دوشنبه, ۱۵ مرداد ۱۳۸۶

معرفی پایان نامه

دانشجو: سعید شیبانی
استاد راهنما: دکتر سعید حشمتی منش
استاد راهنمای همکار: دکتر ابوالقاسم عطایی
استادان مشاور: دکتر ناصر توحیدی ـ دکتر شهرام رایگان
دانشگاه: تهران، دانشکده مهندسی متالورژی و مواد
مقطع: کارشناسی ارشد
تاریخ شروع: مهر ۱۳۸۴
تاریخ اتمام: بهمن ۱۳۸۵

تهیه نانوذرات مس به‌ روش احیای مکانوشیمیایی اکسید مس به وسیله کربن و
بررسی عوامل‌ فرایند در خواص محصول

معمولاً موادی مانند نانوپودرها که ساختار نانومتری دارند، حاوی دانه‌ها یا
بلورهایی با اندازه کمتر از صد نانومتر هستند؛ لذا در این مواد کسر زیادی
از اتم‌ها در مرز دانه‌ها واقع شده است. همین ساختار منحصر به‌ فرد باعث
شده تا آنها را در مقایسه با موادی که دانه‌هایشان بیش از یک میکرون است،
از خواص فیزیکی، شیمیایی، مکانیکی و مغناطیسی ویژه‌ای برخوردار سازد. از
جمله این خواص می‌توان به ‌استحکام بیشتر، سختی بالاتر، نفوذپذیری بیشتر و
در نتیجه زمان تف‌جوشی کمتر اشاره نمود.
در این تحقیق تولید پودر مس با ساختار نانوبلوری، به ‌روش احیای مکانیکی-
شیمیایی دو نوع اکسید مس (CuO) و (Cu2O)، به‌وسیله گرافیت با استفاده از
آسیاهای کم‌انرژی و پر انرژی سیاره‌ای بررسی شده‌است. از جمله کاربردهـای
این نانو‌پودر می‌توان به ‌کاربرد آن در چسب‌هـای هـادی الکتریکی، جوهرهای
مـدار چاپی و بهبود هدایت حرارتی سیالات هادی گرما (مانند آب و یا اتیلن
گلیکول)، صنایع میکروالکترونیک (تولید انواع خازن، الکترود و ترمینال‌ها)
اشاره نمود. علاوه ‌بر این کاربردها، آنچه نانوپودر مس را از سایر
نانوپودرها متمایز ساخته، فرآوری آسان و خواص منحصر به‌فرد آن است که آن را
به‌عنوان مبنایی مناسب برای بسیاری از تحقیقات مرتبط با فناوری‌نانو مطرح
نموده‌است.
در همین مسیر تأثیر عوامل‌ مؤثر بر فرایند، مثل نوع آسیا، نسبت وزنی گلوله
به ‌پودر، زمان آسیاکاری و استفاده از اسید استئاریک به‌عنوان عامل کنترل‌کننده
فرایند، بر تغییرات فازی و ساختاری محصول و بر اساس سینتیک احیا در حالت
جامد، مورد مطالعه قرار گرفته‌است. در نهایت ضمن قرار دادن محصول زیر پرس‌کاری
و تف‌جوشی، تأثیر این عوامل بر خواص آن مطالعه شده‌است.
نتایج حاکی از احیای غیرمستقیم CuO به ‌مس نانوبلوری همراه با عبور از
مرحله میانی تولید Cu2O است؛ این در حالی است که تولید مس از Cu2O به‌صورت
یک فرایند تک‌‌مرحله‌ای صورت می‌گیرد، به‌ طوری که ‌اندازه متوسط کریستالیت‌های
مس تهیه شده ‌از CuO (پس از صد ساعت آسیاکاری) و Cu2O (پس از ۳۰ ساعت
آسیاکاری) به‌ترتیب برابر ۱۸ و ۲۷ نانومتر بوده‌است. البته حضور اسید
استئاریک، به‌‌رغم طولانی کردن فرایند، به‌دلیل ممانعت از تشکیل ذرات درشت
Cu، اندازه کریستالیت‌ها را کاهش می‌دهد. مقایسه سینتیک احیای حرارتی و
مکانیکی- شیمیایی، کاهش انرژی فعال‌سازی فرایند احیا با افزایش زمان
آسیاکاری را نشان می‌دهد.
نتایج این پروژه به‌صورت سه مقاله ISI و دو مقاله در کنفرانس‌های بین
المللی منتشر شده‌است.