یا بخشی از قطعه مغناطیس شده و فلوی مغناطیسی از داخل قطعه عبور داده می شود. هر گاه عیبی در سطح یا نزدیکی سطح قطعه وجود داشته باشد باعث نشت فلوی مغناطیسی در قطعه می گردد و نتیجتا باعث به وجود آمدن دو قطب S,N می گردد. که با پاشیدن ذرات ریز فرومغناطیسی مانند اکسید آهن آغشته به مواد فلروسنت بر روی سطح قطعه می توان ترک را زیر نور ماوراء بنفش مشاهده نمود.
مغناطیس کردن به وسیله کابل (MAGNETIZATION by cable):
گاهی اوقات ابعاد قطعات به اندازه ای بزرگ است که امکان استفاده از کویل امکان پذیر نیست. وقتی این مسئله اتفاق می افتد یک سیم مسی عایق شده ( روپوش دار) را میتوان برای ایجاد میدان مغناطیسی در ماده استفاده کرد. در این روش سیم (کابل) را به دور قطعه می چرخانیم ( شبیه کویل ) تا یک میدان طولی در قطعه ایجاد شود.
استفاده از روش پراد (Use of prode method):
پراد وسیله ای است که با استفاده از عبور جریان از میله های مسی موجب ایجاد یک میدان مغناطیسی موضعی می شود . ( (Local magnetize
بطور کلی با روش پراد بیشترین قدرت آشکارسازی برای عیوب موازی خط جوش وجود دارد.
روش یوک (Yoke):
یوک قطعه ای است فلزی و U شکل با یک سیم پیچ پیچیده شده دور آن که جریان را از خود عبور می دهد. هنگامی که کویل حامل جریان شود در امتداد قطعه یوک ، یک میدان مغناطیسی طولی در قطعه تست ایجاد می شود. در میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط یوک میدان مغناطیسی خارجی می تواند ذرات آهن را به شدت جذب کند و جهت بررسی عیوب سطحی به کار می رود. اگر ذرات آهن در میدان میان دو قطب یوک اعمال شود. علائم عیوب سطحی را به آسانی می توان مشاهده نمود.
جریان متناوب یکی از مناسبترین جریانهای الکتریکی است که موارد مصرف روزمره دارد به همین دلیل از آن استفاده زیادی به منظور منبعی برای تست ذرات مغناطیسی می باشد.
ذرات (Particles ):
ذرات مورد استفاده در تست MT از موادی که به دقت از لحاظ مغناطیس شوندگی ، شکل و قابلیت نفوذپذیری انتخاب شده اند می باشند. این ذرات، مغناطیس باقی مانده را در خود نگه نمی دارند. این ذرات از براده های تراش کاری هم کوچکترند و در حقیقت این ذرات شبیه پودر می باشند . ذرات بر مبنای روشهای استفاده آنها به دو گروه خشک و تر طبقه بندی می شوند.
ذرات مغناطیسی توسط نشت میدان مغناطیسی جذب می شوند و تجمع ذرات در محل عیب و نشت میدان می توان موجب آشکار شدن علائم عیب شود .
در روش فلروسنت از لامپ UV ( ماوراء بنفش ) که دارای نور مرئی می باشند و به آن نور سیاه نیزگفته می شود استفاده می گردد. پس عملیات تست به وسیله روش فلروسنت در نور مرئی انجام پذیر نیست.
ذرات مغناطیسی باید دارای قابلیت نفوذپذیری زیاد باشند تا اطمینان از این که جذب این ذرات توسط میدانهای ضعیف هم صورت می گیرد حاصل شود و همچنین باید این ذرات قابلیت نگهداری کم داشته باشند تا مغناطیس باقیمانده در آن کم باشد و این مواد باید بلافاصله بعد از قطع میدان برطرف شوند البته اگر جذب نشتی میدان نشوند.
تست ذرات مغناطیسی شامل هفت مرحله اصلی می باشد که این مراحل به ترتیب شامل :
1- آماده سازی سطح قطعه
2- برقرار کردن یک میدان دایروی در قطعه
3- بازرسی برای علائم عیوب طولی
4- برقرار کردن یک میدان طولی در قطعه
5- بازرسی برای علائم حاصل از عیوب عرضی
6- مغناطیس زدایی
7- تمیز کردن کامل سطح قطعه از مواد تست
کاربرد : در صنایع لوله سازی ، خودرو ، فورجینگ ، هوافضا ، کشتی سازی ، بازرسی فنی و غیره و ...
فرمت فایل : word(قابل ویرایش)
تعداد صفحات:85
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
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 [2].
1-2 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 [3].
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 10 سال است، ولی محققان پیش بینی می کنند ظرف 5 سال آینده تحولات بسیار عظیمی در این زمینه صورت خواهد گرفت. دکتر سامر می گوید: [3]
((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: [3]
((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.