مهندسی متالورژی

مهندسی متالورژی

تاثیر نانوسیلیکات­های لایه­ای بر خواص جرم­های ریختنی خیلی کم سیمان آلومینا - گرافیت

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
مهدی خوئینی 1
حسین رستگار 2
1 گروه مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد ساوه، ساوه، ایران
2 گروه مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه ۀزاد اسلامی واحد ساوه، ساوه، ایران
10.22076/me.2026.742730
چکیده
در دو دهه­ی اخیر بسیاری از تحقیقات علمی در زمینه­ی تکنولوژی دیرگدازها روی افزایش استفاده از دیرگدازهای مونولیتیک متمرکز شده است. بسیاری از کشورها بیش از نیمی از تولیداتشان را روی دیرگدازهای بی­شکل متمرکز کرده­اند که به دلیل مزایای این دیرگدازها از جمله عدم نیاز به فرآیند شکل­دهی و پخت در حین ساخت و خواص مشابه با دیرگدازهای شکل­دار می­باشد. از طرفی با ورود به عرصه نانوفناوری و با توجه به خواص ویژه نانومواد، بررسی کاربرد این مواد در دیرگدازها نیز از جمله موضوعاتی است که می­تواند نتایج قابل قبولی را در پی داشته باشد. در تحقیق حاضر پس از تخلیص رس به روشهای مکانیکی و دست یافتن به نانوسیلیکاتهای لایه­ای، مورفولوژی این مواد به کمک روشهای XRD ، SEM و TEM و بدست آوردن اندازه ذرات نانورس حاصله با تکنیک LPSA مورد بررسی قرار گرفت. در نهایت نانوسیلیکاتهای تهیه شده به نوعی جرم ریختنی خیلی کم سیمان آلومینا-گرافیتی اضافه گردیده و خواص رئولوژیکی جرم مذکور قبل و بعد از فرآیند پخت در دماهای °C1000، °C 1250 و °C 1500 مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفت. جهت انجام بررسیهای فازی جرم ریختنی بدست آمده از تکنیک XRD استفاده شد. نتایج حاصله در این تحقیق نشان میدهد که فاصله بین لایه­ای نانوسیلیکاتهای مصرفی 2/1 نانومتر بوده و رئولوژی جرم ریختنی خیلی کم سیمان به مقدار قابل توجهی بهبود یافته است، به صورتی که جریان پذیری آن به مقدار 5 درصد افزایش داشته و این بدان معنی است که حضور برخی مواد از قبیل میکروسیلیس و آلومینای اکتیو شده نیز به مقدار قابل توجهی کاهش یافته است. در پایان بررسی نتایج XRD نمونه­ها پس از فرآیند پخت نشان می­دهد که فاز مطلوب مولایت نیز در این نمونه­ها تشکیل شده است.
کلیدواژه‌ها
نانوسیلیکات­های لایه­ای
جرم­های ریختنی خیلی کم سیمان
رئولوژی
فاز مولایت

عنوان مقاله English

Study on Thermal Stability and Biocompatibility of Nanofibrous Hybrid Polymer/Ceramic Nanoparticle Scaffolds

نویسندگان English

Mehdi khoeini 1
Hossein Rastegar 2
1 Azad University
2 Azad University
چکیده English

Oxide ceramics are mostly bio-inert and need surface modification to increase bioactivity with the bone tissue. This study evaluates the synthesis of hybrid nanofibrous scaffolds of nylon6-hydroxyapatite on toughened alumina-zirconia implants. The Nanostructured-scaffold was created on the surface using electrospinning method. The results showed that the average fiber diameter size was 70-180 nm, the scaffold thickness was less than 500 nm, and open pores with an average size of 500 nm were formed. The thermal stability evaluation showed that the nano-scaffold had thermal stability up to 200 ℃, and the nylon6 polymer matrix practically evaporated at 300 ℃. Bioactivity was evaluated by immersion test in the simulated body fluid (SBF) over 21 days. The results confirmed the formation of a nanostructured bone-like apatite phase with the morphology of blade with a wall thickness of 34 ± 5 nm. The antibacterial activity test showed that the hybrid nanofibrous coating of nylon6-hydroxyapatite on the toughened alumina-zirconia improved the antibacterial activity by 10%. The development of such bioactive coatings paves new ways for the use of bio-inert materials in bone tissue engineering.

کلیدواژه‌ها English

Bone like apatite
Bioactive
Ceramic implants
Electrospinning
Nano-fiber
1.       Jiezeng. W, Dafan. Z, Luju. Z, Xijun. L, Long. C, Bianmei. C, 2003, “Research on High Performance Ultra-low Cement Castable”, Proceeding of the Fourth International Symposium on Refractories, Dalian China, PP 231-235.
2.       روتشکا. ج، ترجمه دکتر بهزاد میرهادی، 1378، "مواد دیرگداز"، انتشارات دانشگاه علم و صنعت ایران
3.       Banerjee. S, 1998, “Monolithic Refractories , A Comprehensive Handbook”, World Scientific Publishing Co.
4.       Liu. x, Lorenz. R. K, Racher. R, 2003, “High Purity Calcium Aluminate Cements, Production and Properties”, Proceeding of the Fourth International Symposium on Refractories, Dalian China, pp 126- 131.
5.       Myhre. B, Hundere. A. M, 1997, “Substitution of Reactive Alumina With Microsilica in Low Cement and Ultra Low Cement Castable, Part II : the Effect of Temprature on Hot Properties”, UNITECR. 97,Vol. 1, pp 91-100.
6.       Myhre. B, Hundere. A. M, 1997, “Substitution of Reactive Alumina with Microsilica in Low Cement and Ultra Low Cement Castable, Part I : Properties Related to Installation and Demoulding”, UNITECR. 97, Vol. 1, pp 43-52.
7.       Yongting. W, Valdelievre. B, Bin. L, Parr. C, Changming. K, Nan. L, 2003, “The Use of Calcium Aluminate Cements in Monolithic Refractories of Tundish Applications”, Proceeding of the Fourth International Symposium on Refractories, Dalian China, PP 157-163.
8.       Kwong. K. S, Bennett. J. P, 2002, “Recycling Practices of Spent MgO-C Refractoeis”, Journal of Mineral & Materials Characterization & Engineering, Vol. 1, No. 2 , PP 69-78.
9.       Franklin. S. A, Tucker. B. J. S, 1995, “Hot Strength and Thermal Shock Resistance of Magnesia-Carbon Refractories”, British Ceramic Transactions, Vol. 24 , No. 4, PP 151-156.
10.   Benedetti. B. D, Burlando. G. A, 1989, “Corrosion Resistance of Resin Bonded Magnesia –Carbon Refractories”, British Ceramic Transactions Vol. 88, No. 1, PP 55-57.
11.   Tributh.H, Lagaly.G, (1986), Aufbereitung und Identifizierung von Boden-und Lagerstättentonen, GIT Fachz. Lab. 30, 524-529 .
12.   M. Khoeini, S. Bazgir, M. Tamizifar, A. Nemati, K. Arzani, “Investigation of the modification process and Morphology of organosilane Modified Nanoclay, Journal of Ceramics – Silikáty 53 (4) 254-259 (2009).
13.   M. Khoeini, S. Bazgir, M. Tamizifar, A. Nemati, K. Arzani, “Preparation and Morphological Study of Epoxy/Silane Modified Nanoclay Nanocomposites”, Asian Journal of Chemistry, Vol. 22, No. 1 (2010), 797-807.
14.   Rastegar. H, Nemati. A, Baghshahi.S,  Norbakhsh. A, 2009, “Effect of Al2O3 Coating on Wettability and Oxidation Resistance of Graphite”, UNITECR. 2009.