اندازه گیری چگالی ظاهری کاشی و سرامیک سبز با روش اولتراسونیک غیر تماسی

Measurement of the Apparent Density of Green Ceramic Tiles by a Non-contact Ultrasonic Method

چکیده
مقدمه
تئوری
روش اندازه‌گیری و تجهیزات اندازه‌گیری
تحلیل عدم قطعیت
کاربرد در خط تولید
نتیجه گیری
منابع

چکیده
این مقاله در مورد مسئله اندازه‌گیری وزن مخصوص ظاهری کاشی‌های سرامیکی سبز در طی تولید، بحث می کند. این موضوع به عنوان یک پارامتر بسیار مهم در کیفیت محصول نهایی محسوب می شود. در واقع، وزن مخصوص ظاهری تعیین کننده وجود انقباض ابعادی ساختار سرامیک در طی آتش سوزی کاشی ها بوده و متناسب با مقاومت مکانیکی نهایی است. در حال حاضر، سیستم های غیر مخرب برای اندازه‌گیری آنلاین این پارامتر در دسترس نیستند. این تحقیق یک روش خلاقانه را برای اندازه‌گیری غیر نفوذی وزن مخصوص ظاهری کاشی‌های سرامیکی سبز در حین مرحله تولید ارائه می کند. این روش از پروب های فراصوت غیر تماسی استفاده می کند. زمان حرکت امواج فراصوت در حین انتقال در کاشی اندازه‌گیری می شود. از زمان حرکت، با معلوم بودن فاصله میان پروب ها، سرعت انتشار که متناسب با وزن مخصوص ظاهری است، به دست می آید. ضریب تبدیل میان سرعت و وزن مخصوص ظاهری به وسیله یک فرآیند کالیبراسیون از طریق یک روش مرجع با عدم قطعیت معلوم بر اساس توزین هیدرواستاتیکی در یک حمام جیوه تعیین می شود. این فرآیند آزمایشگاهی به صورت گسترده در این تحقیق مورد صحت سنجی قرار گرفته و به وسیله یک مدل نظری پشتیبانی می شود. این مقاله به بیان نظریه با توجه به این روش اندازه‌گیری و تجهیزات پرداخته و به صورت دقیق در مورد تحلیل عدم قطعیت بحث می کند. در نهایت، این مقاله نتایج یک روش کاربردی آنلاین را ارائه می کند.

روش اندازه‌گیری و تجهیزات اندازه‌گیری
در روش اندازه‌گیری پیشنهادی، زمان پرواز امواج فراصوت به وسیله پروب های غیر تماسی در پیکره بندی انتقال از کاشی در خط تولید تعیین می شود. ساختار این روش اندازه‌گیری در شکل 3 نشان داده شده است.

در ابتدا، لازم است تا فاصله بین غشا های پروب D (100mm در این حالت) با استفاده از یک کولیس اندازه‌گیری شود. می توان دریافت که روش اندازه‌گیری فراصوت دارای دو مرحله است: (a) اندازه‌گیری زمان پرواز t_a موج فراصوت در هوا و شرایط محیطی مورد استفاده (b) اندازه‌گیری زمان پرواز موج فراصوت از بدنه کاشی t_c. با توجه به اندازه‌گیری زمان رسیدن پژواک دوم، امکان شناخت زمان انتشار t_m موج درون ماده وجود دارد. این مراحل هنگامی که یک کاشی از پروب ها در طی تولید عبور می کند، تکرار می شوند.

زمان پرواز با الگوریتم های همبستگی عرضی میان سیگنال تحریک پروب انتقال و سیگنال دریافتی، اندازه‌گیری می شوند. یک سیگنال با همبستگی عرضی اندازه‌گیری شده بر روی کاشی سبز در شکل 3(c) نشان داده شده است: t_c به وسیله مقدار اوج اولیه نشان داده می شود، در حالی که تفاوت در محور زمان میان مقدار اوج اول و دوم نشان دهنده است.

تاثیرات نرخ گرمایشی و تقویت کننده فلزی روی ریز ساختار و خواص مکانیکی گرادیان نفوذ در خود مواد ابزار کامپوزیتی سرمتی

Effects of heating rate and metal binder on the microstructure and mechanical properties of self-diffusion gradient cermet composite tool materials

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

تاثیرات نرخ گرمایشی و تقویت کننده فلزی روی ریز ساختار و خواص مکانیکی گرادیان نفوذ در خود مواد ابزار کامپوزیتی سرمتی

Effects of heating rate and metal binder on the microstructure and mechanical properties of self-diffusion gradient cermet composite tool materials

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

گذردهی دی الکتریک عظیم با اتلاف کم در سرامیک SnO2 روتیل کو دوپ شده با (Al+Nb) در دمای اتاق

Colossal dielectric permittivity in (Al + Nb) co-doped rutile SnO2 ceramics with low loss at room temperature

اکتشاف مواد دارای گذردهی عظیم دی الکتریک (CP) همراه با اتلاف کم دی الکتریک در طیف گسترده ای از فرکانس ها / دماها، همچنان علاقه قابل توجهی را جلب می کند. ما در این مقاله، سرامیک های SnO2 روتیل کو دوپ شده با (Al+Nb) همراه با اتلاف کم دی الکتریک در دمای اتاق را گزارش می کنیم. سرامیک های Al0.02Nb0.05Sn0.93O2 و Al0.03Nb0.05Sn0.92O2 گذردهی های دی الکتریک نسبتا بالا (بالای 103) و اتلاف-های دی الکتریک کم (0.015<tanδ<0.1) را در طیف گسترده ای از فرکانس ها و دماها از 140 تا 400 درجه کلوین نشان می دهند. دوپ کردن آلومینیوم می تواند با افزایش مقاومت های دانه و مرز دانه، رفتار دی الکتریک را تعدیل کند. تفاوت های موجود در مقاومت و انرژی فعال سازی رسانا در دانه ها و مرز دانه ها نشان می دهد که می توان CP را در سرامیک های SnO2 کو دوپ شده به اثر خازنی لایه ی مانع داخلی نسبت داد.

ترکیبات دارای گذردهی عظیم دی الکتریک (CP˃103) به علت کاربردهایشان در ذخیره سازی چگالی با انرژی بالا و میکروالکترونیک ها، در نتیجه تقاضای فزآینده کاربردهای میکروالکترونیک، توجه بسیاری را جلب کرده اند. مواد CP فروالکتریک، از قبیل BaTiO3، Bi0.5Na0.5TiO3، (K,Na)NbO3 و (1-x)[Pb(Mg1/3Nb2/3]O3-x[PbTiO3] (PMN-PT) به طور گسترده ای مطالعه شده اند؛ با این حال، CP تنها در یک محدوده ی دمایی کوچک در اطراف دمای کوری حاصل می شود، که این امر کاربرد آنها را محدود می کند. CP در طیف گسترده-ای از دماها در مواد غیر فروالکتریک مرسوم، از قبیل CaCu3Ti4O12 (CCTO)، NiO دوپ شده، La2xSrxNiO4 و ZnO گزارش شده است؛ با این حال، اتلاف دی الکتریک در این مواد بسیار بالاست (˃0.1) که مورد استفاده قرار گیرند. اگرچه CCTO دوپ شده و Y2/3Cu3Ti4O12 دوپ شده، CP دارای اتلاف کم دی الکتریک را نشان می دهند، اتلاف کم دی الکتریک را تنها می توان در طیف محدودی از فرکانس بدست آورد. اخیرا، هو پی برد که سرامیک های روتیل (TiO2) کو دوپ شده با In-Nb، CP دارای اتلاف کم دی الکتریک (⁓0.05) را در طیف گسترده ای از دماها / فرکانس ها نشان می دهد؛ اما اتلاف کم دی الکتریک به شدت به شرایط سنتز بستگی دارد. بنابراین، مواد CP جدید دارای اتلاف کم دی الکتریک در طیف گسترده ای از دماها و فرکانس ها هنوز مورد بررسی قرار می گیرند.

به طور خلاصه، CP و اتلاف کم در سرامیک های SnO2 روتیل کو دوپ شده با Al+Nb را در طیف گسترده ای از فرکانس ها و دماها گزارش کردیم. سرامیک های SnO2 کو دوپ شده با Al+Nb اتلاف دی الکتریک کم تری نسبت به مواد CP غیر فروالکتریک مرسوم، همراه با یک عدم وابستگی عالی فرکانس / دما را نشان دادند. تفاوت-های زیاد موجود در مقاومت و انرژی فعال سازی رسانا بین دانه و مرز دانه نشان می دهد که اثر IBLC مسئول CP است. دوپ کردن آلومینیوم می تواند رفتار دی الکتریک را با افزایش مقاومت های دانه و مرز دانه تعدیل کند. افزایش مقاومت مرز دانه می تواند به طور موثری اتلاف دی الکتریک را کاهش دهد؛ در حالی که، افزایش مقاومت دانه، زمان آرامش τ را افزایش خواهد داد؛ که منجر به اتلاف بیشتر دی الکتریک هنگامی که سطح دوپ کردن آلومینیوم بیش از 0.04 باشد، می شود.

The exploration of colossal dielectric permittivity (CP) materials with low dielectric loss in a wide range of frequencies/temperatures continues to attract considerable interest. In this paper, we report CP in (Al þ Nb) co-doped rutile SnO2 ceramics with a low dielectric loss at room temperature. Al0.02Nb0.05Sn0.93O2 and Al0.03Nb0.05Sn0.92O2 ceramics exhibit high relative dielectric permittivities (above 103 ) and low dielectric losses (0.015 < tan d < 0.1) in a wide range of frequencies and at temperatures from 140 to 400 K. Al doping can effectively modulate the dielectric behavior by increasing the grain and grain boundary resistances. The large differences in the resistance and conductive activation energy of the grains and grain boundaries suggest that the CP in co-doped SnO2 ceramics can be attributed to the internal barrier layer capacitor effect.

The compounds with a colossal dielectric permittivity (CP > 103 ) have attracted a lot of attention because of their applications in high-energy density storage and microelectronics as a result of the continually increasing demands of microelectronics applications.1–4 Ferroelectric CP materials, such as BaTiO3, 5,6 Bi0.5Na0.5TiO3, 7 (K,Na)NbO3, 8 and (1-x)[Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-x[PbTiO3] (PMN-PT),9,10 have been widely studied; however, the CP can only be achieved in a small temperature range around the Curie temperature, which limits their application. CP has been reported across a wide range of temperatures in the traditional nonferroelectric materials, such as CaCu3Ti4O12 (CCTO),2,11 doped NiO,12 La2xSrxNiO4, 13,14 and ZnO;15,16 however, the dielectric loss in these materials is too high (>0.1) to be applied. Although doped CCTO17 and doped Y2/3Cu3Ti4O12 (Ref. 18) show CP with low dielectric loss, the low dielectric loss can only be achieved in a narrow frequency range. Recently, Hu et al. found that In þ Nb co-doped rutile TiO2 ceramics exhibit CP with low dielectric loss (0.05) over a very broad range of temperatures/frequencies,19 but the low dielectric loss strongly depends on the synthesis conditions.20–23 Therefore, new CP materials with low dielectric loss over a wide range of temperatures and frequencies are still being investigated.

In summary, we have reported CP and low loss in Al þ Nb co-doped rutile SnO2 ceramics across a broad range of frequencies and temperatures. Al þ Nb co-doped SnO2 ceramics exhibit lower dielectric loss than traditional nonferroelectric CP materials, with an excellent independence of frequency/temperature. The large differences in the resistance and conductive activation energy between the grain and grain boundary suggest that the IBLC effect is responsible for the CP. Al doping can modulate the dielectric behavior by increasing grain and grain boundary resistances. The increase in grain boundary resistance can effectively reduce dielectric loss; meanwhile, the increasing grain resistance will increase the relaxation time s, resulting in a higher dielectric loss when the Al doping level exceeds 0.04.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

گذردهی دی الکتریک عظیم با اتلاف کم در سرامیک SnO2 روتیل کو دوپ شده با (Al+Nb) در دمای اتاق

Colossal dielectric permittivity in (Al + Nb) co-doped rutile SnO2 ceramics with low loss at room temperature

مدلسازی نیروها و ارتعاشات برشی استاتیک و دینامیک برای ابزارهای سرامیکی فرزکاری کارگذاری شده

Modeling Static and Dynamic Cutting Forces and Vibrations for Inserted Ceramic Milling Tools

Abstract

Cutting tools with ceramic inserts are increasingly being used in machining of super alloys typically used in aerospace industry. The ceramic inserts make higher cutting speeds possible due to the higher temperature resistance compared to carbide inserts. However, the success of the process is very sensitive to the right selection of process parameters. In this study, analytical process models for indexable milling tools with round ceramic inserts are presented. These models can be used to determine the cutting parameters for optimum quality and maximum productivity. Firstly, geometry of the insert cutting edges under the effect of angles on the inserts was formulated. Then, an analytical cutting force model was developed. This allows analyzing the effects of the parameters on the cutting forces. A time-domain model was also developed to analyze the dynamic cutting forces and stability limits for the milling process. Afterwards, the models were implemented in a Matlab® GUI to make the applications of the models in the industry easy. Cutting force coefficients, which are needed to calculate cutting forces, were identified from cutting tests with Inconel 718 material. Then, the cutting force model was validated with cutting experiments. After obtaining modal data of the tool via tap testing, dynamic cutting forces and vibrations were simulated by means of the time domain model. A series of simulations was carried out to determine stability limits at certain operating conditions using the time domain model, and stability lobes for the tools under study were plotted.

1 Introduction

Round ceramic inserts represent economic advantages over other type of inserts since higher material removal rate (MRR) is possible owing their high heat resistance and gradual entry to the cut. Analytical process models, that allow reliable predictions of cutting forces and machine-tool vibrations, facilitate the optimum process parameter selection, which is a challenge before making cutting tests. Main concerns are to control the cutting forces and to avoid chatter vibrations, as high and fluctuating cutting force magnitudes generally indicate chatter. This is the major limiting factor for increasing MRR, as it may cause severe machining problems [1]. Besides, power consumption and tool life are dependent on cutting force magnitudes.

Several researchers have been working in analytical, numerical and experimental models for predicting cutting forces and vibrations. In the past, the research was focused on modeling the mechanics and dynamics of standard end and face milling cutters with different geometries, such as cylindrical, ball-end and tapered. Indexable tools appeared in the mid-20th century. Fu et al. [2] presented pioneering work in the study of inserted face milling cutters. Engin and Altintas [3] developed a generalized mathematical model for inserted cutters, but it was experimentally validated for rectangular shapes. Recently, Altintas et al. [4] presented a unified cutting force model for inserted cutters that can be applied for different types of machining operations, but it is experimentally verified for straight line cutting edges too. Kim et al. [5] and Liu et al. [6] considered round cutting edges in the cutting force calculations which were experimentally verified, but the dynamic part of the forces was not taken into account.

In the next section, geometry of the cutting edge on the insert is described. In section 3, the cutting force model is detailed. The time-domain model is explained in section 4. In section 5, the verification of the static and dynamic forces with experimental data is exposed. Finally, stability analysis and conclusion are presented in section 6 and 7 respectively.

ریزساختار و خواص مکانیکی اتصال آلومینیوم-6061 آلیاژ آلومینیوم به وسیله جوشکاری اصطکاکی

Microstructure and mechanical properties of alumina-6061 aluminum alloy joined by friction welding

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

ریزساختار و خواص مکانیکی اتصال آلومینیوم-6061 آلیاژ آلومینیوم به وسیله جوشکاری اصطکاکی

Microstructure and mechanical properties of alumina-6061 aluminum alloy joined by friction welding

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

ترکیب اندازه کنترل شده ذرات نانو α -آلومینا به وسیله روش سل ژل

Size-controlled synthesis of nano a-alumina particles through the sol–gel method

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

ترکیب اندازه کنترل شده ذرات نانو α -آلومینا به وسیله روش سل ژل

Size-controlled synthesis of nano a-alumina particles through the sol–gel method

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تأثیر افزودنی های SiO2 بر تشکیل سیمان و آلومینات سیمان باریم

The effect of SiO2 additions on barium aluminate cement formation and properties

چکیده

1- مقدمه

2- روند تجربی

3- نتایج و بحث

3-1 ترکیب فازها برای سیمان

3-2 تنظیم زمان و حرارت هیدراتاسیون

3-3 مقاومت لهیدگی

3-4 ریزساختار سیمان

4- نتیجه‌گیری

چکیده

سیمان‌های باریم آلومینائی با استفاده از کربنات باریم، آلومینا، کائولین و سیلیس کلوئیدی به‌عنوان مواد اولیه ساخته شده‌اند. اثرات منبع Si02 و دمای آغازین در شکل‌گیری فاز و خواص فیزیکی سیمان نسوز مورد بررسی قرار گرفته است. نمونه‌های سیمان با استفاده از XRD، SEM، EDX مشخص شده‌اند. زمان تنظیم و گرمای هیدراتاسیون سیمان نیز ارزیابی شده است. سیمان‌های باریم آلومینائی در قالب‌هایی مخلوط شده‌اند. مقاومت لهیدگی ارزیابی شده و با مقادیری که از سیمان‌ باریم آلومینائی بدست می‌آیند، مقایسه شده‌اند (Secar 71). مخلوط‌های BaCO3 و Al203 برای تولید BaAl204 استفاده شده‌اند؛ که سبب تنظیم زمان بهتر، رفتار گسترده و قدرت پایین‌تر در مقایسه با نمونه‌هایی با افزودنی Si02 می‌شوند. افزودن Si02، بدون توجه به منبع، منجر به تشکیلBaAl2Si208 (سلزیان) می‌شود. نمونه‌های آماده شده دارای زمان تنظیم کوتاه و خواص مکانیکی بالاتر نسبت به سیمان کلسیم آلومینائی بودند.

4- نتیجه‌گیری

در این تحقیق، سیمان باریم آلومینائی با و بدون 10% وزنی SiO2 از هر دو سیلیس کائولین یا کلوئیدی تولید شده و سپس توسعه‌ی فازهای کریستالی بین 900 تا 1450 درجه سانتیگراد مورد بررسی قرار گرفت. همچنین مقاومت لهیدگی پس از خشک شدن، زمان تنظیم و تحقیق ریزساختار SEM سیمان باریم آلومینائی سلیکات انجام شد و نتایج زیر مشاهده شد: 1- اضافه کردن 10% وزنی SiO2 با استفاده از کائولین یا سیلیس کلوئیدی به ترکیب BaAl204 منجر به تشکیل یک سیمان کامپوزیتی باریم آلومینائی سلزیان می‌شود. 2- سیلیس کلوئیدی یک میکروساختار یکنواخت‌تر و دقیق‌تر در سیمان کامپوزیتی تولید کرد که دارای قدرت مکانیکی بالاتر بود. 3- سیمان باریم آلومینائی خالص یک زمان تنظیم بسیار کوتاه دارد که موجب کم شدن زمان در مخلوط شدن بتن می‌شود که کوتاه‌ترین نمونه‌ها مورد بررسی قرار گرفت. 4- افزودن SiO2 بدون توجه به منبع SiO2، زمان تعیین شده برای سیمان باریم آلومینائی را افزایش داده و قابلیت کارایی آن را بهبود می‌بخشد. 5- پراکندگی همگن فاز سلزیان در سیلیس کلوئیدی می‌تواند انتشار ترک را مهار و خواص مکانیکی را بهتر کند.

Abstract

Barium aluminate cements have been synthesized by barium carbonate, alumina, kaolin and colloidal silica as starting materials. The effects of the source of SiO2 and of firing temperature on phase formation and physical properties of the fired cements have been studied. Cement samples were characterized using XRD, SEM, EDX. The setting time and heat of hydration of cements were also evaluated. The barium aluminate cements were mixed in castables. Cold crushing strengths evaluated, and values compared to those obtained using calcium aluminate cement (Secar 71). Mixtures of BaCO3 and Al2O3 were targeted to produce BaAl2O4; which had fast set time, expansive behavior and lower strength compared to samples with SiO2 additions. SiO2 additions, regardless of source, resulted in BaAl2Si2O8 (celsian) formation. The prepared samples had short setting times and higher mechanical properties in comparison with standard calcium aluminate cement.

4- Conclusion

In this study barium aluminate cements were made with and without 10 wt% SiO2 from either kaolin or colloidal silica, and then crystalline phases development between 900 and 1450 8C evaluated. Also cold crushing strength after drying, setting time and SEM microstructure investigations were done and the following results were observed. 1. Addition of 10 wt% SiO2 using kaolin or colloidal silica to a BaAl2O4 composition leads to the formation of a barium aluminate–celsian composite cement. 2. Colloidal silica produced a more homogenous and finer microstructure in the composite cements than kaolin, with higher mechanical strength. 3. Pure barium aluminate cement has a very short setting time that caused a short set time during concrete mixing that was the shortest of all samples evaluated. 4. Addition of SiO2 regardless of the SiO2 source increased the set time of the barium aluminate and improved its workability. 5. The homogenous dispersion of fine celsian phase formed from colloidal silica can inhibit crack propagation in the castable and improve its mechanical properties.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

تأثیر افزودنی های SiO2 بر تشکیل سیمان و آلومینات سیمان باریم

The effect of SiO2 additions on barium aluminate cement formation and properties

بتن مقاوم مبتنی بر سیمان باریوم آلومینات-باریوم زیرکونات برای صنایع فولاد سازی

Refractory concrete based on barium aluminate–barium zirconate cements for steel-making industries

چکیده

1- مقدمه

2- مواد و آزمایش

2-1 مواد

2-2 آماده‌سازی ترکیبات سیمان

3- نتایج و بحث

3-1 ترکیب فازها در سیمان‌های آماده شده

3-2 سیمان‌سازی و ویژگی‌های پختن مخلوط سیمان‌های آماده شده

3-3 هیدراتاسیون

3-4 آماده‌سازی و مشخص کردن نمونه‌های بتن

3-5 ترکیب فاز، ریزساختار و خواص تکنولوژیکی سیمان شسته شده

4- نتیجه‌گیری

چکیده

پنج مخلوط سیمان نسوز با نسبت‌های مختلف باریت، زیرکونیا و آلومینای کلسیمی به وسیله‌ی پختن در دمای 1550 درجه‌ی سانتیگراد در مدت 3 ساعت آماده شدند. سیمان‌های به‌دست آمده، متشکل از مواد معدنی باریم آلومینائی و باریم زیرکوناتی بودند؛ در این سیمان‌ها، نسبت‌های قابل مقایسه‌ای از دی‌باریم سیلیکات نیز وجود داشت.
مخلوط سیمان‌های آماده شده از 70 درصد وزنی باریت، 10 درصد وزنی زیرکونیا و 20 درصد وزنی آلومینیا که حاوی نسبت‌های قابل توجهی از مواد معدنی باریم آلومینائی و باریم زیرکوناتی (به ترتیب 38 و 29 درصد وزنی) هستند، سیمان‌سازی خوب، نوع پختن و خاصیت نسوزندگی را نشان می‌دهند.
بتن‌های نسوز آماده شده از 20 درصد وزنی این سیمان و 80 درصد وزنی بوکسیت یا تراکم اسپینل مذاب تشکیل شده‌اند که به‌طور عمده شامل؛ مولیت، باریم آلومینائی، باریم زیرکوناتی و آلفا-کراندوم در بوکسیت یا اسپینل آلومینائی منیزیم و همچنین باریم آلومینائی و باریم زیرکوناتی در تراکم اسپینل مذاب می‌باشند. این مجموعه از مواد معدنی دارای ریزساختار فشرده و همگن هستند؛ پس می‌توانند ویژگی‌های مهم فناوری و الزامات مشخصات استاندارد بین‌المللی را ایجاد نمایند، یعنی دارای پایداری حجمی مناسب (تغییرات خطی دائمی فقط 62/0 و 28% است)، خواص مکانیکی خوب (680 و 610 کیلوگرم بر سانتیمتر مکعب)، مقاومت بالا در برابر خرد شدن (زیر 30 سیکل)، نسوزندگی بالا (بالای 1700 درجه سانتیگراد) و همچنین ظرفیت تحمل بالا (1560 و 1590 درجه سانتیگراد) می‌باشند. ترکیبی از این قابلیت‌ها در این بتن‌های نسوز، آنها را برای استفاده در شرایط سخت در فرآیندهایی با درجه حرارت بالا به ویژه در صنایع فولاد‌سازی مناسب می‌سازد.

4- نتیجه‌گیری

نوع جدیدی از سیمان‌های نسوز حاوی باریم آلومینائی و باریم زیرکوناتی با استفاده از باریت، آلومینای کلسیمی و زیرکونیای خالص به‌عنوان مواد اولیه تهیه شده است. گروه سیمان از 70 درصد وزنی باریت، 20 درصد وزنی آلومینا و 10 درصد وزنی زیرکونیا تهیه شده و حاوی مقادیر قابل توجهی BA (38 درصد وزنی) و BZ (29 درصد وزنی) می‌باشد و این ماده ساخته شده دارای خواص سیمان‌سازی خوب، پختن و نسوزندگی بالا می‌باشد. بتن‌های نسوز آماده شده از 20 درصد وزنی این سیمان و 80 درصد وزنی بوکسیت یا تراکم اسپینل مذاب تشکیل شده‌اند که به‌طور عمده شامل؛ مولیت، باریم آلومینائی، باریم زیرکوناتی و آلفا-کراندوم در بوکسیت یا اسپینل آلومینائی منیزیم و همچنین باریم آلومینائی و باریم زیرکوناتی در تراکم اسپینل مذاب می‌باشند. این مجموعه از مواد معدنی دارای ریزساختار فشرده و همگن هستند؛ پس می‌توانند ویژگی‌های مهم فناوری و الزامات مشخصات استاندارد بین‌المللی را ایجاد نمایند، یعنی دارای پایداری حجمی مناسب، خواص مکانیکی خوب، مقاومت بالا در برابر خرد شدن، نسوزندگی بالا و همچنین ظرفیت تحمل بالا می‌باشند. ترکیبی از این قابلیت‌ها در این بتن‌های نسوز، آنها را برای استفاده در شرایط سخت در فرآیندهایی با درجه حرارت بالا به ویژه در صنایع فولاد‌سازی مناسب می‌سازد.

Abstract

Five refractory cement mixes were prepared from different proportions of barite, zirconia and calcined alumina by sintering at 1500–1550 °C for 3 h. The obtained cements were composed of barium aluminate and barium zirconate minerals in addition to comparable proportions of di-barium silicate.
Cement mix prepared from 70 wt.% barite, 10 wt.% zirconia and 20 wt.% alumina and containing comparable proportions of barium aluminate and barium zirconate minerals (≈38 and ≈29 wt.%, respectively) shows a comporomise between good cementing, sintering and refractory properties.
Refractory concretes prepared from 20 wt.% of this cement and 80 wt.% of either bauxite or fused spinel aggregate are composed mainly of mullite, barium aluminate, barium zirconate and α-corundum in case of bauxite aggregate or magnesium aluminate spinel in addition to barium aluminate and barium zirconate in case of fused spinel aggregate. These assemblages of minerals exhibit compact and homogenous microstructure and results in outstanding technological properties that meet the requirements of international standard specifications, i.e., good volume stability (permanent linear change is only 0.62 and 0.28%, respectively) good mechanical properties (680 and 610 kg/cm2), high spalling resistance (>30 cycles), high refractoriness (>1700 °C) as well as high load bearing capacity (ta: 1560 and 1590 °C). The combination of these advantages in such refractory concretes makes them suitable for use in severe conditions at high temperature applications especially in steel-making industries.

4- Conclusion

New types of refractory cements containing barium aluminate and barium zirconate could be prepared using barite, calcined alumina and pure zirconia as starting materials. The cement batch prepared from 70 wt.% barite, 20 wt.% alumina and 10 wt.% zirconia and containing comparable proportions of BA and BZ (38 and 29 wt.%, respectively) shows a comporomise between good cementing, sintering and high refractory properties. Refractory concretes prepared from 20 wt.% of this cement and 80 wt.% of either bauxite or fused spinel aggregate are composed mainly of mullite, barium aluminate, barium zirconate and a-corundum in case of bauxite aggregate or magnesium aluminate spinel in addition to barium aluminate and barium zirconate in case of fused spinel aggregate. These assemblages of minerals exhibit compact and homogenous microstructure which lead to outstanding technological properties that meet the requirements of international standard specifications, i.e., good volume stability, high mechanical properties, good sintering, high refractoriness, high spalling resistance as well as high loadbearing capacity. The combination of these advantages in these refractory concretes enables their use at high temperature applications, especially in steel-making industries.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

بتن مقاوم مبتنی بر سیمان باریوم آلومینات-باریوم زیرکونات برای صنایع فولاد سازی

Refractory concrete based on barium aluminate–barium zirconate cements for steel-making industries

تهیه دیوپسید دارای توانایی تشکیل آپاتیت به وسیله فرآیند سل- ژل با استفاده از آلکواکسید فلز و نمک های فلزی

Preparation of diopside with apatite-forming ability by sol–gel process using metal alkoxide and metal salts

چکیده

1- مقدمه

2- روش تجربی

1-2- تهیه دیوپساید

2-2- مشخصه یابی پودر ژل خشک شده

3-2- ارزیابی زیست فعالی

4-2- آنالیز ساختار سطحی

5-2- آنالیز غلظت عنصری SBF

3- نتایج و بحث

1-3- خواص حرارتی پودر ژل خشک شده

2-3- تشکیل آپاتیت بر روی سطح دیوپساید

4- نتیجه گیری

چکیده

خواص بیولوژیکی (زیستی) و حرارتی دیوپساید (CaMgSi2O6)، تهیه شده به وسیله فرآیند سل-ژل با استفاده از آلکواکسید و نمک های فلزی به دلیل کاربرد آن به عنوان بیوماده (زیست ماده) بررسی شد. پیش ماده ژل تر از طریق هیدرولیز یک محلول همگن متشکل از Ca(NO3)2.4H2O، MgCl2.6H2O و Si(OC2H5)4 که در اتانول حل شده بوند، سنتز شد. اثر عملیات حرارتی بر روی تبلور محصول هیدرولیز شده به وسیله اندازه گیری های آزمون های DTA، XRD و TG-MS بررسی شد. با بررسی پودر ژل خشک به وسلیه اشعه ایکس مشخص شد که پودر آمورف بوده و سپس در دمای oC 751.4 به دیوپساید تک فازی متبلور می شود. این دمای تبلور از دمای تبلور پودر ژل خشک تهیه شده به وسیله فرآیند سل-ژل و با استفاده از آلواکسیدهای فلزی که به وسیله نونامی و دیگران گزارش شد، پایین تر بود؛ این امر پیشنهاد می کند که ترکیبات اسیدی از قبیل HNO3 و HCl تولید شده در پودر، طی فرآیند گرمایش باعث ترویج و گسترش تبلور می شود. علاوه بر این، هنگامی که قطعات دیوپساید سینتر (تفجوشی) شده در سیال شبیه ساز بدن غوطه ور شدند، یک لایه آپاتیت بر روی سطح دیوپساید تشکیل شد. در نتیجه، دیوپساید تهیه شده به وسیله فرآیند سل-ژل و با استفاده از آلکواکسید و نمک های فلزی بدون افزودن کاتالیست های اسیدی توانایی تشکیل آپاتیت را دارد.

مقدمه

دیوپساید (CaMgSi2O6) یکی از مواد معدنی پیروکسن است، که به عنوان یک ماده زیست فعال عالی شناخته شده و موضوع بسیاری از مطالعات قرار گرفته است. بر طبق این مطالعات، هنگامی که دیوپساید در سیال شبیه-ساز بدن (SBF) غوطه ور شود، کلسیم فسفات هایی شبیه آپاتیت بر روی سطح آن تشکیل شده و زیست فعالی مناسبی به دیوپساید می دهد. علاوه بر این، به نظر میرسد که دیوپساید سینتر شده نسبت به آپاتیت، با بافت های استخوانی زنده با سرعت بیشتری پیوند برقرار می کند. علاوه بر این دیوپساید، استحکام مکانیکی نسبتا بالا و میل زیستی عالی دارد. بنابراین دیوپساید به عنوان یک زیست ماده بالقوه در کاربردهای دندانی و استخوان مصنوعی در نظر گرفته شده است.

نتیجه گیری

دیوپساید به وسیله فرآیند سل-ژل با استفاده از آلکواکسید و نمک های فلزی به عنوان مواد شروع کننده واکنش، تهیه شد؛ و اثر عملیات حرارتی بر روی تبلور پودر ژل خشک و زیست فعالی قطعات دیوپساید سینتر شده با استفاده از غوطه وری دیوپساید در سیال شبیه ساز بدن (SBF) بررسی شد. با توجه به اندازه گیری های DTA و XRD، پودر ژل خشک تهیه شده با این روش، تبلور به دیوپساید تک فازی را در دمای oC 751.4 نشان می دهد. پودر حاصله بلورینگی بالاتری نسبت به دیوپساید تولید شده به وسیله روش آلکواکسیدی داشت. ترکیباتی اسیدی از قبیل HNO3 و HCl تولید شده در پودر طی فرآیند گرمایش، تبلور در عملیات حرارتی را گسترش می دهد. در ارزیابی زیست فعالی، پی برده شد که یک لایه آپاتیت در سطح دیوپساید در محلول SBF تشکیل شده است. این نتیجه نشان می دهد که دیوپساید سینتر و تهیه شده به وسیله فرآیند سل-ژل با استفاده از آلکواکسید و نمک های فلزی و بدون افزودن کاتالیست های اسیدی توانایی تشکیل آپاتیت و زیست فعالی قابل توجهی دارد.

Abstract

The thermal and biological properties of diopside, CaMgSi2O6 prepared by a sol–gel process using a metal alkoxide and metal salts were investigated for its applicability as a biomaterial. Precursor wet gel was synthesized by hydrolyzing a homogeneous solution consisting of Ca(NO3)2·4H2O, MgCl2·6H2O and Si(OC2H5)4 dissolved in ethanol. The effect of thermal treatment on crystallization of the hydrolyzed product was examined by DTA, XRD and TG–MS measurements. The dried gel powder was X-ray amorphous and crystallized into diopside single phase at 751.4 ◦C. This crystallization temperature was lower than that for the dried gel powder prepared by a sol–gel process using metal alkoxides reported by Nonami et al., which suggests that acidic compounds such as HNO3 and HCl generated in the powder during the heating process promotes the crystallization. Moreover, when the sintered body of diopside was immersed in simulated body fluid, an apatite layer was formed on the surface. Thus, the diopside prepared by the sol–gel process using the metal alkoxide and the metal salts without acidic catalysts addition was found to have an apatite-forming ability.

Introduction

Diopside (CaMgSi2O6), one of the pyroxene minerals, is known as an excellent bioactive material and has been the subject of many studies [1–8]. According to these studies, when diopside is immersed in simulated body fluid (SBF) apatite-like calcium phosphates are formed on its surface, giving a good bioactivity [9,10]. In addition, the sintered body of diopside seems to bond to living bone tissues more rapidly than apatite [11,12]. Moreover, diopside has a fairly high mechanical strength and superb biological affinity [13–15]. Diopside is therefore considered to have a potential as a biomaterial for artificial bone and tooth.

Conclusions

Diopside was prepared by a sol–gel process using a metal alkoxide and metal salts as the starting materials, and the effect of thermal treatment on crystallization of the dried gel powder and the bioactivity of the sintered body of diopside were examined by means of the immersion of the diopside in simulated body fluid (SBF). Referring to DTA and XRD measurements, the dried gel powder prepared by this method was suggested to crystallize into diopside single phase at 751.4 ◦C. The resultant powder possessed a higher crystallinity than that produced by the alkoxide method. Acidic compounds such as HNO3 and HCl generated in the powder during the heating process promoted the crystallization in thermal treatment. In the evaluation of the bioactivity, an apatite layer was found to be formed on the surface of diopside in SBF. This result suggested that the sintered body of diopside prepared by the sol–gel process using the metal alkoxide and the metal salts without acidic catalysts addition has an apatite-forming ability and a remarkable bioactivity.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

تهیه دیوپسید دارای توانایی تشکیل آپاتیت به وسیله فرآیند سل- ژل با استفاده از آلکواکسید فلز و نمک های فلزی

Preparation of diopside with apatite-forming ability by sol–gel process using metal alkoxide and metal salts

سنتز و توانایی تشکیل آپاتیت آکرمانیت

Synthesis and apatite-formation ability of akermanite

چکیده

1- مقدمه

2- روش آزمایش

3- نتایج و بحث

4- نتیجه گیری

چکیده

پودرهای آکرمانیت خالص (Ca2MgSi2O7) به وسیله روش سل-ژل سنتز شدند. پودرهای آکرمانیت متشکل از ذرات چند بلوری (پلی کریستالی) با ابعاد µm 5-40 بودند. توانایی تشکیل آپاتیت آکرمانیت با غوطه وری آن در یک سیال شبیه سازی شده بدن (SBF: Simulated Body Fluid) بررسی شد، و نتیجه نشان داد که هیدروکسی آپاتیت (HAp) پس از 10 روز غوطه وری تشکیل شده است. مطالعات ما نشان داد که آکرمانیت دارای توانایی تشکیل آپاتیت بوده و ممکن است در تهیه بیومواد (زیست مواد) جدید بکار رود.

مقدمه

مطالعات پیشین نشان داده اند که تعدادی از شیشه ها و شیشه-سرامیک های حاوی Si، Ca و Mg بسیار زیست فعال بوده و می توانند در کابردهای پزشکی مورد استفاده قرار گیرند ]1-3[. علاوه بر این، گزارش شده که دیوپساید (CaMgSi2O6) یک سرامیک حاوی Si، Ca و Mg زیست فعال بوده و هنگامی که در بدن خرگوش ها کاشته می شود، پیوند قوی با بافت استخوانی برقرار می کند ]4-7[. به علت شباهت در ترکیب با دیوپساید، آکرمانیت (Ca2MgSi2O7) نیز یک سرامیک حاوی Si، Ca و Mg است. بنابراین، منطقی است که فرض کنیم آکرمانیت ممکن است یک ماده زیست فعال باشد. آکرمانیت یک ماده معدنی با دمای ذوب بیش از 1450 درجه سانتی گراد و چگالی g/cm3 2.944 بوده، که تاکنون کاربردهای صنعتی مهمی نداشته است. به طور طبیعی آکرمانیت اغلب به صورت خالص یافت نشده و همراه با دیگر مواد معدنی است، و با دانش ما هیچ گزارشی در مورد سنتز شیمیایی آکرمانیت خالص ارائه نشده است.

نتایج

به طور خلاصه، پودرهای آکرمانیت به وسیله ی روش سل-ژل سنتز شده و در دمای oC 1300 کلسینه شدند، و همچنین اندازه پودرهای آکرمانیت حدود µm 5-40 بود. مطالعه در شرایط آزمایشگاهی نشان داد که این پودرها میتوانند تشکیل هیدروکسی آپاتیت بر روی سطحشان را پس از 10 روز غوطه وری در SBF تحریک کنند. مطالعه ما پیشنهاد می کند که آکرمانیت توانایی تشکیل آپاتیت را دارد و می تواند یک کاندیدای بالقوه به عنوان بیومواد (زیست مواد) ترمیم کننده بافت باشد.

Abstract

Pure akermanite (Ca2MgSi2O7) powders were synthesized by sol – gel method. The akermanite powders were composed of polycrystalline particles with dimensions of 5 – 40 Am. The apatite-formation ability of the akermanite was examined by soaking it in a simulated body fluid (SBF), and the result showed that hydroxyapatite (HAp) was formed after soaking for 10 days. Our study indicated that akermanite possessed apatite-formation ability and might be used for preparation of new biomaterials.

Introduction

Previous studies have shown that some glasses and glassceramics containing Si, Ca and Mg were highly bioactive and could be used for biomedical applications [1– 3]. Furthermore, diopside (CaMgSi2O6), a Si, Ca and Mg containing ceramic, has been reported to be bioactive and closely bonded to bone tissue when implanted in rabbits [4 – 7]. As an analogue with diopside in component, akermanite (Ca2MgSi2O7) is also a Si-, Ca- and Mg-containing ceramic. Therefore, it is reasonable to assume that akermanite may be a bioactive material. Akermanite is a mineral, with a melting temperature of >1450 jC and a density of 2.944 g/cm3 , and so far has no important industrial applications. The naturally occurring akermanite was often not pure and associated with other minerals, and to our knowledge, there was no report about chemical synthesis of pure akermanite.

Conclusions

In summary, pure akermanite powders were synthesized by sol – gel method and calcination at 1300 jC, and the size of akermanite powders was about 5 –40 Am. The in vitro study showed that powders could induce hydroxylapatite formation on their surface after 10 days of soaking in SBF. Our study suggests that akermanite possessed apatite-formation ability and might be a potential candidate as tissue repair biomaterials.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

سنتز و توانایی تشکیل آپاتیت آکرمانیت

Synthesis and apatite-formation ability of akermanite