سنتز و ساخت قطعات از نانو ذرات زیرکونیا و محلولهای جامد آن جهت استفاده در پیلهای سوختی اکسید جامد

یکی از رشته های زیر مجموعه فنی مهندسی که علاقمندان بسیاری در کشور ما  دارد رشته مهندسی مواد و متالوژی هستش که اتفاقا سایت دیجی لود در حال تکمیل سری جدیدی از پایان نامه های ارشد این رشته تحصیلی در تمامی گرایشهای آن برای کاربران گرانقدر خود میباشد. دیجی لود در ادامه پایان نامه ” سنتز و ساخت قطعات از نانو ذرات زیرکونیا و محلولهای جامد آن جهت استفاده در پیلهای سوختی اکسید جامد ”   با فرمت Word (قابل ویرایش) در 170صفحه را معرفی مینماید.

چکیده پایان نامه سنتز و ساخت قطعات از نانو ذرات زیرکونیا و محلولهای جامد آن جهت استفاده در پیلهای سوختی اکسید جامد :

نانو محلولهای جامد  Al/ZrO₂ وAl -Ni/ZrO₂  و Al-Ni-Cu/ZrO₂ به روش سنتز هم رسوبی با استفاده از هیدرولیز نمک های زیرکونیوم، آلومینیوم، نیکل و مس در اتانول آماده سازی شدند. محلول های جامد تهیه شده دردماهای مختلف و تحت اتمسفر هوا عملیات حرارتی شدند.و نقش عملیات حرارتی در تثبیت فاز مونوکلینیک در دماهای مختلف توسط XRD بررسی شد. خواص فیزیکی و شیمیایی نانومحلول های جامد تهیه شده توسط آنالیزهای FTIR ,UV-vis ,TEM ,SEM و EDX مورد بررسی قرارگرفت. باتوجه به نتایج آنالیز XRDتثبیت فازمونوکلینیک در محلول جامد صورت گرفته و نتایج SEM مورفولوژی کروی و یکنواختی اندازه ذرات رابرای نمونه های تهیه شده نشان می دهند. پودر های تهیه شده به منظور تولید مواد پایه آند پیل سوختی اکسید جامد، به روش تر و باتخلخل زای پلی اتیلن گلیکول مخلوط شده و توسط پرس هیدرولیک یکطرفه شکل دهی شدند و استحکام و دانسیته در آنها به مقدار بهینه رسید. دانسیته نسبی برای بهترین نمونه مقدار062/3 گرم برسانتی متر مکعب بدست آمد و تخلخل نمونه ها در حدود40-50 درصد محاسبه شد.

فهرست مطالب پایان نامه سنتز و ساخت قطعات از نانو ذرات زیرکونیا و محلولهای جامد

فصل اول : مقدمه. 1

1-1-  مقدمه. 2

فصل دوم : مروری برمنابع مطالعاتی.. 5

2-1-  فناوري نانو. 6

2-2- خواص نانوذرات… 7

2-3- روشهای توليد نانو ذرات… 7

2-4- کاربرد نانو تکنولوژي.. 8

2-5- نانو کامپوزيت های سراميکی.. 10

2-5-1- طبقه بندی نانو کمپوزیت های سرامیکی.. 10

2-5-2-  خواص و کاربرد نانو کامپوزیتهای سرامیکی.. 11

2-6- نانو محلولهای جامد سرامیکی.. 11

2-6-1- محلول جامد از نوع  بین نشینی.. 11

2-6-2- محلول جامد از نوع جانشینی.. 11

2-6-2-1- انواع محلول جامد جانشینی.. 11

2-6-3- خواص مکانیکی محلول های جامد. 12

2-6-4- محلولهای جامد  فوق اشباع. 12

2-7- روشهای سنتز نانو محلولهای جامد سرامیکی.. 12

2-7-1- آلیاژ سازی مکانیکی.. 12

2-7-2- سل- ژل. 13

2-7-3- رسوبی و همرسوبی (رسوبگذاری). 14

2-8-  پیل سوختی چیست؟. 15

2-9- تاریخچه پیل سوختی.. 18

2-10- انواع پیل های سوختی.. 19

2-10-1- پيل سوختي اسيد فسفريك  (PAFC) 19

2-10-2- پيل سوختي قليايي (AFC) 20

2-10-3- پيل سوختي كربنات  مذاب (MCFC) 20

2-10-4- پیل  سوختی الکترولیت پلیمر یا غشای مبادله کننده پروتون(PEFC) 21

2-10-5- پيل  سوختي  اكسيد جامد (SOFC) 22

2-10-5-1- تاريخچه پيل ‌سوختي اكسيد جامد (SOFC) 22

2-10-5-2- وظيفه صفحات الكترود متخلخل در پيل ‌سوختي اکسید جامد شامل موارد زير است… 24

2-10-5-3- روابط و واکنشهای موجود در یک پیل سوختی اکسید جامد. 24

2-10-5-4- نیروی الکتروموتیو (EMF) و معادله  نرنست برای پیل های سوختی اکسید جامد. 25

2-10-5-5- پتانسیل الکتروشیمیایی و رسانایی یونی در پیل های سوختی اکسید جامد. 26

2-10-5-6- محاسبه رسانایی الکتریکی و مقاومت الکتریکی برای پیل های سوختی اکسید جامد. 26

2-10-5-7-  جزئیات عملکرد پیل های سوختی اکسید جامد. 26

2-11-  مقايسه كلي بين پيل هاي سوختي از نظر دماي كاركرد و  بازده و توان توليدي.. 29

2-12- مزایا و معایب پیل های سوختی.. 30

2-13- موانع پیش روی استفاده از پیل های سوختی.. 31

2-14-  کاربرد های  پیل سوختی.. 32

2-15- زيرکونيا 33

2-15-1- خواص  فيزيكي، مكانيكي، و شيميائي زيركونيا 33

2-15-2- پلي مورف هاي زيركونيا 34

2-15-2-1-  فاز مونوكلينيك زيركونيا 34

2-15-2-2- فاز تتراگونال زيركونيا 35

2-15-2-3- فاز مکعبی زيركونيا 35

2-15-3- كاربرد های زيركونيا 35

2-15-3-1- كاربرد هاي مبتني بر خواص الكتريكي زيركنيا 36

2-15-3-2- كاربرد هاي مبني بر ديرگدازي زيركونيا 36

2-15-3-3- كاربرد هاي مبتني بر خواص مكانيكي.. 37

2-16- مقدمه ای برآند پیل سوختی اکسید جامد. 37

2-17- ناحیه سه فازی درآند. 38

2-18-  انواع مواد آندی.. 39

2-18-1-  سرمتYSZ  –Ni 39

2-18-2- فلورایت ها 41

2-18-3- مواد آندی پروسکایت… 44

2-18-4- مواد آندی تنگستن برنز. 48

2-18-5- مواد آندی پیروکلر. 49

2-18-6- مواد آندی سولفور آزاد. 50

2-19- توسعه سینتیک و مکانیسم واکنش و مدل آند ها 51

2-20- توسعه تکنولوژی های ارزان قیمت برای تولید و ساخت آند. 55

فصل سوم : فعالیت های آزمایشگاهی.. 58

3-1- مواد اولیه مورد استفاده 59

3-2- روش کار.  محلولهای جامد 60

3-2-1- مراحل سنتز پودر (AZ). 60

3-2-1-1- مرحله اول: اختلاط مواد اولیه. 61

3-2-1-2- رفلاکس سیستم. 61

3-2-1-3- مرحله سوم: سانتریفیوژ محلول. 62

3-2-1-4- مرحله ی چهارم : شستشو رسوب بدست آمده 62

3-2-1-5- مرحله پنجم: خشک کردن و عملیات حرارتی اولیه. 62

3-2-2- سنتز پودر AZN)). 62

3-2-3- سنتز پودر (AZNC) 63

3-3- تهیه و ساخت آند پیل سوختی اکسید جامد. 64

3-3-1- روش خشک… 65

3-3-1-1- تخلخل زای: PVA (پلی ونیل استات). 65

3-3-1-2- تخلخل زای: T.P.P (تری فنیل فسفین). 67

3-3-1-3- تخلخل زای :خاک اره 68

3-3-1-4- تخلخل زای:CMC  (کربوکسی متیل سلولز). 69

3-3-1-5- تخلخل زای: نمک طعام  (NaCl ). 70

3-3-1-6- تخلخل زای:  شکر. 70

3-3-1-7- تخلخل زای: اوره Urea. 71

3-3-1-8- تخلخل زای:PEG  (پلی اتیلن گلیکول). 72

3-3-1-9- تخلخل زای :MC  (متیل سلولز). 73

3-3-1-10- تخلخل زای: مخلوط PVA و T.P.P. 74

3-3-1-11- تخلخل زای : مخلوط T.P.P وMC.. 75

3-3-1-12- تخلخل زای: اختلاط  PVAو  PEG.. 75

3-3-1-13- تخلخل زای: PEG وMC.. 76

3-3-1-14- تخلخل زای: PEG وT.P.P. 76

3-3-1-15- تخلخل زای: PVA، PEG، MC.. 77

3-3-1-16- تخلخل زا ی : PVA،PEG ، T.P.P. 77

3-3-2- روش تر. 78

3-3-2-1- تخلخل زای: PVA (پلی ونیل استات). 78

3-3-2-2- تخلخل زای : T.P.P (تری فنیل فسفین). 80

3-3-2-3- تخلخل زای:  MC(متیل سلولز). 82

3-3-2-4- تخلخل زا:PEG  (پلی اتیلن گلیکول). 83

3-3-3- ساخت آند نهایی توسط PEG.. 85

3-4- اندازه گیری چگالی قطعات ساخته شده 87

3-4-1- دانسیته ارشمیدسی.. 87

3-4-2-  دانسیته معمولی.. 87

3-5- تجهیزات مورد استفاده 88

3-5-1- آنالیز براش اشعه ایکس (XRD) 88

3-5-2- آنالیز طیف سنجی مادون قرمز فوریه (FTIR) 88

3-5-3- آنالیز میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و آنالیز (EDX) 88

3-5-4- آنالیز UV-vis. 88

3-5-5- آنالیزمیکروسکوپ الکترونی عبوری TEM… 88

فصل چهارم : نتایج و بحث… 90

4-1- بررسی خواص فیزیکی وشیمیایی پودرسنتزشده 91

4-1-1- بررسی نتایج حاصل ازآنالیزتفرق اشعه ی ایکس…. 91

4-1-1-1- نمونهAZ.. 91

4-1-1-2- نمونه : AZN.. 96

4-1-1-3- نمونه AZNC.. 97

4-1-2- ارزیابی تثبیت فازی در نمونه های تهیه شده، با استفاده از آنالیز پراش اشعه ی ایکس…. 98

4-1-2-1- نمونه AZ.. 99

4-1-2-2-  نمونه AZN.. 99

4-1-2-3-  نمونه AZNC.. 100

4-1-2- نتایج حاصل از طیف سنجی مادون قرمز. 101

4-1-2-1- نتایج حاصل از طیف سنجی مادون قرمزنمونه AZ.. 101

4-1-2-2- نتایج حاصل از طیف سنجی مادون قرمز نمونه AZN.. 103

4-1-2-3- نتایج حاصل از طیف سنجی مادون قرمز نمونه AZNC.. 104

4-1-3- نتایج حاصل از آنالیز میکروسکوپ الکترونی روبشیSEM  و عبوری TEM… 105

4-1-3-1- نتایج آنالیز SEM  برای نمونه AZ.. 106

4-1-3-2-  نتایج آنالیز  TEMبرای نمونه AZ.. 108

4-1-3-3- نتایج آنالیز  SEMبرای نمونه  AZN.. 109

4-1-3-4- نتایج آنالیز  TEMبرای نمونه AZN.. 111

4-1-3-5- نتایج آنالیز  SEM برای نمونه AZNC.. 112

4-1-3-6- نتایج آنالیز  TEMبرای نمونهAZNC.. 114

4-1-4- نتایج حاصل از تست EDX.. 115

4-1-4-1- نتایج حاصل از تست EDX برای نمونه AZ.. 115

4-1-4-2- نتایج حاصل از تست EDX برای نمونهAZN.. 116

4-1-4-3- نتایج حاصل از تست  EDXبرای نمونه AZNC.. 116

4-1-5- نتایج حاصل از تست UV-vis. 117

4-1-5-1- نتایج حاصل از تست UV-vis برای نمونه AZ.. 117

4-1-5-2- نتایج حاصل از تست UV-vis برای نمونه AZN.. 118

4-1-5-3- نتایج حاصل از تست UV-vis برای نمونه AZNC.. 119

4-1-6-  نتایج حاصل از قطعات ساخته شده به روش اختلاط خشک… 121

4-1-6-1- نتایج حاصل از قطعات ساخته شده با تخلخل زای PVA.. 121

4-1-6-2- نتایج حاصل از قطعات ساخته شده با تخلخل زای T.P.P. 121

4-1-6-3- نتایج حاصل از قطعات ساخته شده با خاک اره 121

4-1-6-4- نتایج حاصل از قطعات ساخته شده با CMC.. 121

4-1-6-5- نتایج حاصل از قطعات ساخته شده با نمک طعام. 121

4-1-6-6- نتایج حاصل از قطعات ساخته شده با شکر. 121

4-1-6-7- نتایج حاصل از قطعات ساخته شده با اوره 122

4-1-6-8- نتایج حاصل از قطعات ساخته شده با PEG.. 122

4-1-6-9- نتایج حاصل از قطعات ساخته شده با MC.. 122

4-1-6-10- نتایج حاصل از قطعات ساخته شده با PVA و T.P.P. 122

4-1-6-11- نتایج حاصل از قطعات ساخته شده با MC و T.P.P. 122

4-1-6-12- نتایج حاصل از قطعات ساخته شده با  PVA و PEG.. 122

4-1-6-13- نتایج حاصل از قطعات ساخته شده با  PEGوMC.. 122

4-1-6-14- نتایج حاصل از قطعات ساخته شده با PEG  و T.P.P. 123

4-1-6-15- نتایج حاصل از قطعات ساخته شده با  PEGو PVA و MC.. 123

4-1-6-15- نتایج حاصل از قطعات ساخته شده با  PEGو PVA و T.P.P. 123

4-1-7-  نتایج حاصل از اختلاط تخلخل زا ها با حلال برای تهیه یک تخلخل زای مناسب… 123

4-1-7-1-  نتایج حاصل از اختلاط تخلخل زای  PVA و حلال. 123

4-1-7-2-  نتایج حاصل از اختلاط تخلخل زای  T.P.P و حلال. 124

4-1-7-3-  نتایج حاصل از اختلاط تخلخل زای  MCو حلال. 124

4-1-7-4-  نتایج حاصل از اختلاط تخلخل زای  PEGو حلال. 124

4-1-8-  نتایج حاصل از قطعات ساخته شده به روش اختلاط تر. 125

4-1-8-1- نتایج حاصل از قطعات ساخته شده با تخلخل زای PVA   به روش اختلاط تر. 125

4-1-8-2- نتایج حاصل از قطعات ساخته شده با تخلخل زای T.P.P به روش اختلاط تر. 125

4-1-8-3- نتایج حاصل از قطعات ساخته شده با تخلخل زای MC  به روش اختلاط تر. 125

4-1-8-4- نتایج حاصل از قطعات ساخته شده با تخلخل زای PEG  به روش اختلاط تر. 125

4-9-1- نتایج حاصل از دانسیته ارشمیدسی برای قطعات… 126

4-10-1- نتایج حاصل از دانسیته معمولی برای قطعات… 127

فصل پنجم : نتیجه گیری وپیشنهادات… 128

5-1- نتیجه گیری نهایی.. 129

5-2-  پیشنهادات… 130

مراجع.. 131

فهرست جداول تحقیق محلولهای جامد

فهرست تصاویر

راهنمای خرید و دانلود فایل

برای پرداخت، میتوانید از کلیه کارتهای عضو شتاب  استفاده نمائید.

بعد از پرداخت آنلاین لینک دانلود فعال و نمایش داده میشود ، همچنین یک نسخه از فایل همان لحظه به ایمیل شما ارسال میگردد.

در صورت بروز  هر مشکلی،میتوانید از طریق تماس با ما  پیغام بگذارید و یا در تلگرام با ما در تماس باشید، تا شکایت شما مورد بررسی قرار گیرد.

برای دانلود فایل روی دکمه خرید و دانلود  کلیک نمایید.